makalah fisika
-
Upload
panji-nugraha-gomis -
Category
Documents
-
view
46 -
download
7
description
Transcript of 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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
3. Jumlah motor harus disesuaikan dengan daya agar mesin bekerja tidak diluar kapasitas.
4. Kebersihan mesin harus dijaga.
1