Perhitungan konveyor

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM

PERHITUNGAN CONVEYOR

Oleh : Ayi Ruswandi JURUSAN TEKNIK PERANCANGAN MANUFAKTUR POLITEKNIK MANUFAKTUR BANDUNG


6.

PERHITUNGAN CONVEYOR Perhitungan konstruksi konveyor konveyor ditentukan didalam DIN 22101

6. 1 USAHA DAN DAYA PEMINDAHAN Usaha pemindahan W : adalah usaha yang dipakai untuk untuk memindahkan suatu beban tertentu dari satu tempat ke tempat lain.

W=F.s

W : Usaha [ Nm ],[ Joule ] F : Gaya [ N ] S : Jarak [ m ]


Daya pemindahan P : Kapasitas / Usaha memindahkan sejumlah material per satuanwaktu pada persyaratan kerja yang telah ditentukan. W P = -----t

F s

W F.s P = ----- = ------ = F. v t t

P : Daya [ Joule/s ], [ Watt ] W : Usaha [ J ] t : Waktu [ s ] F : Gaya [ N ] s : Jarak [ m ] v : Kecepatan [ m/s ]


Gaya ( F ) : [ N ] Gaya F merupakan resultan gaya hambatan s dari; F = FH + FN + Fst + FS

Fs FH+FN

Dimana : FH + FN : Gaya hambatan gesekan rol + ban dan muatan Fst : Gaya hambatan kemiringan instalasi FS : Gaya hambatan dinamis yang sifatnya khusus dan kondisional Gaya-gaya hambatan yang ada yang harus diatasi oleh motor penggerak. (Gaya keliling pada tromol penggerak).


Gaya karena hambatan gesekan pada Instalasi



H

L

FH + FN = L . C . f . [qR + (2 . qG + qL) cos Dimana : L : Jarak pemindahan [ m ] qR : Beban / m akibat putaran roll atas & bawah[ N/m ] qG : Beban / m akibat massa atau berat band [ N/m ] qL : Beban / m akibat massa yang dipindahkan [ N/m ] cos : Harga kemiringan Instalasi,  < 15° diambil cos   1 f : Harga gesekan fiktif (tergantung kondisi kerja) C : Harga hambatan dengan pertimbangan menyeluruh (diagram

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM qL

: Beban / m akibat massa yang dipindahkan

qL =  x g x Ath

f : Harga gesekan fiktif (tergantung kondisi kerja) f : Harga gesekan fiktif f  0,017 kerja sedang f  0,020 kerja normal f  0,27 kerja berat

[ N/m ]

Dimana ;  : massa jenis [ kg/m3 ] g : gravitasi [ m/s2 ] Ath : Luas penampang muatan [mm2] Diagram C (tergantung jarak pemindahan )

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM 6.2 PENAMPANG MUATAN KONVEYOR 1. Penampang muatan theoritis ban datar

Ath = (0.5 * b)2* tan 15

Gbr. 12. Penampang muatan pada ban datar

Lebar B  2000 mm b = 0.9 * B – 50 mm Lebar B  2000 mm b = B – 250 mm

2. Penampang muatan theoritis ban dengan tekukan Ath = A1th + A2th Ath = [ 0,25 . b / (1 +  ) ] . [ 0,268 ( cos  +  )  + sin  . cos  + 2.  sin  ]

Gbr. 13. Penampang muatan pada

Bentuk tekukan  : m  = 0 dua rol pendukung  = ------= 0 dan  = 0 ban datar

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM v

Ath

3. Kapasitas Angkut : Kapasitas volume angkut theoritis : Qvth = Ath . v

[ m  / s ]

Kapasitas volume angkut nominal

: Qvn =  . st . Qvth [ m / s ]

Kapasitas masa angkut nominal

:

Gaya berat persatuan panjang

Qmn = . Qvn

[ Kg / s ]

: qln = Qmn . g [N/s ] qln =  . st .  . g . Ath . v

Dimana : v

: kecepatan angkut

[ m/s



: masa jenis material

[ kg/m ]



]

: faktor pengisian ( 0,7    1,1 )

st : faktor pengurangan pengisian karena kemiringan instalasi


v

Ath

Kecepatan angkut v : •

Tanah / bongkahan batu bara

v=4

•

Bahan tambang/ yang licin

v = 3,3 m/s

•

Batu bara tambang bawah tanah

v=2

–

3 m/s

•

Hasil pertanian

v=1

–

2 m/s

•

Mudah beterbangan (terigu/semen) v = 1 m/s

•

Bahan bangunan

–

6,5 m/s

v = 1 m/s



8 m/s

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM Fst : Gaya karena kemiringan ( ketinggian ) Instalasi

 L

Fst = qL x H [ N/m ] Dimana : H : ketinggian pemindahan [ m] H : (+) Tanjakan

H

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM FS : Gaya karena faktor khusus/tertentu, FS = F

+ Fsch + Fr + Fs + FaA + F1 + Ft

Dimana : F

: Gaya hambatan jatuhan pada waktu pengisian

Fsch

: Gaya hambatan plat pengarah material

Fr

: Gaya hambatan penyapu ban / pembersih

FS

: Gaya hambatan penyapuan muatan

FaA

: Gaya hambatan kelembaman pada daerah pemindahan

Fsch.A : Gaya hambatan plat pengarah material pada waktu terjadi "percepatan" F1

: Gaya hambatan ban pada tromol

Ft

: Gaya hambatan bantalan tromol


F : Gaya hambatan jatuhan pada waktu pengisian F

= L

x

Ce

x

( qG + qL )

cos

sin

Dimana : L = jarak perpindahan [ m ] C = faktor pembebanan untuk ;  = 30°   0,4  = 45°   0,5  = koefisien gesek band & roll  0,3  = 1° . . 3°

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM Fsch : Gaya hambatan plat pengarah material Im2 . g . l Fsch = ------------------------c. v2 . b2 μ .

b

gL Im = mL . v = --------. v g μ

Im g l c v b

= koef. gesekan muatan dengan plat  0,5 … 07 = arus massa [ kg/s ] = gravitasi [ m/s2 ] = jarak antara plat pengarah muatan [ m ] = berat jenis muatan [ kg/m3 ] = kecepatan pemindahan [ m/s ] = lebar plat pengarah [ m ] 

l

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM  Fr : Gaya hambatan penyapu ban / pembersih B . d . p .  Fr = ----------------------- . v cos  . sin 

Dimana : B = Lebar ban [ mm ] d = kekerasan bahan penyapu (starke) p = tahanan antara band dan penyapu p  0,03 … 0,1 [ N/mm2 ]  = koef. gesek band & penyapu pada B dan d ( 0,6 … 0,75 )  = sudut penyapuan  = sudut penyetelan (terhadap permukaan band)





PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM  FS : Gaya hambatan penyapuan muatan

v FS = B . Ks B = lebar band [ mm ] Ks = faktor penyapuan [ 1,5 N/mm ]

• FaA = Gaya hambatan kelembaman pada daerah pemindahan

FaA = Im ( v - vo ) Im = arus massa [ kg/s ] v = kecepatan perpindahan [ m/s ]

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM  Fsch.A : Gaya hambatan plat pengarah material pada w aktu terjadi "percepatan"

. Im2 . g . la Fsch.A = -----------------v+vo 2  . ----- . b2 2 μ2

v2 - vo2 la = --------2. μ1. g

Dimana : la : Jarak minimal percepatan [ mm ] vo : kec. pengisian muatan [ m/s] b : lebar pelat pengarah [ mm ] 1 : koef. gesek antara ban & muatan ( 0,5 … 0,7 ) 2 : Koef. gesek antara muatan & pengarah ( 0,5 … 0,7 ) Im : arus masa [ kg/s]  : berat jenis muatan [ kg/m3 ]

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM  F1 : Gaya hambatan ban pada tromol

T d Fr = C1 . B . ( K1 + ----- ) -----B D

B : Lebar ban d : tebal ban T : Gaya tarik rata-rata D: Diameter tromol

C1 = 0.09 dan K1 = 14 N/mm untuk band dengan penguat textil C2 = 0,12 dan K1 = 20 N/mm untuk band dengan penguat baja  Ft : Gaya hambatan bantalan tromol

do Ft = 0,005 . FA . -------D

FA : jumlah vektorial gaya pada ban didaerah tromol do : diameter poros bantalan tromol D : diameter tromol

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM 6.4 GAYA TARIKAN PADA BAND Gaya tarikan pada band T1 dihitung dari persamaan Eytelweinschen. Gaya-gaya pada rol penggerak : a : 1 rol penggerak b : 2 rol penggerak c : 3 rol penggerak

T1/T2  exp (  ) dan Fu = T1 - T2   1 T1  Fu  1  - 1  exp. ( μα ) - 1 

T2



Fu 

exp . ( μα ) - 1

dimana Fu = F

 adalah harga gesekan antara band dengan tromol penggerak.  = 0.1 Tromol hasil bubutan basah  = 0.35 - 0.4 Tromol kering  = 0.3 Tromol dengan alur gesek lembab  = 0.45 Tromol dengan alur gesek kering

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM 6.5 GAYA PENGENCANGAN BAND CONVEYOR Fu = Two + Twu Two / Twu = 5 : 1 sampai 4 : 1 Gaya pengencangan Gv = 2 x Tv dimana Tv = T2 + Twu

Gbr.14. Diagram aliran gaya pada band berjalan horisontal

Two : Hambatan dinamis pada bagian atas roll

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM 7. CONTOH SOAL PERHITUNGAN CONVEYOR Soal 1 : Jarak pemindahan L = 250 m Tinggi pemindahan H = 20 m  BJ Muatan = 1800 kg/m3 Koef. gesek roll f = 0.027 Kapasitas pemindahan Qqmn = 420 ton/jam ( Nominal ) Efisiensi penggerak  = 0.82 Lebar band dengan tekukan B = 0.8 m  Sudut tekukan = 20o Kecepatan band v = 1.2 m/s Massa band qg = 14.5 kg/m Massa roll bagian atas qro = 24.5 kg jarak roll 0.8 m Massa roll bagian bawah qru = 11.8 kg jarak roll 2.5 m Hambatan-hambatan lain diabaikan. Tentukan daya penggerak yang diperlukan dan gaya pengencangan ?

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM P =F. v  F = FH + FN + Fst + FS FH + FN = L . C . f . [qR + (2 . qG + qL) cos  Qmn = 420 ton/jam =

420 . 103

= 116,7 kg/s

3600 qL 

Qmn . g



116,7 (9,81)

v

1,2

 953,75 N/m

qR = qro + qru qR = 347,97 N/m

qru 

11,8 kg 2,5 m

. 9,81



46,30 N/m

FH  FN  250 . (0,027) . (1,38) . 347,97  ( 2 .14,5 (9,81)  953,75 ) .1   14776 N Fst = qL x H = 953.75 x 20 = 19075,5 N  F = 19075,4 + 14775,6 = 33851 N P = F x v = 33851 . 1,2 = 40,6 kW Pm = P/ = 40,6 / 0,8 = 50,75 kW

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM GAYA PENGENCANGAN :

Tv = T2 + Twu Fu 33851   16 x 925,5 e - 1 e Q . 0,35 - 1 Fu = Two + Twu Two / Twu = 4 : 1 Fu = 5 Twu T2 

Twu 

Fu 5



33851 5

 6770,2 N

Tv = 16 x 9255,5 + 6770,2 = 23695,7 N Gv = 2 x Tv = 2 x 23695,7 = 47391,4 N 

……. kg

PROGRAM PRAKTEK GAMBAR & PERANCANGAN MEKANIK UMUM Diameter baut penahan :

σ



F A



σ ij

Bahan St 37 dengan Re 240 N/mm2

σij

A



Re Sf

F 

ij

1,5

47391,4 N 

σ



240 N/mm 2

160 N/mm 2



 160 N/mm

296,2mm 2

Diambil As = 303 mm2 dari tabel EMS untuk baut ISO M 22


Soal 2 : Sebuah bengkel pengecoran memerlukan alat pemindah pasir cetak dengan persyaratan sbb : • Jarak pemindahan ( L ) = 100 m • Panjang muatan (  ) = 2000 kg/m3 • Roll yang tersedia di pasaran, ban dengan penguat textile lebar = 500 mm, • massa band = 10 kg/m, • massa roll atas = 20 kg/m, • massa roll bawah = 10 kg/m. • Efisiensi mekanis = 0,9, • koefisien roll dan ban (fiktif) = 0,03. Tentukan daya ? Tentukan gaya pengencangan ?

Perhitungan konveyor

Recommend Documents