PROJECT
MECHANICAL CONSTRUCTION DESIGN “Belt Conveyor”
Kelompok : II Hariyono (1007113536) DickyIkhwandi (1007113574) TaufikHidayat IkhlashSyukran
STUDY PROGRAM S1 MECHANICAL ENGINEERING FACULTY OF ENGINEERING UNIVERSITY OF RIAU 2013
KATA PENGANTAR Dengan mengucapkan puji syukur atas kehadiran Tuhan Yang MahaEsa, atas segala kebesaran dan limpahan nikmat yang diberikan-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah yang mengenai “Perancangan Konstruksi Mesin”. Adapun penulisan laporan ini untuk mengetahui perancangan belt covenyor, prinsip kerja belt conveyor, berserta perhitungan belt conveyor, pengolahan data serta analisis dan kesimpulan setelah melakukan perancangan conveyor. Dalam penyusunan makalah ini, penulis menyadari pengetahuan dan pengalaman penulis masih terbatas. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan adanya kritik dan saran bagi pembaca dan pihak lainnya agar makalah ini lebih baik. Adapun penulis mengucapkan terima kasih kepada para pembaca, semoga makalah ini dapat berguna bagi kita semua.
Pekanbaru, 21 Maret 2013
Penulis
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR TABEL
DAFTAR SIMBOL
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Belt conveyor digunakan pada berbagai industri sebagai transportasi berbagai material dalam lingkungan industri tersebut. Material yang diangkut mulai dari raw material hingga hasil produksi, termasuk memindahkan material antar work stasion. Dengan menggunakan belt conveyor dapat menghemat biaya produksi serta meningkatkan laju produksi. Di dalam makalah ini, penulis ingin merancang suatu sistem konveyor yang akan digunakan untuk mentransfer semen dari stockpile menuju kapal pengangkut yang berjarak 250m dengan kapasitas 2000 ton per jam. Sistem konveyor adalah suatu cara memindahkan, memproses, dan membawa semen dari stockpile menuju alat transportasi, untuk mendistribusikan semen dengan waktu yang relatif lebih cepat meskipun dari tempat jauh. 1.2 Tujuan Karena suatu perancangan konstruksi mesin haruslah benar-benar akurat atau teliti, maka khusus dalam perancangan konstruksi mesin ini terdapat beberapa tujuan yang hendak dicapai, antara lain : a. Dapat merancang belt conveyor berdasarkan buku pegangan. b. Dapat mengetahui cara kerja belt conveyor. c. Dapat menggambarkan belt conveyor dengan AutoCAD. 1.3 Manfaat Ada pun manfaat yang didapatkan mahasiswa dalam tugas Perancangan Konstruksi Mesin ini adalah sebagai berikut : a.
Mahasiswa dapat merancang belt conveyor dengan tepat.
b.
Mahasiswa dapat melakukan perancangan menggunakan tahap-tahap yang baik.
c.
Mahasiswa mampu menerapkan ilmu perancangan secara baik, aman, dan handal serta hasil rancangan disesuaikan dengan standar.
d.
Mengembangkan ilmu yang dipelajari agar dapat di terapkan dalam keahlian.
1.4 Batasan Masalah Dalam melakukan perancangan (design) kali ini, penulis merancang Belt Conveyor. Hal-hal yang dibahas adalah perhitungan kecepatan, berat material, pemilihan idler, tegangan dan daya belt, dan daya motor. 1.5 Sistematika Penulisan Dalam penulisan Perancangan Konstruksi Mesin disajikan dalam bentuk Bab per Bab yang kemudian diuraikan dalam sub Bab. Adapun Bab-Bab yang ada secara garis besar adalah sebagai berikut : BAB I
: PENDAHULUAN Berisi tentang latar belakang, tujuan, manfaat, batasan masalah dan sistematika penulisan.
BAB II
: TEORI DASAR Berisi tentang konstruksi belt conveyor, profil conveyor, metode discharger belt conveyor, karakteristik material angkut, kecepatan belt, daya belt, pemilihan pulley, pemilihan belt, pemilihan idler dan teknik splice.
BAB III : METODOLOGI Berisi flow chart perencanaan dan perhitungan perencanaan konstruksi meliputi perencanaan belt conveyor dan pemilihan materialnya. BAB IV : ANALISIS Berisi tentang menganalisis hasil perhitungan yang telah dilakukan pada bab sebelumnya. BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN Berisi tentang kesimpulan hasil perencanaan konstruksi dan saran.
BAB II TEORI DASAR 2.1 Konstruksi Belt Conveyor
Gambar 2. 1 Skematik Komponen Belt Conveyor Berdasarkan standar dari Conveyor Equipment Manufacturers Association (CEMA) konstruksi dasar conveyor secara umum terdiri dari : 1.
Tail Pulley (dalam kasus tertentu dapat sebagai drive pulley dengan drive-unit yang dipasangkan padanya).
2.
Snub Pulley (pada head-end dan tail-end)
3.
Internal belt cleaner (internal belt scrape)
4.
Impact idlers (impact roller)
5.
Return idlers (return roller)
6.
Belt
7.
Bend pulleys
8.
Take-up pulley
9.
Take-up unit
10. Carrying idlers 11. Pulley cleaner 12. Eksternal belt cleaner (eksternal belt scraper)
13. Head pulley (biasanya sebagai discharge pulley dan juga drive pulley)
2.2 Profil Conveyor Profil dasar conveyor secara umum adalah :
Gambar 2. 2 Profil Belt Conveyor 2.3 Metode Discharge Pada Belt Conveyor Metode penumpahan material pada conveyor secara umum antara lain : 1. Head Pulley Discharge. Metode ini yang paling banyak digunakan dalam penumpahan material.
Gambar 2. 3 Head Pulley Discharge
2. Both end Discharge. Penumpahan material dapat dilakukan pada dua arah yaitu pada head atau tail.
Gambar 2. 4 Both End Discharge 2.4 Karakteristik Material Angkut Belt conveyor digunakan untuk menghantarkan material angkut. Material angkut dikirimkan bersama dengan material lain yang tercampur selama proses pengiriman. Material angkut memiliki karakteristik yang berbeda, sebagian diantaranya berbentuk halus dan sebagian lainnya berbentuk kasar, dan lainlainnya. Bentuk luar dari material tersebut memiliki pengaruh yang besar dalam mendesain conveyor. Oleh sebab itu, awalnya sangat dibutuhkan pemahaman dan pengertian tentang sifat-sifat asli dari material angkut yang akan dikirim. Pengetahuan ini dapat membantu dalam mendesain conveyor yang tepat, ekonomis dan optimal dengan minimal masalah dalam pengoperasian. Beberapa informasi penting tentang material angkut yang perlu diketahui dalam perhitungan desain conveyor, antara lain : a. Ukuran lump, grain dan powder. b. Distribusi lump, grain, dan powder (%). c. Densitas material angkut (berat volume) (t/m3). d. Angle of repose (keadaan standstill) material setelah penjatuhan). e. Angle of surcharge (sudut ketika material pada keadaan istirahat selama pergerakan conveyor). f. Moisture content (%). g. Temperature (°C).
h. Karakteristik khusus : kekerasan, debu, kelengketan, racun, bubuk, kerapuhan. i. Kondisi yang dibutuhkan selama diangkut. j. Nama material yang dibawa.
Tabel 2. 1 Menunjukkan hubungan antara angle of repose dan angel of discharge
Tabel 2. 2 Menunjukkan karakteristik dan kode dari material yang diangkut berdasarkan standar internasional
Tabel 2. 3 Menunjukkan berbagai jenis material angkut dan data yang saling berhubungan
2.5 Kapasitas Rumus kapasitas yaitu : Q = A . v . γ . 60 (horizontal) Q = k . A . v . γ . 60 (inklinasi) Keterangan : A : Total cross-sectional area yang terbentuk pada belt akibat penopangan idler dan angle of surcharge (m) V : Kecepatan belt (m/min) γ : Densitas material (t/m3) k : Faktor pengurangan inklinasi Q : Kapasitas angkut (tph) Tabel 2. 4 Inclination Reduction Faktor (K)
2.6 Luas Penampang Beban Gambar 2.5 memperlihatkan luas cross-section beban pada belt yang dibentuk oleh idler dengan sudut troughing (ß) tertentu. Untuk mempercepat pencarian luas daerah tersebut, tabel 2.5 dapat langsung digunakan.
Gambar 2. 5 Load Cross Section
Tabel 2. 5 Area Of Load Cross Section
2.7 Kecepatan Belt Kecepatan conveyor dapat dicari juga dengan rumus kapasitas setelah diketahui lebar belt, karakteristik material, dan penentuan kapasitas. Kecepatan belt dapat meningkat sebanding dengan lebar belt dan kecocokkan kecepatan yang tergantung pada karakteristik material, khususnya ukuran lumpmaterial.
Tabel 2. 6 Recommended Maximum Belt Speeds
Tabel 2. 7 Belt Width Berdasarkan Kapasitas Pada Kecepatan 100 FPM
Tabel 2. 8 Kecepatan Belt Berdasarkan Lump Size
2.8 Perhitungan Tegangan dan Daya Belt 2.8.1 Tegangan Efektif, Te Komponen rumus tegangan efektif belt adalah : Tx = Tahanan akibat gesekan pada idler (lbs)
= L x Kx x Kt
Tyc = Tahanan belt flexure pada carrying idler (lbs) = L x Ky x Wb x Kt Tyr = Tahanan belt flexure pada return idler (lbs) = L x 0,015 x Wb x Kt Tym = Tahanan material flexure (lbs) = L x Ky x Wm Tm = Tahanan material lift (+) atau lower (-) (lbs) = ± H x Wm Tp = Tahanan pulley (lbs) = ((Nts x Pt) + (Nss x Pt)) x 0,445 Tam = Tahanan percepatan material (lbs) = 2,8755 x 10-4 x Q x (v ± v0) Tac = Tahanan dari aksesoris (lbs) = Tbc + Tpc Maka rumus tegangan efektif adalah Te= Tx + Tyc + Tyr + Tym + Tm + Tp + Tam + Tac (lbs) Dimana : L
= panjang conveyor (ft)
K
= faktor koreksi ambient temperature
Kt = faktor gesekan idler (lbs/ft) Ky = faktor untuk menghitung gaya belt dan beban flexure pada idler Wb = berat belt (lbs/ft) Wm = berat material = (33,33 x Q) / v (lbs/ft) Q
= kapasitas konveyor
v
= kecepatan belt (fpm)
v0 = kecepatan initial material saat penjatuhan didaerah loading (fpm) H
= jarak vertical material lift atau lower (ft)
2.8.2 Faktor Koreksi Ambient Temperatur, Kt Tahanan putaran idler dan tahanan flexure pada belt meningkat pada operasi cuaca dingin. Pada cuaca dingin yang ekstrim diperlukan pelumasan lebih pada idler untuk mencegah peningkatan tahanan putaran idler. Gambar 2.6 menunjukkan hubungan niklai Kt dengan temperatur.
Gambar 2. 6 Variation Of Temperature Factor, Kt With Temperature 2.8.3 Faktor Gesekan Idler, Kt Rumus Kx dapat dihiutng dengan rumus : Kx= 0,00068 (Wb + Wm) +
(lbs/ft)
Dimana nilai Ai
= 1,5 untuk 6-inch dia. Idler roll
Ai
= 1,8 untuk 5-inch dia. Idler roll
Ai
= 2,3 untuk 4-inch dia. Idler roll
Ai
= 2,4 untuk 7-inch dia. Idler roll
Ai
= 2,8 untuk 8-inch dia. Idler roll
2.8.4 Faktor Perhitungan Gaya Belt dan Beban Flexure Pada Idler, Ky Kedua tahanan belt terhadap flexure yang bergerak diatas idler dan tahanan beban flexure material diatas belt yang bertumpu pada idler menghasilkan gaya tegangan belt ky adalah faktor perkalian untuk menghitung gaya tegangan ini. Nilai ky dapat dilihat dari tabel 9
Tabel 1 Faktor Ky, Values
2.8.5. Tahanan Pulley, Tap Tahanan belt permukaan pulley dan tahanan pulley untuk berputar pada bearingnya. Besarnya nilai tahanan pulley dapat dilihat pada tabel 2-10
Tabel 2 Belt Tension To Rotate Pilleys
2.8.6. Tahanan aksesoris, Tac
Aksesoris conveyor antara lain : triper,stacker, plows, belt-cleaning equipment/scraper, dan skirtbord Ttr
Tahanan tripper berasal dari pulley tripper Ttr
Tbc
= Tptr + H . Wb
tahanan plows dapat dilihat pada tabel 11.
Tabel 3 Discharge Plow Allowance
Tpl
Tahanan dari peralatan belt-cleaning/scraper Scraper biasanya lebih dari satu dan bekerja menekan belt Tahanan yang dibutuhkan sekitar 2 sampai 3lbs/inch dari lebar belt Tpc
=
Dimana,
n . 3 . b (lbs) b
=
lebar belt (inch)
Tahanan gesek pada karet skirtboard Tsb
=
Dimana,
(2 . Cs . Lb . hs) + ( 6 . Lb )
(lbs)
Cs = Faktor dari beberapa material pada tabel 12 Lb = panjang skirtboard (ft) Hs = kedalaman material mengenai skirtboard =0,1 x lebar belt
(in)
Tabel 4 Skirtboard Friction Factor, Cs
Sehingga tahanan aksesoris Tac = Ttr + Tpl Tbc + Tsb
2.8.7. Daya Belt Daya yang dibutuhkan belt cnveyor yang memiliki tegangan efektif, Te pada drive pulley adalah (lbs) Dimana,
P
= Daya belt (hp)
Tc
= Tension belt (lbs)
v
= Kecepatan belt (fpm)
2.8.8. Wrap Factor, Cw Wrap factor adalah nilai yang digunakan untuk perhitungan efektif belt, Tc, yang dapat tergantung dari penempatan drive pulley. Tc dipengaruhi oleh koefisien gesekan yang terjadi antara pilley dan belt, wrap, dan nilai T1 dan T2
Gambar 1 Incline Or Horizontal Conveyor, Pulley Driving Belt
Gambar 2 Decline Conveyor, Lowering Load With Regeneration, Belt Driving Pulley
Tc
= T1-T2
T1
= tegangan maksimum/tight-side pada pulley (lbs)
T2
= tegangan slack-side pada pulley (lbs)
e
= dasar logaritma naperian = 2,718
f
= koefisien gesekan antara permukaan pulley dan permukaan belt
(0,25 untuk bare pulley dan 0,35 untuk lagged pulley) ɵ
factor wrap (lihat tabel 13) =
Tabel 5 Wrap Factore, Cw
2.8.9. Belt sag antara idler Untuk belt conveyor jarak jauh, sag belt antara idler harus dibatasi untuk menccegah material tumpah pada tepi belt dan material, jarak idler dan tegangan belt (
Sag =
)
Tegangan minimum untuk menghasilkan persentase sag sebagai berikut : Untuk 3% sag T0 = 4,2 Si ( Wb + Wm) Untuk 2% sag T0 = 6,25 Si ( Wb + Wm) Untuk 11/2% sag T0 = 8,4 Si ( Wb + Wm) 2.8.10. Tegangan Belt Pada Titk X Sepanjang Conveyor
Gambar 3 Horizontal Belt Conveyor with Vertical curve and Head Pulley Drive
Lx
=
jarak titik X dari tali pulley
Hx
=
jarak vertikal titik X pada sisi carrying
Tex
=
tegangan belt titik X pada sisi carrying
Trr
=
tegangan belt titik X pada sisi return
Tyr
=
tegangan belt pada sisi return akibat gesekan
Tp
=
tegangan pulley (lihat bab 2.8.5)
Tt
=
tegangan belt pada tail pulley
Tb
=
tegangan berat sisi carrying atau return pada belt untuk
kemiringan conveyor Thp
=
tegangan belt pada head pulley
Twcx
=
tegangan titik X pada sisi carrying hasil dari berat belt dan
material yang dibawa Tfcx
=
tegangan titik X pada sisi carrying hasil dari gesekan
Twrx
=
tegangan titik X pada sisi return hasil dari berat kosong belt
Tfrx
=
tegangan titik X pada sisi return hasil dari gesekan
Tyr
= 0,015L Wb Kt
Tt
= T2 + Tyr + Tp - Tb
Tb
= H . Wb
Twcx
= Hx W b
Tfcx
= Lx {Kt(Kx + Ky)} + Lx Ky Wm
Twrx
= Hx W b
Tfrx
= 0,015 Lx Wb Kt
Tcx
=Tt + Twcx + Tfcx
Trx
= Tt + Twrx + Tfrx
2.8.11. Berat take-up gravity, TTU Rumus untuk mencari berat take-up : TTU = (
)
Dimana : T2
= T1 - T2
Tyr
= 0,015 L Wb
Tp
= lihat bab 2.8.5
Tb
= H . Wb
Gambar 4 Take - Up Gravity
2.9.PEMILIHAN PULLEY Pulley dipilih untuk dapat mengatasi tegangan belt yang tertinggi yang bekerja padanya. Pulley pada perancangan menggunakan produk dari perusahaan PT. KHARISMA MITRA MANDIRI
Tabel 6 Drive Pulley Dimension
Tabel 7 Non-Drive Pulley Dimension
2.10. PEMILIHAN BELT Belt adalah merupakan komponen utama dalam desein sistem belt conveyor, karena : Belt merupakan komponen yang membawa material Belt merupakan komponen yang bersentuhan langsung dengan material dan menerima segala perlakuan dari material conthnya impact, abrasi dan lainnya.
Belt adalah komponen yang akan aus. Desein yang tidak baik akan mengakibatkan belt cepat aus dan sobek dan akan menyebabkan biaya yang sangat mahal dalam perawatan Dalam meerancang sebuah sistem conveyor pernacang harus menggunakan standard lebar belt yang digunakan secure internationa. Standard lebar belt dalam milimeter adalah 400, 500, 650, 800, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2400, 2600, 2800, 3000, 3200. Dalam inchi 18, 24, 30, 36, 42, 48, 54, 60, 72, 84, dan 96. Belt terbuat dari carcass karet, seperti ditunjukkan pada gambar berikut.
Gambar 5 Potongan Belt Menurut Skematik
Top cover thickness
: tt
Carcass thickness
: t2
Bottom cover thickness
: t3
Belt total thickness
: t4 = t1 + t2 + t3
2.10.1. Tipe Belt Jenis textile belt terdiri dari : camel hair, cotton (woven atau sewed), duck cotton dan rubber textile belt. Belt conveyor harus memenuhi persyaratan : tidak menyerap air (low hygroscopicity), kekuatan tinggi, ringan, pertambahan panjang spesifik reandah (low spesifik eongation), fleksibel tinggi, lapisan tidak mudah lepas (high resistivity to ply separation) dan tahan lama (long service long) Ada 2 tipe dari carcass. Textile fabric dan steel cord. Berdasarkan hal tersebut ada 2 tipe belt yang penamaanya dihubungkan dengan jenis carcass pada belt. 2 tipe dari belt itu adalah 1. Textile fabric belt 2. steel cord belt.
1) TEXTILE FABRIC BELTS Belt tipe ini mempunyai carcass pabrikan. Pada umumnya cover tersebut dari rubber (karet). Cover dapat juga terbuat dari bahan PVC belt, dan lainnya. Carcass textile fabric terdiri dari satu lapisan khusus atau lebih dari plies.
Gambar 6 Multi-Ply Belt Section
2) STEEL CORD BELTS Belt tipe steel cord memiliki carcass (terisi bearing), terbuat dari steel cord (kadang-kadang ini disebut sebagai sling atau anel baja). Steel cord diletakkan paralel dalam satuan lapisan dan dilapisi karet untuk membentuk permukaan belt yang menyambung. Tipe belt ditunjkkan seperti pada gambar
Gambar 7 Belt Cross Section Dari Steel Cord Belts
2.11.PEMILIHAN IDLER Konveyor belt membutuhkan penopang antara head dan tail pulley yang berada berdekatan. Saat belt bergerak, penopang ini harus berada
dalam bentuk roller unutk menghindari belt keluar jalur dari penopangnya. Pergerakan belt sama dengan pergerakan berputar roller pada kecepatan yang sama, sehingga belt bergerak diatas roller penopang tanpa keluar jalur. Pada dasarnya roller sangat penting bagi belt conveyor. Roller menopag belt tanpa memiliki daya dan berputar didasari karena pergerakan dari belt. Leh karena itu roller ini disebt idler roller Penopang yang menopang belt memiliki satu atau lebih roller dan juga frame untuk dudukan roller-roller ini. Umumnya mereka dinamakan „idler‟ atau „set idler‟ yang artinya penopang sempurna berdasarkan pada unit roller bersama dengan mounting frame nya atau sambungan mounting Roll atau roller atau idler rller sebenarnya yang bersentuhan dengan belt. Kejelasan mengenai nama nama ini sangat penting unutk menggambarkan idler dan untuk menghindari kebinggungan saat bekerja dengan menggunakan idler. Fungsi dari idler : Untuk menoang belt sekaligus bersama material yang dibawanya, tanpa memperlambat pergerakan belt. Untuk menopang belt pada saat kembali, tanpa memperlambat pergerakan belt. Untuk membentuk belt dengan bentuk tertentu, agar memudahkan belt membawa material yang dibawanya. Menyediakan penopang khusus pada belt saat loadinng point, bertujuan memberikan penempatan yang tepat bagi material diatas belt, dengan resiko kerusakan yang minimum pada belt. Belt merupakan bentuk dari rata-rata menjadi sesuai dengan bentuk tail pulley, dan berubah lagi menjadi rata di head pulley. Transition idler adalah yangmerubah bentuk belt pada pada loasi-lokasi ini dengan perganngan minimal pada belt Idler dibutuhkan untuk memperbaiki kesejajaran belt, contohnya, idler harus secara otomatis menempatkan blet centerline dengan konveyor
centerline. Ini sangat penting karena kesejajaran yang dilakukan oleh head dan tail pulley hanya berjarak kurang dari 10 meter dari head dan tail end 2.11.1. Frame Idler Pada dasarnya ada 2 tipe idler, yaitu tipe Fixed Frame dan tipe garland. Idler fixed frame memiliki roller yang diletakkan diatas frame baja. Idler-idler ini sangat sering digunakan secara luas untuk seluruh jenis konveyor. Idler Garland, atau yang biasa disebut idler catenary, memiliki roller fleksibel yang tersambung. Ada beberapa tipe dari fixed frame idler berdasarkan pada fungsi khusus. Dibawah ini ada beberapa macam idler yang biasanya digunakan dan namanya terkenal didunia indutri. 1) Troughing Idler Baiasanya „troughing idler‟ berisi 3 roller tipe trough idler unutk menahan belt yang bergerak. Central roller ditempatkan horizontal, smentara side roller diposisikan pada sudut 200, 250, 300, 350, 400, atau 450. Inklinasi side roller dari garis horizontal dikenal sebagai sudut troughing.
Gambar 8 Trough Carrying Idler
2) V-Trough carrying idler Idler ini digunakan ditempat yang biasanya menggunakan 3 roller. Iler-idler seperti ini berbiaya lebih rendah karena tipikal, termasuk hanya menggunakan 4 bearing daripada 6 bearing,
bagaimanapun juga, kelebihannya akan terlihat apabila ukuran bearing tidak berubah dari ukuran minimum yang digunakan. Idler ini tidak menyediakan penopang untuk bongkahan material, yang berakibat terpusatnya tekanan ada belt, yang menyebabkan cepatnya belt menjadi terkikis. Idler ini menggunakan sudut 200 inklinasi. Idler ini biasanya digunakan untuk belt dengan ukuran yang kecil, dan untuk menghantarkan material dengan ukuran yang terbatas.
Gambar 9 V-Type Carrying Idler
3) Impact Idler Imact idler umumnya terdiri dari 3 roller yang bending. Sudut bending impact idler, panjang roller, atau kuantitas rller noormalnya sama dengan idler-idler lain yang dibending dalam conveyor. Impact idler digunakan untuk menopang belt pada zona penerimaan material. Impac idler dapat diandalkan saat menangani tumpahan dari material berat dengan merayap daya benturan yang dihasilkan dari material yang jatuh dan untuk melindungi belt dari kerusakan Idler ini terdiri dari 3 nos roller dan penopang frame baja. Rollerroller ini standard dengan konstruksi tubular, akan tetapi memiliki komponen yang lebih kuat untuk menyamai kapasitas loading. Roller ini dipasang pada frame baja yang terukur untuk menyediakan sudut bending dari 200, 250, 300, 350, 400, atau 450.
Gambar 10 Trough Impact Idler
4) Flat Returns Idler (Single roll returns idler) Flat returns idler memiliki single roller untuk memberisupport pada saat belt conveyor berjalan kembali. Idler ini terdiri dair single roller dan 2 nos bracket yang dipasang dibawah conveyor stinger. Idler ini sangat luas dipakai untuk belt dengan jangkauan randah dan juga murah.
Gambar 11 Flat Returns Idler
5) Self-Aligning Carrying Idlers (S.A Carrying idlers) S.A carrying digunakan pada belt yang bergerak dengan interval antara 15 sampai 21 meter berdsarkan lieu standard untuk idler conveyor Idler ini menggunakan 3 roller, 2 roller atau single roller yang sangat tepat untuk idler carrying. Idler ini memiliki roller atas yang dipasang diatas frame swiveling, yang tentunya berputar pada frame stationary. Roller pengarah berbentuk vertical disediakan pada tiap ujung swiveling-frame, yang akan mendoorong belt kearah conveyor center line
Gambar 12 Self-Aligning Carrying Idler
6) Self-aligning returns idler (S.A returns idler) Idler ini digunakan pada belt bergerak dengan interval antara 21 sampai 30 meter, pada tempat yang biasanya return idler berada. Idler ini menggunakan kekuatannya pada returns belt yang bergerak pada saat belt keluar dari garis pusat conveyor Idler ini menggunakan single roller atau dua roller yang standard dengan yang digunakan pada conveyr umumnya. Roller atas dipasang pada swiveling-frame, yang tentunya bergerak pada frame stationary di mur dengan kuat pada badan conveyor. Roller pengarah yang berbentuk vertikal dipasang pada tiap sisi swiveling frame, untuk mendorong belt untuk mencapai kesejajaran.
Gambar 13 Self Aligning Returns Idler
2.11.2. Roller Roller adalah komponen paling penting dari konveyor, sama seperti komponen lain yang bersentuhan langsung dengan belt dan kegunaannya pada konveyor. Konstruksi tipikal dari roller seperti ditunjukkan pada gambar.
Gambar 14 Detail Of Roller Internal Construction (Typical)
2.11.3. Pemilihan Idler Untuk pemilihan idler, penulis mengambil produk dari PT. KHARISMA REKAYASA GLOBAL dimana data ukuran idler dan perhitungan idler berasal dari catalog perusahaan tersebut. Rumus yang digunakan adalah: Wc = W1 = W2 = WR = Lah = 500.a1.a2.a3.{
} * +3
n = 1000 y / (πD) Dimana
Lah
= umur pakai
a1
= veliablility factor (90%) = 1
a2
= factor material = 3
a3
= kondisi operasi = 1
n
= jumlah revolusi pada roller (rpm)
C
= basic dynamic load rating (kg)
W
= radial load (kg) = Wc atau WR
Wc
= radial load pada bearing dari carrying roller (kg)
W1
= berat material pada center roller (kg)
W2
= berat belt pada center roller (kg)
W3
= berat rotating part pada roller (kg)
P
= jarak antar idler (m)
Q
= kapsitas conveyor (tph)
WR
= radial load pada bearing dari return roller (kg)
Tabel 8 Arragment Of Idler Spacing
Tabel 9 Roller Diameter & Bearing Number
Tabel 10 Basic Load Rating For Rolling Contact Bearing Cdyn (Kgf)
Tabel 11 Wb & W roller
Tabel 12 Trough Carrying Idler & Return Idler
Tabel 13 Belt Training Carrying Idler
Tabel 14 Belt Training Return Idler
Tabel 15 Impct Carrying Idler & Impact Return Idler
2.11.4. Jarak Idler Dengan Pulley Belt conveyor menerima tegangan tidak normal pada bagian antara head/tail pulley dengan idler pertama. Ini tidak diabaikan, posisi idler pertama terhadap pulley ditunjukkan pada tabel berikut.
Tabel 16 Minimum Transitional Spacing
Tabel 17 Transitional Spacing
2.12. TEKNIK SPLICE Teknik splice adalah teknik untuk menymbung belt conveyor. Proses penyambungan menggunakan penyambungan dingin (cold spilicing), berikut ini adalah langkah-langkah yang dilakukan dalam penyambungan belt conver : 1) Menggambar sambungan. Bias (Sudut Sambungan) 0,3 x lebar belt + 1200 =1200 x EP / 4p 1200 x 0,3 = 360 Menggambar sambungan sesuai ukuran belt / standard BANDO 2) Menghapus perstep dari pernukaan sambugan pakai pisau cutter / pisau potong
3) Penggerindaan. Menggerinda semua permukaan sambungan sampai bekas potongan pisau kena gerinda semua Kwalitas : gerinda tidak boleh mengenai permukaan canvas 4) Pembersihan Mebersihkan semua permukaan sambungan dari sisa-sisa bekas gerida Dibersihkan pakai cleaning solven pakai majun 5) Pengeleman Pengeleman dilakukan dua kali Pengeleman pertama tipis dan merata, setelah kering kir-kira 10 menit baru dilakukan pengelemenan kedua Pengeleman kedua tebal dan merata 6) Penyambungan Setelah lem kkering di lap pakai cleaning solven pakai lap bersih (majun bersih) 7) Pengerolan Pengerolan pakai hand roll Pengerolan harus merata supay tidak ada angin yang tertinggal 8) Finising Ujung sambungan top dan bottom dan pinggir sambungan kanan kiri pakai buffing Setelah di finishing di lem lagi
2.13.PERPINDAHAN TAKE UP Perpindahan take-up harus dirancang sesuai dengan penambahan untuk peyerapan permanent elongation pada belt. Variasi elastis dan permanent elongation belt dapat dilihat pada tabel. Perpidahan efekti takeup dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 18 Elastic Variation And Permanent Elongation
Tabel 19 Effective Take Up Movement
BAB III METODOLOGI
3.1
Flow Chart
Kapasitas (Q), lebar belt, sudut repose (α), sudut surcharge (β), massa jenis(γ) dan luas penampang (A) Kecepatan belt (v) Berat material (Wm) Wb, d, C dan Si Carrying idler W1, W2, W3, Wc, n dan Lah
W3, d dan Si Carrying idler W1, W2, W3, Wc, n dan Lah
Return idler Wr dan Lah
Ketinggian vertikal (H), sudut kemiringan (δ), wrap drive pulley (θ), faktor wrap dan (Cw) Faktor Kt Kx, Ky, Te dan P
3.2
Data Informasi Awal Perancangan
Spesikasi awal yang ditetapkan oleh perancang Kapasitas yang diinginkan
: 2000 ton/jam
Lokasi dan temperatur Lokasi
: Outdoor
Temperatur
: 23oC-37oC
Jarak stockpile ke pelabuhan
: 200 m
Spesifikasi material angkut (lihat tabel 2-3, hal 10)
3.3
Nama
: Cement, Porland
Massa jenis
: 1,50 t/m3
Sudut repose
: 30o
Sudut surcharge
: 25o
Inklinasi maksimum
: 20o
Kecepatan Belt
Diketahui :
3.4
Lebar Belt
: 1200 mm
A (area cross-section)
: 0,17242 m2 (lihat tabel 2-5, hal 12)
Angle of Surcharge (α)
: 25o
Through Angle (β)
: 30o
Q ( kapasitas)
: 2000 t/h
Berat Material Dan Belt
3.4.1 Berat Material (Wm)
3.4.2 Berat Belt (Wb)
3.5
Pemilihan Idler
Berdasarkan bab 2.11, pemilihan idler untuk lebar belt 1200 mm, adalah :
3.5.1 Carrying Idler
d
= 139 mm (tabel 2-18, hal 31)
Si = 1,2 m (tabel 2-14, hal 13)
(tabel 2-16)
Bearing dipilih No 6205 dengan C = 1.120 kg (tabel 2-15, hal 30) ( (
) ( ) ) (
)
Conveyor beroperasi 16 jam/hari dan 1 tahun = 355 hari
Umur bearing Lah/(16 x 355) = 25,69 tahun
3.5.2 Return Idler
d
= 139 mm
(tabel 2-18,hal 31)
Si = 2,4 m
(tabel 2-18,hal 31)
W3 = 16,1 kg
(tabel 2-16)
(
)
(
)
Bearing yang dipilih 6205 dengan C=1.120 kg (tabel 2-15) ( (
) ( ) ) (
)
Conveyor beroperasi 16 jam/hari dan 1 tahun = 355 hari Umur bearing Lah/(16 x 355) = 682,22 tahun
3.6
Perhitungan Tegangan Dan Daya Belt
Profil perancangan konveyor Barge Loading seperti yang ditunjukkan pada gambar 3-1 di bawah ini.
3.6.1 Data Yang Diketahui
B
= Lebar Belt
= 1200 mm = 48 in
Wb = Berat Belt
= 26 kg/m = 17,42 lbs/ft
Wm = Berat material = 254,998 kg/m
= 170,85 lbs/ft
Si
= Jarak antar idler untuk carrying run
= 1,2 m = 3,94 ft
Jarak antar idler untuk return run
= 2,4 m = 7,88 ft
L
= panjang conveyor
= 200 m
= 656,20 ft
H
= Ketinggian vertical
= 20 m
= 65,62 ft
δ
= sudut kemitringan
= 20o
v
= Kecepatan conveyor
= 130,72 m/min = 428,89 fpm
Q
= Kapasitas coveyor
= 2000 tph
θ
= Wrap drive pulley
= 210o (tabel 2-11)
Cw = Faktor wrap untuk lagged pulley
= 0,38 (tabel 2-11)
3.6.2 Faktor Kt (faktor koreksi temperature lingkungan)
T
=
Kt =
23oC - 37oC = 44,78oF – 52,56oF 1 ( lihat bab 2.8.2, gbr 2-6, hal 14)
3.6.3 Faktor Kx (faktor gesekan idler) Diameter roller = 139 mm = 5,5 inch Dengan interpolasi,
( (
) )
3.6.4 Faktor Ky (factor perhitungan gaya belt dan beban flexure pada idler)
Untuk
L = 656,20 ft W = Wb + Wm = 17,42 lbs/ft + 170,85 lbs/ft = 188,27 lbs/ft
Berdasarkan tabel 2-7 hal 15, Ky terletak antara 600 ft dan 800 ft Untuk 600 ft Wb + Wm terletak antara 150– 200 lbs/ft dengan nilai Ky = 0,035 Untuk 800 ft Wb + Wm terletak antara 150– 200 lbs/ft Dengan interpolasi,
Jadi, interpolasi terakhir untuk L = 656,20 ft di dapat
3.6.5 Tegangan Efektif
Te = Tx + Tyc + Tyr + Tym + Tm + Tp + Tam + Tac (lbs) Tahanan akibat gesekan pada idler (lbs) Tx = L x Kx x Kt Tx = 656,20 x 0,547 x 1 Tx = 358,94 lbs Tahanan belt flexure pada carrying idler (lbs) Tyc = L x Ky x Wb x Kt Tyc = 656,20 x 0,0349340 x 17,42 x 1 Tyc = 399,33 lbs
Tahanan belt flexure pada return idler (lbs) Tyr = L x 0,015 x Wb x Kt Tyr = 656,20 x 0,015 x 17,42 x 1 Tyr = 171,47 lbs Tahanan material flexure (lbs) Tym = L x Ky x Wm Tym = 656,20 x 0,0349340 x 170,85 Tym = 3.916,51 lbs Tahanan material lift (+) atau lower (-) (lbs) Tm = ± H x Wm Tm = ± 65,62 x 170,85 Tm = ± 11.211,18 lbs Tahanan pulley (lbs) Tp = ((Nts x Pt) + (Nss x Pt)) x 0,445 Tp = ((4 x 200)) + (5 x 150)) x 0,445 Tp = 689,75 lbs Tahanan percepatan material (lbs) Tam = 2,8755 x 10-4 x Q x (v ± v0) Tam = 2,8755 x 10-4 x 2000 x (428,89 ± 0) Tam = 246,66 lbs Tahanan dari aksesoris (lbs) Tac = Tbc + Tpc Tahanan plows Tbc = 5 x B Tbc = 5 x 48 = 240 lbs
Tahanan dari peralatan belt-cleaning/scraper Tpc = n x 3 x B Tpc = 5 x 3 x 48 = 720 lbs Tac = 240 + 720 = 960 lbs Maka, Te = 358,94 + 399,33 + 171,47 + 3.916,51 + 11.211,18 + 689,75 + 246,66 + 960 (lbs) Te = 17.953,84 lbs = 8.143,72 kg
3.6.6 Perhitungan Daya Motor
Daya yang dibutuhkan belt conveyor yang memiliki tegangan efektif, Te pada drive pulley adalah :
(
)
(
)
P = 233,34 hp P = 174,07 kW
3.6.7 Pemilihan Pulley Konveyor
Pemilihan pulley dilakukan berdasarkan belt tension pada pulley. Tegangan yang terjadi pada pulley tersebut antara lain : Te = 17.953,84 lbs dan Belt width = 1200 mm Drive pulley
= Ø 600 mm, dengan diameter bearing Ø 125 mm
Tail pulley
= Ø 506 mm, dengan diameter bearing Ø 110 mm
Head pulley
= Ø 506 mm, dengan diameter bearing Ø 110 mm
Snub tail pulley
= Ø 318 mm, dengan diameter bearing Ø 75 mm
Snub head pulley = Ø 406 mm, dengan diameter bearing Ø 90 mm
Tensioner pulley = Ø 506 mm, dengan diameter bearing Ø 110 mm Bend pulley
= Ø 406 mm, dengan diameter bearing Ø 90 mm
Take up pulley
= Ø 506mm, dengan diameter bearing Ø 110 mm
(Referensi pulley tabel 2-12 untuk drive pulley dan tabel 2-13 untuk non drive pulley)
3.6.8 Pemilihan Reduction Gear
Data yang perlu diketahui : P
=
Daya conveyor = 174,07 kW
v
=
Kecepatan belt = 130,72 m/min
D
=
Diameter drive pulley = 600 mm
n1 =
Jumlah revolusi pada drive pulley
T
Torsi pada drive pulley
=
