makalah fisika

24
MAKALAH FISIKA BELT CONVEYER PADA PABRIK SEMEN Oleh : Kelompok 5 AMBARSARI CYNTHIA SANTOSO IRMA SURYANI M. DAWAM PAMUNGKAS PANJI NUGRAHA GOMIS PUTY SETYO PURWOKO VICKY KARTIKA FIRDAUS JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS DIPONEGORO

description

test

Transcript of makalah fisika

Page 1: makalah fisika

MAKALAH FISIKA

BELT CONVEYER PADA PABRIK SEMEN

Oleh :

Kelompok 5

AMBARSARI

CYNTHIA SANTOSO

IRMA SURYANI

M. DAWAM PAMUNGKAS

PANJI NUGRAHA GOMIS

PUTY SETYO PURWOKO

VICKY KARTIKA FIRDAUS

JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS DIPONEGORO

SEMARANG

2012

Page 2: makalah fisika

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat serta karunia-Nya kepada kami sehingga

kami berhasil menyelesaikan Makalah Fiskia “Belt Conveyor” ini

dengan baik dan tepat waktu.

Makalah ini berisikan tentang informasi mengenai

perancangan Belt Conveyor pada pabrik semen yang

memproduksi 100.000 ton semen per tahun. Dalam makalah ini

terdapat penjelasan singkat, kelebihan dan kekurangan,

komponen-komponen, prinsip kerja, serta perhitungan dalam

perancangan Belt Conveyor.

Selesainya penyusunan ini berkat bantuan dari berbagai

pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis sampaikan

terima kasih kepada: 

1. Bapak Andry Cahyo K.,ST, MT, Ph.D selaku dosen Fisika

Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas

Diponegoro.

2. Rekan-rekan semua di Jurusan Teknik Kimia Fakultas

Teknik Universitas Diponegoro.

Diharapkan Makalah ini dapat memberikan informasi

kepada kita semua tentang Belt Conveyor pada pabrik semen.

Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna,

oleh karena itu kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat

i

Page 3: makalah fisika

membangun selalu kami harapkan demi kesempurnaan makalah

ini.

Semarang, 18

Desember 2012

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Belt conveyor adalah salah satu komponen dari belt

conveyor sistem yang berfungsi untuk membawa material

dan meneruskan gaya putar. Di pilihnya belt conveyor

system sebagai sarana transportasi material adalah karena

tuntutan untuk meningkatkan produktivitas, menurunkan

biaya produksi dan juga kebutuhan optimasi dalam rangka

mempertinggi efisiensi kerja.

Dalam proses pembuatan semen juga ter jadi berbagai

proses. Tahapan pembuatan semen ialah proses

penambangan, transportasi hasil tambang, Penghancuran

batu kapur, pencampuran bahan. Homogenisasi, kalsinasi,

pencampuran semen, packaging, penyimpanan semen.

Setiap tahapan tersebut memerlukan perpindahan meterial

sebagai perantara antara prose atu dengan proses yang

lainnya. Perpindahan tersebut dapat dilakukan dengan alat

transportasi ataupun dengan belt conveyor.

1

Page 4: makalah fisika

I.2. Tujuan

1. Untuk mengetahui proses dan kinerja belt conveyor.

2. Merancang belt conveyor pada pabrik semen portland

untuk proses pengangkutan semen dari cement clinker

packing unit ke tempat penyimpanan semen.

I.3. Manfaat

1. Memahami kinerja dan proses yang terjadi pada sebuah

belt conveyor.

2. Dapat merancang belt conveyor pada pabrik semen

portland untuk proses pengangkutan semen dari

cement clinker packing unit ke tempat penyimpanan

semen.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Belt Conveyor

Belt conveyor atau sabuk konveyor adalah pesawat

pengangkut yang digunakan untuk memindahkan muatan

dalam bentuk satuan atau tumpahan, dengan arah

horizontal atau membentuk sudut dakian/inklinasi dari

suatu sistem operasi yang satu ke sistem operasi yang lain

dalam suatu line proses produksi, yang menggunakan

sabuk sebagai penghantar muatannya. Belt Conveyor

pada dasarnya merupakan peralatan yang cukup

sederhana. Alat tersebut terdiri dari sabuk yang tahan

terhadap pengangkutan benda padat. Sabuk yang

digunakan pada belt conveyor ini dapat dibuat dari

i

Page 5: makalah fisika

berbagai jenis bahan misalnya dari karet, plastik, kulit

ataupun logam yang tergantung dari jenis dan sifat bahan

yang akan diangkut

Belt Conveyor (sabuk konveyor) memiliki komponen

utama berupa sabuk yang berada diatas roller-roller

penumpu. Sabuk digerakkan oleh motor penggerak melalui

suatu pulley, sabuk bergerak secara translasi dengan

melintas datar atau miring tergantung kepada kebutuhan

dan perencanaan. Material diletakkan diatas sabuk dan

bersama sabuk bergerak kesatu arah. Pada

pengoperasiannya konveyor sabuk menggunakan tenaga

penggerak berupa motor listrik dengan perantara roda gigi

yang dikopel langsung ke puli penggerak. Sabuk yang

berada diatas roller-roller akan bergerak melintasi roller-

roller dengan kecepatan sesuai putaran dan puli

penggerak.

Ada beberapa pertimbangan yang mendasari dalam

penelitian pesawat pengangkut :

1) Karakteristik pemakaian, hal ini menyangkut jenis dan

ukuran material, sifat material, serta kondisi medan

atau ruang kerja alat.

2) Proses produksi, mengngkut kapasitas perjam dari unit,

kontinuitas pemindahan, metode penumpukan material

dan lamanya alat beroperasi.

3) Prinsip-prinsip ekonomi, meliputi ongkos pembuatan,

pemeliharaan, pemasangan, biaya operasi dan juga

biaya penyusutan dari harga awal alat tersebut.

Berdasarkan pertimbangan diatas maka dipilihnya belt

conveyor sebagai pesawat pengangkut yang paling sesuai

1

Page 6: makalah fisika

untuk mengangkut pasir kedalam proses mixer dalam

pembuatan tiang beton.

II.2. Kelebihan dan Kelemahan Belt Conveyor

II.2.1 Kelebihan belt conveyor

1) Mampu membawa beban berkapasitas besar.

2) Kecepatan sabuk dapat diatur untuk menetapkan

jumlah material yang dipindahkan persatuan

waktu

3) Dapat bekerja dalam arah yang miring tanpa

membahayakan operator yang

mengoperasikannya

4) Memerlukan daya yang lebih kecil, sehingga

menekan biaya operasinya

5) Tidak mengganggu lingkungan karena tingkat

kebisingan dan polusi yang rendah.

6) Lebih ringan dari pada konveyor rantai maupun

bucket conveyor.

7) Aliran pengangkutan berlansung secara terus

menerus/kontinu

Belt conveyor adalah mesin pemindah yang paling

universal karena kapasitas cukup besar (500 s.d

5000 m3/jam atau lebih), sanggup memindahkan

material pada jarak relatif besar (500 s/d 1000 m

atau lebih), desain yang sangat sederhana dan

pengoperasian yang baik. Belt conveyor dapat

digunakan untuk memindahkan berbagai unit

material sepanjang arah horizontal atau pada suatu

kemiringan tertentu pada berbagai industri.

Contohnya pada industri pengecoran logam,

i

Page 7: makalah fisika

tambang batubara, produksi beton, industri

makanan dan lain-lain.

II.2.2 Kelemahan belt conveyor

1) Sabuk sangat peka terhadap pengaruh luar,

misalnya timbul kerusakan pada pinggir dan

permukaan belt, sabuk bisa robek karena batuan

yang keras dan tajam atau lepasnya sambungan

sabuk.

2) Biaya perawatannya sangat mahal.

3) Jalur pemindahan (transfer line). Karena untuk

satu unit belt conveyor hanya bisa dipasang

untuk jalur lurus.

4) Kemiringan/sudut inklinasi yang terbatas.

II.3. Geometri Belt Conveyor

Geometri dari belt conveyor dapat dilihat pada

Gambar 2.1 yang memperlihatkan lintasan dari belt

conveyor.

1

Page 8: makalah fisika

Sudut kemiringan terhadap garis horizontal (β)

tergantung pada faktor gesekan antara material yang

dibawa dengan belt yang bergerak, sudut kemiringan tetap

dari tumpukan material dan bagaimana cara material

dibebankan keatas belt. Kemiringan yang dapat diizinkan

pada belt conveyor dapat dilihat pada Tabel 2.1.

II.3.1 Komponen-Komponen Utama Pada Belt Conveyor

Komponen-komponen utama konveyor sabuk dapat

dilihat pada gambar 2.2.

i

Page 9: makalah fisika

Konveyor sabuk yang sederhana terdiri dari :

1) Rangka (Frame)

2) Pulli penggerak (Drive pulley)

3) Pulli yang digerakkan (Tail pulley)

4) Pulli Pengencang (Snub pulley)

5) Sabuk (Belt)

6) Rol pembawa (Carrying roller idler)

7) Rol Kembali (Return roller idler)

8) Rol pemuat

9) Motor penggerak

10) Unit pemuat (Chutes)

11) Unit pengeluar (Discharge spout)

12) Pembersih sabuk (Belt cleaner)

13) Pengetat sabuk (Belt take-up)

II.3.2. Belt

1

Page 10: makalah fisika

Belt terbuat dari bahan tekstil, baja lembaran atau

jalinan kawat baja. Belt yang terbuat dari tekstil

berlapis karet paling banyak ditemukan dilapangan.

Syarat-syarat belt:

1) Tahan terhadap beban tarik.

2) Tahan beban kejut.

3) Perpanjangan spesifik rendah.

4) Harus fleksibel.

5) Tidak menyerap air.

6) Ringan.

Belt yang digunakan pada belt conveyor terdiri dari

beberapa tipe seperti bulu unta, katun dan beberapa

jenis belt tekstil berlapis karet. Belt harus

memenuhi persyaratan, yaitu kemampuan menyerap

air rendah, kekuatan tinggi, ringan, lentur, regangan

kecil, ketahanan pemisahan lapisan yang tinggi dan

umur pakai panjang. Untuk persyaratan tersebut,

belt berlapis karet adalah yang terbaik. Belt tekstil

berlapis karet terbuat dari beberapa lapisan yang

dikenal dengan plies. Lapisan-lapisan tersebut

dihubungkan dengan menggunakan (vulkanisasi)

atau dengan karet alam maupun sintetis. Belt

dilengkapi dengan cover karet untuk melindungi

tekstil dari kerusakan-kerusakan. Karena beberapa

jenis material yang dibawa mempunyai sifat abrasif.

II.3.3. Idlers

Belt disangga oleh idler. Jenis idler yang

digunakan kebanyakan adalah roller idler.

Berdasarkan lokasi idler di conveyor, dapat

i

Page 11: makalah fisika

dibedakan menjadi idler atas dan idler bawah. Idler

atas menyangga belt yang membawa beban. Idler

atas bisa merupakan idler tunggal atau tiga idler.

Sedangkan untuk idler bawah digunakan idler

tunggal. Kontruksi idler dapat dilihat pada gambar

berikut.

Komponen-komponen roller idler diatas adalah:

1) selubung bagian luar, yang langsung berfungsi

untuk menopang belt.

2) Selubung bagian dalam.

3) Bantalan.

4) Karet perlindung, yang berfungsi untuk

melindungi bantalan dari debu atau kotoran

lainnya.

5) Pengunci bantalan.

6) Poros idler.

7) Baut.

8) Bantalan

Diameter (D) idler tergantung pada lebar belt (B)

yang disangganya. Hubungan antara lebar belt

dengan diameter idler dapat dilihat pada tabel

berikut.

1

Page 12: makalah fisika

Jarak maksimum idler pada belt conveyor dapat

dilihat pada tabel berikut.

II.3.4. Unit penggerak

Daya penggerak pada belt conveyor ditransmisikan

kepada belt melalui gesekan yang terjadi antar belt

puli penggerak yang digerakkan dengan motor listrik.

Unit penggerak terdiri dari beberapa bagian, yaitu

puli, motor serta roda gigi transmisi antara motor

dan puli.

II.3.5. Pengencang Belt (take up)

Pengencang belt dapat dibedakan atas 2 jenis yaitu

screw take up dan gravity take up, atau sering juga

disebut pengencang horizontal dan vertical.

II.3.6. Penekuk Belt

Belt ditekuk dengan puli atau roller pembelok.

Penggunaan roller pembelok adalah untuk merubah

kemiringan sistem seperti dari arah horizontal

menjadi seperti miring. Tekukan belt dapat

i

Page 13: makalah fisika

dibedakan atas dua macam yaitu tekukan kearah

pembalik dan tekukan kearah pembebanan, kedua

jenis tekukan tersebut mempunyai jari-jari tekukan

minimum yang berbeda.

II.3.7. Conveyor Frame

Struktur penyangga (frame) terbuat dari susunan

baja batangan atau besi siku yang disambung

dengan menggunakan las listrik. Frame dibuat kaku

(rigit). Atruktur tersebut terbuat dari batangan

membujur, tegak dan menyilang. Tinggi dari frame

biasanya 400 s/d 500 mm dan jarak batang

tegak/tiang adalah 2 s/d 3,5 meter.

II.3.8. Komponen-komponen Pendukung

Dalam pengoperasian belt conveyor dilapangan, ada

beberapa komponen pendukung yang ditambahkan

pada sistim tersebut seperti :

1. Hopper, berfungsi untuk mencurahkan bebas

keatas belt conveyor. Kapasitas beban dapat

diatur dari curahan hopper tersebut.

2. Peralatan pembongkar (discharging device),

berfungsi untuk membongkar muatan belt

conveyor

3. Rem penahan otomatis (automatic hold back

brakes) berfungsi untuk mematikan sistem

seketika jika ada gangguan.

4. Pembersih belt, yang dipasangkan pada puli

bagian depan. Alat ini dipasang untuk conveyor

yang membawa material basah dan lengket

1

Page 14: makalah fisika

5. Feeder, sebagai pengumpan dari hopper ke belt,

feeder ini memiliki dua bentuk yaitu sudu dan

screw.

II.4. Prinsip Kerja

Prinsip kerja belt conveyor adalah mentransport

material yang ada di atas belt, dimana umpan atau inlet

pada sisi tail dengan menggunakan chute dan setelah

sampai di head material ditumpahkan akibat belt berbalik

arah. Belt digerakkan oleh drive / head pulley dengan

menggunakan motor penggerak. Head pulley menarik belt

dengan prinsip adanya gesekan antara permukaan drum

dengan belt, sehingga kapasitasnya tergantung gaya

gesek tersebut.

i

Page 15: makalah fisika

BAB III

METODE PERCOBAAN

Alat

a) Rangka (Frame)

b)Pulli penggerak (Drive pulley)

c) Pulli yang digerakkan (Tail pulley)

d)Pulli Pengencang (Snub pulley)

e) Sabuk (Belt)

f) Rol pembawa (Carrying roller idler)

g)Rol Kembali (Return roller idler)

h)Rol pemuat

i) Motor penggerak

j) Unit pemuat (Chutes)

k) Unit pengeluar (Discharge spout)

l) Pembersih sabuk (Belt cleaner)

m) Pengetat sabuk (Belt take-up)

Gambar Alat

1

Page 16: makalah fisika

Keterangan alat:

1. Rangka (Frame)

2. Pulli penggerak (Drive pulley)

3. Pulli yang digerakkan (Tail pulley)

4. Pulli Pengencang (Snub pulley)

5. Sabuk (Belt)

6. Rol pembawa (Carrying roller idler)

7. Rol Kembali (Return roller idler)

8. Rol pemuat

9. Motor penggerak

10. Unit pemuat (Chutes)

11. Unit pengeluar (Discharge spout)

12. Pembersih sabuk (Belt cleaner)

13. Pengetat sabuk (Belt take-up)

Cara Kerja :

1. Hitung kecepatan produksi semen

2. Tentukan jarak antar sak semen pada belt conveyer

i

Page 17: makalah fisika

3. Tentukan kecepatan belt konveyor

4. Tentukan daya minimal yang dibutuhkan

5. Tentukan jumlah motor penggerak yang diperlukan

6. Tentukan jumlah idler

BAB IV

PERHITUNGAN

Kapasitas : 12,6263 ton/h

Massa Jenis Portland : 1,506 ton/m3

1 sak semen : 50 kg

: 50

1506

: 0.033200531 m3

: 33,2 L

Dimensi Sak yang mungkin : 70 cm x 50 cm x 10 cm

Jarak antar sak semen : 30 cm

Jumlah sak semen : 2.000.000

Jarak lintas tempuh : 2.000.000 x 0.7 + (2.000.000-1) x 0,3 m

: 1400000 + 599999.7 m

: 1999999.7 m

1

Page 18: makalah fisika

Waktu efektif : 330 hari 1 hari = 24 jam

: 330 x 24 = 7920 jam 1 jam = 60 menit

: 7920 x 60 = 475.200 menit

Kecepatan Belt : 1999999.7/475200

: 4.208754

: 4.2 m/min

Lebar Sabuk : 1000 mm

Sudut Inklinasi : 1,030

Panjang Konveyor : 100 + 100 m / cos 1,030

: 200,0162 m

Berat Total per jam : 12,6263 + 12,6263 x 1000 / 50 x 0,45

: 12,6263 + 0,1136

: 12,7399 ton

Berat Beban : 1000×12,7399

60×4,2

: 50,5552 kg/m

Berat Beban Total : 50,5552 x 200

: 10.111,04 kg

Berat Belt : 1,1B (it + t1 + t2)

: 1,1 x 1 (5 x 0,009 + 1,5 + 1)

: 1,1 (2,545)

: 2,7995 kg/m

Panjang Belt Atas :200,0162 m

Berat Belt AtasTotal : 2,7995 x 200,0162

: 559,9454 kg

Diameter rotary drum : 60 cm

L. Perm. : π .L . D

: 3,14 x 1,2 x 0,6

: 2,262 m

Diameter idler : 159 mm

i

Page 19: makalah fisika

Space idler : 200 mm

Jumlah idler : 200.016= 2 x 600 + n(159) + (n-1)200

: 200.016= 1200 + 159 n + 200n - 200

: 200.016 – 1200 + 200 = 359 n

: 199.016 = 359 n

: 554 idler

Berat idler : π . L .∅ .D2

4

: π .2700.1,2 .¿¿

: 64,3323kg/m

Berat total idler : 64,3323 x 554

: 35.640,0942

Berat Total : Berat idler + Berat Belt + BeratBeban

: 35.640,0942 + 559,9454 + 10.111,04

: 47.311,0796 kg

Beban 1 Idler : 47.311,0796 / 554

: 85,3991 kg

Beban permeter : 47.311,0796 / 200,0162

: 236,5362 kg/m

Gaya Beban : W = m.g

: 47.311,0796x 9.8

: 463.648,5801N

Usaha yang dilakukan : 463.648,5801x 200,0162

: 92.737.227,12J

Daya yang dibutuhkan : W/t t : 200,0162

4,2×60

:2.857,3743 s

: 92.737.227,12/2.857,3743

:32.455,4004 watt

:32.5kW

Daya 1 motor : 4.8 kW

1

Page 20: makalah fisika

Jumlah motor : 32.5/4.8

: 6,7708

: 7 motor penggerak

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan1. Jarak belt conveyor 200,0165m 2. Kecepaatan belt conveyer yang dibutuhkan untuk

memenuhi target 100.000 ton per tahun adalah 4,2 m/menit.

3. Jarak antar idler 20cm agar beban pada idler tidak berlebih.

4. Untuk menggerakan belt conveyer dibutuhkan daya 31,8 kW yang didapat dari 7 motor penggerak.

5. Jumlah idler yang digunakan 554.

B. Saran1. Kecepatan harus diatur agar memenuhi target awal

100.000 ton2. Pengontrolan harus dilakukan secara berkala.

i

Page 21: makalah fisika

3. Jumlah motor harus disesuaikan dengan daya agar mesin bekerja tidak diluar kapasitas.

4. Kebersihan mesin harus dijaga.

1