BAB IV TEMUAN MASALAH PADA SCRAPER CONVEYOR
4.8 Perhitungan Dengan Menggunakan Software Ansys 54
, = 215056 Pa = 215,056 KPa
4.8 Perhitungan Dengan Menggunakan Software Ansys 54
Dalam simulasi ini software yang digunakan yaitu Ansys. Simulasi ini bertujuan untuk mengetahui distribusi tegangan akibat momen torsi pada chain conveyor. Dalam permodelan gambar seperti material uji tarik terlebih dahulu dibuat bentuk geometri dan dimensi. Dan software yang digunakan adalah Ansys 5.4 yang berbasis Metode Elemen Hingga (MEH). Simulasi komputer ini dilakukan untuk mengklarifikasi perilaku mekanik yang terjadi akibat pengujian secara eksperimental.
4.8.1 Pemodelan Pada Ansys 5.4
Adapun proses pemodelan dari Ansys 5.4 dilakukan langsung dari program Ansys 5.4 yaitu dengan cara konveyor diambil 10 cm.
Gambar 4.16 Tampilan pembuatan gambar specimen melalui Ansys 5.4 4.8.2 Mendefinisikan Element Type
Untuk mendefinisikan karakteristik geometri, maka langkah prosesnya adalah pilih Preprocessor→element type→add/edit/delete.
Pada jendela pilih add dan pilih Solid 92 dan OK
Gambar 4.17 Tampilan element type 4.8.3 Menentukan Real Constant
Cara menentukan material pada ansys 5.4 ini adalah sebagai berikut Preprocessor→real constant→add/edit/delete
Pada jendela pilih add dan pilih type 1 dan OK
4.8.4 Memasukkan material
Untuk memasukkan material pada ansys 5.4 ini adalah sebagai berikut Material props→structural→elastic→isotropic
Pada kotak, kita isi EX dan PRXY
Nilai E = 200000000000 Pa, atau = 200 GPa 4.8.5 Membuat MESH
Ukuran mesh sangat mempengaruhi hasil dalam analisa ini. Namun dalam skripsi ini tidak dibahas lebih lanjut mengenai pengaruh ukuran tersebut. Hal ini dikarenakan keterbatasan sistem komputer yang digunakan. Disini proses menerapkan ukuran mesh sesuai kemampuan komputer yaitu dengan langkah sebagai berikut :
Preprocessor→meshing→meshing tool Pada jendela pilih smart size dan global-set Klik mesh, isi size = 5 dan OK
Gambar 4.20 Proses meshing 4.8.6 Proses Pembebanan
Pada proses pembebanan, ada 2 tumpuan langkah perintahnya adalah a. Solution→apply→structural→displacement
Pilih tepi geometri lobang, klik all dof
b. Menentukan Gaya
Untuk menentukan gaya pada ansys 5.4 ini adalah sebagai berikut :
Solution→structural→pressure→on area→ pilih dua area tengah dan OK Masukkan nilai 320000 N dan OK
Gambar 4.22 Tampilan menentukan gaya 4.8.7 SOLVING
Untuk memulai simulasi pada ansys 5.4 adalah sebagai berikut: Klik Solution→solve→current LS dan OK.
Akan dihitung dan jika berhasil akan tampak “SOLUTION DONE” seperti berikut:
Gambar 4.23 Tampilan membuat simulasi 4.8.8 Menampilkan hasil
Untuk menampilkan hasil pada ansys 5.4 ini adalah sebagai berikut : General PosProc→contour plot→nodal solution, selanjutnya
Pada jendela pilih stress→von misses→apply
4.8.9 Menunjukkan Perpindahan
Untuk menentukan perpindahan pada anys 5.4 ini adalah sebagai berikut :
General PosProc→contour plot→nodal solutionPada jendela pilih dof
solution→displacement vector usum→apply
Gambar 4.25 Tampilan Displacement Keterangan gambar :
1. Warna biru menunjukkan tidak terjadi perpindahan displacement atau tidak terjadi perubahan bentuk karena area tersebut dalam kondisi fix 2. Perpindahan yang terjadi pada area yang berukuran sebesar 0,203 x 10-4 m 3. Perpindahan yang terjadi pada area yang berukuran sebesar 0,406 x 10-4 m 4. Perpindahan yang terjadi pada area yang berukuran sebesar 0,610 x 10-4 m 5. Perpindahan yang terjadi pada area yang berukuran sebesar 0,813 x 10-4 m 6. Perpindahan yang terjadi pada area yang berukuran sebesar 0,102 x 10-3 m
1 2 3 4 5 6 7 8 1 9
7. Perpindahan yang terjadi pada area yang berukuran sebesar 0,122 x 10-3 m 8. Perpindahan yang terjadi pada area yang berukuran sebesar 0,142 x 10-3 m 9. Perpindahan yang terjadi pada area yang berukuran sebesar 0,163 x 10-3 m 10.Perpindahan yang terjadi pada area yang berukuran sebesar 0,183 x 10-3 m Jadi :
- Perpindahan (defleksi) deformasi minimum adalah 0
- Perpindahan (defleksi) deformasi maksimum adalah 0,183 x 10-3 m 4.8.10 Menentukan Letak Titik Kritis
Untuk menentukan letak titik kritis pada ansys 5.4 ini adalah sebagai berikut :
Menu plot control→numbering→node number ON Zoom pada gambar sehingga:
Keterangan:
- Tegangan paling maksimum sebesar 310.352 Pa - Tegangan paling minimum sebesar 3787 Pa
Dari hasil simulasi diketahui titik kritis terletak pada node 38 dengan nilai 310352 Pa. Pada titik ini akan terjadi kerusakan, bila pembebanan berulang-ulang terus dilakukan.
4.8.11 Perbandingan Perhitungan Manual Dengan Perhitungan Simulasi Ansys 5.4
Dari hasil perhitungan manual yang didapat penulis adalah sebagai berikut, tegangan yang terjadi pada link τ = 215,056 KPa dan hasil dari perhitungan ansys 5.4, diperoleh τi = 310,352 KPa. Perbandingan antara tegangan yang terjadi lebih kecil dari pada tegangan yang diizinkan ( τ<τi ).
Jadi, dapat disimpulkan bahwa perhitungan dengan menggunakan software hampir mendekati perhitungan manual.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari proses analisa yang dilakukan terhadap data-data scraper conveyor dan hydraulic excavator, maka didapatkan suatu kesimpulan bahwa :
1. Bushing terkikis diakibatkan oleh gesekan dengan sprocket dan kondisi
sprocket tidak layak pakai. Solusi :
- Melakukan pelumasan pada bushing dan sprocket untuk mengurangi gesekan.
- Adanya pemeliharaan secara berkala supaya bushing tetap terjaga.
- Melakukan penggantian bushing apabila kerusakan yang terjadi sudah fatal.
2. Retak pada link diakibatkan oleh adanya kelebihan kapasitas pada pembebanan scraper dan adanya korosi, diakibatkan oleh kotoran-kotoran atau debu yang tersangkut.
Solusi :
- Melakukan pengelasan pada link yang retak.
- Lakukan pengurangan kapasitas angkut untuk mencegah keretakan pada link.
- Melakukan penggantian part, apabila link tidak layak pakai lagi.
3. Pin patah diakibatkan oleh adanya kelebihan kapasitas pada scraper dan
diakibatkan oleh material yang digunakan terlalu getas. Solusi :
- Dalam hal ini juga diperlukan pengurangan kapasitas agar dapat mengurangi daya tekan terhadap rantai scraper.
- Melakukan penggantian pin yang sudah patah dengan material yang lebih kuat dari sebelumnya.
4. Rantai terlepas dari relnya diakibatkan keadaan rel sudah bengkok, hal ini terjadi bila kecepatan scraper conveyor itu meningkat.
Solusi :
- Kecepatan pada scraper conveyor tetap dijaga supaya tetap stabil.
- Pemeriksaan pada rel rantai, lakukan penyetelan apabila diperlukan.
5. Rel rantai terkikis diakibatkan oleh adanya gesekan berulang-ulang dari link.
Solusi :
- Melakukan pelumasan pada rel rantai.
- Bila memungkinkan melakukan penggantian rel, bila rel tidak layak pakai lagi.
6. Scrap bengkok diakibatkan oleh pembebanan terlalu besar dan adanya material-material yang diangkut nyangkut atau terlampau besar, sepeti : batu, besi dan lain-lain.
Solusi :
- Memperbaiki scrap yang bengkok dengan diketok. - Melakukan pengecekan terhadap material yang masuk. - Mengurangi pembebanan.
7. Sprocket terkikis atau sudah aus diakibatkan oleh gesekan terus-menerus terhadap bushing.
Solusi
- Melakukan pelumasan pada bushing dan sprocket untuk mengurangi gesekan.
- Bila memungkinkan melakukan penggantian sprocket apabila kerusakan yang terjadi sudah fatal.
8. Oli gear box berkurang diakibatkan adanya gesekan yang terjadi pada
mesin, sehingga menyebabkan panas dan oil sealnya bocor Solusi :
- Melakukan penambahan oli.
- Memeriksa oil sealnya, lakukan pengelasan bila terjadi kebocoran.
9. Shaft cepat aus diakibatkan kurangnya pelumasan dan akibat beban dan
putaran yang tinggi sehingga terjadi gesekan. Solusi :
- Melakukan pemberian minyak pelumas secara rutin sesuai dengan jadwal yang ditentukan dan memperhatikan minyak pelumas sesuai dengan viscositas yang diperlukan.
- Memperhatikan putaran dari gear box dan motor gerak lakukan penyesuaian.
10.Baut longgar sering longgar diakibat dari getaran dari mesin. Solusi :
- Melakukan penambahan peredam getaran pada baut seperti penambahan ring.
- Lakukan pengecekan secara rutin dan pengencangan baut. 11.Idler rusak tergantung limit diakibatkan oleh gesekan yang tinggi
Solusi :
Melakukan pemeriksaan, pembersihan dan pelumasan secara rutin
12.Roller aus, dan miring diakibatkan oleh gesekan dan kotoran yang
menempel pada roller tersebut dan akibat bearing yang pecah, sehingga terjadi gesekan antara rantai dan roller.
Solusi :
- Melakukan pembersihan dan penyetelan pada roller tersebut.
- Melakukan penggantian part, apabila link tidak layak pakai lagi.
13.Upper roller miring diakibatkan dari rantai yang terlalu tegang ataupun kendor sehingga terjadi perbedaan gerak putar antara roller dengan alat
penggerak tersebut sehingga terjadi gesekan tiba-tiba sehingga roller cepat aus/ rusak dan akibat bearing yang sudah pecah.
Solusi :
- Melakukan penyetelan terhadap rantai penggerak tersebut. - Jika roller sudah rusak, segera lakukan penggantian part. 14.Sprocket habis dan sudah aus akibat gesekan diakibatkan dari kurangnya
pelumasan dan penyetelan pada rantai penggerak dan salah satu rantai penggerak terlalu tegang maupun kendor sehingga mengakibatkan gesekan antara rantai dengan travel motor yang tidak sesuai atau terjadi perbedaan gerak.
Solusi :
- Melakukan pelumasan secara rutin. - Melakukan penyetelan terhadap rantai.
15.Track shoes longgar, selip atau susah bergerak diakibatkan tejadi benturan dengan material lain, seperti batu dan gelondongan kayu dan akibat serat kayu yang menempel pada alat tersebut tidak langsung dibersihkan.
Solusi :
- Melakukan penyetelan pada track shoes.
- Menjaga kebersihan dari track shoes tersebut agar dapat berputar dengan maksimal.
16.Pin longgar dan aus diakibatkan dari pemakaian secara terus-menerus dan minimnya pelumasan pada alat tersebut sehingga terjadi gesekan antara pin dengan media penahan pin tersebut.
Solusi :
- Sebelum melakukan penggantian dapat diberikan pelumas untuk menghindari terjadinya gesekan yang lebih parah lagi.
- kurangi gerak kerja dari pin tersebut seperti mengurangi kapasitas angkat untuk memperpanjang umur pin sebelum dilakukan penggantian.
17.Pompa hidrolik sering bocor sehingga tenaga yang dihasilkan pompa tidak maksimal diakibatkan tekanan tinggi yang terjadi pada pompa, penggunaan fluida yang terlalu encer dan akibat dari kerusakan seal pompa.
Solusi :
- Usahakan penggunaan fluida yang sesuai dengan viskositas.
- Lakukan penggantian seal dengan yang lebih bagus lagi. - Pemasangan yang baik dan benar.
18.Kebocoran pada sambungan selang hidrolik diakibatkan kurangnya perhatian pada sambungan selang sehingga sambungan selang banyak yang berkarat akibat dari tanah yang menempel mengakibatkan sambungan tersebut aus. Selang sumbat, akibat benda lain yang terbawa fluida potongan karet seal yang sudah aus. Juga terjadi tekanan fluida yang terlalu tinggi sehingga selang tidak mampu menahannya dan fluida tersebut keluar dari sambungan selang.
Solusi :
- Melakukan perbaikan dengan cara mengisolatip selang sambungan yang bocor.
- Selalu menjaga kebersihan dari selang sambungan hidrolik tersebut.
- Melakukan penggantian seal pada sambungan dengan yang bagus jika sudah tidak layak pakai lagi.
19.Bearing pecah diakibatkan oleh material yang kurang bagus dan
kurangnya pelumasan terhadap bearing. Akibat dari panas yang berlebihan terhadap bearing. Akibat gesekan yang berlebihan.
Solusi :
- Melakukan pelumasan tehadap bearing secara berkala. - Membersihkan kotoran disekitar area bearing, seperti debu,
pasir, dan lain-lain.
- Membuat penutup pada bearing untuk menghindari masuknya debu.
- Jika sudah rusak, lakukan penggantian bearing dan lakukan pemeriksaan secara berkala.
20.Baut-baut mesin longgar diakibatkan oleh getaran dari mesin tersebut. Solusi :
Melakukan pengencangan baut dan pemerikasaan baut secara rutin.
5.2 Saran
Untuk kelanjutan dan pengembangan penelitian ini, penulis menyarankan beberapa hal sebagai berikut :
1. Dalam penelitian ini dapat dilakukan penelitian lebih lanjut agar dapat dilakukan penelitian yang lebih luas dan lebih banyak dalam konsep yang berbeda.
2. Kedepannya dapat dilakukan dengan analisa software yang berbobot dan berimbang.
3. Bagi mahasiswa yang hendak melanjutkan pembahasan mengenai skripsi ini, diharapkan agar membahas mengenai scraper conveyor dan hydraulic excavator secara keseluruhan,hal ini dikarenakan masih jarang makalah maupun thesis mengenai scraper conveyor dan hydraulic excavator sehingga bisa didapat nilai efisiensi dan daya mekanis yang tinggi pada scraper conveyor dan hydraulic excavator ini.
4. Sebaiknya penelitian selanjutnya dilakukan di area yang berbeda dan lebih luas lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonym,2004,”Overview PT.Toba Pulp Lestari”, Training and Development Center PT.Toba Pulp Lestari, Tbk.
Arto Kausisto, 2000. Safety Management Sistem Audit Tools and Reliability Of Auditing. Technical Research Center Of Finland, Esspo
Hamsi, Alfian, 2004. Manajemen Pemeliharaan Pabrik. Medan:USU
Joseph E. Shigley, Larry D.Mitchell, Gandhi Harahap, 1999. Perencanaa Teknik Mesin, Edisi 4 Jilid 1. Jakarta:Erlangga
Maintenance Tecnology, Goly Krzysztof, Siemens Industry,inc
Sularso, 1979. Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Mesin. Jakarta: Pradnya Paramita
Timothy. A Philpot, 1997. Software MD Solid
www.Fundamental Of Rotating Equipment.com [2 September 2012]
www.Sampel Maintenance Audit Report, by Your Company Name.com [2 September 2012]
Lampiran I
SCRAPER CONVEYOR
Spesifikasi :
- Tipe : Chain Conveyor 302
- Merk : Roxon Oy Finland
- Tipe Chain : M315-A-200
- Panjang : 55 m - Kemiringan : 450 - Lebar Scrap : 830 mm - Motor : TECO - Daya : 55 Kw - Volt : 380 v - Speed : 1500 rpm
Lampiran II EXCAVATOR HIDRAULIC Spesifikasi: - Merk : Hitachi - Tipe : Zaxis 210F - Kapasitas : 3 ton/bucket - Daya Bersih : 147 hp (109,6 kw) - Daya Terukur : 2100 rpm - Torsi Terukur : 1600 rpm - Jumlah Silinder : 6 - Berat Operasi : £ 45.415,2 (20600 kg)
- Sistem Kapasitas Hidrolik Fluida : 81,9 gal (310 L)
- Tegangan Operasional : 24V
- Sistem Tekanan Hidrolik Bantuan Valve : 4980 psi (34335,9 kPa) - Tipe Pompa Hidrolik : Perpindahan 2 variable aksial pompa piston