2.4.
Daya Motor dan Nilai Take Up
Perubahan
kapasitas angkut Belt Conveyor secara
langsung akan mempengaruhi nilai Take Up
yang dibutuhkan guna mempertahankan ketegangan Belt selain itu perubahan nilai kapasitas angkut Belt Conveyor juga akan mempengaruhi
nilai daya yang dibutuhkan untuk operasional pengangkutannya. Berikut ini perhitungan
yang dapat dilakukan untuk mencari daya motor dan nilai Take Up yang dibutuhkan untuk nilai kapasitas suatu Belt Conveyor
2.4.1. Tegangan Efektif Belt
Nilai tegangan
efektif suatu konstrusi Belt Conveyor
dapar dihitung dengan persamaan berikut ini :
Te = Tx +
Tyc + Tyr + Tym + Tm + Tp + Tam + Tac (lbs)
Komponen rumus tegangan efektif Belt adalah dapat dihitung
dengan rumus berikut ini :
Tx = L x Kx x
Kt
Tyc = L x Ky x
Wb x Kt
Tyr = L x
0.015 x Wb x Kt
Tym = L x Ky x
Wm
Tm = ± H x Wm
Tam = M x Vc
Dimana
Tx = tahanan akibat gesekan
pada idler (lbs)
Tyc = tahanan Belt flexure pada Carrying idler (lbs)
Tyr = tahanan Belt flexure pada Return idler (lbs)
Tym = tahanan material flexure
(lbs)
Tm = tahanan material lift (+)
atau lower (-) (lbs)
Tp = tahanan pulley (lbs)
Tam = tahanan percepatan material
(lbs)
Tac = tahanan dari aksesoris
(lbs)
L = panjang conveyor (ft)
Kt = faktor koreksi ambient
temperature
Kx = faktor gesekan idler (lbs/ft)
Ky = faktor untuk menghitung
gaya Belt dan beban flexure pada
idler
Wb = berat Belt (lbs/ft)
Wm = berat material (lbs/ft)
Q = kapasitas konveyor (tph)
v = kecepatan Belt (fpm)
v0 = kecepatan
initial material saat penjatuhan didaerah loading (fpm)
H = jarak vertical material
lift atau lower (ft)
2.4.1.1. Faktor Koreksi Ambient Temperatur (Kt)
Tahanan putaran idler dan
tahanan flexure pada Belt meningkat
pada operasi cuaca dingin. Pada cuaca dingin yang ekstrim diperlukan
pelumasan lebih pada idler untuk mencegah peningkatan tahanan putaran
idler. Nilai Kt sangat dipengaruhi temperatur tempat operasional, berikut nilai
koreksi Ambient temperatur (Gambar.2.11)
Gambar.2.9. Kurva Nilai Kt
Berdasarkan Temperatur Lokasi Operasional
(CEMA, 2002)
2.4.1.2. Faktor Gesekan Idler (Kx)
Nilai Kx dapat dihitung
dengan rumus (CEMA, 2002) :
Kx = 0,00068(Wb+Wm)[Ai/Si](lbs/ft)
Dimana
Ai = 1,5 untuk 6-inch dia. Idler roll
Ai = 1,8 untuk 5-inch dia. Idler roll
Ai = 2,3 untuk 4-inch dia. Idler roll
Ai = 2,4 untuk 7-inch dia. Idler roll
Ai = 2,8 untuk 8-inch dia. Idler roll
2.4.1.3. Faktor Perhitungan Gaya Belt dan Beban Flexure pada Idler (Ky)
Kedua tahanan Belt terhadap flexure yang bergerak diatas
idler dan tahanan beban flexure material diatas Belt yang bertumpu pada idler menghasilkan gaya tegangan Belt Ky adalah faktor perkalian untuk
menghitung gaya tegangan ini. Nilai Ky dapat dilihat pada Tabel 2.5.
Tabel.2.5. Faktor Nilai Ky
Panjang Conveyor (ft)
|
Wb + Wm
(lbs/ft)
|
Persen Kemiringan
|
0
|
3
|
6
|
9
|
12
|
24
|
33
|
Derajat Kemiringan Rata-rata
|
0
|
2
|
3,5
|
5
|
7
|
14
|
18
|
1000
|
50
75
|
0,031
|
0,028
|
0,026
|
0,024
|
0,023
|
0,019
|
0,016
|
0,030
|
0,027
|
0,024
|
0,022
|
0,019
|
0,016
|
0,016
|
100
150
200
|
0,030
|
0,026
|
0,022
|
0,019
|
0,017
|
0,016
|
0,016
|
0,033
|
0,024
|
0,019
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,032
|
0,023
|
0,017
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
250
300
|
0,033
|
0,022
|
0,017
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,033
|
0,021
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
1400
|
50
75
|
0,029
|
0,024
|
0,024
|
0,016
|
0,021
|
0,016
|
0,016
|
0,028
|
0,021
|
0,021
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
100
150
200
|
0,028
|
0,023
|
0,019
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,029
|
0,020
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,030
|
0,021
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
250
300
|
0,030
|
0,020
|
0,017
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,030
|
0,019
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
2000
|
50
75
|
0,027
|
0,024
|
0,022
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,026
|
0,021
|
0,019
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
100
150
200
|
0,025
|
0,020
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,026
|
0,017
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,024
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
250
300
|
0,023
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,022
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
2400
|
50
75
|
0,026
|
0,023
|
0,021
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,025
|
0,021
|
0,017
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
100
150
200
|
0,024
|
0,019
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,024
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,021
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
250
300
|
0,021
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,016
|
0,020
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
0,018
|
2.4.1.4. Tahanan Pulley (Tp)
Tahanan Flexure Belt
disekitar permukaan Pulley dan
tahanan Pulley untuk berputar pada
Bearing-nya. Nilai tahanan Pulley dapat dilihat pada Tabel 2.6.
Tabel 2.6. Tegangan Belt Untuk Memutar Pulley
Lokasi Pulley
|
Sudut wrapº
|
Tegangan Belt
|
Daerah kencang
|
150 – 240
|
200 lbs per Pulley
|
Daerah kendur
|
150 – 240
|
150 lbs per Pulley
|
Jenis Pulley lain
|
Kurang dari 150
|
100 lbs per Pulley
|
2.4.1.4. Tahanan Percepatan Material (Tam)
Merupakan tahanan akibat
adanya perbedaan percepatan antara material yang jatuh dengan kecepatan Belt. Nilai tahanan percepatan material
ini dapat dihitug dengan rumus berikut ini.
Tam = M x Vc
Dengan perhitungan nilai M
dan Vc sebagai berikut :
M = W/g
Vc = V – V0
Dimana,
M = Percepatan jatuh material
W = Berat material yang jatuh detik
Vc = Perubahan kecepatan (fps)
V = Kecepatan Belt
(fpm)
V0 = Kecepatan jatuh material (fpm)
2.4.1.5. Tahanan Aksesoris
Aksesoris conveyor antara lain : tripper, stacker, plows, Belt-cleaning equipment/scraper, dan skirtboard. Perhitungannya
dapat dengan menggunakan rumus berikut ini.
Tac =Tbc + Tpl + Tsb (lbs)
Tbc = Tahanan
plows
Nilai tahanan plow
dapat dilihat pada Tabel 2.7.
Tabel 2.7. Discharge Plow Allowed
Jenis Plow
|
Tegangan (
lbs/in lebar belt)
|
Full V atau Plow tunggal yang
dipasang miring (membersihkan seluruh material dari belt)
|
5,0
|
Partial V atau Plow tunggal yang
dipasang miring (membersihkan sebagian material dari belt)
|
3,0
|
Tpl = Tahanan dari peralatan Belt-cleaning/scraper
Scraper
biasanya lebih dari satu dan bekerja menekan Belt.Tahanan yang dibutuhkan sekitar 2 sampai 3 lbs/inch dari lebar
Belt. Nilai tahanan ini dapat
dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini.
Tpl = n . 3 . b
(lbs)
Dimana,
b =
Lebar Belt (inch)
Tsb =
Tahanan gesekan pada karet skirtboard
Nilai tahanan yang ditimbulkan oleh gesekan yang terjadi oleh karet
skirtboard yang menyentuh Belt dapat
dihitung dengan rumus berikut ini.
Tsb = ( 2 . Cs
. Lb . hs2 ) + ( 6 . Lb ) (lbs)
Dimana
Cs = faktor dari beberapa material pada
Tabel 2.8
Lb = Panjang skirtboard (ft)
Hs = Kedalaman material mengenai
skirtboard = 0,1 x lebar Belt (in)
Tabel 2.8. Faktor Gesekan Beberapa
Jenis Material
Material
|
Cs Factor
|
Alumina, pulverized, dry
|
0.121
|
Ashes, coal, dry
|
0.057
|
Bauxite, ground
|
0.188
|
Beans, navy, dry
|
0.080
|
Borax
|
0.073
|
Bran, granular
|
0.024
|
Cement, Portland, dry
|
0.212
|
Cement clinker
|
0.123
|
Clay, ceramic, dry fines
|
0.092
|
Coal, anthracite, sized
|
0.054
|
Coal, bituminous, mined
|
0.075
|
Coke, ground fine
|
0.045
|
Coke, lumps and fines
|
0.019
|
Copra, lumpy
|
0.020
|
Cullet
|
0.084
|
Flour, wheat
|
0.027
|
Grains, wheat, corn or rye
|
0.043
|
Gravel, bank run
|
0.115
|
Gypsum, 1/2" screenings
|
0.090
|
Iron ore, 200 lbs/cu ft
|
0.276
|
Lime, burned, 1/8"
|
0.117
|
Lime, hydrated
|
0.049
|
Limestone, pulverized, dry
|
0.128
|
Magnesium chloride, dry
|
0.028
|
Oats
|
0.022
|
Phosphate rock, dry, broken
|
0.018
|
Salt, common, dry, fine
|
0.081
|
Sand, dry, bank
|
0.137
|
Sawdust, dry
|
0.008
|
Soda ash, heavy
|
0.070
|
Starch, small lumps
|
0.062
|
Sugar, granulated dry
|
0.034
|
Wood chips, hogged fuel
|
0.009
|
2.4.2.
Sistem Take Up
Berikut ini
adalah fungsi sistem pengencang (Take Up) menurut Juanda Toha, 2002.
1. Untuk
menjamin bahwa tegangan terendah yang terjadi pada sabuk lebih besar dari
tegangan minimum yang diperlukan untuk mencegah terjadinya slip antara pulley
penggerak dengan sabuk
2. Untuk
mengkompensasikan perubahan panjang sabuk akibat mulurnya sabuk
3. Sebagai
cadangan panjang sabuk, akibat terjadinya penyambungan ulang (Replicing)
Terdapat
beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam proses perencanaan sistem pengencang
(Take Up), antara lain :
2.4.2.1.Panjang
Pergerakan Sistem Pengencang
Untuk menjamin
fungsi sistem pengencang sebagaimana mestinya, mak panjang pergerakan sistem
pengencang harus diperhatikan dengan seksama. Besarnya panjang pergerakan
sistem pengencang sangat bergantung pada jenis sabuk yang digunakan .Secara
umum untuk sabuk dengan rangka kain, panjang pergerakan minimum adalah 1 – 3%
dari panjang sabuk, sedangkan untuk sabuk dengan rangka baja panjang pergerakan
minimum adalah 0,25 – 0,5 % dari
panjang sabuk. CEMA merekomendasikan panjang pergerakan sebagai mana ditunjukan
pada Tabel 2.9.
Tabel 2.9.
Panjang Pergerakan Sistem Pengencang Yang Direkomendasikan
|
Penyambungan Mekanis
|
Penyambungan Vulkanisir
|
100% nilai tegangan
|
75
atau kurang nilai tegangan
|
100% nilai tegangan
|
75
atau kurang nilai tegangan
|
Screw Take Up
|
2%
|
1,5%
|
4%
|
3%
|
Automatic Take Up
|
1,5%
|
1%
|
2,5% + 2 ft
|
|
|
|
|
|
|
2.4.2.2.
Lokasi Sistem Pengencang
Secara umum
posisi sistem pengencang yang paling murah adalah pada sisi belakang untuk
konveyor mendaki, karena tidak diperlukan tambahan pulley pengencang. Sedangkan
untuk konveyor yang panjang, horizontal atau sedikit Incline posisi sistem pengencang yang baik adalah didekat sistem
penggerak dikarenakan dapat secara cepat memberikan respon tegangan guna
mencegah terjadinya Slip saat mulai
dilakukan Start dan ketika ingin Stop. Pertimbangan lain yang perlu
diperhatikan saat menentukan lokasi Take
Up adalah kondisi ruang yang tersedia, kemudahan perawatan, dan
pertimbangan ekonomis.
2.4.2.2.
Perhitungan Sistem Pengencang
Berdasarkan
fungsi dari adanya Take Up maka diperlukan sejumlah beban atau gaya yang
diberikan agar ketengangan Belt
terjaga dan operasional Belt Conveyor
tidak terjadi Slip. Menurut Juanda
Toha, 2002. Perhitungan beban Gravity
Take Up dapat dilakukan dengan rumus sebagai berikut :
Mcw =
Massa pemberat tambahan yang diperlukan (Kg)
Mtup =
Massa pulley pengencang
Te =
Tegangan efektif sabuk
2.4.3. Daya Motor
Daya yang dibutuhkan Belt conveyor yang memiliki tegangan efektif, Te pada drive pulley dapat
dihitung dengan rumus CEMA, 2007 sebagai berikut:
Dimana ,
P = Daya Belt (HP)
Te = Tension efektif
(lbs)
v = Kecepatan Belt (fpm)
DAFTAR
PUSTAKA
ARPM. (2011). Conveyor and Elevator Belt Handbook. Indianapolis: Association for Rubber Products Manufacturers, Inc.
CEMA. (2007). Belt Conveyor for Bulk Materials Six Edition
2nd Printing. USA: Conveyor Equipment Manufacturers Association.
Hartman, H.L. (1992). SME Mining Engineering Handbook. Colorado: Society for Mining Metallurgy and
Exploration, Inc.
Nasher, Z. (2014). Perancangan Konveyor Spreader Kapasitas 1200
TPH Untuk Material Batubara dengan 0,8 Ton/M3. Skripsi, Fakultas
Teknik: Universitas Brawijaya.
Peurifoy, R.,
Schexnayder, C., Shapira, A. (2006). Construction Planning, Equipment,
and Methods. Mc-Graw Hill : New York.
Raymond, L.
(2002). SME Mining Engineering Handbook: Colorado : Society for Mining Metallurgy and
Exploration Inc.
Rudianto. (2013). Rancang Bangun Belt Conveyor Trainner Sebagai Alat Bantu
Pembelajaran. Jurnal Teknik Mesin Politeknik Kediri, 4(2). 15-26.
Subba, R. (2011). Mineral
Benefication. Boca Raton: CRC Press.
Swinderman PE, R Todd.,
Larry J Goldbeck & Andrew D Marti. (2002), The Practical Resource for Total Dust &
Material Control. Illinois: Martin Engineering.
Toha,
J. (2002). Perancangan, Pemasangan, dan Perawatan
Konveyor Sabuk dan Peralatan Pendukung. PT. Junto Engineering: Bandung.