Top Banner
1 KARYA AKHIR ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR OLEH : MUHAMMAD FIKRI UTOMO 045202009 KARYA AKHIR YANG DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SALAH SATU SYARAT MEMPEROLEH IJAZAH SARJANA SAINS TERAPAN PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI PROGRAM DIPLOMA IV FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009 Universitas Sumatera Utara
75

ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

Oct 01, 2021

Download

Documents

dariahiddleston
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

1

KARYA AKHIR

ANALISA DAYA

MESIN BELT KONVEYOR

OLEH : MUHAMMAD FIKRI UTOMO

045202009

KARYA AKHIR YANG DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SALAH SATU

SYARAT MEMPEROLEH IJAZAH SARJANA SAINS TERAPAN

PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK

INDUSTRI

PROGRAM DIPLOMA – IV FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2009

Universitas Sumatera Utara

Page 2: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

2

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat ALLAH SWT, karena berkat

rahmat dan hidayah-NYA sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Karya

Akhir ini dengan judul “ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR”.

Penyusunan laporan Karya Akhir ini dilakukan guna untuk menyelesaikan

Studi di Program Studi Teknologi Mekanik Industri Universitas Sumatera Utara,

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan.

Dalam kegiatan penulis untuk menyelesaikan Karya Akhir ini, penulis

telah banyak mendapat bantuan berupa bimbingan, arahan dan saran dari berbagai

pihak. Untuk itu maka dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima

kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Isril Amir, sebagai Dosen Pembimbing penulis.

2. Bapak DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri, selaku Ketua Program Studi

Teknologi Mekanik Industri Program Diploma-IV, FT-USU.

3. Bapak Tulus Burhanuddin ST, MT selaku Sekertaris Program Studi

Teknologi Mekanik Industri.

4. Bapak Ir. Mulfi Hazwi, Msc selaku Koordinator Program Studi Teknologi

Mekanik Industri.

5. Orang tua saya tercinta Bapak Ir. Hardi Muardi dan Ibu Ismituty yang

telah banyak memberikan perhatian, nasihat, doa, dan dukungan baik

moril maupun materil.

6. Kakak saya Lili Ayu Wulandhari yang telah memberikan semangat dan

motivasi kepada penulis.

Universitas Sumatera Utara

Page 3: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

3

7. Bang Bambang dan Bang Yusuf yang telah membantu dalam

menyelesaikan pembuatan Belt Conveyor.

8. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera

Utara.

9. Pegawai Departemen Teknik Mesin kak Is, bang Syawal, dan bang Izhar

Fauzi.

10. Rekan satu tim dalam pengerjaan karya akhir ini Arsyi Akbar Fadly

Siregar dan Franklin Ginting

11. Rekan mahasiswa Nofan Miranza, Muhammad Samsul Ginting, Jefri,

Hendrik, Lekad, Tulus, Wahyu, dan Iqbal serta rekan-rekan stambuk ’04

yang namanya tidak dapat disebutkan satu-persatu yang sudah banyak

membantu.

12. Teman yang telah banyak memberi dukungan Wahyu NP, Vina

Darmawan, Ari SH dan Muhammad Deni.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih belum sempurna adanya,

karena masih banyak kekurangan baik dari segi ilmu maupun susunan bahasanya.

Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran demi

menyempurnakan laporan ini.

Akhir kata bantuan dan budi baik yang telah penulis dapatkan,

menghaturkan terima kasih dan hanya ALLAH SWT yang dapat memberikan

Universitas Sumatera Utara

Page 4: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

4

limpahan berkat yang setimpal. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita

semua dan bagi penulis sendiri tentunya.

Medan, April 2009

Penulis

MUHAMMAD FIKRI UTOMO

NIM : 045202009

Universitas Sumatera Utara

Page 5: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

5

DAFTAR ISI

LEMBARAN JUDUL

SPESIFIKASI TUGAS

KATA PENGANTAR ……………………………………………………. i

DAFTAR ISI ……………………………………………………………… iii

DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………… vii

DAFTAR TABEL ………………………………………………………….. viii

BAB I PENDAHULUAN …………………………………………………. 1

1.1 Latar Belakang …………………………………………………. 1

1.2 Batasan Masalah ……………………………………………….. 2

1.3 Tujuan Penulisan Laporan ………………………………………. 2

1.4 Manfaat ………………………………………………………….. 3

1.5 Metodologi Pengumpulan Data …………………………………. 4

BAB II LANDASAN TEORI ………………………………………………. 7

2.1 Pengertian Umum ……………………………………………….. 7

2.2 Klasifikasi Pesawat Pengangkut ………………………………... 8

2.3 Konstruksi Belt Konveyor ……………………………………… 14

2.3.1 Sabuk ……………………………………………………….. 16

2.3.2 Roller Idler …………………………………………………. 19

2.3.3 Sistem Penggerak …………………………………………... 26

2.3.4 Puli (pulley) ………………………………………………… 27

2.3.5 Dudukan Sabuk …………………………………………….. 29

2.3.7 Pengencang Sabuk ………………………………………….. 30

2.3.8 Alat Pemuat dan Pencurah ………………………………….. 31

Universitas Sumatera Utara

Page 6: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

6

2.3.9 Pembersih Sabuk ……………………………………………. 31

2.3.10 Rem Otomatis ……………………………………………… 32

BAB III PENETAPAN SPESIFIKASI …………………………………….. 34

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN ………………………………. 35

4.1 Material Yang Diangkut ………………………………………... 35

4.1.1 Karakteristik Material Yang Diangkut ……………………… 35

4.1.2 Sifat Spesifik Material Yang Diangkut ……………………... 35

4.1.3 Bentuk Dan Ukuran Material Yang Diangkut ……………… 35

4.1.4 Berat Material Yang Diangkut ……………………………… 36

4.1.5 Kondisi Pemuatan …………………………………………... 37

4.2 Perancangan Kapasitas Konveyor ……………………………… 38

4.2.1 Lebar Sabuk ………………………………………………… 38

4.2.2 Panjang Lintasan Konveyor ………………………………... 38

4.2.3 Penetapan Kecepatan Konveyor Sabuk ……………………. 39

4.2.3 Penetapan Kapasitas Konveyor ……………………………. 39

4.3 Perhitungan Komponen Utama ………………………………… 40

4.3.1 Perhitungan Sabuk …………………………………………. 41

4.3.2 Perhitungan Roller Idler ……………………………………. 42

4.3.2.1 Jarak Antara Roller Idler ……………………………….. 43

4.3.2.2 Beban Pada Roller Idler ………………………………... 44

4.3.2.3 Poros Roller Idler ………………………………………. 48

4.3.2.4 Perhitungan Bantalan Roller Idler ……………………… 49

4.4 Analisa Perhitungan Tahanan Dan Tegangan Sabuk …………… 53

4.4.1 Tahanan-Tahanan Gerakan Pada Konveyor………………… 53

Universitas Sumatera Utara

Page 7: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

7

4.4.2 Perhitungan Tegangan Sabuk ………………………………. 53

4.4.3 Pemeriksaan Kekuatan Sabuk ……………………………… 57

4.4.4 Analisa Daya Elektro Motor ………………………………… 57

4.6 Analisa Beban Yang Dapat Diangkut Oleh Motor Dengan Daya 0,25

HP ……………………………………………………………… 59

4.7 Analisa Pengaruh Variasi Beban Terhadap Daya Motor ……… 60

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN …………………………………… 64

5.1 Kesimpulan …………………………………………………….. 64

5.2 Saran …………………………………………………………… 65

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

GAMBAR TEKNIK

Universitas Sumatera Utara

Page 8: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

8

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Belt Conveyor …………………………………………………… 10

Gambar 2.2 Apron Conveyor ………………………………………………… 10

Gambar 2.3 Bucket Elevator …………………………………………………. 11

Gambar 2.4 Bucket Elevator Dan Bagian-Bagiannya ………………………... 12

Gambar 2.5 Escavator ………………………………………………………… 12

Gambar 2.6 Screw Conveyor …………………………………………………. 13

Gambar 2.7 Roller Conveyor …………………………………………………. 14

Gambar 2.8 Konstruksi Konveyor Sabuk …………………………………….. 15

Gambar 2.9 Cara Penyambungan Sabuk ……………………………………... 17

Gambar 2.10 Potongan Melintang Sabuk ……………………………………. 19

Gambar 2.11 Trough Roller Idler ……………………………………………. 20

Gambar 2.12 Flat Roller Idler ……………………………………………… .. 21

Gambar 2.13 Sistem Transmisi Daya Penggerak ……………………………. 26

Gambar 2.14 Puli (Pulley) …………………………………………………… 27

Gambar 2.15 Snup Pulley ……………………………………………………. 28

Gambar 2.16 Bed Pada Portable Konveyor ………………………………….. 29

Gambar 2.17 Base Dan Guard Rails …………………………………………. 30

Gambar 2.18 Scew – Type Take – Up ……………………………………….. 31

Gambar 2.19 Bentuk – Bentuk Hopper ……………………………………… 31

Gambar 2.20 Sikat Pembersih Sabuk ………………………………………... 32

Gambar 2.21 Rem Otomatis …………………………………………………. 33

Gambar 4.1 Dimensi Material Yang Diangkut ………………………………. 36

Gambar 4.2 Sabuk Yang Digunakan ………………………………………… 41

Universitas Sumatera Utara

Page 9: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

9

Gambar 4.3 Flat Roller Idler ………………………………………………… 42

Gambar 4.4 Distribusi Beban Pada Roller Idler …………………………….. 46

Gambar 4.5 Bantalan (bearing) ……………………………………………… 53

Gambar 4.6 Distribusi Gaya Tarik Pada Sabuk Konveyor …………………... 55

Universitas Sumatera Utara

Page 10: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

10

DAFTAR TABEL

Table 4.1 Kondisi Pemuatan Unit Load ........................................................ 37

Tabel 4.2 Pengaruh Variasi Beban Terhadap Daya Motor ………………… 63

Universitas Sumatera Utara

Page 11: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

11

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Setiap orang pasti menginginkan kemudahan-kemudahan didalam

menyelesaikan pekerjaan dalam hidupnya, baik itu pekerjaan yang ringan maupun

pekerjaan berat yang beresiko tinggi. Seperti kita ketahui bersama, dewasa ini

teknologi yang begitu cepat telah dapat menggantikan pekerjaan-pekerjaan

manusia dimana segala pekerjaan manusia tersebut ingin diselesaikan dengan

hasil yang sesuai kita inginkan.

Mesin adalah salah satu contoh penerapan teknologi yang mempunyai

peran utama dalam kehidupan kita, dimana suatu energi, seperti energi listrik

diubah menjadi energi gerak yang menghasilkan suatu usaha didalam

penggunaannya. Mesin selalu berkembang karena jenis pekerjaan yang semakin

beragam selalu mencari alternate-alternatif yang baru dalam usaha mempermudah

pekerjaan itu.

Dari banyak jenis konstruksi mesin angkut atau konveyor adalah salah satu

peralatan yang memegang peranan penting di industri-industri. Mesin konveyor

secara umum cara kerjanya adalah dengan menghantarkan beban dari suatu

tempat ketempat lainnya. Konveyor sesuai arah gerak pemindahnya dibagi dalam

dua jenis, yaitu pemindah dengan arah naik turun (vertical) dan dengan arah

mendatar (horizontal).

Melihat betapa pentingnya mesin konveyor tersebut, sehingga timbul

keinginan untuk mengangkatnnya sebagai objek pembahasan untuk laporan Karya

Universitas Sumatera Utara

Page 12: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

12

Akhir. Adapun alasan lain karena konveyor memiliki berbagai disiplin ilmu yang

telah dipelajari selama bangku perkuliahan.

1.2. Batasan Masalah

Dalam penulisan Karya Akhir ini, penulis menganalisa Sistem Konveyor

Spesifikasi horizontal. Karena perhitungan akan dibahas sangat banyak, disini

penulis membuat batasan masalah hanya pada bagian analisa daya

1.3. Tujuan Penulisan Laporan

Adapun tujuan dibuatnya Karya Akhir ini adalah :

1. Menyelesaikan masa perkuliahan Program Studi Diploma IV Jurusan

Teknologi Mekanik Industri Fakultas Teknik Universitas Sumatra

Utara.

2. Mengetahui kerja dari Mesin Belt Konveyor.

3. Mengembangkan Ilmu Pengetahuan, baik teori maupun praktek yang

diperolah di bangku perkuliahan.

4. Menambah dan mendalami ilmu tentang sistem konveyor

5. Untuk menghitung sistem transmisi, reducer speed, dan perhitungan

transmisi poros

6. Mengaplikasikan ilmu yang didapat selama perkuliahan untuk

digunakan dalam proses perancangan mesin belt conveyor sebagai

prototipe Karya Akhir nantinya.

Universitas Sumatera Utara

Page 13: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

13

1.4 Manfaat

1.4.1 Bagi mahasiswa/i

1. Sebagai media untuk mengenal atau memperoleh kesempatan untuk

melatih diri dalam melaksanakan berbagai jenis perkerjaan yang ada

dilapangan.

2. Sebagai bahan untuk mengenal berbagai aspek ilmu perusahaan baik

langsung maupun tidak langsung.

3. Memperoleh kesempatan untuk melatih keterampilan dalam

melakukan perkerjaan atau kegiatan lapangan.

1.4.2 Bagi Program Studi

1. Sebagai sarana untuk memperkenalkan Program Studi Diploma-IV

Jurusan Teknologi Mekanik Industri Fakultas Teknik Universitas

Sumatra Utara, pada lingkungan masyarakat dan perusahaan.

2. Sebagai sarana untuk memperoleh kerja sama antara pihak fakultas

dengan perusahaan.

3. Sebagai masukan dari penerapan disiplin ilmu dari kurikulum

tersebut, apakah masih ada relevansinya dengan keadaan dilapangan.

1.4.3 Bagi Perusahaan/Instansi

1. Sebagai bahan bandingan atau usulan bagi perusahaan di dalam

usaha menyelesaikan permasalahan diperusahaan.

Universitas Sumatera Utara

Page 14: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

14

2. Sebagai bahan untuk mengetahui eksistensi perusahaan dari sudut

pandang masyarakat khususnya mahasiswa/i yang melakukan Karya

Akhir.

3. Sebagai mitra perusahaan berupa teori ilmu pengetahuan yang

berguna untuk memperbaiki sistem kerja yang lebih baik.

4. Sebagai sumbangan perusahaan didalam peranannya untuk

memajukan pembangunan dibidang pembangunan.

1.5 Metodologi Pengumpulan Data

Dalam melaksanakan Karya Akhir dilakukan kegiatan-kegiatan yang

meliputi :

1. Persiapan dan orientasi

Mempersiapkan hal-hal yang perlu untuk kegiatan penelitian,

pengenalan perusahaan, membuat permohonan Karya Akhir,

membuat proposal dan konsultasi pada dosen pembimbing.

2. Studi Kepustakaan

Studi litaratur yaitu mempelajari buku-buku karangan ilmiah yang

berhubungan dengan masalah yang dihadapi.

3. Peninjauan Lapangan

yaitu melihat langsung keadaan perusahaan, wawancara dengan

pimpinan atau staff perusahaan sehingga dapat diperoleh

gambaran perusahaan, organisasi dan menejemen dan proses

produksi.

Universitas Sumatera Utara

Page 15: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

15

4. Pengumpulan Data

Pengumpulan data yang akan digunakan penyusunan laporan

Karya Akhir dengan cara :

a. Pengamatan langsung terhadap objek

b. Data yang menyangkut tentang perusahaan seperti sejarah

berdirinya, lokasi perusahaan, struktur organisasi, sumber

bahan buku peralatan produksi serta proses produksi.

c. Melihat buku-buku manual Operasi Pabrik.

d. Melakukan wawancara dengan pihak mekanik dan ikut serta

dalam pengerjaan peralatan produksi yang rusak.

5. Analisa dan Evaluasi Data

Yakni data yang diperoleh dianalisa dan dievaluasi bersama-sama

dosen pembimbing.

6. Membuat Draft Laporan

Yaitu membuat penuliasan Draft Karya Akhir sehubungan dengan

data yang diperoleh dari perusahaan.

7. Asistensi

Melaporkan hasil penulisan Karya Akhir kepada dosen

pembimbing siap untuk diketik dan dijilid.

Universitas Sumatera Utara

Page 16: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

16

Bagan alir persiapan penulisan Karya Akhir

Gambar 1.1 Diagram Alir Pengerjaan Laporan Karya Akhir

Persiapan dan orientasi

Studi Kepustakaan

Peninjauan Lapangan

Analisa dan Evaluasi Data

Membuat Draft Laporan

Asistensi

Penulisan Laporan

Universitas Sumatera Utara

Page 17: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

17

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Pengertian Umum

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi di bidang industri

memberi dampak yang positif didalam kehidupan kita. Teknologi tersebut

diciptakan bertujuan untuk membantu manusia dalam melakukan aktivitas untuk

memenuhi kebutuhannya secara efektif dan efisien. Hal tersebut dapat dilihat pada

industri-industri dimana konveyor digunakan sebagai alat transportasi dalam

proses pengolahan bahan baku menjadi bahan jadi atau bahan setengah bahan jadi.

Dalam perencanaan sebuah konveyor harus diperhatikan elemen-elemen

yang digunakan terutama pada system transmisinya, dimana putaran output yang

diberikan besarnya diharapkan lebih kecil dari daya penggeraknya.

Menurut N. Rudenko, 1996, Pengelompokan perlengkapan pemindah

bahan berdasarkan desainnnya dibagi atas:

1. Perlengkapan pengangkatan, adalah kelompok mesin dengan peralatan

pengangkat yang bertujuan untuk memindahkan muatan biasanya

dalam satu bac.

2. Perlengkapan pemindah, adalah kelompok mesin yang mungkin tidak

mempunyai peralatan pengangkat, tetapi yang memindahkan secara

berkesinambungan.

3. Perlengkapan permukaan overhead adalah kelompok mesin yang

mungkin juga tidak dilengkapi dengan peralatan pengangkat biasanya

menangani muatan dalam satu bac.

Universitas Sumatera Utara

Page 18: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

18

Fasiltas pengangkat harus dapat memindahkan muatan ketujuan yang

ditentukan dalam waktu yang dijadwalkan. Perlengkapan pengangkat harus

dimekaniskan sedemikian rupa sehingga hanya memerlukan sedikit mungkin

operator untuk pengendalian, pemeliharaan dan tugas-tugas lainnya. Alat ini harus

aman dalam pengoperasiannya, dan ekonomis baik dalam biaya dan modal

awalnya.

2.2. Klasifikasi Pesawat Pengangkut

Dalam pengklasifikasiannya diambil menurut tujuan penggunaan yang

ditentukan dengan memperhatikan kondisi operasi khasnya, misalnya: crane

dibagi menjadi crane metalurgi, konstruksi, pelabuhan dan sebagainya.

Menurut N. Rudenko, 1996, kelompok perlengkapan pengangkat berikut

ini mempunyai cirri khas yang berbeda diantarannya:

1. Mesin pengangkat, adalah kelompok mesin yang bekerja secara

periodic yang didesain sebagai peralatan pesawat angkat, atau untuk

mengangkat dan memindahkan muatan atau sebagai mekanisme

tersendiri bagi crane atau elevator.

2. Mesin pengangkut, adalah kelompok mesin yang digunakan untuk

memindahkan muatan berupa curahan (bulk material) maupun bentuk

satuan (unit load) secara berkesinambungan (terus-menerus) tanpa

berhenti dan dapat memindahkan muatan dalam jarak yang relative

jauh. Pesawat ini pada umumnya tidak memiliki peralatan pengangkat.

Untuk pengelompokan dari pesawat pengangkut dapat didasarkan pada

kelebihan atau kekurangan dari pesawat konveyor tersebut yang bersifat khusus

antara lain:

Universitas Sumatera Utara

Page 19: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

19

1. Berdasakan Prinsip Kerjanya.

Pesawat pengangkut dibagi, pesawat yang dapat bekerja terus-menerus

(continuous action), dan pesawat pengangkut yang bekerja sekarang

periodic (interniten action).

2. Berdasarkan jenis material yang diangkut.

Pesawat pengangkut dapat dibagi menjadi pesawat pengangkut

material curahan (bulk load), pesawat pengangkut material berbentuk

satuan (unit load), atau pesawat pengangkut campuran muatan

tumpahan dan muatan satuan.

3. Berdasarkan rancangan konstruksinya

Pesawat pengangkut ini dapat dibedakan dua jenis yaitu:

a. Konveyor dengan alat Bantu pembawa (with pulling member),

seperti:

1. Belt Conveyor

Belt conveyor dapat digunakan untuk memindahkan muatan

satuan (unit load) amupun muatan curah (bulk load) sepanjang

garis lurus (horizontal) atau sudut inklinasi terbatas. Belt

conveyor secara intensif digunakan disetiap cabang industri.

Universitas Sumatera Utara

Page 20: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

20

Gambar 2.1. Belt Conveyor

2. Apron Conveyor

Apron conveyor (disebut juga scraper flight conveyor) terdiri

dari frame, penggerak, take-up sprocket, apron/ slat, traveling

roller, feed hoppers, dan discharge spout. Apron conveyor

digunakan untuk memindakan berbagai macam muatan

curahdan satuan baik horizontal maupun membentuk sudut

inklinasi. Conveyor ini secara luas digunakan di industri kimia,

metalurgi, pertambangan batubara, industru permesinan, dan

banyak industri lainnya.

Gambar 2.2. Apron Conveyor

3. Bucket Elevator

Bucket elevator berfungsi untuk menaikkan muatan curah (bulk

loads) secara vertical atau dengan kemiringan (incline) lebih

dari 700 dari bidang datar. Bucket elevator terdiri dari pulley

atau sprocket penggerak, bucket yang berputar mengelilingi

sprocket atas dan bawah, bagian penggerak, pengencang (take-

up), casing, dan transmisi penggerak.

Universitas Sumatera Utara

Page 21: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

21

Gambar 2.3. Bucket Elevator

Gambar 2.4. Bucket Elevator dan Bagian-bagiannya

4. Escavator

Escavator merupakan salah satu alat berat yang digunakan

untuk memindahkan material. Escavator banyak digunakan

Universitas Sumatera Utara

Page 22: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

22

untuk menggali parit, meratakan permukaan tanah, mengangkut

dan memindahkan material, dan pertambangan.

Gambar 2.5. Escavator

b. Konveyor tanpa alat pembantu (without pulling member), seperti:

1. Screw Conveyor

Screw conveyor biasanya terdiri dari poros yang terpasang

screw yang berputar dalam trough dan unit penggerak. Pada

saat screw yang berputar, material dimasukkan melalui feeding

hopper ke screw yang bergerak maju akibat daya dorong

(thrust) screw. Poros dan screw berputar sepanjang lintasan

casing berbentuk U (U-shaped), material yang dipindahkan

diisikan kedalam trough oleh satu atau lebih cawan pengisi

(feed hopper). Bahan dikeluarkan pada ujung trough atau

bukaan bawah trough.

Universitas Sumatera Utara

Page 23: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

23

Gambar 2.6. Screw Conveyor

2. Roller Conveyor

Roller Conveyor adalah suatu alat pengangkutan bahan, dimana

konstruksi dan sistem angkut ini terdiri dari roller-roller, Roller

ini biasanya terbuat dari tabung baja yang didalamnya ada

Bearing, Sistem ini mempunyai keuntungan konstruksi yang

dapat berbelok-belok sesuai dengan kebutuhan modern, jarak

dan kapasitas angkutnya yang terbatas.

Gambar 2.7. Roller Conveyor

2.3 Konstruksi Belt Conveyor

Universitas Sumatera Utara

Page 24: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

24

Gambar 2.8 memperlihatkan, konveyor sabuk memiliki komponen utama

berupa sabuk yang terdapat diatas roller-roller penumpu. Sabuk digerakkan oleh

motor penggerak melalui satu puli, dimana gerakan sabuk merupakan gerakan

translasi dengan lintasan datar atau miring tergantung dengan kebutuhan dan

perancangannya. Material yang diletakkan diatas sabuk bersama sabuk bergerak

kearah yang sama.

Pada pengoperasiannya konveyor sabuk menggunakan tenaga penggerak

dari elektro motor, motor bensin atau mesin diesel sesuai dengan kondisi lapangan

dan kebutuhan dari konveyor sabuk, dengan perantaraan transmisi roda gigi yang

dikopel langsung ke puli penggerak.

Sabuk yang terletak diatas roller-rolller akan bergerak melintasi roller

dengan kecepatan sesuai putaran dari puli penggerak.

Gambar 2.8. Konstruksi Konveyor Sabuk

Keteragan gambar:

1. Drive pulley

2. Pengencang sabuk ( take-up)

3. Roller idler

4. Snup

5. Belt (Sabuk)

Universitas Sumatera Utara

Page 25: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

25

6. Rangka

7. Tail pulley

Menurut Spivakovsky, 1996, penetapan kapasitas konveyor bergantung

pada panjang lintasan konveyor, jumlah muatan yang dapat dilayani pada saat

bersamaan dan jarak antar muatan. Dengan demikian diperoleh banyaknya unit

muatan yang dapat dilayani oleh konveyor terdebut pada saat yang sama adalah:

tan

int

PanjangMua

asanPanjangLZ (2.1)

Sedangkan menurut Spivakovsky, 1996. Untuk menghitung jarak antara

unit local load (a) dapat mengunakan persamaan sebagai berikut:

tanPanjangMuaZ

gKonveyorSisaPanjana (2.2)

Dimana: Z = Unit Muatan

Menurut Spivakovsky, 1996, Kapasitas untuk pesawat konveyor dapat

diketahui dengan menggunakan persamaan berikut:

Va

GxQ 6,3 (2.3)

Dimana: G = Berat Muatan

a = Jarak Muatan

V = Kecepatan Sabuk Konveyor

2.3.1. Sabuk (Belt)

Sabuk adalah salah satu elemen utama dari konveyor sabuk. Sabuk dapat

terbuat dari bahan karet, katun rayon, polyester, dan asbes. Sabuk yang baik harus

memiliki kekuatan yang tinggi, flexible serta tahan lama. Ditinjau dari persyaratan

ini maka jenis sabuk yang terdiri dari beberapa lapisan katun dan karet merupakan

Universitas Sumatera Utara

Page 26: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

26

jenis sabuk yang baik. Sabuk ini mempunyai bahan dasar katun dilapisi dengan

karet dan nylon yang bertujuan untuk menahan abrasive, menahan sabuk dari

kelembaban, serta memiliki kekuatan dan kekakuan agar sabuk menahan beban

maksimum antara roller idler tanpa terjadi lendutan terlalu besar. Tebal lapisan

karet pada lapisan atas tersebut langsung dengan material yang diangkut.

Gambar 2.9. memperlihatkan, sabuk yang digunakan memiliki

sambungan, hal ini tidak dapat dihindari karena sabuk yang digunakan pada suatu

konveyor sabuk sangat panjang, terhadap beberapa cara penyambungan sabuk.

Gambar 2.9. Cara Penyambungan Sabuk

Menurut Spivakovsky, 1996, untuk mencari berat sabuk persatuan panjang dapat

digunakan rumus sebagai berikut:

Wb = 1,1 x B (I x δ + δ1 + δ2) (2.4)

Dimana:

δ = tebal lapisan sabuk

i = Jumlah lapisan sabuk

Universitas Sumatera Utara

Page 27: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

27

δ1 = Tebal lapisan besar sabuk dibebani

δ2 = Tebal lapisan sabuk tidak dibebani

B = Lebar sabuk

Sedangkan menurut Spivakovsky, 1996, untuk pemeriksaan kekuatan dan

tegangan sabuk dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Untuk menghitung kekuatan sabuk

B

fkSKt

.max (2.5)

Dimana:

B = Lebar sabuk

Smax = Gaya tarik maksimum yang diterima sabuk

fk = Faktor keamanan disesuaikan dengan jumlah lapisan sabuk (i)

Untuk mengitung tegangan sabuk

S1 = Smin (2.6)

S2 = S1 + (qb + qm) LA . Cosβ . f (qb + qm) H (2.7)

S3 = K . S2 (2.8)

S4 = S3 + qb . LA . Cos β . f . + qb . H (2.9)

Maka:

S4 = S1 . eμθ (hokum euler) (2.10)

Dimana:

LA = Panjang keseluruhan konveyor

L = Panjang konveyor sabuk terhadap sumbu horizontal

H = Tinggi konveyor sabuk terhadap sumbu vertical

qb = Berat sabuk permeter

Universitas Sumatera Utara

Page 28: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

28

qm = Berat muatan per meter

F = Koefisien gesek sabuk

θ = Susut belit sabuk

μ = Faktor gesekan antara sabuk dan puli

Pada bagian sambungan ini, kekuatan sabuk berkisar antara 80% sampai

dengan 85% dari kekuatan sabuk keseluruhannya.

Pada perencanaan ini dipilih bahan sabuk adalah karet (rubber) yang

dilapisi polyester pada permukaannya untuk memperhalus bagian permukaan

tersebut dan diperkuat dengan lapisan nylon fiber pada lapisan dalamnya.

Gambar 2.10. memperlihatkan, potongan melintang dari sabuk dengan

bahan karet yang dilapisi polyester dan diperkuat dengan nylon fiber.

Gambar 2.10. Potongan Melintang Sabuk

2.3.2. Roller Idler

Berupa sebuah silinder atau rol yang dapat berputar pada porosnya yang

berfungsi untuk menumpu (supported) belt dan beban. Roller Idler dipakai pada

belt konveyor yang memindahkan material berbentuk unit (load). Pada umumnya

bahan roller dapat dibuat dari pipa atau besi cor atau bahan yang lebih ringan

(plastic).

Terdapat sua macam bentuk susunan roller idler, yaitu flat roller idler dan

throughed roller idler.

a. Throughed Roller Idler

Universitas Sumatera Utara

Page 29: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

29

Gambar 2.11. Trough Roller Idler

Roller idler jenis ini disebut juga roller pembawa (earrying) roller yang

berfungsi sebagai penyokong sabuk bersama material yang diangkut agar tidak

tertumpa. Throghed roller idler ini memiliki sudut kemiringan yang dapat

mencapai 400 terhadap sumbu horizontal, namun untuk mencegah terjadinya

tekukan sabuk terlau tajam, umumnya besarnya sudut ini adalah 200 - 300.

b. Flat Roller Idler

Gambar 2.12. memperlihatkan, roller jenis ini dipasang secara horizontal.

Roller jenis ini digunakan unruk membawa muatan yang tidak dikhawatirkan

tertumpah atau terjatuh dari konveyor. Biasanya roller jenis ini digunakan pada

konveyor yang menangani muatan satuan (unit load). Pada konveyor yang

menggunakan thoughed roller idler, roller ini dipakai sebagai roller pembalik

Universitas Sumatera Utara

Page 30: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

30

(return roller) yang kegunaannya sebagai pendukung sabuk pada sisi balik

dimana tidak terdapat lagi muatan.

Gambar 2.12. Flat Roller Idler

Jarak untuk roller dengan berat muatan yang diangkut dan kekuatan sabuk.

Jarak roller pembalik tidak membawa muatan diatasnya. Pada roller ini digunakan

bantalan yang berfungsi untuk menumpu roller idler pada poros. Maka perlu

diperhatikan system pelumasan yang akan digunakan pada bantalan agar operasi

komponen tetap lancar. Oli merupakan pelumasan yang ukup baik untuk ini, tetapi

oli dapat merusak sabuk yang terbuat dari karet, sehingga pelumasan yang kental

(viscos lubricant) lebih disukai.

Pada pembuatan ini diketahui roller idler yang digunakan dalah jenis flat

roller idler.

Menurut Spivakovsky, 1996, untuk mencari dimensi dari plat roller plat

roller idler menggunakan rumus:

Diameter flat roller idler

- Diameter dalam

2

RDD (2.11)

Universitas Sumatera Utara

Page 31: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

31

Dimana:

DR = Diameter roller idler

Dimana:

t = (0,02.D) + 10

Panjang flat roller idler

Lr = 1,2 x B (2.13)

Dimana:

B = Lebar sabuk

Jarak antara roller idler

2

tanPanjangMuaL (2.14)

Sedangkan menurut Spivakovsky, 1996, untuk menghitung gaya-gaya

yang terjadi pada roller idler menggunakan rumus:

Berat roller idler

)(4

. 22 dDlL

W

(2.15)

Dimana:

L = panjang roller idler

l = berat jenis roller idler

D = diameter luar roller idler

d = diameter dalam roller idler

Berat roller idler persatuan panjang

L

WWr (2.16)

Dimana:

Universitas Sumatera Utara

Page 32: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

32

W = berat roller idler

L = jarak antara roller idler

Berat muatan yang diterima dari masing-masing roller idler

LerIdlerJumlahRoll

GWmr

(2.17)

Dimana:

G = berat muatan

Gaya yang diterima satu roller idler

Wtot = (Wmr + Wb + Wr) . L (2.18)

Dimana:

Wmr = berat muatan yang diterima

Wb = berat sabuk per satuan panjang

Wr = berat roller idler

L = jarak antara roller idler

Menurut Ir. Sularso, 1983, besarnya gaya pada baja tumpuan dapat

dihitung dengan dengan rumus:

2

)(lWRBRA tot (2.19)

Dimana:

Wtot = gaya yang diterima satu roller idler

l = panjang flat roller idler

Sedangkan menurut Ir. Sularso, 1983, untuk menghitung besarnya momen

lentur yang terjadi pada tengah batang roller idler menggunakan rumus:

8

)( 2

max

lWM tot (2.20)

Universitas Sumatera Utara

Page 33: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

33

Menurut Shigley, 1986, tegangan lentur yang terjadi pada roller idler dapat

dihitung dengan menggunakan rumus:

Z

M maxmax (2.21)

Dimana:

Mmax = Momen lentur maximum

Z = Modulus elastis

Sedangkan menurut Shigley, 1986, momen lentur yang terjadi pada poros

roller idler dapat dihitung dengan rumus:

)(2

.max XLp

XRcM (2.22)

Dimana:

Rc = Gaya raksi tumpuan

Lp = Panjang poros roller idler

X = Lp/2

Menurut Ir. Sularso, 1983, untuk mencari dimensi dari bantalan untuk

roller idler dapat menggunakan rumus:

3

maxmax

2,10

ds

MT

(2.23)

Sedangkan menurut Ir. Sularso, 1983, untuk mencari dimensi dari bantalan

untuk roller idler dapat menggunakan rumus:

Berat Poros

lLpds

Wp ..4

. 2 (2.24)

Dimana:

ds = Diameter poros roller idler

Universitas Sumatera Utara

Page 34: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

34

Lp = Panjang poros

l = Berat jenis bahan poros

Beban yang diterima masing-masing bantalan

2

WpRAFr (2.25)

Beban ekivalen pada bantalan

FaFrVX .1..Pr (2.26)

Dimana:

X = Faktor pembebanan radial

V = Faktor pembebanan untuk cincin luar yang berputar

Fa = Gaya aksial

Beban nominal dinamis spesifik

Pr.Fn

FhCr (2.27)

Dimana:

Fh = Faktor unsure pemakaian

Fn = Faktor besaran

Universitas Sumatera Utara

Page 35: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

35

2.3.3. Sistem Penggerak

Gambar 2.13. Sistem Transmisi Daya Penggerak

Dalam pengoperasian konveyor sabuk menggunakan tenaga penggerak

motor listrik, dimana poros motor listrik dirangkaikan dengan system transmisi

melalui kopilng fleksibel, dari system transmisi roda gigi reduksi gaya penggerak

diteruskan kepuli penggerak dengan menggunakan penggerak flens.

Menurut Spivakovsky, 1996, untuk mengetahui daya elektro motor yang

dibutuhkan unuk menggerakkan pesawat konveyor dapat menggunakan rumus:

Menghitung tahanan pada drive puli

)(' 14 SSKWdr (2.28)

Dimana:

K’ = Faktor tahanan puli

Universitas Sumatera Utara

Page 36: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

36

Menghitung gaya tangensial pada drive puli

dro WSSW )( 14 (2.29)

Menghitung daya motor penggerak

102

.vWN o (2.30)

Dimana:

v = Kecepatan sabuk

2.3.4. Puli (Pulley)

Gambar 2.14. Puli (pulley)

Pada suatu konveyor sabuk terdapat puli yang terletak diujung-ujung

konveyor yang berfungsi untuk menumpu sabuk. Puli terletak pada ujung dimana

berkaitan dengan sumber daya penggerak disebut puli penggerak (drive puli) dan

puli yang terletak pada ujung yang lainnya disebut puli yang digerakkan (tail

pulley). Dimana kedua puli ini pada dasarnya sama saja yang terdiri dari roller

yang berbentuk silinder terbuar dari besi cord an ditumpu pada poros dengan

bantalan,

Pada penggerak berfungsi sebagai penggerak sabuk, dimana gerak putar

dari roda gigi diubah ke gerak linier pada sabuk. Koefisien gerak sabuk dan puli

Universitas Sumatera Utara

Page 37: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

37

harus cukup besar agar sabuk dapat digerakkan oleh puli penggerak untuk

mengatasinya maka pili dilapisi denagn lapisan semacam karet.

Gambar 2.15. memperlihatkan. Puli yang digerakkan berfungsi sebagai

penggerak sabuk, dan juga dapat mengencangkan sabuk. Fungsi dari puli ini

adalah memperbesar sudut kontak antara sabuk dengan puli penggerak sehingga

dapat mengatasi terjadinya slip pada puli penggerak.

Gambar 2.15. Snup Pulley

Dimana:

α = Sudut balik sabuk

Menurut Spivakovsky, 1996, untuk menghitung dimensi puli (pulley)

dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

Dimeter puli

Dp ≥ K.1

Dimana:

K = factor perbandingan

Tebal puli

Tp = 0,02.Dp + 1

Universitas Sumatera Utara

Page 38: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

38

Diameter tali puli

Dtp = 80%.Dp

Diameter snup puli

Dsp = 60%.Dp

2.3.5. Dudukan Sabuk (bed)

Gambar 2.16. memperlihatkan, bed adalah tempat atau dudukan

komponen-komponen portable belt conveyor, seperti sabuk, roller idler, drive

pulley, tail pulley dan lain sebagainya. Bed biasanya terbuat dari baja yang

dikombinasikan atau di design dengan proses pengelasan, dikeling atau dengan

sambungan baut.

Gambar 2.16. Bed Pada Portable Belt Conveyor

2.3.6. Base dan Guard Rails

Gambar 2.17, memperlihatkan, base dan guard rails berfungsi untuk

menempatkan atau menumpu semua komponen-komponen dari konveyor sabuk

dan juga mengacuhkan perpindahan dari material yang diangkut. Base dan guard

Universitas Sumatera Utara

Page 39: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

39

rails biasanya terbuat dari plat baja ber profil yang dikombinasikan atau dirakit

dengan proses pengelasan, dikeling atau dengan sambungan baut.

Gambar 2.17. Base dan Guard Rails

2.3.7. Pengencang Sabuk

Gambar 2.18. memperlihatkan, pengencang sabuk dapat dilakukan dengan

menarik puli dan terminalnya dengan menggunakan alat mekanis misalnya ulir

dengan roda gigi ruch pinion, kombinasi ulir dengan pegas atau dengan

menggunakan pemberat. Hal ini dilakukan untuk menghindari gesekan yang

berlebihan akibat terjadinya lendutan dan menyesuaikan tegangan tegangan yang

diinginkan serta mereduksi tegangan yang terjadi agar terjadi tidak slip antara

sabuk dan puli. Alat Bantu untuk perancangan sabuk ini disebut take up.

Pada pembahasan ini diketahui pegencang sabuk yang digunakan jenis ulir

(screw) dengan pertimbangan konstruksi yang sederhana dan perawatan yang

mudah.

Universitas Sumatera Utara

Page 40: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

40

Gambar 2.18. Scew – Type Take – Up

2.3.8. Alat Pemuat dan Pencurah

Gambar 2.19. memperlihatkan, system pemuatan dan pencurahan pada

suatu konveyor digunakan hooper ini mempunyai konstruksi yang hamper sama.

Dimana alat ini terdiri dari tiga bagian yang berbentuk silinder atau prismatic

yang menyempit kebawah. Alat ini berfungsi sebagai alat penampung dan

mengarahkan material dan pemuat menuju pengangkut.

Gambar 2.19. Bentuk – bentuk Hopper

2.3.9. Pembersih Sabuk (belt clean)

Gambar 2.20. memperlihatkan pembersih sabuk digunakan untuk

membersihkan permukaan sisi balik sabuk, dimana mungkin saja masih terdapat

Universitas Sumatera Utara

Page 41: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

41

sisa-sisa muatan menempel. Untuk material yang kering dapat digunakan

pembersih dengan mempergunakan alat yang berbentuk plat yang dilapisi karet

dan untuk material-material yang basah dan melekat biasanya digunakan alat

berupa sikat dan serat kapron yang berputar.

Tetapi karena konveyor yang digunakan ini melayani muatan berbentuk

satuan (unit load), maka pembersih sabuk ini tidak termasuk dalam pembahasan.

Gambar 2.20. Sikat Pembersih Sabuk

2.3.10. Rem Otomatis

Apabila terjadi sesuatu hal yang menyebabkan terhentinya operasi dari

portable konveyor, maka kemungkinan beban akan meluncur kembali bersama

belt. Hal ini akan terjadi apabila komponen longitudinal dari berat beban lebih

besar dari gaya tahanan gesek untuk bergeraknya belt. Untuk mengatasi hal ini

dapat ditempatkan rem otomatis (special hold back brake) pada poros utama, atau

pada tempat-tempat yang menanjak (incline)

Universitas Sumatera Utara

Page 42: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

42

Gambar 2.21. Rem Otomatis

Pada konveyor menggunakan motor listik yang ditransmisikan ke V-puli

melalui V-belt. Putaran dari V-puli selanjutnnya menggerakkan roda gigi pinion

dari dalam

Universitas Sumatera Utara

Page 43: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

43

BAB III

PENETAPAN SPESIFIKASI

3.1 Pendahuluan

Dalam perancanaan Portable Belt Conveyor ini, penulis terlebih dahulu

memahami metode-metode dalam perancanaan dalam tahap penyusunan maupun

dalam teoritisnya, yakni dengan melakukan analisa terhadap perancanaan, karena

dalam perancanaan juga dibutuhkan kemampuan menganalisa perencanaan untuk

mendapatkan performance pada Portable Belt Conveyor ini.

3.2 Penetapan Kapasitas Belt Conveyor

Kapasitas mesin belt conveyor direncanakan mampu mengangkut 17,3

ton/ jam bahan yang akan didiangkut dengan menggunakan belt (sabuk).

3.3 Perencanaan Sistem Transmisi

Untuk memindahkan putaran motor ke poros penggerak direncanakan

menggunakan sistem transmisi poros dan reducer (menggunakan Roda Gigi) dan

disesuaikan dengan kebutuhannya. Dalam perencanaan mesin belt konveyor ini

direncanakan putaran akhirnya adalah 37 rpm dan kecepatan sabuk 0,11 m/s.

3.4 Spesifikasi Perencanaan.

Jenis Material : Unit load termasuk dalam krat,

karung, kotak.

Kapasitas : 17,3 ton/ jam

Sistem transmisi : Poros dan reducer

Universitas Sumatera Utara

Page 44: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

44

BAB IV

ANALISA DAN PERHITUNGAN

4.1 Material Yang Diangkut

Peninjauan terhadap material yang diangkut perlu dilakukan dalam

pembahasan konveyor. Peninjauan ini bertujuan untuk mendapatkan data-data

mengenai karakteristik dari material yang diangkut dan variable-variabel yang

dilakukan dalam pembahasan yang dilakukan ini.

4.1.1. Karakteristik Material Yang Diangkut

Material yang diangkut oleh konveyor sabuk ini adalah material yang

termasuk dalam klasifikasi satuan (unit load), merupakan beban satuan yang

biasanya dapat diangkat satu persatu atau berkelompok, termasuk beban curah

yang sudah dikemas menjadi satu kesatuan, misalnya semen dalam sak, biji-bijian

dalam goni, atau minyak dalam kaleng.

4.1.2. Sifat Spesifik Material Yang Diangkut

Sifat spesifik dari material yang diangkut adalah temperature dan

kelambaban yang sama dengan lingkungannya, non abrasive, tidak mudah

meledak atau terbakar, tidak mengandung bahan kimia yang berbahaya dan

diasumsikan mudah sobek atau pecah.

4.1.3. Bentuk Dan Ukuran Material Yang Diangkut

Bentuk dan ukuran material merupakan karakteristik material yang

berhubungan langsung dengan ukuran konveyor. Material dengan ukuran

maksimum yang dapat diangkut adalah krat minuman yang merupakan jenis

material yang berbentuk satuan (unit), dari hasil survey studi yang dilakukan

Universitas Sumatera Utara

Page 45: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

45

300

400

350

dilapangan diperoleh bahwa untuk kemudahan memindahkan material. Jadi salah

satu ukuran material yang akan diangkut adalah panjang = 350 mm, lebar = 400

mm, tinggi = 300 mm

Gambar 4.1. Dimensi Material Yang Diangkut

4.1.4. Berat Material Yang Diangkut

Berat material yang diangkut oleh konveyor sabuk sangat penting untuk

diketahui, karena karakteristik ini sangat berpengaruh pada kekuatan dan

kemampuan konveyor sabuk tersebut dalam pengoperasiannya. Dari hasil

pengujian yang dilakukan didapatkan beban efisien yang dapat diangkut oleh belt

konveyor ini adalah 20 kg. Apabila digunakan beban diatas 20 kg motor dapat

mengangkut beban tersebut namun suhu motor menjadi tinggi atau motor

mengalami overheating sehingga demi keamanan digunakan hanya beban 20 kg

kebawah.

Dengan demikian berat muatan (G) adalah 20 kg, dan berat tersebut

ditetapkan sebagai berat maksimal yang akan diangkut oleh pesawat konveyor

tersebut.

Universitas Sumatera Utara

Page 46: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

46

4.1.5. Kondisi Pemuatan

Kondisi pemuatan adalah cara yang dilakukan dalam memuat material ke

konveyor. Apakah muatan/ material yang dibuat dengan cara manual, yaitu

mengangkat muatan dengan tangan dan meletakkannya diatas sabuk konveyor,

atau muatan yang diterima dari konveyor lain atau juga muatan yang dimuat ke

konveyor dengan menggunakan peralatan lain seperti crane atau robot.

Jarak antara muatan juga merupakan cakupan dari karakteristik ini. Selain

itu juga tentang cara peletakan atau menyusun muatan diatas sabuk.

Berikut adalah kondisi pemuatan pada konveyor sabuk menangani muatan pada

unit load pada table 4.1.

Table 4.1. Kondisi Pemuatan Unit Load

Pada konveyor sabuk dibahas, ditetapkan bahwa kondisi pemuatan adalah

pemuatan maksimal, muatan dimuat pada konveyor secara manual dan tidak boleh

ditumpuk meningkat bahwa konveyor yang dirancang memiliki kemiringan 100 –

300 yang akan mengakibatkan muatan yang diangkut akan terjatuh dan pecah

sedangkan jarak antar muatan bergantung pada jumlah muatan yang dapat

Universitas Sumatera Utara

Page 47: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

47

dilayani oleh konveyor pada saat bersamaan. Hal ini akan dibahas pada

pembahasan selanjutnya.

4.2 Perancangan Kapasitas Konveyor

4.2.1 Lebar Sabuk (weight belt)

Pada umumnya ukuran lebar sabuk menurut ASTM adalah 14, 20, 24, 30,

36, 42, 48, 50, 54, 60, dan 108 inchi. Sedangkan lebar sabuk yang diproduksi di

eropa mempunyai ukuran 400, 500, 650, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800,

2200, 2400, 2600, 2800, dan 3000 mm.

Ada beberapa hal yang menjadi bahan pertimbangan dalam pemilihan

lebar sabuk, yaitu:

1. Lebar sabuk dari suatu system konveyor merupakan factor penentu dari

kecepatan dan kapasitas konveyor tersebut.

2. Lebar dari sabuk ditentukan oleh ukuran material yang diangkut.

Dengan mempertimbangkan factor ekonomis, solusi dan situasi dari

konveyor serta bentuk dan ukuran dimensi muatan, dari data yang ada lebar sabuk

konveyor serta bentuk dan ukuran dimensi muatan, dari data yang ada lebar sabuk

konveyor (b) yang digunakan adalah: 500 mm.

4.2.2. Panjang Lintasan Konveyor

Untuk menentukan panjang lintasan konveyor sabuk, perlu

dipertimbangkan kondisi pemuatan disekitar konveyor tersebut dan

pengembangannya dimasa yang akan mendatang.

Mengingat konveor ini dapat digunakan dimana saja selama dalam proses

pengangkutan horizontal tanpa ada sudut kemiringan. Maka digunakan konveyor

dengan panjang lintasan belt 1375 mm.

Universitas Sumatera Utara

Page 48: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

48

4.2.3. Penetapan Kecepatan Konveyor Sabuk

Menurut Spivakovsky, 1996, untuk kecepatan sabuk konveyor (v) yang

melayani unit load pada umumnya ditetapkan sebesar 0,1 – 0,7 m/s.

Hal ini dimaksudkan unutk memudahkan soal pemuatan dan

pembongkaran muatan dari konveyor, dan juga harus dipertimbangkan bahwa

muatan dapat diambil sebelum muatan tersebut mencapai ujung konveyor, maka

kecepatan sabuk konveyor (v) untuk mengangkut unit loads tersebut ditetapkan:

0,11 m/s.

4.2.3. Penetapan Kapasitas Konveyor

Penetapan kapasitas konveyor bergantung pada panjang lintasan konveyor,

jumlah muatan yang dapat dilayani pada saat bersamaan dan jarak antar muatan.

Panjang lintasan konveyor yang digunakan adalah 1375 mm. dari ketentuan

pemuatan muatan konveyor diketahui panjang muatan berhubungan dengan lebar

lintasan konveyor yang digunakan adalah: 500 mm. Dengan demikian

berdasarkan persamaan 2.1 maka diperoleh banyaknya unit muatan yang dapat

dilayani oleh konveyor tersebut pada saat yang sama adalah:

9,3350

1375

tan

int

mm

mm

PanjangMua

asanPanjangLZ

Untuk mendapatkan jarak antara unit load (a) maka diasumsikan Z = 3

unit, sehingga dibutuhkan pesawat konveyor sepanjang: 3 x 350 = 1050 mm

Berarti panjang lintsan pesawat konveyor yang digunakan bersisa

sepanjang : 1375 – 1050 = 325 mm

Jarak sebesar 325 mm ini digunakan sebagai jarak antara unit load (a), menurut

persamaan 2.2. maka diperoleh jarak muatan unit load adalah:

Universitas Sumatera Utara

Page 49: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

49

tanPanjangMuaZ

gKonveyorSisaPanjana

mmmm

a 3503

325

= 458 mm

= 0,458 m

Menurut persamaan 2.3. untuk menghitung kapasitas pesawat konveyor

dapat diketahui dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

Va

GxQ 6,3

Dimana:

G = Berat muatan = 20 kg

a = Jarak muatan = 0,458 m

v = kecepatan sabuk = 0,11 m/s (lampiran 5)

s

mm

kgxQ 11,0

458,0

206,3

= 17,3 ton/jam

Maka didapat kapasitas dari konveyor sebesar 17,3 ton/jam.

4.3. Perhitungan Komponen Utama

Komponen utama portable belt konveyor yang dianalisa antara lain

1. Sabuk (belt)

2. Roller Idler

3. Motor Penggerak

Universitas Sumatera Utara

Page 50: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

50

4.3.1. Perhitungan Sabuk

Pada umumnya didalam pemilihan jenis sabuk, hal-hal yang harus

diperhitungkan adalah:

a. Pemilihan bahan sabuk

b. Berat Sabuk

c. Dimensi sabuk

Menurut spivakovsky, 1996, bahan sabuk (belt) yang digunakan adalah

bahan sabuk jenis Nylon, bahan ini memiliki kekuatan tarik patah tiap lapisan

sebesar 100 kg/cm.

Menurut persamaan 2.4. Untuk mencari berat sabuk per satuan panjang

dapat digunakan rumus sebagai berikut:

Wb = 1,1 x B (I x δ + δ1 + δ2)

Dimana:

δ = tebal lapisan sabuk = 1,5 mm

i = Jumlah lapisan sabuk = 1 lapis (lampiran 3)

δ1 = Tebal lapisan besar sabuk dibebani = 1 mm (lampiran 3)

δ2 = Tebal lapisan sabuk tidak dibebani = 1,5 mm (lampiran 3)

B = Lebar sabuk = 500 mm

Gambar 4.2 Sabuk Yang Digunakan

Universitas Sumatera Utara

Page 51: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

51

Maka diperoleh:

Wb = 1,1 x B (I x δ + δ1 + δ2)

= 1,1 x 0,5 (1 x 1,5 + 1 mm + 1,5 mm)

= 2,2 kg/m x 9,81 m/s2

= 21,6 N/m

Massa sabuk dihitung dengan menggunakan timbangan seberat = 2 kg

4.3.2. Perhitungan Roller Idler

Yang perlu diperhatikan dalam memilih roller idler adalah

mempertimbangkan bentuk dari material yang diangkut, pada konveyor sabuk

yang dibahas diketahui bentuk material yang diangkut muatan satuan, maka pada

konveyor sabuk ini dipilih roller jenis flat roller idler, seperti terlihat pada gambar

4.3.

Gambar 4.3 Flat Roller Idler

Menurut Spivakovsky, 1996, diameter roller idler D = 60 mm, untuk

lebar sabuk 500 mm, tetapi ada ketentuan bahwa pada konveyor yang melayani

Universitas Sumatera Utara

Page 52: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

52

unit load, muatan harus ditumpu setidaknya oleh dua roller idler pada saat

bersamaan, maka dengan menetapkan bahwa muatan ditumpu oleh dua roller.

Diameter dalam dapat dihitung menggunakan persamaan 2.11

2

RDd

2

60d = 30 mm

Namun pada saat perancangan alat portable Belt Conveyor tidak

menggunakan roller idler dengan ukuran yang berbeda-beda, besar diameter roller

idler yang dipergunakan sama dengan besar diameter puller penggerak sabuk.

Bedasarkan persamaan 2.13. Untuk mencari panjang Flat Roller Idler

dapat menggunakan rumus:

Lr = 1,2 . B

= 1.2 . 500 = 600 mm

4.3.2.1. Jarak Antara Roller Idler

Jarak antara roller idler (L) untuk konveyor sabuk melayani unit load

dikaitkan dengan ketentuan bahwa muatan harus ditumpu, setidaknya dua roller

pada saat bersamaan, berdasarkan persamaan 2.14. maka jarak antara roller idler

adalah sebesar:

2

tanPanjangMuaL

mmL 1752

350

Hal ini disesuaikan dengan referensi literature yang ada bahwa untuk

pemindahan beban bentuk satuan (unit), untuk berat muatan diatas 10 kg – 50 kg,

Universitas Sumatera Utara

Page 53: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

53

jarak tumpu rollernya ditetapkan sebesar 0,1 – 0,4 m, dan harus ditumpu oleh dua

roller idler.

4.3.2.2. Beban Pada Roller Idler

Beban pada roller idler merupakan daya lintang yang terdiri dari berat

roller idler, berat sabuk dan berat muatan, untuk beban unit sabuk merupakan

beban merata, sedang untuk berat muatan unit merupakan beban terpusat.

Bedasarkan persamaan 2.15. Berat roller idler dapat diasumsikan dengan

berat silendris maka dapat digunakan rumus:

)(4

. 22 dDlL

W

Dimana:

Lr = Panjang roller idler = 600 mm

l = Berat jenis roller idler = 7,15 x 10-6 kg/mm3

D = Diameter luar roller idler = 60 mm

d = Diameter dalam roller idler = 30 mm

Maka:

)3060(6-10 x 7,154

600. 22

W

= 2,77 kg

Sedangkan bersamaan 2.16. berat roller idler persatuan panjang sabuk

dapat dicari menggunakan rumus:

L

WWr

Dimana:

L = jarak antara roller

Universitas Sumatera Utara

Page 54: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

54

= 175 mm = 0,175 m

W = Berat roller idler = 2,77 kg

Maka:

m

kgWr

175,0

77,2

= 15,8 kg/m x 9,81 m/s2

= 155,3 N/m

Menurut persamaan 2.17. Berat Muatan yang diterima oleh masing-masing

roller idler adalah:

LerIdlerJumlahRoll

GWmr

Dimana:

G = Berat muatan = 20 kg

l = Jarak roller idler = 0,175m

Maka:

)175,0(2

20mrW

= 57,14 kg/m x 9,81 m/s2

= 560,6 N/m

Sedangkan menurut persamaan 2.18. Gaya yang diterima satu roller idler

adalah:

Wtot = (Wmr + Wb + Wr) . L

Dimana:

Wmr = Berat muatan yang diterima

= 560,6 N/m

Universitas Sumatera Utara

Page 55: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

55

Wb = Berat sabuk per satuan panjang

= 21,6 N/m

Wr = Berat roller idler

= 155,3 N/m

L = Jarak antara roller idler

= 0,175 m

Maka:

Wtot = (560,2 + 21,6 + 155,3) . 0,175

= 128,99 N

Diasumsikan beban terdistribusi merata pada roller idler seperti pada gambar 4.4

Gambar 4.4 Distribusi beban Pada Roller Idler

Berdasarkan persamaan 2.19. untuk mencari besarnya gaya pada baja

tumpuan dapat dicari dengan rumus:

2

)(lWRBRA tot

Dimana:

totW = Gaya yang diterima satu roller idler = 128,99 N

l = Panjang roller idler = 600 mm = 0,6 m

Universitas Sumatera Utara

Page 56: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

56

Maka:

2

)6,0(99,128 mNRBRA

= 38,7 N.m

Sedangkan berdasarkan persamaan 2.20. Untuk mencari besar momen

lentur maksimum yang terjadi pada tengah batang menggunakan rumus:

8

)( 2

max

lWM tot

8

)6,0(99,128 2

max

mNM

= 5,8 N.m

Menurut persamaan 2.21. Untuk mencari tegangan lentur yang terjadi

pada roller idler adalah:

Z

M maxmax

Dimana:

Z = Modulus penampang silinder/ pipa

= )(.32

44 dDD

Maka:

)(

..3244

maxmax

dD

DM

= )0088,003,0(

03,08,53244

= 22,04 x 105 N/m2

Universitas Sumatera Utara

Page 57: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

57

4.3.2.3. Poros Roller Idler

Berdasarkan standard ukuran poros dan dimensi roller idler, diasumsikan

poros roller idler (ds) = 24,3 mm, panjang poros (Lp) = 700 mm, maka beban

yang bekerja pada poros idler adalah:

a. Reaksi tumpuan

Berdasarkan persamaan 2.19 besarnya gaya pada reaksi tumpuan dapat

dihitung menggunakan rumus:

2

LpWRBRA tot

Dimana:

W tot = Gaya yang diterima satu roller idler = 128,99 N

Lp = Panjang poros = 700 mm = 0,7 m

Maka:

2

7,099,128 Rc

= 45,15 N.m

b. Momen Lentur Maksimum

Berdasarkan persamaan 2.22 untuk menghitung momen lentur yang terjadi

dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

)(2

.max XLp

XRcM

Dimana:

Rc = Gaya reaksi tumpuan = 45,15 N.m

X = Lp/2

= 0,7/2 = 0,35 m

Universitas Sumatera Utara

Page 58: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

58

Maka:

)35,07,0(2

35,015,45max

M

= 2,8 N.m

c. Tegangan Lentur Maksimum pada Poros

Berdasarkan persamaan 2.23 tegangan lentur yang terjadi pada poros roller

idler dapat dihitung menggunakan rumus:

3

maxmax

2,10

ds

MT

Dimana:

Mmax = Momen lentur maksimum = 2,8 N.m

ds = Poros roller idler = 24,3 mm = 0,0243 m

Maka:

3max0243,0

8,22,10 T

= 1,99 x 106 N/m2

Bahan poros dipilih dari bahan konstruksi mesin S45C (sularso 1939),

dengan kekuatan tarik sebesar 4,9 x 107 N/m2, maka dari analisis dapat

disimpulkan bahwa poros aman untuk digunakan, karena 4,9 x 107 N/m2 > 1,99 x

106 N/m2 .

4.3.2.4 Perhitungan Bantalan Roller Idler

Perhitungan bantalan roller idler didasarkan pada beban yang diterima

masing-masing bantalan, karena bantalan didalam penggunaannya diketahui

Universitas Sumatera Utara

Page 59: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

59

hanya menerima beban radial saja, maka gaya yang bekerja pada bantalan adalah

gaya-gaya pada poros ditambah dengan berat poros itu sendiri.

a. Berdasarkan persamaan 2.24. untuk encari berat poros adalah sebagai

berikut:

lLpds

Wp ..4

. 2

Dimana:

ds = Diameter poros roller idler = 24,3 mm

Lp = Panjang poros = 700 mm

l = Berat jenis bahan poros = 7,84 x 10-6 kg/mm3

Maka:

10 x 7,84.700.4

3,24. 6-2

Wp

= 1,72 kg x 9,81 m/s2

= 16,9 N

b. Berdasarkan persamaan 2.26. untuk mencari beban yang diterima masing-

masing bantalan adalah:

2

WpRAFr

2

9,1615,45

= 53,6 N

c. Berdasarkan persamaan 2.26. untuk mencari beban ekivalen dapat dicari

dengan persamaan:

Universitas Sumatera Utara

Page 60: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

60

FaFrVX .1..Pr

Dimana:

X = Faktor pembebanan radial

= 0,56 untuk baris tunggal

V = Faktor pembebanan untuk cincin luar yang berputar = 1,2

Fa = 0, karena tidak terjadi pembebanan aksial pada bantalan

Maka:

Pr = (0,56 . 1,2 . 53,6) + 1 . 0

= 36,02 N

d. Berdasarkan persamaan 2.27. Untuk mencari beban nominal dinamis

spesifik dapat menggunakan rumus:

Pr.Fn

FhCr

Dimana:

Fh = Faktor umur pemakaian

= (Lh/500)1/2

Dimana:

Lh = Umur bantalan = 50.000 jam

Maka:

Fh = (50.000/500)1/2

= 4,57

Fn = Faktor besaran

= (3,33/n)1/3

Dimana:

n = Putaran roller idler

Universitas Sumatera Utara

Page 61: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

61

= D

v

.

.60

v = Kecepatan belt = 0,11 m/s

D = Diameter roller idler = 60 mm = 0,06 m

Maka:

n = 06,0.

11,0.60

= 37 rpm

Maka:

Fn = (3,33/37) 1/3

= 0,45

Maka:

Cr = 02,36.45,0

57,4

= 365,6 N

Dari perhitungan diatas, diketahui bahwa besarnya beban nominal

dinamis dinamis spesifik yang terjadi (365,6 N) lebih kecil dari beban nominal

spesifik bantalan (3120 N).

Dengan demikian bantalan jenis ini aman untuk digunakan. Berdasarkan

kapasitas dinamis spesifik (C) dapat dipilih dalam tabel jenis dan ukuran

bantalan.

Universitas Sumatera Utara

Page 62: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

62

Gambar 4.5. Bantalan (Bearing)

4.4 Analisa Perhitungan Tahanan Dan Tegangan Sabuk

Beban yang dibutuhkan oleh sabuk adalah beban yang terdiri dari muatan

yang diangkut, berat sabuk itu sendiri, serta tahanan-tahanan yang terjadi pada

system pesawat konveyor.

4.4.1. Tahanan-tahanan Gerakan Pada Konveyor

Ketika sabuk bergerak terjadi tahanan-tahanan yang disebabkan oleh:

a. Gesekan antara sabuk dengan roller idler

b. Akibat lengkungan sabuk yang terjadi pada gulungan puli

c. Gesekan antara sabuk dengan landasan diam (stationary run way)

Tahanan yang terjadi akibat gesekan antara sabuk dengan roller idler pada

konveyor sabuk dibagi atas tahanan pada bagian sisi pembebanan dan pada bagian

sisi tidak berbeban return idler (kembali tanpa beban)

4.4.2. Perhitungan Tegangan Sabuk

Untuk menghitung tegangan sabuk (belt) dari sebuah system konveyor

sabuk, terlebuh dahulu menentukan titik 1 (S1 = Smin)

Universitas Sumatera Utara

Page 63: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

63

S1 = Smin

S2 = S1 + (qb + qm) LA . Cosβ . f + (qb + qm) H

S3 = K . S2

S4 = S3 + qb . LA . Cosβ . f + qb . H

Dari hukum Euler, dimana tidak terjadi slip antara sabuk dan pulley maka

berlaku persamaan:

S4 = S1 . eµθ

Dimana:

LA = Panjang keseluruhan konveyor

L = Panjang konveyor sabuk terhadap sumbu horizontal

H = Tinggi konveyor sabuk terhadap sumbu vertical

qb = Berat sabuk per meter = 2,2 kg/m

qm = Berat muatan per meter

= m

kg

m

kg

a

G67,43

458,0

20

f = Koefisien gesek sabuk = 0,02 (lampiran 6)

θ = Sudut belit sabuk = 1800 (lampiran 4)

µ = Faktor gesekan antara sabuk dan puli = 0,30, untuk sudut belit sabuk

sebesar α = 1800 dan bahan puli terbuat dari besi cor atau puli baja

dengan kondisi operasi normal, maka harga µ = 0,30 (lampiran 4)

K = K > 1 (lampiran 5)

Universitas Sumatera Utara

Page 64: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

64

(min)S1

(max)S4

S2

S3

Distribusi gaya tarik pada sabuk dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 4.6. Distribusi Gaya Tarik Pada Sabuk Konveyor

“Analisa Perhitungan Untuk Sudut β0 = 00 (posisi datar)”

Berdasarkan persamaan 2.6 untuk mencari besarnya harga S1 dapat dicari

dengan menggunakan rumus:

S1 = Smin

Berdasarkan persamaan 2.7 untuk mencari besarnya harga S2 dapat dicari

dengan menggunakan rumus:

S2 = S1 + (qb + qm) LA . Cosβ . f + (qb + qm) H

= S1 + (2,2 + 67,43 ) 1,375m . Cos 00. 0,02 + (2,2 + 67,43 ) 1,375m x

Sin 00

= S1 + 1,26 kg

Berdasarkan persamaan 2.8 untuk mencari besarnya harga S3 dapat dicari

dengan menggunakan rumus:

S3 = K . S2

= 1. (S1 + 1,26)

= 1 S1 + 1,26 kg

Universitas Sumatera Utara

Page 65: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

65

Berdasarkan persamaan 2.9 untuk mencari besarnya harga S4 dapat dicari

dengan menggunakan rumus:

S4 = S3 + qb . LA . Cosβ . f + qb . H

= S3 + (2,2 . (1,375 . Cos00) . 0,02) + (2,2 . (1,375m x Sin 00))

= 1 S1 + 1,26 kg + 3,025 kg

= 1 S1 + 4,285 kg

Sedangkan berdasarkan persamaan 2.10, hubungan S4 dengan S1

dinyatakan dalam persamaan euler, sehingga:

S4 = S1 . eµθ

Dimana harga eµθ = 2,56, sehingga:

1 S1 + 4,285 kg = S1 . 2,56

(1 – 2,56) S1 = - 4,285

S1 = 1,56-

4,285-

= 2,75 kg

Maka dari persamaan diatas didapat:

S1 = 2,75 kg

S2 = 2,75 kg + 1,26 kg

= 4,01 kg

S3 = 1. (2,75 kg + 1,26 kg)

= 4,01 kg

S4 = 1 . (2,75 + 4,285 kg)

= 7,035 kg

Universitas Sumatera Utara

Page 66: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

66

4.4.3. Pemeriksaan Kekuatan Sabuk

Setelah dimensi bahan beban yang terjadi pada sabuk diketahui, kekuatan

sabuk perlu diperiksa dengan menentukan factor keamanannya.

Berdasarkan persamaan 2.5, untuk pemeriksaan kekuatan tegangan sabuk

dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

B

fkSKt

.max

Dimana:

Kt = Kekuatan tarik izin sabuk persatuan lebar

B = Lebar sabuk = 500 mm

Smax = Gaya tarik maksimum yang diterima sabuk

= 7,035 kg/m (untuk sudut β = 00 )

fk = Faktor keamanan disesuaikan dengan jumlah lapisan sabuk (i)

= 9 (ditentukan untuk i = 1 sampai 4)

Maka:

m

kgKt

5,0

9.035,7

= 126 kg/m

= 1,26 kg/cm

4.4.4. Analisa Daya Elektro Motor

Untuk dapat mengetahui besar daya elektro motor yang dibutuhkan dalam

menggerakkan pesawat konveyor, maka terlebih dahulu dilakukan perhitungan

terhadap beberapa parameter utama dari pesawat konveyor tersebut antara lain,

a. Berdasarkan persamaan 2.28, untuk menghitung tahanan pada drive pulley

( drW ) dapat menggunakan rumus:

Universitas Sumatera Utara

Page 67: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

67

)(' 14 SSKWdr

Dimana:

K’ = Faktor tahanan puli = 0,03

Maka:

)75,2035,7(03,0 drW

= 0,12 kg

b. Berdasarkan persamaan 2.29, untuk menghitung gaya tangensial pada

drive pulley (Wo) dapat menggunkan rumus:

12,0)75,2035,7( oW

= 4,405 kg

c. Berdasarkan persamaan 2.30, untuk menghitung daya elektro motor

penggerak (N) dapat dicari dengan menggunakan rumus:

102

.vWN

Dimana:

Wo = Gaya tangensial pada drive pulley = 152,17 kg

v = Kecepatan belt konveyor

= 0,11 m/s

Maka daya motor penggerak adalah:

102

11,0.405,4s

mkgN = 0,022 KW = 0,03 hp

Dari hasil analisa perhitungan yang telah dilakukan ternyata daya motor

yang digunakan pada konveyor ini masih cukup mengangkut beban diatas 20 kg,

namun pada saat pengujian belt konveyor motor bekerja pada beban 20 kg lebih

Universitas Sumatera Utara

Page 68: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

68

efisien dibandingkan beban diatas 20 kg sehingga ditetapkan beban yang efisien

diangkut adalah 20 kg.

4.5. Analisa Beban Yang Dapat Diangkut Oleh Motor Dengan Daya 0,25 hp

Berdasarkan persamaan 4.1 untuk menghitung beban maksimal yang dapat

diangkut oleh motor 0,25 hp, dapat dicari dengan menggunakan rumus:

GV

PmG

.75max (4.1)

Dimana:

Gmax = Beban maksimum

Pm = Daya Motor

Vg = Kecepatan Beban

Sebelum mengetahui berapa beban maksimun konveyor kita terlebih

dahulu menghitung kecepatan konveyor yang berpengaruh pada kecepatan beban

(benda yang diangkut).

Diketahui:

Daya Motor (Pm) = 0.25 Hp

Putaran Motor (nm) = 1480 Rpm

Reducer dengan perbandingan Ratio 1 : 40

Sehingga putaran pada Roda Gigi 1 (RG1) = Putaran Motor = 1480 Rpm

Putaran pada Roda Gigi 2 (RG2) = n2 = 1480 : 40 = 37 Rpm

Diameter roller conveyor = 60 mm = 0,06 m

Putaran roller pada belt conveyor (nr) = n2 = 37 Rpm

Untuk mencari kecepatan belt konveyor (Vc) dan kecepatan beban (Vg)

dengan menggunakan rumus:

Universitas Sumatera Utara

Page 69: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

69

60

.. rnDrVcVg

(4.2)

Dimana:

Vg = Kecepatan Beban

Vc = Kecepatan konveyor

Dr = Diameter roller

nr = Putaran roller

s

mVcVg 11,060

37.06,0.

kg

sm

HpG 45,170

11,0

25,0.75max

Untuk faktor keamanan beban maksimum diambil 75%

Sehingga beban maksimum 170,45 x 75% = 127,8 kg ~ 128 kg

Dengan demikian berat muatan (G) adalah 128 kg, dan berat tersebut

ditetapkan sebagai berat maksimal yang diangkut oleh pesawat konveyor.

4.6. Analisa PengaruhVariasi Beban Terhadap Daya Motor

Analisa yang dilakukan pada daya motor berdasarkan dari variasi beban

yang diangkut oleh belt konveyor dengan mengunakan persamaan:

75

.VgGPm (4.3)

Dimana:

Pm = Daya motor

G = Beban

Vg = Kecepatan Beban

Universitas Sumatera Utara

Page 70: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

70

1. Pada Beban 2 kg

Hpsmkg

Pm 003,075

11,02

2. Pada Beban 4 Kg

Hpsmkg

Pm 006,075

11,04

3. Pada Beban 6 Kg

Hpsmkg

Pm 009,075

11,06

4. Pada Beban 8 Kg

Hpsmkg

Pm 012,075

11,08

5. Pada Beban 10 Kg

Hpsmkg

Pm 015,075

11,010

6. Pada Beban 15 Kg

Hpsmkg

Pm 022,075

11,010

7. Pada Beban 20 Kg

Hpsmkg

Pm 03,075

11,020

Universitas Sumatera Utara

Page 71: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

71

Tabel 4.2 Pengaruh Variasi Beban Terhadap Daya Motor

No. Beban (Kg) Putaran Motor

(Rpm)

Kecepatan Beban

(Vg) (m/s)

Daya Motor (HP)

1 2 1480 0,11 0,003

2 4 1480 0,11 0,006

3 6 1480 0,11 0,009

4 8 1480 0,11 0,012

5 10 1480 0,11 0,015

6 15 1480 0,11 0,022

7 20 1480 0,11 0,03

8 25 1480 0,11 0,04

9 30 1480 0,11 0,044

10 35 1480 0,11 0,05

11 40 1480 0,11 0,06

12 45 1480 0,11 0,066

13 50 1480 0,11 0,073

14 55 1480 0,11 0,081

15 60 1480 0,11 0,088

16 65 1480 0,11 0,095

17 70 1480 0,11 0,103

18 75 1480 0,11 0,11

19 80 1480 0,11 0,117

20 85 1480 0,11 0,125

Universitas Sumatera Utara

Page 72: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

72

21 90 1480 0,11 0,132

22 95 1480 0,11 0,14

23 100 1480 0,11 0,15

24 110 1480 0,11 0,16

25 127 1480 0,11 0,19

Universitas Sumatera Utara

Page 73: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

73

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan analisa daya motor pada belt konveyor terhadap

tahanan-tahanan yang terdapat pada konveyor dan juga terhadap variasi beban

yang diangkut, diketahui bahwa variasi beban dan tahanan pada pesawat belt

konveyor tersebut sangat berpengaruh terhadap beberapa kinerja dan daya motor.

Maka dari hasil pembahas yang dilakukan dapat dibuat beberapa

kesimpulan:

Tegangan yang terdapat pada belt sangat berpengaruh pada daya motor

yang akan digunakan semakin tinggi tegangan yang terdapat pada belt

maka semakin besar daya motor yang digunakan

Besar sudut elevasi yang terjadi pada belt konveyor juga berpengaruh pada

tegangan tarik yang diterima oleh sabuk, semakin besar sudut elevasi yang

terjadi maka semakin besar pula tegangan tarik yang diterima oleh sabuk,

tetapi pada belt konveyor tersebut tidak terdapat sudut elevasi karena belt

konveyor tersebut merupakan belt konveyor yang digunakan pada posisi

datar (flat) sehingga sudut elevasinya 00

Berdasarkan variasi beban, daya motor ternyata sangat berpengaruh pada

beban yang akan diangkut. Semakin berat beban yang diangkut maka

semakin besar daya motor yang diperlukan.

Faktor yang sangat mempengaruhi tegangan pada sabuk, kekuatan sauk

pada belt konveyor, dan pada daya elektro motor adalah beban yang

diangkut.

Universitas Sumatera Utara

Page 74: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

74

5.3 Saran

Adapun saran yang dapat penulis sampaian dalam Analisa Perhitungan

Daya Motor Pada Belt Konveyor adalah sebagai berikut:

1. Untuk dapat mencapai kapasitas yang diinginkan material yang digunakan

harus sesuai dan didasarkan pada syarat-syarat didalam kriteria

perancangan.

2. Perumusan syarat-syarat harus ditentukan berdasarkan fungsinya, agar

konstruksi dan seluruh elemen dari pesawat belt konveyor tersebut dapat

bertahan lama (life time)

3. Bantalan pada roller idler harus diperiksa secara rutin, agar pesawat belt

konveyor dapat bekerja dengan baik.

4. Perhatikan beban yang akan diangkut didalam pengoperasiannya karena

sangat mempengaruhi tegangan tarik pada sabuk (belt) akibat reaksi beban

terhadap tegangan pada sabuk.

Universitas Sumatera Utara

Page 75: ANALISA DAYA MESIN BELT KONVEYOR - USU-IR Home

75

DAFTAR PUSTAKA

1. Rudenko N. “Material Handling Equipment”, 1964, Peace Publishes,

Moscow.

2. Spivakovsky A. “Conveyor and Related Equipment”, 1996, Peace

Publishes, Moscow.

3. Shigley, Joseph E, “Perencanaan Teknik Mesin”, 1986, Edisi Ke-dua

Jilid 1, Erlangga, Jakarta.

4. Zainuri, Ach Muhib, “Mesin Pemindah Bahan”, 2006, Edisi 1, ANDI,

Yogyakarta.

5. Sularso, “Dasar Perancangan Dan pemilihan Elemen Mesin”, 1983,

Edisi 1 Pradya Paramita, Jakarta.

6. E. Popov, “Mekanika Teknik”, 1993, Edisi Ke-dua, Erlangga, Jakarta.

Universitas Sumatera Utara