tugas skripsi mesin pemindah bahan studi prestasi belt...
TRANSCRIPT
TUGAS SKRIPSI
MESIN PEMINDAH BAHAN
STUDI PRESTASI BELT CONVEYOR HUBUNGANNYA DENGAN
UKURAN BUTIRAN DAN TINGKAT KELEMBABAN BAHAN CURAH
( BATUBARA ), PANJANG BELT 7,6 METER ; LEBAR 32 CENTIMETER
OLEH
RIO NUGROHO
0 4 0 4 0 1 0 4 6
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
Universitas Sumatera Utara
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA FAKULTAS TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN MEDAN
TUGAS SKRIPSI
MESIN PEMINDAH BAHAN
STUDI PRESTASI BELT CONVEYOR HUBUNGANNYA DENGAN
UKURAN BUTIRAN DAN TINGKAT KELEMBABAN BAHAN CURAH
( BATUBARA ), PANJANG BELT 7,6 METER ; LEBAR 32 CENTIMETER
Oleh :
RIO NUGROHO
040401046
Universitas Sumatera Utara
STUDI PRESTASI BELT CONVEYOR HUBUNGANNYA DENGAN
UKURAN BUTIRAN DAN TINGKAT KELEMBABAN BAHAN CURAH
( BATUBARA ), PANJANG BELT 7,6 METER ; LEBAR 32 CENTIMETER
RIO NUGROHO
NIM. 040401046
Telah Disetujui dari Hasil Seminar Skripsi
Periode ke-547, pada Tanggal 12 September 2009
Universitas Sumatera Utara
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN AGENDA : 839 / TS / 2008
FAKULTAS TEKNIK USU DITERIMA TGL:
M E D A N PARAF :
TUGAS SKRIPSI
NAMA : RIO NUGROHO
N I M : 040401046
MATA PELAJARAN : MESIN PEMINDAH BAHAN
SPESIFIKASI : STUDI PRESTASI BELT CONVEYOR HUBUNGANNYA
DENGAN UKURAN BUTIRAN DAN TINGKAT
KELEMBABAN BAHAN CURAH ( BATUBARA ),
PANJANG BELT 7,6 METER ; LEBAR 32 CENTIMETER
DIBERIKAN TANGGAL : 26 / 02 / 2009
SELESAI TANGGAL : 01 / 09/ 2009
Universitas Sumatera Utara
KARTU BIMBINGAN TUGAS SKRIPSI MAHASISWA
No : 839 / TS / 2008
Sub. Program studi : Teknik Produksi Bidang Tugas : Mesin Pemindah Bahan Judul Tugas Skripsi : Studi Prestasi Belt Conveyor Hubungannya dengan Ukuran Butiran dan Tingkat Kelembaban Bahan Curah ( Batubara ), Panjang Belt 7,6 Meter ; Lebar 32 Centimeter. Diberikan Tanggal : 26 Februari 2009 Selesai Tanggal:01 September 2009 Dosen Pembimbing : Ir. Alfian Hamsi, M.Sc Nama Mahasiswa : Rio Nugroho NIM : 04 0401 046
NO Tanggal Kegiatan Asistensi Bimbingan Tanda Tangan Dosen
1 6-02-2009 ambaran umum tugas skripsi / urvey
2 3-03-2009 egambilan Spesifikasi dari data
3 1-04-2009 iskusi hasil Pengambilan Data
4 0-06-2009 enentuan Spesifikasi Tugas dan ahan material batubara
5 8-07-2009 erbaiki
6 6-08-2009 Metodologi
7 7-08-2009 rototype belt conveyor
8 0-08-2009 embahasan Nilai Butiran & Cara kur
9 4-08-2009 elajari grafik-grafik
10 7-08-2009 ersiapan Jurnal / lanjutkan
11 1-08-2009 embahasan kapasitas transfer belt onveyor meningkat
12 1-09-2009 cc Seminar
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Banyak industri yang menggunakan belt conveyor sebagai alat transportasi
material, sebab punya banyak keuntungan. Sehingga, untuk meningkatkan
performansi belt conveyor tersebut perlu dilakukan pengidentifikasian
prestasi belt conveyor. Identifikasi dilakukan dengan material transfer
batubara. Yang akan diamati adalah pengaruh ukuran butiran material dan
tingkat kelembaban terhadap kapasitas transfer belt conveyor. Dari
pengujian didapatkan kapasitas transfer terbesar adalah material batubara
kasar kering dengan besar kapsitas transfer tertinggi 2,44 ton/jam pada
kecepatan belt 1,9 m/dt dan putaran hoper 987,4 RPM, serta kapasitas
transfer terendah didapatkan pada pengangkutan material batubara halus
basah, kelembaban 11,2 % dengan kapasitas transfer 0,52 ton/jam pada
kecepatan belt 0,51 m/dt dan putaran hoper 817,8 RPM.
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT yang atas nikmat dan
karunia yang dilimpahkannya sehingga penulis mampu menyelesikan tugas
skripsi ini. Tugas skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi
mahasiswa guna menyelesaikan pendidikan dan mendapatkan gelar Sarjana
Teknik di Fakultas Teknik, Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera
Utara. Oleh karena itu penulis sebagai mahasiswa yang akan menyelesaikan
pendidikannya turut melaksanakan skripsi ini. Adapun dalam skripsi ini, penulis
mengambil topik pembahasan tentang : Studi Prestasi Belt Conveyor
Hubungannya Dengan Ukuran Butiran Dan Tingkat Kelembaban Bahan
Curah ( Batubara ), Panjang Belt 7,6 Meter ; Lebar 32 Centimeter
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya
kepada :
1. Bapak Ir. Alfian Hamsi, M.Sc sebagai dosen pembimbing yang telah
banyak meluangkan waktu untuk memberikan bimbingan dan
pengajaran dari awal hingga selesainya skripsi ini.
2. Bapak DR. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Tulus
Burhanuddin ST. MT sebagai ketua jurusan dan sekretaris jurusan
Departemen Teknik Mesin USU.
3. Para Dosen dan Staf pengajar Departemen Teknik Mesin USU yang
telah memberikan dan mengajarkan ilmu.
4. Kedua orang tua yang tercinta Amran Isa dan Murniati yang selalu
memberikan motivasi dan doa dalam menyelesaikan skripsi ini.
Universitas Sumatera Utara
5. Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Mesin yang senantiasa membantu
dan memberikan masukan guna penyelesaian skripsi.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih belum mencapai kesempurnaan
dan masih banyak kesilapan dan kekurangan-kekurangan. Untuk itu penulis
mengharapkan masukan dan kritikan yang membangun untuk perbaikan
selanjutnya. Kiranya skripsi ini bermanfaat bagi kita semua, khususnya
mahasiswa Departemen Teknik Mesin FT USU.
Medan, 01 September 2009
Penulis,
Rio Nugroho 040401046
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK………………………………………………………………… i
KATA PENGANTAR………………………………………………........... ii
DAFTAR ISI .................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR.............................................................................................vii
DAFTARTABEL.............................................................................................xi
DAFTAR SIMBOL....................................................................................... x
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2Tujuan........................................................................................................ 1
1.3Manfaat...................................................................................................... 1
1.4BatasanMasalah......................................................................................... 1
1.5SistematikaPenulisan Skripsi..................................................................... 1
BAB II TINJAUAN PUSATAKA
2.1 Transportasi Material Dalam Industri .................................................... 3
2.2 Klasifikasi dan Karakteristik Material ................................................... 3
2.2.1 Bahan dan Besar butiran................................................................ 8
2.2.2 Kelembaban Bahan Batubara......................................................... 8
2.3 Klasifikasi Mesin Conveyor ................................................................... 9
2.4 Pemilihan Peralatan Pemindah................................................................. 11
2.5 Kapasitas dari Peralatan Pemindahan Material yang Bergerak Continiu... 12
2.6 Belt conveyor........................................................................................... 14
2.6.1 Geometri Belt Conveyor.................................................................... 16
2.6.2 Kompeonen Belt Conveyor............................................................... 17
Universitas Sumatera Utara
2.6.2.1 Belt................................................................................................. 17
2.6.2.2 Idlers.............................................................................................. 20
2.6.2.3 Unit Penggerak.............................................................................. 22
2.6.2.4 Pengencang Belt ( Take-Up )........................................................ 26
2.6.2.5 Penekuk Belt.................................................................................. 26
2.6.2.6 Conveyor Frame........................................................................... 27
2.6.2.7 Komponen-Komponen Pendukung.............................................. 28
2.7 Perhitungan Belt Conveyor....................................................................... 28
2.7.1 Data Awal Perhitungan................................................................... 28
2.7.2 Lebar Belt........................................................................................ 28
2.7.3 Penentuan Tahanan Gerak Belt....................................................... 31
2.7.4 Penentuan Daya Motor Penggerak.................................................. 33
2.7.5 Pengaturan Debit Aliran Material ( Hopper )................................. 34
BAB III METODOLOGI
3.1 Peralatan Pengujian................................................................................... 36
3.2 Alat Ukur Yang Digunakan...................................................................... 38
3.2.1 Alat Ukur Putaran............................................................................ 38
3.2.2 Alat Ukur Massa.............................................................................. 39
3.2.3 Alat Ukur Waktu............................................................................. 40
3.2.4 Alat Ukur Jarak............................................................................... 41
3.3 Mataeri Uji............................................................................................... 41
3.4 Asumsi-Asumsi Yang Digunakan pada Pengujian.................................. 42
3.5 Variabel-variabel yang diukur.................................................................. 42
3.6 Prosedur Pengujian................................................................................... 43
Universitas Sumatera Utara
3.7 Skematik Proses Pengambilan Data.................................................... 44
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pembahasan Karakteristik Material Uji........................................47
4.2 Pengaruh Ukuran Butir Terhadap Kapasitas Belt Conveyor................. 48
4.3 Pengaruh Kelembaban Terhadap Kapasitas Belt Conveyor.................. 51
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan............................................................................................ 60
5.2 Saran..................................................................................................... 60
DAFTAR KEPUSTAKAAN................................................................................61
LAMPIRAN ( Data Hasil Pengujian ) :
a. Batubara kasar kering
b. Batubara medium kering
c. Batubara halus kering
d. Batubara kasar basah
e. Batubara medium basah
f. Batubara halus basah
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Dimensi Partikel Bulk
Gambar 2.2 Container untuk menghitung berat bulk material aliran bebas
Gambar 2.3 Sudut kemiringan tumpukan material statik
Gambar 2.4 Penampang Lintang Material pada Belt Coveyor
Gambar 2.5 Kontruksi umum belt conveyor
Gambar 2.6 Geometri belt conveyor
Gambar 2.7 Penampang belt
Gambar 2.8 Idller bagian atas
Gambar 2.9 Idller bagian bawah
Gambar 2.9 Kontruksi roller Idller
Gambar 2.11 Susunan Idller pada belt conveyor
Gambar 2.12 Susunan puli pengegrak belt conveyor a dan bpuli tunggal;c dan d sistem
dua puli; e dan f menggunakan bagian penekan
Gambar 2.13 Gravity take up
Gambar 2.14 Pembeloken belt
Gambar 2.15 Tumpukan bulk material diatas belt
Gambar 2.16 Sudut Lilit Pada Puli
Gambar 2.17 Hopper
Gambar 2.18 Sudu Pencurah dan Poros
Gambar 3.1 Prototype belt conveyor
Gambar 3.2 Screen
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.3 (a) Screen untuk butiran batubara kasar dengan no. mesh 18-36,
(b) Screen untuk butiran batubara sedang dengan no. mesh 35-60,
(c) Screen untuk butiran batubara halus dengan no. mesh 60-140,
Gambar 3.4 Slide Regulator
Gambar 3.5 Accumulator.
Gambar 3.6 Tachometer Digital
Gambar 3.7 Timbangan Gantung
Gambar 3.8 Timbangan Digital
Gambar 3.9 Stopwatch
Gambar 3.10 Mistar Ukur
Gambar 3.11 Batubara kasar dengan nomor mesh 18-36
Gambar 3.12 Batubra medium dengan nomor mesh 35-60
Gambar 3.13 Batubara halus dengan nomor mesh 60-140
Gambar 4.1 Gelas Ukur
Gambar 4.2 Hubungan kapasitas angkut (Q) belt conveyer dengan kecepatan belt (V)pada berbagai ukuran butir dan kelembaban batubara pada pengujian.
Gambar 4.3 Pengaruh kebasahan terhadap kapasitas transfer belt conveyor pada batubara kasar
Gambar 4.4 Pengaruh kebasahan terhadap kapasitas transfer belt conveyor pada
batubara medium.
Gambar 4.5 Pengaruh kebasahan terhadap kapasitas transfer belt conveyor pada batubara halus
Gambar 4.6 Hubungan Kapasitas Belt (Q), ukuran butir, kelembaban batubara dan
putaran Hopper (n).
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Pengelompokan bulk material menurut ukuran partikelnya.
Tabel 2.2 Distribusi bulk material berdasarkan berat.
Tabel 2.3 Berat bulk, angle of repose dan faktor gesekan bulk material.
Tabel 2.4 Sudut kemiringan maksimum yang diizinkan pada geometri belt conveyor untuk beberapa jenis material.
Tabel 2.5 Jumlah lapisan belt yang disarankan.
Tabel 2.6 Tebal cover yang disarankan pada belt tekstil berlapis karet untuk beban tumpukan dan beban satuan.
Tabel 2.7 Faktor keamanan sesuai dengan jumlah lapisan belt.
Tabel 2.8 Hubungan antara diameter roller idler dengan lebar belt.
Tabel 2.9 Jarak maksimum idler pada belt conveyor.
Tabel 2.10 Harga koefisien gesek μ dan eμα. Tabel 2.11 Kecepatan belt yang direkomendasikan
Tabel 2.12 Faktor tahanan untuk rolling hearing Tabel 3.1 Tabel Data Pengujian
Tabel 4.1 Hubungan kapasitas angkut (Q) belt conveyer dengan kecepatan belt (V) pada berbagai ukuran butir.
Table 4.2 Pengaruh kebasahan terhadap kapasitas transfer belt conveyor pada batubara kasar
Table 4.3 Pengaruh kebasahan terhadap kapasitas transfer belt conveyor pada batubara medium
Table 4.4 Pengaruh kebasahan terhadap kapasitas transfer belt conveyor pada batubara halus
Table 4.5 Hubungan Kapasitas Belt (Q), ukuran butir, kelembaban batubara dan putaran Hopper (n).
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
Simbol Arti Satuan
A Luas penampang m2
a Ukuran butir rata-rata mm
α Sudut Lilit o
B Lebar Belt mm
B Sudut kemiringan geo metri belt konveyor o
b Lebar Tumpukan Material mm
C Jarak Sumbu Poros mm
C1 Faktor Frekuensi
D Diameter Idler mm
d Diameter Poros mm
δ Tabel Belt
e Epsilon, 2,718
F Gaya N
f Koefesien Gesekan Dinamik
fo Koefesien Gesekan Statik
Gp Berat Bagian Idler Yang Berotasi kg
H Beda Ketinggian m
t Tinggi Tumpukan Material mm
i Jumlah Lapisan Belt
j Jumlah Lapisan Idler
K Faktor Sudut Lilit
k Faktor Keamanan
ki Faktor Numerik
kp Faktor Proposional
L Panjang Sistem m
Universitas Sumatera Utara
L1,2 Umur Bantalan jam
I Panjang/ Jarak idler mm
n
Putaran
RPM
Q Kapasitas ton/jam
P Beban kg
ρ Sudut gesekan dinamik o
S Gaya Tarik Belt kg
T Torsi Kg.mm
Θ Kemiringan Idler o
σ Tegangan Normal Kg/mm2
τ Tegangan Geser
Ф Angel of repose material o
Фdyn Angel of repose dinamik o
ψ Efisiensi Pembebanan
V Laju Volume m3/jam
v Kecepatan Belt m/dt
W Tahanan Gerak kg
ω Koefisien Tahanan Belt
γ Berat Jenis ton/m3
z1 Jumlah Gigi Pada Sprocket Motor Hopper
Z2 Jumlah Gigi Pada Sprocket Poros Sudut Curah
Universitas Sumatera Utara