Perhitungan Kebutuhan Daya dan Sistem Take Up pada Belt Conveyor Untuk Bulk Material

 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 Kdapat dihitung dengan rumus (CEMA, 2002) :
 
Kx    = 0,00068(Wb+Wm)[Ai/Si](lbs/ft)

Dimana
A= 1,5 untuk 6-inch dia. Idler roll
A= 1,8 untuk 5-inch dia. Idler roll
A= 2,3 untuk 4-inch dia. Idler roll
A= 2,4 untuk 7-inch dia. Idler roll
A= 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 :

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)

DAFTAR PUSTAKA
ARPM(2011)Conveyor and Elevator Belt HandbookIndianapolis: 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.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *