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
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
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
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
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
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.
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.
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
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 BeltConveyor... 16
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
3.7 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
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Dimensi Partikel Bulk
Gambar 2.2Container untuk menghitung berat bulk material aliran bebas Gambar 2.3 Sudut kemiringan tumpukan material statik
Gambar 2.4 PenampangLintang 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 3.1Prototype belt conveyor Gambar 3.2Screen
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 3.4Slide Regulator
Gambar 3.5 Accumulator. Gambar 3.6Tachometer Digital Gambar 3.7 Timbangan Gantung Gambar 3.8 Timbangan Digital Gambar 3.9Stopwatch
Gambar 3.10Mistar 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).
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).
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
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
