Februari 2017 ~ MineMining

Reclaim Feeder (Pengumpan Belt Conveyor dari Stockpile)

2.1. Belt Conveyor

Belt conveyor adalah alat angkut yang bisa dipakai untuk jarak pendek, sehingga biasa disebut Belt Loader atau Belt Dumper, namun bisa juga dipakai untuk jarak angkut yang jauh, melebihi 1500 meter. Sekarang sudah ada Belt Conveyor sebagai alat transportasi untuk jarak jauh yang melebihi 30 km. Biasanya Belt Conveyor dipilih apabila tonase material yang akan diangkut per satuan waktu adalah besar (Indonesianto. 2005).

Belt conveyor merupakan suatu alat pemindah material yang berbasis teknologi tinggi yang semakin banyak digunakan pada industri - industri yang sedang berkembang dibeberapa negara. Dengan menggunakan Belt Conveyor, perusahaan mampu menghemat biaya produksi yang sangat tinggi, serta meningkatkan laju produksi dengan kecepatan yang signifikan dan stabil (Alfian, H. 2011).

Belt Conveyor atau konveyor sabuk adalah media pengangkutan yang digunakan untuk memindahkan muatan dalam bentuk satuan atau tumpahan, dengan arah horizontal atau membentuk sudut inklinasi dari suatu sistem operasi yang satu ke sistem operasi yang lain dalam suatu jalur proses produksi, yang menggunakan sabuk (Belt) sebagai penghantar muatannya (Zainuri, 2006).

Kelebihan dari transportasi dengan Belt Conveyor antara lain bekerja secara otomatis, mudah dalam memulai operasi dan terus beroperasi secara terus menerus. Belt Conveyor hampir tidak memiliki waktu jeda atau istirahat ketika beroperasi, tidak terganggu oleh cuaca buruk, yang sering mengganggu truk pengangkutan. Belt Conveyor juga membutuhkan tenaga kerja yang jauh lebih sedikit dibandingkan alat transportasi konvensiona seperti truk (Hartman, 1992).

2.1.1. Komponen Conveyor

Berikut ini adalah komponen – komponen dari konstruksi suatu Belt Conveyor (Gambar 2.1)

Gambar 2.1. Komponen Kontruksi pada Belt Conveyor (Swinderman, 2002)

Menurut Partanto (2000) bagian – bagian penting yang terdapat dalam suatu conveyor antara lain :

1. Drive Pulley

Merupakan Pulley yang berfungsi menyalurkan energi gerak putar pada Belt sehingga Belt bergerak. Biasanya sebagai discharge Pulley dan juga drive Pulley. (Gambar 2.1.)

2. Tail Pulley dan Head Pulley

Head Pulley adalah Pulley yang berada pada ujung depan Belt dimana material dicurahkan. Untuk beberapa desain pulley ini digunakan sebagai Pulley penggerak. (Gambar 2.1)

Tail Pulley merupakan Pulley yang pada umumnya berada diujung belakang Belt dan tidak berputar secara langsung oleh Drive-unit tetapi berputar karena mengikuti gerakan Belt.(Gambar 2.2)

Gambar 2.2. Konstrusi Belt Conveyor pada daerah dekat Loading Chute

(CEMA, 2007)

3. Snub Pulley (pada head-end dan tail-end)

Merupakan Pulley tambahan yang berfungsi untuk memperbesar sudut lilitan Belt pada Drive. Lokasi pemasangan Snub Pulley dapat dilihat ada (Gambar.2.1.)

4. Bend Pulley

Merupakan Pulley yang memiliki fungsi melengkungkan atau mengubah arah Belt.(Gambar 2.1)

5. Take-up Pulley

Merupakan Pulley yang dikombinasikan dengan sistem Take Up, pada gambar 2.4 dapat dilihat Pulley ini dikombinasikan dengan beberapa macam sistem Take Up. Untuk Automatic Take Up Pulley ini dirancang untuk dapat bergerak mengimbangi operasional Belt Conveyor.

6. Belt

Merupakan bagian yang berfungsi menerima transfer enargi gerak dari Pulley yang berputar, Belt akan mengangkut material dari satu ujung suatu kontruksi Belt Conveyor ke ujung lainnya. Belt dapat dibuat dari beberapa bahan, salah satu diantaranya adalah tenunan benang kapas (Cotton) sehingga membentuk suatu Carcas maupun berupa rangkaian kawat baja yang disebut Steel Cord (Gambar 2.2)

7. Idlers

Berfungsi untuk menahan atau menyangga Belt pada bagian Carryin dan Return. Jarak antar Idlers tergantung dari fungsi kegunaannya, berikut ini adalah pembagian Idlers menurut fungsi keguaannya :

a. Impact Idlers (Impact roller)

Merupakan Idlers yang terletak pada daerah tumpahan material ke dalam Belt, biasanya terbuat dari Rubber yang berfungsi menahan beban Impact dari material yang jatuh diatas Conveyor, sehingga dapat mengurangi kerusakan Belt. ( Gambar 2.2)

b. Carry Idlers

Carrying Idlers adalah Idlers yang berfungsi untuk menyangga Belt yang membawa muatan material. dapat dilihat pada Gambar 2.3.

c. Return Idlers (Return roller)

Merupakan Idlers yang berfungsi untuk menyangga Belt dengan muatan kosong, secara umum terletak pada bagian bawah Carrying Idlers (Gambar 2.3.)

Gambar 2.3. Cross section kontruksi Conveyor Belt (CEMA, 2007)

d. Transition Idlers

Merupakan Idlers dengan sudut yang disesuaikan guna menghindari ketidakstabilan Belt ketika terjadi perubahan sudut Idlers, baik dari kecil menjadi besar ataupun sebaliknya. (Gambar 2.2.)

e. Weighing Idlers

Idlers ini merupakan Carry Idler yang ditempatkan pada Weight Bridge (timbangan). Dengan tingkat kepresisisan yang lebih tinggi dari pada Carry

Idler lainnya.

f. Training Idlers

Idlers ini digunakan untuk membantu kelurusan sabuk yang berfungsi membawa (Carrying) material maupun yang tidak membawa material (Return).

8. Take-up unit

Merupakan sistem yang diinstalasi guna mempertahankan ketegangan Belt yang mengimbangi peregangan Belt saat operasional pengangkutan sedang dilakukan. Terdapat dua macam sistem Take Up yaitu Manual Take Up dan Automatic Take Up.

Gambar 2.4. Beberapa macam sistem Take Up (CEMA,2007)

9. Skirtboards

Merupakan instalasi yang dipasang setelah Loading Chute yang bertujuan membentuk Profile tumpukan batubara dan menstabilkan tumpukan batubara hingga mampu mengimbangi kecepatan Belt. (Gambar 2.5)

Gambar 2.5. Skirtboard Setelah Daerah Transfer Point (CEMA, 2007)

10. Cleaner

Cleaner merupakan peralatan yang digunakan untuk membersihkan sisi Belt dari material sisa yang tidak tercurahkan saat terjadi Loading dan tetap menempel pada sisi Belt, penggunaan Cleaner dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6. Multiple Belt Cleaning System (CEMA, 2002)

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 2^ndPrinting. 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.

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
	50 75	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
	250 300	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
	50 75	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
	250 300	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
	50 75	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
	250 300	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
	50 75	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
	250 300	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 :

Dimana :

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)