TUGAS SARJANA
MESIN PEMINDAH BAHAN
PERANCANGAN BELT CONVEYOR SEBAGAI ALAT
PENGANGKUT BUTIRAN PUPUK DARI PENGOLAHAN
AKHIR KE BULK STORAGE PADA SEBUAH PABRIK PUPUK
KAPASITAS 87 TON/JAM
OLEH :
020401076 GABE PANDAPOTAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
FAKULTAS TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
MEDAN
TUGAS SARJANA
MESIN PEMINDAH BAHAN
PERANCANGAN BELT CONVEYOR SEBAGAI ALAT
PENGANGKUT BUTIRAN PUPUK DARI PENGOLAHAN AKHIR
KE BULK STORAGE PADA SEBUAH PABRIK PUPUK DENGAN
KAPASITAS 87 TON/JAM
OLEH :
NIM : 02 0401 076 GABE PANDAPOTAN
Disetujui Oleh : Dosen Pembimbing
NIP. 131 654 258 Ir.ALFIAN HAMSI, Msc
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2008
TUGAS SARJANA
MESIN PEMINDAH BAHAN
PERANCANGAN BELT CONVEYOR SEBAGAI ALAT
PENGANGKUT BUTIRAN PUPUK DARI PENGOLAHAN AKHIR
KE BULK STORAGE PADA SEBUAH PABRIK PUPUK DENGAN
KAPASITAS 87 TON/JAM
OLEH :
NIM : 02 0401 076 GABE PANDAPOTAN
Telah Diperiksa dan Disetujui dari Hasil Seminar Tugas Sarjana Periode ke-518 Tanggal 19 Juni 2008
Disetujui Oleh :
Dosen Pembanding I, Dosen Pembanding II,
Ir. Raskita S,Meilala
NIP. 130 353 111 NIP. 130 905 356
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan rahmat dan karuniaNya sehingga dapat menyelesaikan Tugas Sarjana
ini yang merupakan syarat dalam masa studi di Departemen Teknik Mesin
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Penulis memilih tugas sarjana ini dalam bidang Mesin Pemindah Bahan
dengan judul spesifikasi tugas : “Perancangan Belt Conveyor Sebagai Alat
Untuk Memindahkan Butiran Pupuk Urea Dari Pengolahan Akhir ke Bulk Storage pada Pabrik Pupuk Dengan Kapasitas Angkut 87 Ton/jam. Tugas
sarjana ini disusun berdasarkan survey lapangan serta melakukan pembahasan dan
studi literatur.
Pada kesempatan ini ingin menyampaikan terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada :
1. Kedua orang tua tercinta, F. Situmorang(+) dan R. Br Tompul, kakak,
abang dan adik penulis yang telah memberikan doa, kasih sayang,
perhatian dan dukungan moril maupun materil yang tak ternilai besarnya.
2. Bapak Ir.Alfian Hamsi Siregar, MSc selaku dosen pembimbing yang telah
banyak meluangkan waktu dan pikiran untuk penulis didalam
menyelesaikan tugas sarjana ini.
3. Ibu Ir. Raskita Meilala selaku dosen pembanding I yang telah bersedia
meluangkan waktu dalam memberikan masukan kepada penulis.
4. Bapak Ir. Mulfi Hazwi, Msc selaku dosen pembanding II yang telah
5. Bapak Dr. Ing. Ikhwansyah Bapak Tulus Burhanuddin Sitorus, ST, MT
selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin FT. USU.
6. Bapak Ir. Katamulia Sembiring selaku dosen wali.
7. Seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Teknik Mesin USU yang
telah memberikan ilmu dan pembinaan kepada penulis.
8. Pimpinan dan seluruh jajaran staf karyawan PT.PUPUK ISKANDAR
MUDA Kotamadia Lhoksemawe NAD yang telah banyak memberikan
bantuan kepada penulis berupa wawasan dan bimbingan dilapangan dan
data-data yang dibutuhkan penulis untuk penyelesaian Tugas Sarjana ini.
9. Teman-teman khususnya stambuk 2002, T. Dedy, Heriman, Chen. ST,
Polem, Dani’04, Raja’05, Andre’05, Martin’05 dan Maycold’05 atas
segala bantuannya dalam menyelesaikan Tugas Sarjana ini.
10. Euro 2008 yang menghibur penulis menyelesaikan Tuga Sarjana ini.
Penulis sadar bahwa tugas sarjana ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk
itu penulis mohon maaf dan mengharapkan kritik dan saran yang membangun
demi kesempurnaan tugas sarjana ini. Akhir kata penulis mengucapkan
terimakasih, semoga tugas sarjana ini bermanfaat bagi kita, Tuhan memberkati
kita semua.
Medan, Juli 2008
Penulis,
DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR ... i
SPESIFIKASI TUGAS ……… iii
KARTU BIMBINGAN ……… iv
EVALUASI SEMINAR TUGAS SARJANA ………. v
DAFTAR PEMBANDING BEBAS SEMINAR ……… vi
DAFTAR ISI ………. viii
DAFTAR GAMBAR ……… xii
DAFTAR TABEL ………. xiv
DAFTAR NOTASI ……….. xv
DAFTAR LAMPIRAN ……… xvii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perencanaan ……… 1
1.2 Tujuan penulisan ... ………. 2
1.3 Batasan masalah ... ………... 2
1.4 Metode Penulisan ...……… 3
1.5 Sistematika Penulisan..……….. 3
BAB II PEMBAHASAN MATERI 2.1 Mesin Pemindah Bahan ………. 5
2.2 Klasifikasi Pesawat Pegangkut ……….. 5
2.3 Dasar Pemilihan Pesawat Angkut ……….. 5
2.4 Konveyor Sabuk ………. 6
2.4.1 Komponen-Komponen Utama Pada Konveyor Sabuk .. 7
2.4.1.1 Sabuk ………. 8
2.4.1.3 Sistem Penggerak ……….. 12
2.4.1.4 Puli ………. 12
2.4.1.5 Pengencang Sabuk (Belt Take-Up) ……… 13
2.4.1.6 Rangka Penumpu (Frame) ... 14
2.4.1.7 Pembersih Sabuk (Belt Cleaner) ... 15
BAB III PERENCANAAN KONTRUKSI KONVEYOR SABUK 3.1 Material Yang Diangkut ... 16
3.1.1 Karakteristik Material ... 16
3.1.1.1 Bentuk Dan Ukuran Material ... 16
3.1.1.2 Berat Material ... 17
3.1.1.3 Penetapan Variabel-Variabel Material ... 17
3.2 Perencanaan Kapasitas ... 19
3.2.1 Kapasitas Butiran pupuk Yang Dipindahkan ... 19
3.2.2 Penetapan Lebar Sabuk ... 19
3.2.3 Penetapan Kecepatan Sabuk ... 19
3.2.4 Penetapan Panjang Lintasan Konveyor ... 20
3.2.5 Perencanaan Kapasitas Konveyor ... 20
3.3 Perencanaan Komponen-Komponen Utama ... 21
3.3.1 Perencanaan Sabuk ... 22
3.3.2 Perencanaan Roller Idler ... 23
3.3.2.1 Dimensi Material Tumpukan ... 24
3.3.2.2 Dimensi Roller Idler ... 27
3.3.2.3 Jarak Antara Roller Idler ... 29
3.3.2.5 Perencanaan Bantalan Roller Idler ... 38
3.3.2.6 Pelumasan Bantalan Roller Idler ... 43
3.3.3 Perhitungan Tahanan Dan Tegangan Pada Sabuk ... 43
3.3.3.1 Tahanan-Tahanan Gerakan Pada Konveyor Sabuk 44 3.3.3.2 Perhitungan Tegangan Sabuk ... 46
3.3.3.3 Pemeriksaan Kekuatan Sabuk ... 50
3.3.4 Perencanaan Puli ... 51
3.3.4.1 Dimensi Puli ... 51
3.3.4.2 Pemeriksaan Kekuatan Puli ... 52
3.4 Perencanaan Elemen Pembantu ... 53
3.4.1 Pengencang Sabuk (Belt Take-up) ………. 53
BAB IV PERENCANAAN SISTEM TRANSMISI 4.1 Daya Motor Penggerak ……… 55
4.2 Pemilihan Motor Pengerak ………... 59
4.3 Perencanaan Transmisi Roda Gigi ………... 61
4.4 Perencanaan Roda Gigi Cacing ……… 61
4.4.1 Bagian Utama Dan Ukuran Roda Gigi Cacing ... 62
4.4.2 Perencanaan Bahan Gigi Cacing ... 68
4.4.3 Pemeriksaan Kekuatan Bahan Gigi Cacing ... 70
4.4.4 Analisa Gaya Roda Gigi Cacing ... 71
4.5Perencanaan Poros Transmisi ... 77
4.6 Perhitungan Pasak ... 79
4.6.1 Pemilihan Ukuran Pasak ... 79
Pasak ... 81
4.6.3 Perencanaan Bantalan Pada Poros Transmisi ... 83
4.7 Perencanaan Kopling Flens ... 86
4.7.1 Kopling Pada Poros Output Sistem Transmisi Roda Gigi ... 87
4.7.2 Perencanaan Flens ... 87
4..7.3 Perencanaan Baut Pengikat ... 88
BAB V PERENCANAAN STRUKTUR PENUMPU 5.1 Perencanaan Batang Penumpu Trough Roller Idler ... 91
5.2 Perencanaan Batang Penumpu Return Roller Idler ... 94
5.3 Perencanaan Batang Tegak Rangka ... 96
BAB VI KESIMPULAN ... 99
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
1. Gambar 2.1 Konstruksi konveyor sabuk ... 7
2. Gambar 2.2 Cara penyambungan sabuk ... 9
3. Gambar 2.3 Potongan melintang sabuk ... 10
4. Gambar 2.4 Flat roller idler ... 11
5. Gambar 2.5 Trugh roller idler ... 11
6. Gambar 2.6 Sistem transmisi daya penggerak ... 12
7. Gambar 2.7 Puli ... 13
8. Gambar 2.8 Berbagai Cara pengencangan sabuk ... 14
9. Gambar 2.9 Pembersih sabuk ... 15
10. Gambar 3.1 Sudut repose ... 17
11. Gambar 3.2 Sudut surcharge ... 18
12. Gambar 3.3 Sudut incline pada dimensi roller idler ... 21
13. Gambar 3.4 Konstruksi konveyor ... 21
14 . Gambar 3.5 Potongan melintang sabuk ... 23
15. Gambar 3.6 Roller idler ... 24
16. Gambar 3.7 Material tumpukan pada roller idler ... 24
17. Gambar 3.8 Gambar tumpukan material ... 26
18. Gambar 3.9 Gambar tumpukan material untuk mencari h ... 26
19. Gambar 3.10 Gambar tumpukan material untuk mencari h’ ... 26
20. Gambar 3.11 Dimensi roller idler ... 27
21. Gambar 3.12 Gambar distribusi beban pada roller ... 32
22. Gambar 3.13 Gaya yang terjadi pada Ra dan Rb di incline ... 32
24. Gambar 3.15 Gaya yang terjadi pada Re dan Rf di incline ... 33
25. Gambar 3.16 Momen lentur yang terjadi pada roller ... 35
26. Gambar 3.17 Deep groove ball bearings ... 39
27. Gambar 3.18 Distribusi gaya tarik pada sabuk ... 47
28. Gambar 3.19 Konstruksi puli ... 51
29. Gambar 3.20 Belt take up (vertical gravity type) ... 54
30 Gambar 4.1 Nama-nama roda gigi cacing ... 62
31 Gambar 4.2 Analisa gaya roda gigi cacing ... 73
32 Gambar 4.3 Grafik hubungan koefisien gesek dan kecepatan luncur ... 76
33 Gambar 4.4 Ukuran pasak... ... 81
34. Gambar 4.5 Penampang Pasak... 81
35. Gambar 4.6 Bantalan rol kerucut baris tunggal ... 83
35. Gambar 4.7 Bantalan rol kerucut ... 84
37. Gambar 4.8 Kopling flens ... 86
38. Gambar 5.1 Struktur rangka penumpu ……….. 90
39. Gambar 5.2 Penampang batang profil L 80 x 80x 10…………. 92
41. Gambar 5.3 Diagram pembebanan yang dialami batang penumpu roller idler ……… 93
42. Gambar 5.4 Pembebanan pada batang penumpu roller idler …... 95
43. Gambar 5.5 Gaya yang bekerja pada batang tegak rangka …….. 97
44. Gambar 5.6 Penampang batang profil kanal 254 x 89 …………. 98
DAFTAR TABEL
1. Tabel 3.1 Ukuran partikel material... 17
2. Tabel 3.2 Hubungan antara kemampuan alir, sudit repose dan sudut surchange ... 18
3. Tabel 3.3 Kecepatan belt... 19
4. Tabel 3.4 Tabel standar jumlah lapisan sabuk... 22
5. Tabel 3.5 Jarak maksimum antara carrying roller idler... 29
6. Tabel 3.6 Faktor resistan untuk idler pada roller bearings... 45
7. Tabel 4.1 Hubungan jumlah kutub dengan putaran ... 60
8. Tabel 4.2 Faktor sudut kisar Kγ ... 64
9 Tabel 4.3 Harga faktor keamanan ... 70
DAFTAR NOTASI
X, y, z, a, D, B, C Satuan panjang m, mm
v Kecepatan m/s
Q Kapasitas konveyor ton/jam
G Berat muatan kg
Q, Wb’, Wp’, Wp’’ Berat persatuan panjang N/m
RA, RB, RC, Rd,
τ σ,
Gaya reaksi N
M Momen Lentur Nm
Tegangan N/m
γ
2
Berat jenis kg/m3
Lh Umur bantalan jam
Nn Putaran rpm, fpm
C Beban nominal dinamis kg
Crl Beban nominal dinamis spesifik kg
D, d Diameter m, mm
R, r Jari-jari m, mm
F Frekuensi Hz
p Jumlah kutub motor -
m Modul mm
z Jumlah gigi -
P Daya Watt
z Momen inersia m4
X, Y Faktor pembebanan -
Lh Umur bantalan Jam
Fc Faktor koreksi -
T Momen torsi Nm
F Tebal mm
Sf Faktor keamanan -
B Jarak sumbu mm
DAFTAR LAMPIRAN
1. Bantalan untuk Pemesinan Dan Umurnya
2. Bahan Kopling Flens dan Baut
3. Bantalan Rol Kerucut
4. Klasifikasi Bantalan
5. Ukuran kopling
6. sifat-sifat dari beberapa pilihan tampang siku sama kaki
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Penulisan
Sejak beberapa abad yang lalu manusia telah lama memanfaatkan suatu
sumber tenaga untuk memindahkan material dengan menggunakan hewan ternak
serta tenaga alam,seiring keterbatasan waktu manusia mulai memikirkan untuk
menciptakan suatu alat pengangkut sebagai transportasi dari hasil usaha produksi.
Dalam usaha untuk meningkatkan hasil produksi yang maksimal pada
suatu pabrik adalah dengan cara meningkatkan efisiensi kerja pada pabrik
tersebut. Dengan adanya peningkatan efisiensi kerja maka biaya produksi akan
dapat lebih ditekan, sehingga harga jual barang ke konsumen akan menjadi lebih
murah dan produk tersebut dapat bersaing dengan produk-produk lain yang
sejenis yang dihasilkan pabrik-pabrik lainnya.
Apabila perusahaan tersebut hanya mengandalkan tenaga manusia yang
sangat terbatas, maka peningkatan efisiensi yang diinginkan tersebut akan sulit
dicapai, maka dari itu diperlukan suatu teknologi yang sesuai untuk membantu
peningkatan efisiensi tersebut. Salah satu teknologi yang dapat membantu adalah
dengan menggunakan mesin pemindah bahan. Alat pemindah bahan ini
dipergunakan untuk memindahkan muatan di suatu area, pabrik, departemen,
tempat penimbunan, pembongkaran dan lainnya.
Pada pabrik-pabrik pada bagian pengangkutan dan pemindahan serta
pendistribusian, keberadaan mesin pemindah bahan memegang peranan penting.
Penggunaan alat pemindah bahan yang sesuai akan sangat membantu dalam
1.2 Tujuan Penulisan
Perencanaan ini bertujuan untuk merencanakan mesin pemindahan bahan
yang sesuai dengan kebutuhan yakni melayani pemindahan butiran pupuk urea
dari pengolahan akhir ketempat penyimpanan urea sementara (bulk urea storage).
Penulisan ini diharapkan dapat memberikan gambaran tentang berbagai
perhitungan yang harus dilakukan untuk mendapatkan kesesuaian antara
teori-teori yang ada pada literatur dan membandingkan dengan keadaan sebenarnya.
1.3 Batasan Masalah
Pada penulisan ini direncanakan sebuah konveyor sabuk yang akan
digunakan untuk memindahkan material yang berbentuk butiran-butiran dari
tempat pengolahan akhir ke tempat penyimpanan urea sementara. Jarak dari
tempat pengolahan akhir ke tempat pengantongan sejauh ±1,5 km, itu semua
menggunakan konveyor sabuk yang terdiri dari beberapa bagian. Dalam
perencanaan yang akan dilakukan ini diambil bagian konveyor yang awal yaitu
unit pengolahan akhir ke penyimpanan urea sementara. Karena luasnya jangkauan
permasalahannya, maka pada perencanaan ini perlu dilakukan
pembatasan-pembatasan terhadap permasalahan yang akan dibahas. Pembahasan meliputi
perancangan sebagai berikut :
• Perancangan konstruksi komponen-komponen utama dari konveyor
sabuk
• Perancanaan komponen-komponen pembantu
• Perancanaan motor penggerak
• Perencanaan sistem transmisi
1.4 Metode Penulisan
Pada penulisan ini metode yang dilakukan adalah:
a. Survey lapangan, yaitu peninjauan langsung ke tempat lokasi konveyor
sabuk di P.T. Pupuk Iskandar Muda ( PIM ), Lhokseumawe,Aceh Utara –
Indonesia.
b. Studi literatur (referensi) dengan memaparkan tabel dan teori dasar serta
rumus-rumus dan grafik yang berkaitan dengan perhitungan.
1.5 Sistematika Penulisan
Tugas Sarjana ini dibagi menjadi beberapa bab dengan garis besar tiap bab
adalah sebagai berikut :
Bab I: Pendahuluan
Bab ini berisikan latar belakang permasalahan, maksud dan tujuan
perencanaan, batasan masalah, metode penulisan, dan sistematika penulisan.
Bab II : Pembahasan Materi
Bab ini berisikan tentang teori-teori yang mendasari perencanaan dari
konveyor.
Bab III : Perancangan Konveyor Sabuk
Bab ini berisikan tentang pembahasan perencanaan komponen-komponen
utama,kapasitas,kecepatan dan konveyor sabuk.
Bab IV : Perencanaan Sistem Transmisi
Bab ini berisikan tentang pembahasan perencanaan sistem transmisi,yang
meliputi perhitungan daya motor penggerak,perencanaan roda gigi, poros
Bab V : Perencanaan Struktur Penumpu
Bab ini berisikan tentang pembahasan perencanaan struktur penumpu.
Bab VI : Kesimpulan
Bab ini sebagai penutup berisikan kesimpulan yang diperoleh dari hasil
perancangan.
Daftar Pustaka
Daftar pustaka berisikan literatur-literatur yang digunakan untuk menyusun
tugas sarjana ini.
Lampiran
BAB II
PEMBAHASAN MATERI
2.1 Mesin Pemindah Bahan
Mesin pemindahan bahan merupakan salah satu peralatan mesin yang
dugunakan untuk memindahkan muatan dilokasi pabrik, lokasi konstruksi, lokasi
industri, tempat penyimpanan dan pembongkaran muatan dan sebagainya. Jumlah
dan besar muatan yang dapat dipindahkan terbatas, demikian juga dengan
jaraknya.
2.2 Klasifikasi Pesawat Pengangkut
Konveyor merupakan bagian dari pesawat pengangkut yang bekerja secara
berkesinambungan dimana alat ini bersifat sebagai alat pemindah yang tetap.
Muatan yang dipindahkan dapat berupa tumpahan (Bulk Material), muatan dalam
bentuk satuan (unit load).
2.3 Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkut
Pada dasarnya pemilihan tipe suatu pesawat pengangkut memerlukan
pengetahuan khusus dari rancangan dan disesuaikan dengan kemampuan serta
operasinya.
Ada beberapa pertimbangan yang mendasari dalam penelitian pesawat
pengangkut, antara lain :
1. Karakteristik pemakaian, hal ini menyangkut jenis dan ukuran material,
sifat material, serta kondisi medan atau ruang kerja alat.
2. Proses produksi, mengangkut kapasitas perjam dari unit, kontinuitas
3. Prinsip-prinsip ekonomi, meliputi ongkos pembuatan, pemeliharaan,
pemasangan, biaya operasi dan juga biaya penyusutan dari harga awal alat
tersebut.
Jika kapasitas material yang akan dipindahkan cukup besar dan
dipindahkan untuk jarak yang cukup jauh, konveyor sabuk yang paling banyak
digunakan karena memiliki beberapa keunggulan dibandingkan jenis konveyor
lainnya, yaitu:
• Sistim ini dapat dirancang untuk memindahkan material dengan
kapasitas yang besar yaitu bisa mencapai ribuan ton per jam serta
jarak beberapa kilometer.
• Memerlukan daya yang lebih kecil dari pada jenis konveyor
lainnya serta memerlukan biaya operasi yang rendah.
• Lebih ringan dari pada konveyor rantai maupun bucket conveyor.
• Jumlah material yang dipindahkan persatuan waktu dapat diatur
dengan mengatur kecepatan sabuk.
• Dapat memindahkan material melalui permukaan yang kasar
Berdasarkan pertimbangan diatas maka dipilihnya konveyor sabuk sebagai
pesawat pengangkut yang sesuai untuk memindahkan butiran pupuk urea dari
pengolaan akhir ke penyimpanan sementara ( bulk storage ).
2.4 Konveyor Sabuk
Konveyor sabuk adalah pesawat pengangkut yang digunakan untuk
memindahkan muatan dalam bentuk satuan atau tumpahan, dengan arah
sistem operasi yang lain dalam suatu lini proses produksi, yang menggunakan
sabuk sebagai penghantar muatannya.
Konveyor sabuk memiliki komponen utama berupa sabuk yang berada
diatas roller-roller penumpu. Sabuk digerakkan oleh motor penggerak melalui
suatu pulley, sabuk bergerak secara translasi dengan melintas datar atau miring
tergantung kepada kebutuhan dan perencanaan. Material diletakkan diatas sabuk
dan bersama sabuk bergerak kesatu arah. Pada pengoperasiannya konveyor sabuk
menggunakan tenaga penggerak berupa motor listrik dengan perantara roda gigi
yang dikopel langsung ke puli penggerak. Sabuk yang berada diatas roller-roller
akan bergerak melintasi roller-roller dengan kecepatan sesuai putaran dan puli
penggerak.
2.4.1 Komponen-Komponen Utama Pada Konveyor Sabuk
Komponen-komponen utama konveyor sabuk dapat dilihat pada gambar 2.1.
Konveyor sabuk yang sederhana terdiri dari :
1. Rangka (Frame)
2. Puli penggerak (Drive pulley)
3. Puli yang digerakkan (Tail pulley)
4. Puli Pengencang (Snub pulley)
5. Sabuk (Belt)
6. Rol pembawa (Carrying roller idler)
7. Rol Kembali (Return roller idler)
8. Motor penggerak
9. Unit pemuat (Chutes)
10.Unit pengeluar (Discharge spout)
11.Pembersih sabuk (Belt cleaner)
12.Pengetat sabuk (Belt take-up)
2.4.1.1 Sabuk
Sabuk adalah salah satu elemen utama dari konveyor sabuk. Sabuk terbuat
dari bermacam-macam bahan, seperti : steel, nylon, katun, polyester, asbes dan
duck cotton dan dapat juga dilapis.
Sabuk yang baik harus memiliki sifat ringan, fleksibel, kekuatan tinggi,
sifat higroskopis yang rendah dan tahan lama. Dilihat dari kriteria diatas maka
pada perencanaan ini jenis sabuk yang terdiri dari beberapa lapisan nylon dan
polyester merupakan jenis sabuk yang baik. Sabuk ini menggunakan bahan dasar
nylon polyesterkatun dilapisi dengan karet dan nitrile yang bertujuan untuk
menahan panas dan abrasi, melindungi sabuk dari kelembaban, serta memberi
idler tanpa terjadi lendutan yang terlalu besar. Tebal lapisan karet pada bagian
permukaan atas sabuk lebih besar daripada permukaan bawah, karena lapisan
permukaan atas tersebut mengalami kontak langsung dengan material yang
diangkut.
Sabuk yang dipergunakan memiliki sambungan, hal ini tidak dapat
dihindari karena sabuk yang digunakan pada suatu konveyor sabuk sangat
panjang. Terdapat berbagai cara penyambungan sabuk, yaitu :
1. System vulkanizer.
a.System vulkanizer hot ( panas ).
b.System vulkanizer cold ( dingin ).
2. System mechanical.
Tetapi cara yang paling baik untuk konveyor sabuk adalah dengan cara
vulkanisasi yaitu proses penyambungan sabuk dengan menempatkan kedua ujung
sabuk yang telah diberi perekat diantara dua plat yang dipanaskan pada
temperatur 140-1500 C dan diberi tekanan selama 25-60 menit.
Cara penyambungan sabuk dapat dilihat pada gambar 2.2 berikut :
Pada bagian penyambungan ini kekuatan sabuk berkisar antara 80%
sampai 85% dari kekuatan sabuk tanpa penyambungan.
Pada perancangan ini dipilih bahan sabuk adalah nitrile dan karet pada
permukaannya yang berfungsi untuk menahan panas material yang diangkut dan
diperkuat dengan lapisan polyester dan nylon pada lapisan dalamnya. Berikut ini
adalah potongan melintang sabuk dengan bahan karet dilapisi nitrile dan diperkuat
dengan karet pada gambar 2.3 berikut ini.
Gambar 2.3 Potongan melintang sabuk
2.4.1.2 Rol Penumpu (Roller Idler)
Roller idler berbentuk silinder atau rol yang terbuat dari besi cor yang
berfungsi sebagai penyokong sabuk sesama beban material yang diangkut.
Terdapat dua macam bentuk susunan Roller idler, yaitu flat roller idler
dan troughed roller idler.
1. Flat roller idler
Roller jenis ini dipasang secara horizontal. Roller jenis ini digunakan
untuk membawa muatan yang tidak dikhawatirkan tertumpah atau terjatuh dari
konveyor. Biasanya roller ini digunakan pada konveyor yang menangani muatan
satuan (unit load).
Nitrile
Karet
Gambar 2.4 Flat roller idler
2. Troughed roller idler
Roller idler jenis ini disebut juga roller pembawa (carryng roller) yang
berfungsi sebagai penyokong sabuk bersama material tumpahan agar tidak terjadi
lenturan yang berlebihan sehingga material yang diangkut tidak tumpah.
Troughed roller idler ini memiliki sudut kemiringan yang dapat mencapai 450
terhadap horizontal. Namun untuk mencegah terjadinya tekanan sabuk yang
terlalu tajam, umumnya besar sudut berkisar 200 hingga 350.
Gambar 2.5 Troughed roller idler
Jarak untuk tiap roller tergantung berat muatan yang diangkut dan
kekuatan sabuk. Jarak roller pembalik dua kali lebih besar dari jarak roller
roller pembawa mengangkut beban diatasnya. Roller idler ini dipergunakan
bantalan yang berfungsi untuk menumpu roller idler pada poros. Maka perlu
diperhatikan sistem pelumasan dan jenis pelumasan yang akan digunakan pada
bantalan agar operasi komponen ini tetap lancar. Oli merupakan pelumasan yang
cukup baik untuk ini, tetapi oli dapat merusak sabuk yang terbuat dari karet,
sehingga pelumas yang kental adalah lebih baik.
2.4.1.3 Sistem Penggerak
Dalam pengoperasiannya, konveyor sabuk menggunakan tenaga
penggerak motor listrik, dimana dari poros motor listrik dirangkaian dengan
sistem transmisi roda gigi melalui kopling fleksibel, dari sistem transmisi roda
gigi reduksi daya penggerak diteruskan ke puli dengan menggunakan kopling
flens.
Gambar 2.6 Sistem transmisi daya penggerak
2.4.1.4 Puli (Pulley)
Pada suatu konveyor terdapat puli yang terdapat diujung-ujung konveyor
tersebut yang berfungsi untuk menumpu sabuk. Puli yang terletak pada
Spivakovsky, Moskow) dan puli yang terletak pada ujung lainnya disebut puli
penggerak (tail pulley). Konstruksi kedua puli ini pada dasarnya sama saja yang
terdiri dari roller yang berbentuk silinder yang terbuat dari besi cor dan ditumpu
oleh poros.
Gambar 2.7 Puli
Puli penggerak berfungsi sebagai penggerak sabuk dimana gerak putaran
dari roda gigi diubah ke gerak linier pada sabuk. Koefisien gesek antara sabuk
dengan puli harus cukup besar agar sabuk dapat digerakkan oleh puli penggerak.
Untuk mengatasinya maka puli dilapisi dengan lapisan semacam karet.
Puli yang digerakkan berfungsi sebagai pengarah sabuk dan juga dapat
mengencangkan sabuk. Puli ini terletak pada bagian belakang konveyor sabuk
2.4.1.5 Pengencang Sabuk (Belt Take-Up)
Pengencang sabuk dapat dilakukan dengan menarik puli menjauh dari
terminalnya dengan menggunakan alat mekanis, misalnya dengan roda gigi rack
pinion, ulir, kombinasi ulir dengan pegas, atau dengan menggunakan alat
pemberat. Hal ini dilakukan untuk menghindari atau mencegah gesekan yang
berlebihan akibar terjadinya lendutan dan menyesuaikan tegangan yang
diinginkan serta mereduksi regangan yang terjadi agar tidak terjadi slip antara
sabuk dan puli. Alat bantu untuk pengencangan sabuk ini sering disebut take-up.
Pada perancangan ini digunakan pengencang sabuk jenis vertikal, dengan
pertimbangan konstruksi yang sederhana dan perawatan yang mudah.
a. Vertical Gravity type b. Horizontal Gravity type c. Screw type
2.4.1.6 Rangka Penumpu (Frame)
Rangka penumpu berfungsi untuk menumpu atau menempatkan semua
komponen dari konveyor sabuk juga mengarahkan perpindahan muatannya.
Rangka dibuat dari susunan batang-batang baja profil banyak terdapat dipasaran,
dipasang memanjang satu sama lainnya.
2.4.1.7. Pembersih Sabuk (Belt Cleaner)
Pembersih sabuk digunakan untuk membersihkan permukaan sisi balik
sabuk, dimana mungkin saja terdapat sisa-sisa muatan yang masih menempel.
Untuk material yang kering digunakan pembersih yang menggunakan alat
berbentuk plat yang dilapisi karet dan untuk material basah dan melekat biasanya
digunakan alat berupa sikat dari serat kapron yang berputar.
BAB III
PERANCANGAN KONVEYOR SABUK
3.1 Material Yang Diangkut
Dalam merencakan sebuah konveyor sabuk, peninjauan terhadap material
yang diangkut menentukan karakteristik material yang diangkut dan
variabel-variabel yang diperlukan dalam perencanaan konveyor. Hal ini sangat penting
dalam mendesain dan menghitung konveyor sabuk, yaitu menghitung luas
permukaan material yang berada diatas sabuk dan sampai mana batas material
tersebut dapat diangkut dengan sudut kemiringan tertentu. Dalam perancangan ini
material yang akan diangkut adalah butiran pupuk urea.
3.1.1. Karakteristik Material
Pada perencanaan ini karakteristik material yang akan diangkut adalah
bulk material material curah atau material tumpahan. Karakteristik dari material
tumpahan adalah ukuran, gumpalan, kemungkinan lengket, volume, berat, sifat
kimia, dan temperatur, sifat mudah remuk (A. Spivakovsky, 1969)
3.1.1.1 Bentuk Dan Ukuran Material
Bentuk dan ukuran material yang dipindahkan merupakan faktor penting
yang berhubungan langsung dalam merencanakan dimensi sebuah konveyor. Dari
hasil survey yang dilakukan pada P.T. Pupuk Iskandar Muda (PIM) bahwa bentuk
material berupa butiran-butiran yang tidak begitu seragam. Dari ukuran tersebut,
Tabel 3.1 Ukuran partikel material
Kelas dari Material Ukuran Partikel Kode
Sangat Halus < 149 µm (100 mesh) A
Halus 149 µm – 3,18 mm (1/8-1/2 in) B
Butiran 3,18 mm – 12,7 mm C
Bongkahan > 12,7 mm (1/2 in) D
(“Belt conveyor for bulk material”, 2nded. hal.49)
3.1.1.2 Berat Material
Berat materiak yang dilayani oleh konveyor sabuk sangat penting untuk diketahui
karena karakteristik ini sangat berpengaruh pada kekuatan dan kemampuan
konveyor dalam pengoperasiannya. Dari hasil survey yang dilakukan diketahui
satu butiran pupuk mempunyai massa jenis 0,75 gr/cm3
3.1.1.3 Penetapan Variabel-Variabel Material
.
Defenisi-defenisi yang penting dari karakteristik material yang diangkut
adalah seperti :
a. Sudut repose (ϕ)
Sudut repose adalah sudut yang dibentuk oleh tumpukan material bila
diletakkan bebas pada bidang horizontal.
b. Sudut Surcharge (α )
Sudut surcharge adalah sudut yang dibentuk oleh material terhadap bidang
horizontal dari suatu sabuk yang sedang bergerak. Besarnya sudut
surcharge biasanya antara 50 sampai 300
5
lebih kecil dari sudut repose.
0
Gambar 3.2 Sudut surcharge
Besarnya sudut surcharge dapat ditetapkan dari hubungan kemampuan alir
(flowability) dan sudut repose dari material. Hubungan antara kemampuan
alir, sudut repose dan sudut surchange dapat dilihat pada tabel 3.2.
Tabel 3.2 Hubungan antara kemampuan alir, sudut repose dan sudut surchange
Kemampuan Alir (flowability) Sudut Repose Sudut Surchange
Sangat lancar (very free flowing) 00 – 190 50
Lancar (free flowing) 200 – 290 100
Sedikit kesat
300 – 340 200
350 – 390 250
Kesat (sluggish) > 400 300
Dari tabel diatas dapat ditetapkan untuk sudut repose 250, besarnya sudut
3.2 Perancangan Kapasitas
3.2.1 Kapasitas butiran pupuk yang dipindahkan
Dalam pengoperasian konveyor ini akan digunakan untuk memindahkan
butiran pupuk 87 ton per jam.
3.2.2 Penetapan Lebar Sabuk
Dalam menetapkan lebar sabuk sangat ditentukan oleh karakteristik
material yang dipindahkan, kapasitas konveyor perjam, kondisi pengoperasian dan
posisi material itu sendiri diatas sabuk. Pada umumnya ukuran sabuk yang
diproduksi di Eropa mempunyai ukuran 300, 400, 500, 650, 800, 1000, 1200,
1400, 1600, 2000. Berdasarkan ukuran-ukuran yang tersedia dan hasil survey
yang dilakukan maka lebar sabuk yang akan direncanakan adalah 650 mm.
3.2.3 Penetapan Kecepatan Sabuk
Tabel 3.3 Rekomendasi Kecepatan Belt
Bulk load characteristics Materials
Belt Width, mm
Non-abrasive and abrasive materials, crushed without downgrading
Abrasive, small and medium lumped (a’ < 160 mm)
Gravel, ore, slag, crushed stone
Abrasive, large lumped (a’ > 160 mm) Fragile load, down graded
by crushing
Coke, sized coal, charcoal
1.0 to
Pulverized load, dusty Flour, cement,
apatite 0.8 to 1.0
Penetapan kecepatan sabuk (ν ) dari suatu konveyor tergantung kepada
sifat material yang akan diangkut, ketebalan sabuk dan pertimbangan pada waktu
pemuatan dan pemcurahan, berdasarkan hasil survey diketahui bahwa kecepatan
sabuk (ν ) adalah 1,334 m/s.
3.2.4 Penetapan Panjang Lintasan Konveyor
Dalam mementukan panjang lintasan konveyor sabuk perlu
dipertimbangkan kondisi sekitar dan lokasi pabrik. Berdasarkan survey diketahui
konveyor sabuk beroperasi pada lintasan sepanjang 25 meter.
3.2.5 Perancangan Kapasitas Konveyor
Penerapan kapasitas konveyor tergantung kepada jarak antara unit muatan,
kecepatan sabuk dan berat muatan. Berdasarkan hasil survey yang dilakukan maka
didapat berat dari material tumpukan permeter adalah 18,11 kg/m.
Kapasitas konveyor ini dapat ditentukan dari material tumpukan adalah
Q = .q.v
1000 3600
Ton/jam ………..(Literatur 3 hal 57 )
Dimana :
qm
. 1000 3600
= Berat material tumpukan permeter = 18,11 kg/m
v = Kecepatan sabuk = 1,334 m/s
Maka :
Q = 18,11kg/m . 1,334 m/s
Jadi perancangan ini mempunyai spesifikasi sebagai berikut :
• Jenis material : butiran pupuk urea
• Massa Jenis : 0,75 g/cm
• Kapasitas angkut maksimum : 87 Ton / jam
3
• Sudut incline (ϕ) : 100, maka ϕ1 = 0,35. = 3,5ϕ
• Lebar sabuk (B) : 650 mm, maka b = 0,8.B = 0,52
0
• Panjang lintasan (a) : 25 mm
• Kecepatan sabuk : 1,3334 m/s
Gambar 3.3 Sudut Incline pada dimensi roller idler
3.3 Perancangan Komponen-Komponen Utama
Komponen-komponen sabuk yang akan direncanakan meliputi
perencanaan-perencanaan antara lain :
1. Sabuk 3. Puli
2. Rol penumpu (roller idler) 4. Motor penggerak
3.3.1 Perencanaan Sabuk
Hal-hal yang perlu direncanakan dalam pemeliharaan sabuk antara lain :
1. Pemilihan bahan sabuk
2. Pemeriksaan jumlah lapisan sabuk
3. Berat sabuk
Berat sabuk persatuan panjang dapat dicari dengan menggunakan rumus
beriku :
Wb = 1,1B (it + t1 + t2
Dimana : B = Lebar sabuk
) ………. ( literatur 2, hal 69 )
= 650 mm = 0,65 m direncanakan
i = Jumlah lapisan sabuk. Untuk lebar sabuk 650 mm dianjurkan
i = 3 – 7 dalam tabel 3.4. Maka dipilih i = 3 (data yang
diberikan pada survey)
Tabel 3.4 Tabel Standart Jumlah Lapisan Sabuk (literatur 3,hal 69)
Belt width,
mm
300 400 500 650 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Minimum and Maximum
number of Plies (i)
t1 = Tebal lapisan luar sabuk yang dibebani. Dianjurkan t1 = 1,5
( Literatur 2,hal 70 )
t2 = Tebal lapisan luar sabuk yang tidak dibebani. Dianjurkan
t2 = 1 ( Literatur 2,hal 71 )
t = Tebal tiap lapisan sabuk, t= 9 mm (didapat dari data survey)
Gambar 3.5 Potongan melintang sabuk
Maka didapat :
Wb = (1,1) B (it + t1 + t2
3.3.2 Perancangan Roller Idler )
= (1,1) 0,65 m [3 (9) + 1,5 + 1] ( Literatur 2, hal 71)
= 0,715 (29,5)
= 21,09 kg/m
Pada konveyor sabuk yang direncanakan, bentuk material yang diangkut
adalah bulk material (material curah atau tumpahan). Roller idler dibagi menjadi
dua jenis, yakni Trough roller idler dan Flat roller idler. Flat roller idler tidak
cocok digunakan karena biasanya digunakan untuk mengangkat material satuan,
seperti kantong semen, kotak dan lainnya. Untuk konveyor sabuk yang
direncanakan dipilih jenis roller yang sesuai yaitu Troughed roller idler. Karet
Nitrile
Gambar 3.6 Roller idler
Keterangan gambar :
1. Shell
2. Shaft
3. Bearings
4. Supporting Base
5. Inner Tubular Spindel
3.3.2.1 Dimensi Material Tumpukan.
Gambar material tumpukan dapat kita lihat pada dimensi roller idler
seperti gambar 3.7 dibawah ini untuk mengetahui tinggi maksimum tumpukan (H)
agar material tersebut tidak tumpah dari tepi sabuk pada saat konveyor beroperasi.
Dimana :
D = Diameter roller idler (mm)
C = Panjang roller idler dikurangi lebar sabuk (mm)
Lr = Panjang dari roller idler yang ditengah
= 0,4 x B = 260 mm = 0,26 m
ϕ1 ϕ
= Sudut segitiga yang dibentuk oleh material tumpukan
= Sudut dakian (incline)
b = Jarak maksimum tumpahan pada sabuk (mm)
H = Tinggi maksimum tumpahan material (mm)
Untuk mencegah jatuhnya material tumpahan dari tepi sabuk, bagian dasar
dari segitiga yang terjadi akibat tumpahan material ke sabuk harus mempunyai
jarak maksimum (b) dan sudut pada dasar segitiga (ϕ1
ϕ
).
Jarak maksimum (b) didapat dari rumus :
b = 0,8 x B ………..(Literatur 3,hal 73 )
Dimana B adalah lebar sabuk, maka :
b = 0,8 x 650 mm
b = 520 mm = 0,52 m
Dan Sudut pada dasar segitiga ( 1
ϕ
) didapat dari rumus :
1 = 0,35 ………..( Literatur 3,hal 73 ) ϕ
Dimana ϕ adalah sudut repose, maka :
ϕ1 = 0,35 x 10 ϕ
0
1 = 3,5
Untuk mengetahui tinggi maksimum tumpahan material dapat dihitung
Gambar 3.8 Gambar tumpukan material
Maka nilai H didapat dengan menggunakan rumus segitiga siku-siku, yaitu :
Gambar 3.9 Gambar tumpukan material untuk mencari harga h
Maka :
tgϕ1
b h
2 / 1 =
h = tg (3,50) x 0,26 m
h = 0,015 m
Maka :
x = (0,5b) – (0,5Lr
ϕ
)
= 0,5 (0,52) – 0,5 (0,26)
= 0,13 m
Jadi tg =
x h'
h’ = tg 3,5 x 0,13 m
h’ = 0,06 m
Dari uraian diatas maka nilai H :
H = h + h’
H = 0,015 m + 0,06 m
= 0,075 m
3.3.2.2 Dimensi Roller Idler
Gambar dibawah ini adalah dimensi roller untuk lebar sabuk 650 mm,
untuk mengetahui diameter roller dan panjang yang digunakan.
Gambar 3.11 Dimensi roller idler
Dimana :
D = Diameter luar roller idler (mm)
d = Diameter dalam roller idler (mm)
Ketentuan dari diameter roller idler (Dari survey )
1. D = 108 mm, untuk B = 400 – 800 mm
2. D = 159 mm, untuk B = 800 – 1600 mm
3. D = 194 mm, untuk B = 1600 – 2000 mm
4. Total panjang garis lurus roller (L) =lebih panjang dari lebar sabuk (B).
Dari uraian diatas maka diameter roller idler (D) = 108 mm, karena lebar
sabuk (B) berada pada interval 400 – 800 mm. Tetapi diameter roller idler yang
dipakai pada pabrik di P.T. Pupuk Iskandar Muda(PIM) Aceh Utara tersebut
setelah dilakukannya survey lapangan adalah 133 mm (Whori)=7,79 ,(γ)=7,79 x103
) )( ( 4
. 2
γ π
L d
jadi diameter dalam roller idler ini adalah :
W =
7,79 = 814)(7,79x103)
d2= 7,79/4,977x103
d=0,03956 m
d=39,56 m , d= 40 mm
Panjang roller idler (L) yang direncanakan = 814 mm, maka nilai c adalah :
2c = L – B
2c = 0,814 – 0,65
2c = 0,164 m
3.3.2.3 Jarak Antara Roller Idler
Jarak dari idler pada material tumpahan yang sedang beroperasi khusus
untuk trough roller idler dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 3.5 Tabel jarak maksimum antar carrying roller idler
Bulk weihtt of load
Spacing (i) for belt width (B) mm
400 500 650 800 1000 1200 1400 1600-2000
γ < 1 1500 1500 1400 1300 1300 1300 1200 1100
γ = 1 – 2 1400 1400 1300 1300 1200 1200 1100 1000
γ > 2 1300 1300 1200 1200 1100 1100 1000 1000
(Literatur 2, hal 77)
Maka jarak antara roller idler (l) adalah :
1. γ = 750 kg/m3 atau = 0,75 ton/mγ 3 maka berada pada < 1 ton/mγ
2. B = 650 mm
3
Jadi dapat dilihat dari tabel bahwa jarak antara roller idler adalah 1400 mm atau
1,4 m, dengan jumlah trough roller idler yang terpasang adalah 18 buah dan 9
buah return roller idler.
3.3.2.4 Beban pada roller idler
Beban-beban yang terjadi pada roller idler merupakan gaya lintang yang
terdiri dari berat roller, berat sabuk dan berat muatan.
Berat roller dapat diasumsikan sama dengan berat silinder, yaitu :
W = ( )( )
4
. 2 2
d D L
−
Dimana :
maka berat roller persatuan panjang ;29,01 kg/m.
Berat muatan persatuan panjang yang diterima oleh masing-masing roller
idler adalah :
Berat roller idler persatuan panjang adalah dengan menggunakan data-data pada
tabel diatas maka beratnya persatuan panjang dapat diketahui, yaitu :
Wl = (W + Wp) (Lr + H) …………( Literatur 2,hal 103 )
Wl = (29,01 + 9,64) (0,26 + 0,075)
= 12,94 kg/m
Berat roller idler pada bagian horizontal adalah :
W2 = (W + Wp) Lµ
Dimana
1
1. Friction Factor pada sabuk jika beroperasi pada lintasan dari baja, maka
µ 1 ≈ 0,35 sampai 0,60
2. Friction Factor pada sabuk jika beroperasi pada lintasan dari kayu, maka
µ 1 ≈ 0,4 sampai 0,7
Maka dari keterangan diatas dipilih µ 1 ≈ 0,35 sampai 0,60 karena
lintasan dari baja, diambil µ1 ≈ 0,50
Jadi :
W2 = (29,01 + 9,64) (0,26 x 0,50)
= 5,02 kg/m
Maka berat roller idler persatuan panjang adalah :
Wtotal = 12,94 + 5,02
= 17,96 kg/m
Setelah berat roller idler diketahui, maka kita juga harus mengetahui
kekuatan material dan juga gaya-gaya yang dialami oleh roller idler tersebut.
Gambar 3.12 Gambar distribusi beban pada roller
Besar gaya -gaya yang terjadi :
Gambar 3.13 Gambar gaya-gaya yang terjadi pada Ra,Rb
Besar gaya reaksi yang terjadi pada tiap tumpuan dapat dihitung dengan
persamaan :
Ra = Rb = ½ W1 cos 25o
Ra = ½ 12,94 cos 25o
Ra = 5,86 kg
Rb = 5,86 kg
A B
RA RB
Gambar 3.14 Gambar gaya-gaya yang terjadi pada Rc dan Rd
Rc = Rd = ½ (W2 + Wp)
Rc = ½ (5,02 + 9,64)
Rc = 7,33
Rd = 7,33 kg
Gambar 3.15 Gambar gaya-gaya yang terjadi pada Re dan Rf
Re = Rf = Ra = Rb = 5,86
Untuk 0 ≤ X ≤ 0,277
Vx = Ra – (W cos 251 0
)
Vx = 5,86 – (12,94 cos 250
V
)
x = - 5,86 kg
C C
RC RD
0.26 W2 + Wp
E F
RE RF
Untuk 0,277 ≤ X ≤ 0,537
Untuk 0,537
= - 15,25 kg
Besar Momen Lentur yang terjadi Pada roller A-B,E-F
M =
Besar Momen Lentur yang terjadi Pada roller C-D
M2 =
4 1
M2 = 4 1
(5,02 + 9,64) 0,26
=0,95 kg = 9,33 N
Momen Lentur Untuk Bagian Incline
Momen Lentur Untuk Bagian Horizontal
Gambar 3.16 Momen lentur yang terjadi pada roller
A B
RA RB
0.26 W1 Cos 25
M1 = 7,45 N
E F
RE RF
0.26 W1 Cos 25
M1 = 7,45 N
C D
RC RD
0.26 W1 Cos 25
Tegangan lentur maksimum yang terjadi pada roller adalah :
Dari hasil survey lapangan bahan yang digunakan adalah besi cor kelabu
type high silicon yang memiliki sifat mampu cor baik, murah, dapat meredam
getaran, tahan aus, tahan korosi, dengan komposisi : %C = 0,4 – 1,0; %Mn = 0,4 –
1,0; %Si = 14 – 17; %Mo = 3,5. Memiliki kekuatan tarik 8,96.107 N/m2, bahan ini
memiliki faktor keamanan dengan besar Sf1 = 6, untuk bahan S-C dengan
pengaruh bahan paduan Sf2 = 1,3-3,0, karena adanya pengaruh dari kekerasan
permukaan sehingga Sf2 diambil 2,0.
Sehingga tegangan yang diizinkan :
Oleh karena tegangan izin lebih besar dari pada tegangan maksimum maka
roller aman terhadap tegangan lentur.
Berdasarkan survey studi lapangan, direncanakan ukuran poros idler ds
a. R
40
mm dengan panjang poros untuk bagian incline 300 mm dan panjang untuk
horizontal 324 mm.
Beban yang bekerja pada poros roller adalah :
a = Rb = Re= Rf
b. R
= 5,86kg = 57,42 N
c = Rd
Momen lentur maksimum :
Untuk bagian incline :
M
= 9,33 kg = 91,52 N
maks1 = Ra x d
= 57,42N x 0,107 m
= 6,14 Nm
Untuk bagian horizontal :
Mmaks2 = Rc x d
Tegangan lentur maksimum pada poros :
Maka : σ maks 3
Dari survey studi lapangan bahan yang digunakan adalah besi cor kelabu
type high silicon yang memiliki sifat mampu cor baik, murah, dapat meredam
getaran, tahan aus, tahan korosi, kekuatan tarik 8,96.107 N/m2.
Komposisi : %C = 0,4 – 1,0; %Mn = 0,4 – 1,0; %Si = 14 – 17; %Mo = 3,5.
Roller tidak hanya mendapat beban statis saja melainkan juga beban dinamis,
karena mengalami beban dinamis maka harus menggunakan faktor keamanan.
Faktor keamanan Sf1 = 6, untuk bahan S-C dengan pengaruh bahan paduan Sf2 =
1,3-3,0 karena adanya pengaruh dari kekasaran permukaan sehingga Sf2
σ
diambil
2,0.
Sehingga tegangan izin :
a
3.3.2.5 Perencanaan Bantalan Roller Idler 2
Oleh karena tegangan izin lebih besar dari pada tegangan maksimum maka poros
aman terhadap tegangan yang terjadi.
Pemilihan bantalan roller idler berdasarkan pada beban yang diterima
masing-masing bantalan. Karena bantalan hanya menerima beban radial saja,
ditambah dengan berat poros itu sendiri. Bantalan dapat bekerja dengan baik
apabila kapasitas nominal dinamis spesifik lebih besar daripada kapasitas nominal
yang ditimbulkan oleh bantalan.
Berdasarkan pertimbangan tersebut, bantalan yang digunakan adalah
dipilih bantalan gelinding jenis Deep Groove Ball Bearing atau bantalan peluru
alur satu baris dengan nomor 6404 yang memiliki dimensi sebagai berikut :
Diameter dalam (d) = 40 mm = 0,04 m
Diameter luar (D) = 110 mm = 0,11 m
Lebar bantalan (b) = 27 mm = 0,027 m
Beban dinamis spesifik (C) = 63400 N
Beban statis spesifik (Co) = 36600 N
Gambar 3.17 Deep groove ball bearings
Berat poros adalah :
W = ( )( )
4
. 2
γ π ds L
Dimana :
ds
γ
= Diameter poros roller idler
= 40 mm
= 7,79 x 103 kg/m
Berat poros horizontal :
Berat poros incline :
N
Beban yang diterima masing-masing bantalan :
Bagian incline :
Fr = Ra +
Bagian Horizontal :
Fr = Rc +
Beban equivalen yang dihitung dengan menggunakan persamaan (Literatur 9,hal
135 ) :
Pr = x. (V) (Fr) + (y) (Fa)
Dimana :
X = Faktor pembebanan radial = 0,56 untuk baris tunggal
Fr = Beban yang diterima masing-masing bantalan.
Fa = 0, karena tidak terjadi pembebanan aksial pada bantalan.
Sehingga beban equivalen pada bantalan adalah :
1. Untuk bagian Incline
Beban equivalen bantalan :
Pr = 0,56 x 1,2 x 7,44 + 0
Pr = 4,99 kg
Beban nominal dinamis spesifik adalah :
Crl Pr
Dimana fh adalah faktor umur bantalan :
fh
jam…..( Lampiran 1)
Maka :
Dan fn adalah faktor putaran :
fn
v = Kecepatan sabuk (m/det)
Maka
Jadi beban nominal spesifik adalah :
Crl .4,99
Dari perhitungan diatas diketahui C > Crl
2. Untuk bagian horizontal
, maka bantalan jenis ini aman
untuk digunakan pada tumpuan roller idler bagian incline.
Beban equivalen bantalan :
Pr = 0,56 x 1,2 x 8,42 + 0
Pr = 5,65 kg
Beban nominal dinamis spesifik adalah :
Crl .5,65
Dari perhitungan diatas diketahui C > Crl, maka bantalan jenis ini aman
3.3.2.6 Pelumasan Bantalan Roller Idler
Pelumasan bantalan roller idler sangat penting untuk diperhatikan, karena
pelumasan ini bertujuan mengurangi gesekan antara elemen, membawa keluar
panas yang terjadi, mencegah korosi, dan menghindari masuknya debu serta
kotoran pada saat proses kerja. Pelumasan yang kurang baik akan menyebabkan
gesekan yang besar pada bantalan, sehingga konsumsi daya yang dibutuhkan
semakin besar.
Pemilihan pelumas ditentukan oleh empat faktor utama, yaitu :
1. Putaran poros
2. Gaya tekan pada bantalan yang dilumasi
3. Temperatur operasi bantalan
4. Kondisi lingkungan
Bahan pelumas yang cocok untuk bantalan ini cukup ekonomis dalam
pemakaiannya adalah jenis gemuk (grase). Gemuk merupakan larutan gel sabun
metalik (kalsium dan natrium) dalam cairan pelumas. Untuk beban dan kecepatan
rendah dapat dipergunakan pelumas gemuk menurut ASTM D1743. Pelumas
dilakukan dengan menyuntikkan pelumas kecelah-celah bantalan saluran khusus
yang disebut nipple.
Untuk mencegah masuknya debu dan juga untuk mencegah kebocoran
pelumas, maka kedua sisi bantalan roller idler ditutup dengan seal.
3.3.3 Perhitungan tahanan dan tegangan pada sabuk
Beban-beban yang diterima oleh sabuk adalah beban yang terdiri dari
muatan yang diangkut, berat sabuk itu sendiri, serta tahanan-tahanan yang terjadi
Pada sistem konveyor sabuk terdapat tahanan-tahanan yang terjadi pada
bagian sabuk yang mengangkut beban dan juga pada bagian sabuk yang tidak
mengangkut beban serta bagian lengkungan sabuk.
3.3.3.1 Tahanan-tahanan gerakan pada konveyor sabuk
Ketika sabuk bergerak terjadi tahanan-tahanan yang disebabkan oleh :
1. Gesekan antar sabuk dengan idler
2. Akibat lengkungan yang terjadi pada puli
3. Gesekan antara sabuk dengan landasan diam (Stasionary runway)
Tahanan yang terjadi akibat gesekan antara sabuk dengan idler pada
konveyor sabuk dibagi atas tahanan bagian pembebanan dan tahanan pada bagian
idler (kembali tanpa beban) , kesemua tahanan itu dapat dirumuskan sebagai
berikut (Literatur 2,hal 109 ).
1. Untuk berat bermuatan (pembebanan)
H
2. Tahanan pada bagian kembali tanpa muatan adalah :
'
3. Berat muatan persatuan panjang sabuk.
γ
Berat material tumpukan permeter (q) = 18,11 kg/m
Kapasitas angkut (Q) = 87 ton/jam = 87.000 kg/jam
Berat roller idler (Wltotal
ϖ ) = 17,96 kg/m
Koefisien dari resistan dari sabuk pada roller ( ’) = 0,04
Tabel 3.6 Faktor resistan untuk idler pada roller bearings ( Literatur 3,hal 77 )
Operation Condition
Characteristic of the operating condition
Factor ϖ ’ for idler
Flat Troughing
Favourable Operation in clean, dry premises in the
absence of abrasive dust 0,018 0,020
Medium
Operation in heated premises in the presence of a limited amount of abrasive dust, normal air humidity.
0,022 0,025
Adverse
Operation in unheated premises or out-of-doors; large amount of abrasive dust,
excerssive moisture or other factor present adversely affecting the
operating of beatings
0,035 0,040
Berat muatan persatuan panjang (Literatur 2,hal 106 ) :
Untuk berat bermuatan (pembebanan)
qbeban = (18,11+ 21,09 + 17,96)25 m .0,04 – (18,11 + 21,09) 0,0735
= 54,27 kg = 532,47 N
Tahanan pada bagian kembali tanpa muatan adalah :
qi = (21,09 + 17,96) - (25 x 0,04)
= 38,05kg = 373,27 N
Tahanan yang terjadi akibat gesekan antara sabuk dengan landasan diam
(stationary runway) dapat dirumuskan sebagai berikut:
qbeban’ = (qm + Wb)[(L)(µ)+ H]
Dimana :
µ = Faktor gesekan = 0,35 – 0,6 di ambil 0,4 ( Literatur 2,hal 105 )
Maka :
qbeban’ = (18,11 + 21,09) [(25 x 0,4) + 0,0735
qbeban
3.3.3.2 Perhitungan tegangan sabuk
’ = 392,07 kg = 3846,24 N
Dalam menghitung tegangan sabuk dari sebuah sistem konveyor sabuk
digunakan rumus sebagai berikut :
Si = S(i-l) + W(i-l)to-i………..( Literatur 3,hal 79 )
Dimana :
Si dan S(i-l) = Tegangan sabuk pada titik i-l dan i (N)
Gambar 3.18 Distribusi gaya tarik pada sabuk
Berdasarkan gambar 3.18, tegangan sabuk pada sisi 1, dimana sabuk
bergerak meninggalkan puli diasumsikan sebagai tegangan sisi kendur (Ssl), dan
sebaliknya tegangan sabuk pada titik 4 diasumsikan sebagai tegangan sisi ketat
(Sst).
Dengan menggunakan persamaan diatas dapoat ditemukan dengan rumus,
Tegangan pada titik 2 dapat dicari, yaitu :
S2 = S1 + q1,2
Dimana
q1,2 = qi = Tahanan tanpa beban = 38,05 kg
Maka :
S2 = S1
Tegangan sabuk pada titik 3
+38,05 kg ……….(1)
S3 = S2 + Wcurv
S3 = S2 + k(S2)
Maka :
S3 = K (S2)
Dalam hal ini K > 1 (dalam prakteknya K = 1,05 – 1,07, maka dipilih K = 1,07)
Jadi :
S3 = 1,07 (S1 + 38,05 kg )
S3 = 1,07S1
Tegangan sabuk dititik 4
+ 40,71 kg ……….(2)
S4 = S3 + W3,4 ………dimana : W3,4 =(0,5 qbeban)+ (0,5 qbeban’)
S4 = (1,07 S1 +40,71 kg) + [(0,5x42,16) + (0,5x216)]
= 1,07 S1 + 169,79
S4 = 1,07 S1 + 169,79 kg ………..(3)
Dari hukum Euler dimana tidak terjadi slip antara sabuk dan puli maka
berlaku persamaan :
St S≤ sl (eµα)………..( Literatur 2,hal 83 )
Dimana :
St dan Ssl
α
= Tegangan sabuk pada sisi ketat dan kendur (kg)
= Sudut belit sabuk
e = Bilangan neprian dengan fungsi logaritma = 2,718
µ = Faktor gesekan antara sabuk dan puli
Untuk sudut belit sabuk sebesar α = 2100
µ
dan puli dibalut dengan karet
(rubber laggned) dengan kondisi operasi normal (Literatur 3,hal 80 ) maka harga
= 0,40 maka :
µα
e = 4,33
Sehingga diperoleh tegangan sabuk pada sisi ketat :
Ssl .(eµα) = Ssl .(4,33)
=4,33 (S1)………..( 4 )
Dari persamaan (3) dan (4), diperoleh :
4,33 (S1) ≥ S4
4,33 (S1) ≥1,07 (S1) + 169,79 kg
3,26 (S1) ≥169,79 kg
S1 = 47,16 kg
Dari persamaan (1) diperoleh :
S2 = S1 +38,05 kg
S2 = 47,16 +38,05 kg
S2 = 85,21 kg
Dari persamaan (2) diperoleh :
S3 = 1,07S1 + 40,71 kg
S3 = 1,07(47,16) + 40,71 kg
S3 = 97,17 kg
Dari persamaan (3) diperoleh :
S4 = 1,07 S1 169,79 kg
S4 = 1,07 (47,16) + 169,79 kg
S4 = 220,25 kg
Dari perhitungan diatas dapat diketahui tegangan sisi ketat sebesar 220,25
S1 = 47,16 kg
S2 = 85,21 kg
S3 = 97,12 kg
S4
3.3.3.3 Pemeriksaan kekuatan sabuk
= 220,25 kg
Setelah dimensi, bahan dan beban yang terjadi pada sabuk diketahui,
kekuatan sabuk perlu diketahui dengan menentukan faktor keamanannya.
)
Kti = Kekuatan tarik izin sabuk persatuan lebar (kg/m)
B = Lebar sabuk = 650 mm = 0,65 m
= Gaya tarik maksimum yang diterima sabuk = 220,05 kg
FK = Faktor keamanan dipilih 9,5 untuk perawatan yang teratur dan
Kondisi operasional maksimum.
i = Jumlah lapisan sabuk = 3
Jadi kekuatan tarik izin sabuk adalah :
Dari hasil perhitungan diatas, terlihat bahwa kekuatan tarik izin sabuk
lebih kecil dari pada kekuatan tarik sabuk yang digunakan yaitu jenis Nylon
Nitrile, yang mempunyai kekuatan tarik persatuan lebar sebesar 294300 N/m.
3.3.4 Perencanaan puli
Dari bab sebelumnya telah diketahui bahwa puli yang dipergunakan ada
tiga jenis, yaitu tail pulley, drive pulley, dan snup pulley.
Pada dasarnya ketiga jenis puli ini memiliki konstruksi sama. Dalam
perencanaan ini bahan ketiga jenis puli ini sama, yaitu dari bahan besi cor, tetapi
permukaan luarnya dilapisi dengan karet, agar gesekan sabuk dengan puli menjadi
besar sehingga sabuk tersebut dapat digerakkan oleh puli tanpa terjadi slip.
Gambar 3.19 Konstruksi puli
3.3.4.1 Dimensi puli
Dalam perancanaan ini, diameter puli direncanakan adalah 625 mm atau
0,625 m, dengan tebal puli diambil 13,5 mm atau 0,0135 m (sesuai dengan survey
dilapangan). Puli pembawa selalu dilapisi dengan karet (rubber). Diameter tail
pulley haruslah lebih kecil dari drive pulley. Pada umumnya besarnya 80% dari
(sesuai dengan survey dilapangan).Panjang puli haruslah lebih besar dari sabuk,
dalam perancangan ini panjang puli sama dengan panjang roller idler, maka
panjang puli adalah 750 mm atau 0,75 m.
3.3.4.2 Pemeriksaan kekuatan puli
Pada pemeriksaan gaya tarik sabuk, telah diketahui gaya tarik maksimum
yang terjadi pada titik 4, yang terletak pada permukaan puli penggerak, sehingga
tekanan maksimum yang terjadi pada puli penggerak adalah :
Tekanan permukaan pada puli :
Pmaks
Sehingga tekanan pada peremukaan pada puli adalah :
Pmaks
Tegangan kompresi maksimum pada puli adalah :
Dari perhitungan diatas diperoleh tekanan permukaan yang terjadi, terlihat
bahwa puli yang digunakan aman, karena beban permukaan yang terjadi lebih
kecil dibanding dengan kekuatan bahan puli yang digunakan adalah besi cor
kelabu type high silicon yang memiliki sifat mampu cor baik, murah, dapat
meredam getaran, tahan aus, tahan korosi, dengan komposisi : %C = 0,4 – 1,0;
%Mn = 0,4 – 1,0; %Si = 14 – 17; %Mo = 3,5 …….(Earl R. Parker.op.cit. hal. 7).
Memiliki kekuatan tarik 8,96.107 N/m2
3.4 Perancangan elemen pembantu
.
Agar dapat berfungsi sempurna, suatu sistem konveyor ada baiknya
dilengkapi dengan elemen pembantu. Elemen pembantu konveyor yang
direncanakan pada perancangan ini adalah belt take up.
3.4.1 Pengetat sabuk (Belt Take Up )
Pada perencanaan konveyor sabuk ini digunakan belt take up yang
berfungsi untuk mengencangkan sabuk agar tidak terjadi slip yang dapat
mengakibatkan jalan sabuk tidak sempurna, serta kecepatan sabuk akan berkurang
dan akan membuat over flow. Dalam perencanaan ini belt take up adalah Screw
Type gravity.
Gaya yang dibutuhkan oleh belt take up dapat diperoleh dengan persamaan
dari (A. Spivakovsky, 1969) :
Gtu = S2 + S3
Gtu =85,21 + 97,12
Panjang lintasan take up maksimum yang diperbolehkan untuk konveyor
ini adalah :
X = 1% L
X = 1% x 25 m X = 0,25 m
Maka direncanakan take up travel adalah sepanjang 0,25 m
BAB IV
PERENCANAAN SISTEM TRANSMISI
4.1 Daya Motor Penggerak
Sebelum menentukan sistem transmisi dari perencanaan ini maka terlebih
dahulu diketahui besarnya daya motor penggerak yang diperlukan untuk
menggerakkan sistem konveyor ini.
Daya motor penggerak sangat tergantung pada besarnya kapasitas
pemindahan, sudut elevasi dari konveyor sabuk tersebut dan panjang sabuk.
Daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan sistem konveyor sabuk
adalah:
P = P1 + P2 (Kw) …(Belt Conveyor Design Manual, hal. 13)
Dimana :
P1 = Daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan sabuk pada kondisi
tidak bermuatan
P2
• Daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan sabuk dalam keadaan tidak
bermuatan
= Daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan sabuk dalam
keadaan bermuatan secara horizontal
P1
6120 . ) (l l0 W v
f +
= ………(Belt Conveyor Design Manual, hal. 14)
Dimana :
f = Koefisien gesek pada roller idler untuk perawatan yang teratur
l = Panjang lintasan konveyor = 25 m
= Koreksi panjang ……(Belt Conveyor Design Manual, hal. 14)
=
W = Berat bagian yang bergerak
= 2. Wb + Wr
Jadi daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan sabuk dalam keadaan tidak
bermuatan adalah = 0,26 kW
• Daya yang dibutuhkan untuk memindahkan beban secara horizontal :
Dimana :
Jadi daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan sabuk secara horizontal dalam
keadaan bermuatan adalah sebesar 1,31 kW
Sehingga daya total yang dibutuhkan untuk menggerakkan konveyor
sabuk adalah :
Karena kehilangan daya pada puli untuk jenis puli penggerak adalah
2 5%, pada perencanaan ini diambil 5%, sehingga efisiensi puli penggerak
adalah sebesar 95%
• Kehilangan daya pada puli penggerak adalah
Ploss = 5 %. P
= 0,05 . 1,57
• Daya total yang dibutuhkan untuk menggerakkan konveyor sabuk adalah :
Ptot = P + Ploss
= 1,57 + 0,078
= 1,648 kW
Dalam prakteknya motor akan mengalami pembebanan yang besar pada
waktu-waktu tertentu. Untuk mengantisipasi hal ini maka diperhitungkan adanya
faktor koreksi yang besarnya adalah fc seperti tabel 4.1 dibawah ini :
Tabel 4.1 Faktor keamanan (fc
Daya yang ditransmisikan
)
Fc
Daya rata-rata yang diperlukan 1,2 – 2,0
Daya maksimum yang diperlukan 0,6 – 1,2
Daya normal 1,0 – 1,5
(Blue Book. “Belt Conveyor Design Manual”)
Daya motor dipilih daya maksimum yang diperlukan, maka dalam hal ini dipilih
faktor koreksi (fc) = 1,2
Maka daya motor rencana yang dibutuhkan :
Pmaks = fc . Ptot
Untuk mendapatkan umur pemakaian motor penggerak yang panjang
maka motor penggerak direncanakan bekerja pada (80% - 90%) dari daya
maksimum. Dalam perencanaan ini daya operasi motor penggerak direncanakan
90% dari daya maksimum, sehingga daya motor penggerak yang dibutuhkan
adalah sebesar :
(kW)
= 1,2 .1 ,64
Pm
9 , 0
maks P =
= 9 , 0
97 , 1
= 2,19 kW ≈ 2,2 kW
Jadi motor penggerak untuk menggerakkan sistem konveyor sabuk
ditetapkan berdasarkan standar daya motor listrik yang terdekat adalah 2,2 kW.
4.2 Pemilihan Motor Penggerak
Dasar perencanaan dan pemilihan motor penggerak berdasarkan faktor
antara lain :
1. Konstruksi
2. Ekonomi
3. Perawatan
Pada perencanaan ini dipilih motor listrik dari generator sendiri. Adapun
dasar-dasar pemilihan tipe motor ini adalah sebagai berikut :
1. Harga relatif murah
2. Konstruksi sederhana namun sangat kokoh
3. Sumber arus (AC) mudah diperoleh
4. Biaya perawatan kecil
5. Tidak menimbulkan polusi dan suara yang bising
Berdasarkan daya yang diperoleh dari perhitungan sebelumnya maka
dipilih motor listrik yang digunakan untuk menggerakkan konveyor sabuk adalah
sebagai berikut :
n = p f.120
Dimana :
f = Frekwensi listrik (di Indonesia 50Hz)
n = Putaran motor listrik
p = jumlah kutub motor listrik
Hubungan jumlah kutub dengan putaran dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 4.2 Hubungan jumlah kutub dengan putaran
Jumlah Kutub Putaran (rpm)
2 3000
4 1500
6 1000
8 750
10 500
(Zuhal, Teknik Tenaga Listrik)
Putaran dari motor listrik akan menjadi lebih kecil 1÷2% karena adanya
slip antara motor dan strator pada elektromotor. Motor yang digunakan dipihil
memiliki jumlah 4 kutub dengan 1500 rpm. Jadi putaran output motor listrik
adalah :
n = (0,98 ÷ 0,99) 1500 rpm
= 1470 ÷ 1485 rpm
Diambil putaran output motor adalah n = 1480 rpm
Berikut merupakan spesifikasi motor listrik yang akan digunakan sebagai
penggerak konveyor sabuk :
1. Daya nominal = 2,2kW
2. Efisiensi mekanis = 0,90
3. Sumber tegangan = AC – 380 volt, 3 fasa
4.3 Perencanaan Transmisi Roda Gigi
Untuk memindahkan putaran elekto motor ke poros puli penggerak
direncanakan sebuah transmisi roda gigi (gear box). Transmisi roda gigi yang
direncanakan haruslah sesuai dengan kebutuhan dan tidak membutuhkan tempat
yang luas. Untuk itu perlu diketahui besar putaran puli penggerak dari konveyor
sabuk yang akan direncanakan.
Besar putaran puli penggerak adalah sebesar :
n = Dp v . π
Dimana :
v = Kecepatan sabuk = 80 m/menit
Dp = Diameter puli
Maka :
npuli 40,77rpm
625 , 0 .
80 = π
=
Jadi putaran puli pada perencanaan konveyor sabuk ini sebesar 40,77 rpm,
pada perencanaan ini, sistem transmisi roda gigi yang digunakan dipilih pasangan
transmisi roda gigi cacing dari roda penggerak ke puli penggerak.
4.4 Perencanaan Roda Gigi Cacing
Pasangan roda gigi cacing terdiri dari sebuah gigi cacing yang mempunyai
ulir dan sbuah roda gigi cacing yang berhubungan dengan gigi cacing. Ciri yang
sangat menonjol dari roda gigi cacing adalah kerjanya dengan halus dan hampir
tanpa bunyi, serta memungkingkan perbandingan transmisi yang besar tapi