BAB 2 Tinjauan Pustaka Skripsi Conveyor Kapasitas 32 ton/jam

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1.      Conveyor

2.1.1.   Pengertian Conveyor

            Conveyor merupakan salah satu jenis alat pengangkut yang berfungsi untuk mengangkut material secara horizontal atau vertical dan digerakkan oleh motor penggerak atau gravitasi. (Contitech, 1994) Pemilihan alat transportasi (conveying equipment) harus disesuaikan dengan:

1.      Kapasitas material yang ditangani.

2.      Jarak perpindahan material.

3.      Kondisi pengangkutan: horizontal, vertikal atau inklinasi.

4.      Ukuran (size), bentuk (shape), dan sifat material (properties).

5.      Harga peralatan tersebut.

Selain itu pemilihan conveyor harus disesuaikan dengan pendanaan yang ada. Kurang tepatnya pemilihan alat transportasi untuk pemindah bahan dapat menghambat kelancaran proses produksi. Secara umum alat transportasi pengangkut material ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut:

1.      Faktor ekonomis yang termasuk dari biaya perancangan alat transportasi, biaya operasi serta biaya perawatan.

2.      Kondisi lahan yang mencakup luas dan kontur tanah, letak alat transportasi dan alur proses produksi.

3.      Karakteristik beban muatan yang mencakup beban curah material yang terdiri dari jenis dengan ukuran yang relatif kecil, beban unit yang merupakan jenis dan berat beban yang tidak seragam, massa jenis beban, mobilitas muatan, sifat khusus beban/material seperti mudah sobek, pecah, mudah terbakar, dan lain-lain.

2.2.      Karakteristik Bahan

                        Bahan yang diangkut mempunyai jenis karakteristik yang berbeda, sebagian diantaranya berbentuk halus ada yang berbentuk kasar, dan lain sebagainya. Bentuk luar dari bahan tersebut memiliki pengaruh besar dalam tahap pendesainan conveyor. Bermacam karakteristik, sifat fisik, dan sifat mekanik dari muatan merupakan faktor penting untuk menentukan tipe dan pemakaian dari conveyor yang akan digunakan. Beban muatan dibagi menjadi:

1.      Muatan satuan (Unit Load): Termasuk bahan-bahan potongan seperti komponen mesin, peti khusus, dll.

2.      Muatan curah (Bulk Load): Termasuk bermacam-macam barang timbunan (Bulk), seperti bahan galian, batuan, tepung semen, dll.

2.2.1.   Bentonit

            Bentonit dalam ilmu mineralogi tergolong ke dalam kelompok besar tanah lempung. Bentonit terbentuk dari transformasi hidrotermal abu vulkanik, yang mayoritas komponennya tergolong ke dalam kelas mineral smektik (struktur lembaran), yaitu montmorillonit. Smektit adalah mineral yang terdiri dari tiga lapis struktur aluminium silikat hidrat, yaitu dua lembar silika tetrahedral dan satu lembar alumina oktahedral. Pada pengecoran logam bentonit digunakan sebagai pengikat, sebab bentonit mempunyai daya ikat yang baik dan tahan terhadap temperatur tinggi. Daya tahan bentonit juga cukup tinggi. Bentonit mempunyai massa jenis 593 kg/m³.

2.3.      Bagian-bagian Belt Conveyor

2.3.1.      Frame

Frame berfungsi untuk tumpuan dari belt conveyor, head frame, dan tail frame serta mengarahkan aliran muatannya. Rangka ini terdiri dari batang profil vertical, horizontal, dan dirangkai dengan menggunakan las maupun baut pengikat. Untuk menumpu roller idler biasanya dipergunakan semacam tumpuan yang terbuat dari besi cor dengan bentuk profil L yang dipasang pada rangka penumpu dengan menggunakan baut.

2.3.2.      Belt

Fungsinya adalah untuk membawa material yang diangkut. Dapat digunakan untuk mengangkut material baik yang berupa “Unit Load” atau “Bulk Material” secara mendatar ataupun miring. Yang dimaksud dengan “Unit Load” adalah benda yang biasanya dapat dihitung jumlahnya satu persatu, misalnya kotak, kantong, balok, dll. Sedangkan Bulk Material adalah material yang berupa butir-butir, bubuk atau serbuk, misalnya pasir, semen, dll. 

2.3.2.1.          Perencanaan Belt (Sabuk)

1.      Lebar Belt

Lebar belt ditentukan berdasarkan kapasitas conveyor dan ukuran material yang dibawa atau sebaliknya. Untuk lebar belt dipilih adalah pembulatan terhadap harga terbesar yang terdekat dari lebar standard.

2.      Kecepatan Belt

Kecepatan belt disesuaikan dengan lebar belt dan ukuran bongkah material. Kecepatan belt yang direkomendasikan dapat dilihat pada tabel 2.1 dibawah ini.

 Kecepatan yang hitung menggunakan rumus:

Dimana:

            V                                 = Kecepatan Belt (m/menit)

            Keliling pulley            = Øpulley x π (mm)

            Kecepatan motor         = 1375 / Rasio pada Gearbox (m/menit)

3.      Kapasitas yang dihitung menggunakan rumus:

Dimana:

   Q         = Kapasitas angkut (tph)

   k          = Faktor inklinasi (Tabel 2.3)

   A         = Cross-sectional area yang terbentuk pada belt (m) (Tabel 2.4)

   v          = Kecepatan belt (m/menit)

             = Densitas material (t/m­_­³)

4.      Tegangan Belt

Tegangan belt terjadi pada saat belt bermuatan dan tidak bermuatan. Dihitung menggunakan rumus:

      ...1

     ...2

Dimana,

T_x           = Tegangan belt ketika tidak bermuatan (N)

T_y           = Tegangan belt ketika bermuatan (N)

W_b             = Berat belt (kg/m)

W_m         = Berat material (kg/m)

C            = Faktor Koreksi

2.3.3.      Ply (Lapisan Penguat pada Belt)

Kekuatan pada belt tergantung dari lapisan penguat yang dipakai. Pada umumnya ply terbuat dari serat (carccas) dan sling biasa (stell cord). Tabel dibawah merupakan jumlah lapisan plies yang disarankan didalam memilih belt.

2.3.4.      Idler

Belt pada conveyor membutuhkan penompang antara head dan tail pulley yang berdekatan. Saat belt bergerak, penompang ini harus berada dalam bentuk roller untuk menghindari belt keluar jalur dari penompangnya. Pergerakan belt bersama dengan pergerakan berputarnya roller pada kecepatan yang sama. Pada dasarnya roller sangat penting bagi belt conveyor. Roller idler penompang belt tanpa memiliki daya dan berputas didasari karena pergerakan dari belt.

Fungsi dari roller idler:

1.      Untuk menompang belt sekaligus bersama material yang dibawa, tanpa memperlambat pergerakan belt.

2.      Untuk menompang belt pada saat kembali.

3.      Untuk membawa belt dengan bentuk tertentu, agar mempermudah belt membawa material yang dibawa.

4.      Menyediakan penompang khusus pada saat belt loading, bertujuan memberikan penempatan yang tepat bagi material diatas belt dan dengan resiko kerusakan kecil pada belt

5.      Belt berubah bentuknya dari rata menjadi sesuai dengan bentuk tail pulley, dan berubah lagi menjadi rata di head pulley. Transition idler yang merubah belt pada lokasi-lokasi ini dengan peregangan kecil.

6.      Idler dibutuhkan memperbaiki kesejajaran belt, contohnya idler otomatis menempatkan belt centerline dengan conveyor centerline.

Idler dibuat sedemikian rupa sehingga mudah dibongkar pasang. Hal ini dimaksudkan untuk mempermudah perawatan, jika komponen idler rusak, dapat dilakukan pergantian secara cepat.

2.3.5.      Pulley

Pulley dipergunakan untuk menumpu sabuk pada ujung-ujung conveyor, pada ujung dimana penggerak diterapkan dipergunakan pulley penggerak, dan ujung-ujung belakang (tail). Ada beberapa macam tipe pulley akan tetapi pada dasarnya kontruksi pulley tersebut sama saja terkecuali ukurannya yang berbeda yaitu dari silinder baja yang ditumpu pada poros dan bantalan. Untuk perancangan belt conveyor dengan kondisi operasi tertentu sebaiknya dipilih tipe pulley yang tepat. Diamater minimum pulley sudah ditentukan dengan tabel 2.5.

Ada 2 jenis pulley yang digunakan, yaitu head pulley dan tail pulley. Head pulley merupakan pulley penggerak dari sistem belt conveyor (Drive Pulley). Biasanya head pulley berada didepan dari sistem belt conveyor yang terhubung langsung dengan motor penggerak. Tail pulley merupakan pulley yang terletak dibagian belakang dari sistem belt conveyor.

  

Diameter minimum dari pulley dapat dicari dengan persamaan sebagai berikut:

Dimana:

d      = Diameter minimum pulley (mm)

Mp  = Momen bending (Nmm)

    = Tensile Strenght (370 N/mm²)

2.3.6.      Belt Cleaner

Berfungsi sebagai pembersih dari permukaan luar pada belt agar permukaan belt tetap bersih dan material yang diangkut tidak menempel pada belt. 

2.3.7.      Penggerak

Biasanya dipergunakan motor listrik untuk menggerakan drive pulley. Tenaga (HP) dari motor harus disesuaikan dengan keperluan, yaitu:

1.      Menggerakkan belt kosong dan mengatasi gesekan-gesekan antara idler dengan komponen lain.

2.      Menggerakkan muatan secara mendatar.

3.      Mengangkut muatan secara tegak (vertical).

4.      Menggerakkan tripper dan perlengkapan lain.

5.      Memberikan percepatan pada belt yang bermuatan bila sewaktu-waktu diperlukan.

2.3.8.      Poros

Poros adalah suatu bagian stasioner yang berputar, biasanya berpenampang bulat dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi (gear), pulley, flywheel, engkol, sprocket, dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban lenturan, beban tarikan, beban tekan atau beban puntiran yang bekerja sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan yang lainnya). Berdasarkan pembebannanya:

A.    Poros Transmisi (transmisson shafts)

Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shafts. Shafts akan mengalami beban puntir berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-duanya. Poros transmisi berfungsi untuk memindahkan tenaga mekanik salah satu elemen mesin ke elemen mesin yang lain. Pada shafts, daya dapat ditransmisikan melalui gear, belt pulley, sprocket, rantai, dll.

B.     Gandar

Poros gandar merupakan poros yang dipasang diantara roda-roda kereta barang atau pada as truk bagian depan. Poros gandar tidak menerima beban puntir, fungsinya hanya sebagai penahan beban, dan hanya mendapat beban lentur.

C.     Poros Spindel

Poros spindle merupakan poros transmisi yang relatip pendek, misalnya pada poos utama mesin perkakas dimana beban utamanya berupa beban puntiran. Selain beban puntiran, poros spindle juga menerima beban lentur (axial load). Poros spindle dapat digunakan secara efektif apabila deformasi yang terjadi pada poros tersebut kecil.

2.3.8.      Bantalan

Bantalan merupakan salah satu bagian dari elemen mesin yang memegang peranan cukup penting karena fungsi dari bantalan yaitu untuk menumpu sebuah poros agar poros dapat berputar tanpa mengalami gesekan yang berlebihan.

Berdasarkan gerakan bantalan terhadap poros:

Ø  Bantalan Luncur

Pada bantalan ini terjadi gesekan luncur antara poros dan bantalan karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan bantalan dengan perantaraan lapisan pelumas.

Ø  Bantalan Gelinding

Pada bantalan gelinding ini terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan yang diam melalui elemen gelinding seperti bola, rol, dan rol bulat.

2.3.9.      Pasak

Pasak (key) adalah bagian dari elemen mesin yang digunakan untuk menyambung poros dan roda gigi, puli, sprocket, cams and lever, dan sebagainya, juga digunakan untuk menjaga hubungan putaran relatif antara poros dengan elemen mesin lain.

Pasak yang digunakan adalah pasak benam rata, pasak ini merupakan pasak memanjang yang paling banyak ditetapkan. Pasak ini diterapkan, baik pada konstruksi dimana roda harus dapat digeserkan pada poros maupun pada konstruksi dimana  roda harus disambung tetap dengan poros.

2.4.            Komponen Pendukung

2.4.1.      Pnuematic

Pnuematic merupakan teori atau pengetahuan tentang udara yang bergerak, keadaan-keadaan keseimbangan udara dan syarat-syarat keseimbangan. Perkataan pnuematik berasal dari bahas Yunani “pnuema” yang berarti napas atau udara. Jadi pnuematik berarti terisi udara atau digerakkan oleh udara mampat. Pnuematik merupakan cabang teori aliran atau mekanika fluida dan tidak hanya meliputi penelitian aliran-aliran udara melalui suatu sistem saluran, yang terdiri atas pipa-pipa, selang-selang, gawai dan sebagainya, tetapi juga aksi dan penggunaan udara mampat.

Pnuematik menggunakan hukum aerodinamika, yang menentukan keadaan keseimbangan gas dan uap (khususnya udara atmosfir) dengan adanya gaya-gaya luar (aerostatika) dan teori aliran (aerodinamika). Pneumatik dalam pelaksanaan teknik udara mampat dalam industri merupakan ilmu pengetahuan dari semua proses mekanik dimana udara memindahkan suatu gaya atau gerakan. Jadi pneumatik meliputi semua komponen mesin atau peralatan, dalam mana terjadi proses-proses pneumatik. Dalam bidang kejuruan teknik pneumatik dalam pengertian yang lebih sempit lagi adalah teknik udara mampat (udara bertekanan). 

Komponen pnuematik beroperasi pada tekanan 8 s.d. 10 bar, tetapi dalam praktik dianjurkan beroperasi pada tekanan 5 s.d. 6 bar untuk penggunaan yang ekonomis.

Beberapa bidang aplikasi di industri yang menggunakan media pnuematik dalam hal penangan material adalah sebagai berikut:

a.       Pencekaman benda kerja

b.      Penggeseran benda kerja

c.       Pengaturan posisi benda kerja

d.      Pengaturan arah benda kerja

Penerapan pnuematik secara umum:

a.       Pengemasan (packaging)

b.      Pemakanan (feeding)

c.       Pengukuran (metering)

d.      Pengaturan buka tutup (door or chute control)

e.       Pemindahan material (transfer of materials)

f.        Pemutaran dan pembalikkan benda kerja (turning and inverting of parts)

g.      Pemilahan bahan (sorting of parts)

h.      Penyusunan benda kerja (stacking of components)

i.        Pencetakkan benda kerja (stamping and embossing of components)

Susunan sistem pnuematik adalah sebagai berikut:

a.       Catu daya (energy supply)

b.      Elemen masukan (sensors)

c.       Elemen pengolah (processors)

d.      Elemen kerja (actuators)

2.4.2.      Selonoid

Solenoid valve merupakan katup yang dikendalikan dengan arus listrik baik AC maupun DC melalui kumparan/selenoida. Solenoid valve ini merupakan elemen kontrol yang paling sering digunakan dalam sistem fluida. Seperti pada sistem pneumatik, sistem hidrolik ataupun pada sistem kontrol mesin yang membutuhkan elemen kontrol otomatis.

Banyak sekali jenis-jenis dari solenoid valve, karena solenoid valve ini di desain sesuai dari kegunaannya. Mulai dari 2 saluran, 3 saluran, 4 saluran dan sebagainya. Contohnya pada solenoid valve 2 saluran atau yang sering disebut katup kontrol arah 2/2. Memiliki 2 jenis menurut cara kerjanya, yaitu NC dan NO. Jadi fungsinya hanya menutup / membuka saluran karena hanya memiliki 1 lubang inlet dan 1 lubang outlet. Atau pada solenoid 3 saluran yang memiliki 1 lubang inlet , 1 lubang outlet ,dan 1 exhaust/pembuangan. Dimana lubang inlet berfungsi sebagai masuknya fluida, lubang outlet berfungsi sebagai keluarnya fluida dan exhaust berfungsi sebagai pembuangan fluida/cairan yang terjebak. Dan selenoid 3 saluran ini biasanya digunakan atau diterapkan pada aktuator pneumatik( cylinder kerja tunggal).

Solenoid valve akan bekerja bila kumparan/coil mendapatkan tegangan arus listrik yang sesuai dengan tegangan kerja(kebanyakan tegangan kerja solenoid valve adalah 100/200VAC dan kebanyakan tegangan kerja pada tegangan DC adalah 12/24VDC). Dan sebuah pin akan tertarik karena gaya magnet yang dihasilkan dari kumparan selenoida tersebut. Dan saat pin tersebut ditarik naik maka fluida akan mengalir dari ruang C menuju ke bagian D dengan cepat. Sehingga tekanan di ruang C turun dan tekanan fluida yang masuk mengangkat diafragma. Sehingga katup utama terbuka dan fluida mengalir langsung dari A ke F. Untuk melihat penggunaan solenoid valve pada sistem pneumatik. 

2.4.3.      Sensor Beban

Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah besaran mekanis, magnetis, panas, sinar, dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor sering digunakan untuk pendeteksian pada saat melakukan pengukuran atau pengendalian. Contoh dari sensor yaitu sensor beban (Loadcell).

Loadcell adalah sebuah alat uji perangkat listrik yang dapat mengubah suatu energi menjadi energi lainnya yang biasa digunakan untuk mengubah suatu gaya menjadi sinyal listrik. Pada strain guage (loadcell) atau biasa disebut dengan deformasi strain gauge. The strain gauge mengukur perubahan yang berepengaruh pada strain sebagai sinyal listrik, karena perubahan efektif terjadi pada beban hambatan kawat listrik. 

2.4.4.      Hopper

Hopper merupakan komponen tambahan atau koomponen pendukung dari sistem belt conveyor. Hopper sendiri berfungsi sebagai tempat untuk menampung material yang dibawa oleh belt connveyor.

Tweet