Mechanical Engineering Ismanto Alpha's

Belt conveyor adalah salah satu komponen dari belt conveyor sistem yang berfungsi untuk membawa material dan meneruskan gaya putar. Di pilihnya bel conveyor system sebagai sarana transportasi material adalah karena tuntutan untuk meningkatkan produktivitas, menurunkan biaya produksi dan juga kebutuhan optimasi dalam rangka mempertinggi efisiensi kerja. Keuntungan dari penggunaan belt conveyor adalah:
1. Menurunkan biaya produksi pada saat memindahkan material
2. Memberikan pemindahan yang terus menerus dalam jumlah yang tetap sesuai
dengan keinginan
3. Membutuhkan sedikit ruang
4. Menurunkan tingkat kecelakaan saat pekerja memindahkan material
5. Menurunkan polusi udara
Kekuatan belt conveyor bukan dilihat berdasarkan ketebalannya, melainkan pada jumlah lapisan penguat (ply ) dan tegangan tarik per ply (Tensile Strenght). Ditinjau dari struktur lapisan penguatnya, belt conveyor dibagi dalam dua jenis, yaitu:
1 Fabric Belt
Belt dengan penguat jenis fabric adalah belt dengan lapisan penguat (ply) yang terbuat dariserat tekstil (serat buatan). Lapisan penguat tersebut biasanya disebut Carcass. Carcass terbagi dalam beberapa jenis, antara lain:(Landy,2005)
• Nylon atau Polymide (NN)
• Polyester, serat sintetis terilene, trevira dan diolen
• Cotton
• Vinylon fabric (VN)
• Polyvinil (KN)
• Aramide fiber
Fabric merupakan rajutan yang terdiri dari serat memanjang (WRAP) dan serat pengisi dengan arah melintang (WEFT). Jenis rtajutan yang searing dipakai pada fabric belt adalah plain weave.



2. Steel cord
Steel cord adalah belt yang lapisan penguatnya terbuat dara serat baja yang galvanizing. Tujuan galvanizing adalah untuk mencegah untuk mencegah terjadinya karat pada kawat akibat adanya rembesan air atau udara. Steel cord belt biasanya digunakan pada conveyor yang membawa beban berat. Pada belt jenis steel cord ini tidak terdapat lapisan penguat (ply). Yang ada hanya batangan kawat sling yang dirajut sedemikian rupa sehingga membentuk suatu anyaman kawat baja. Berikut dapat dilihat konstruksi dari steel cord belt pada gambar berikut di bawah ini :(Landy, 2005)

B. Bagian-bagian Belt Conveyor

Belt conveyor terdiri dari beberapa bagian –bagian penting, antara lain :

1. Cover Rubber

Cover rubber adalah lapisan karet sintetis yang mempunyai elastisitan tinggi dan tahan gesek. Cover rubber berfungsi untuk melindungi lapisan penguat dari curahan, gesekan dan benturan material pada saat loading (pemuatan) agar ply sobek atau rusak.

Alasan penggunaan karet adalah untuk melindungi ply karena karet memiliki elastisitas tinggi dan tahan gesek, namun karet tidak memiliki tegangan tarik yang baik. Sedangkan lapisan ply tidak tahan terhadap gesekan dan benturan namun memiliki tegangan tarik yang baik. Penentuan pemakaian jenis Grade Cover Rubber adalah berdasarkan kondisi operasi dan jenis material yang dibawa. Selain itu ada cover rubber sintetis, antara lain :
• SBR : Styrene Butadiene Rubber untuk membawa material panas mulai dari temperature 100 (heat resistant)
• ABR : Acrylonitrile Butadiene Rubber untuk membawa material yang mengandung minyak dan bahan kimia (oil resistant)
• NEOPRENE : dipakai pada tambang bawah tanah (flame/Fire Resistant conveyor Belting) (Nieman,1994)
MATERIAL COVER RUBBER (mm)
KATEGORI APLIKASI TOP BOTTOM
Tidak abrasif Serpihan kayu,pulp,tepung semen 1.0 s/d 1.5 1
Agak abrasif Pasir, tanah, batubara halus, lump 1.0 s/d 3.0 1,5
size max. 75mm
Abrasif Batubara, antarasit, coke, tanah 3.0 s/d 5.0 1,5
liat lump size Max 250 mm
Berat dan Abrasif Batu kapur, ore, lump size Max 20 mm 5.0 s/d 6.0 1.5
Berat, tajam, dan Ore, batubara, batu split, kuarsa, kaca 6.0 s/d 9.0 2.0 s/d 3.0
Abrasif lump size diatas 250 mm
Panas Max. 120 C Semen, coke, pasir cor 3.0 s/d 5.0 1.5
panas Max. 150 C Clinker, coke, pupuk, aspal 5.0 s/d 6.0 1.5
Mengandung minyak Sawit, gula, pupuk 3 1.5
Tabel 1. Kategori Material Untuk Cover Rubber (sumber: Manual Supra Tech)


Cover rubber terdiri atas dua bagian, yaitu:
a.Top cover
Adalah lapisan yang bersentuhan langsung dengan material. Top cover biasanya disebut Carry cover (lapisan pembawa). Top cover selalu menghadap keatas dan lebih tebal daripada bottom cover. Pada operasi normal, top cover akan lebih cepat rusak daripada bottom cover karena top cover langsung mengalami benturan dan gesekan pada saat material dimuat. Tebal dari top cover adalah 1 mm s/d 8 mm untuk Fabric belt dan 5 mm s/d 18 mm untuk Steel cord belt.


b. Bottom Cover
Adalah karet lapisan bawah yang berhadapan langsung dengan pully dan roller pembalik (Return Roller). Bottom cover sering juga disebut dengan pully cover. Pada umumnya bottom cover lebih tipis dari pada top cover, karena bottom cover tidak bersentuhan langsung dengan material. Tebal Bottom cover adalah 1 mm s/d 4 mm untuk fabric belt dan 2 mm s/d 8 mm untuk steel cord belt.

2. Tie Rubber
Tie Rubber adalah lapisan karet diantara ply. Tie rubber juga sering disebut Tie gum atu Skim rubber. Tie rubber berfungsi untuk melekatkan ply satu dengan yang lainnya pada fabric belt, dan melekatkan sling baja dengan cover rubber pada steel cord belt. Tebal tie rubber adalah 0.5 mm s/d 1 mm untuk fabric belt dan 2 mm untuk steel cord belt. Tie rubber tidak tahan benturan dan gesekan. Spesifikasi tie rubber yang umum digunakan untuk belt conveyor adalah sebagai berikut:
• Tensile strange : 250 Kg/m2
• Elongation : 500%
• Abrasion : 110 M3
3. Reinforcement – Lapisan penguat (Ply)
Reinforcement adalah lapisan penguat untuk belt conveyor itu sendiri. Kekuatan atau tegangan pada belt tergantung lapisan penguat yang dipakai. Pada umumnya lapisan penguat terbuat dari serat (carccas) dan sling baja (steel cord).

Lapisan penguat untuk fabric belt terdiri dari beberapa macam jenis, yaitu :
• Nylon atau polyamide (NN)
• Polyester, serat sintetis terilene, trevira dan diolen
• Cotton
• Vinylon fabric (VN)
• Polyvinil (KN)
• Aramide fiber
Jenis Reinforcement (lapisan penguat) pada fabric belt dapat dilihat pada tabel dibawah ini :
Tabel 2. Jenis reinforcement pada carccas belt (sumber: Manual Supra Tech)
TYPE CARCCAS WRAP WEFT
(ARAH TARIKAN) (ARAH PENGISI)
NN, NF NYLON NYLON
EP, PN POLYESTER POLYAMIDE
KN POLYVINIL NYLON
VN VINYLON NYLON

Sedangkan untuk steel cord belt lapisan penguatnya hanya terdiri dari satu jenis saja, yaitu kawat sling baja. Disamping jenis lapisan penguat yang telah disebut di atas, terdapat juga konstruksi khusus yang dirancang untuk melindungi lapisan penguat dari sobek yang memanjang. Lapisan ini disebut dengan Rip Guard. Ada beberapa konstruksi dari Rip Guard, yaitu(Landy, 2005)
• Belt fabric dengan carccas di dalam top cover yang disusun melintang.
• Nylon cord yang disusun melintang pada top cover.
• Nylon cord yang disusun melintang pada top dan bottom cover.

C. Tensile strength
Tensile strength dalah keuatan tegangan tarik suatu belt conveyor yang dinyatakan dalam Kg/cm/ply. Kekuatan tarik suatu belt tergantung dari jumlah ply yang di gunakan. Contoh pembacaan tegangan tarik pada sebuah belt :
• NN-50 x 4 P (fabric)
NN-50 = kekuatan per ply jenis Nylon tersebut adalah 50Kg/cm/ply. Total kekuatan tarik pada belt tersebut adalah 50Kg/cm/ply x 4 ply = 200Kg/cm
• EP-500 / 4 (fabric)
Adalah kekuatan tarik total per ply jenis polyester / polyamide. Sehinga kekuatan tarik per ply adalah : 500Kg/cm : 4 ply = 125 Kg/cm/ply
• 4-EP 125
Angka 4 menunjukan jumlah ply, sedangkan angka 125 menyatakan tegangan tarik dalam Kg/cm/ply. Jadi total dari tegangan tarik adalah : 4 x 125 = 500 Kg/cm.
Tabel 3. Jenis carccas dan tensile strength (sumber: manual supra tech)
JENIS CARCCAS TENSILE JENIS CARCCAS TENSILE
STRENGTH SRTENGTH
NN / EP-50
50 Kg/cm/ply NN / EP-200
200 Kg/cm/ply
NN / EP -100
100 Kg/cm/ply NN / EP-250
250 Kg/cm/ply
NN / EP-120
120 Kg/cm/ply NN / EP-300
300 Kg/cm/ply
NN / EP-150
150 Kg/cm/ply NN / EP-350
350 Kg/cm/ply

Selain itu untuk steel cord pembacaan tegangan tarik adalah ST-2500. Yang artinya Tensile strength = 2500 Kg/cm. pada steel cord tidak terdapat ply, yang
dipakai adalah unit sling baja (Pcs).(Landy, 2005)

D. Pembacaan dan Penulisan Spesifikasi Fabric Belt
Pembacaan dan penulisan spesifikasi belt conveyor harus diusahakan sejelas mungkin. Karena pembacaan yang tidak jelas akan mengakibatkan kesalahan dalam pemakaian jenis belt conveyor dan akan memberikan data yang tidak akurat, baik untuk penggantian belt baru maupun penyambungan. Pembacaan dan penulisan spesifikasi belt conveyor yang benar adalah :(UNIROYAL)
1. Pembacaan Spesifikasi Fabric Belt
Spesifikasi Fabric Belt 200 m RMA-2 NN-150
900 x 4P x 6 x 2 mm
Pembacaan 200 m : panjang belt
RMA-2 : Grade cover rubber
NN-150 : Tensile Strength 150 Kg/cm/ply
900 : Lebar belt
4P : jumlah ply = 4
6 mm : tebal top cover = 6
2 mm : tebal bottom cover = 2
2.Pembacaan Spesifikasi Steel Cord
Spesifikasi steel cord 1000 m DIN-M
ST-3150 1600 x DIA. 7 x 101 x 12 x 6 mm
Pembacaan 1000 m : Penjang belt = 1000 m
DIN-M : Grade cover Rubber
ST-3150 : Tensile strength = 3150 Kg/cm
1600 : Lebar belt = 1600 mm
Dia. 7 : Diameter kawat sling = 7 mm/Pcs
101 Pcs : Terdapat 101 buah sling berjejer
selebar belt disusun dengan jarak
titk sumbu (pitch) yang sama
12 mm : tebal top cover = 12 mm
6 mm : tebah bottom cover = 6 mm
E. Penentuan Jumlah Ply
Pemikiran awam untuk menghadapi masalah belt yang sering putus adalah dengan menambah jumlah ply, tanpa mempertimbangkan stress yang akan terjadi pada saat belt berjalan melewati pully (pada titik momen) yang akan berakibat fatal. Disamping factor stress, belt akan berjalan mengambang tidak duduk dengan baik diatas roller. Karena dengan penambahan jumlah ply, maka akan menambah kekakuan belt secara keseluruhan. Jumlah minimum ply ditentukan oleh berbagai faktor, yaitu:
1. Kapasitas
2. Lebar belt conveyor
3. Jenis carccas
4. Diameter pully

Jumlah ply yang banyak mengharuskan pemakaian diameter pully yang besar untuk menjaga fleksibilitas belt conveyor. Hubungan antara jenis carccas dan jumlah ply dengan diameter pully yang di sarankan dapat dilihat di bawah ini:(Faujan, 2005)


(sumber:yokohama rubber)
F. Nilai Mulur
Belt conveyor akan mengalami mulur sewaktu beroperasi sebagai akibat dari sifat serat dan stress yang dialaminya. Mulur adalah pertambahan panjang belt dari panjang semula. Dalam pemilihan jenis reinforcement, yang harus di perhatikan adalah jumlah kemuluran yang akan terjadi pada waktu belt beroperasi beberapa saat. Nilai mulur dapat di pakai sebagai pedoman dalam menentukan posisi take-up (counter weight),agar posisi counter weight tidak menyentuh tanah dalam waktu singkat.

Pemilihan nilai mulur yang tidak tepat dapat menyebabkan penyambungan berulang ulang karena counter weight menyentuh tanah, sehingga menyebabkan jadwal produksi menjadi terganggu. (Landy, 2005)
Nilai mulur (Elongation) pada ban berjalan ialah :
Tabel 4. Perbandingan nilai mulur belt conveyor (sumber: manual supra tech)
BELT TYPE TAKE-UP (%) C-C ELONGATION
DISTANCE ELASTIC PERMANENT
STEEL CORD (ST) 0.1 - 0.2 0.03 - 0.06 0.08 - 0.13
NYLON fabric (NN) 1.5 - 2.5 0.30 - 0.60 1.30 - 1.80
VYNYLON fabric (VN) 0.7 - 1.1 0.20 - 0.30 0.50 - 0.80
POLYESTER fabric (EP) 1.0 - 1.5 0.20 - 0.50 0.50 - 1.00
Pada table diatas diperlihatkan perbandingan nilai mulur dari berbagai jenis reinforcement yang umumnya dipakai dalam belt conveyor. Nilai mulur dinyatakan dalam % dari jarak center – to – center conveyor (pully depan ke pully belakang). Nilai mulur elastic adalah nilai mulur yang akan terjadi pada saat belt start atau beroperasi. Disamping itu juga belt mengalami mulur permanent.
Perhitungan mulur dari sebuah belt conveyor dapat dihitung sebagai berikut:
Panjang belt (C-to-C) x Nilai mulur permanent (max) per 100
Contoh: Panjang belt C-to-C 750 m, menggunakan belt conveyor jenis fabric dengan NN carccas. Maka belt akan mengalami nilai mulur permanent sebanyak : 750 m x 1.8 / 100 = 13,5 m
Oleh karena itu, maka jarak take-up (counter weight) disarankan sebesar 2.5% dari jarak C-to-C. Dengan pertimbangan jarak tersebut akan mengakomodir mulur yang terjadi adalah sebesar : 2.5% x 750 m = 18.75 m(Landy, 2005)
G. Penyambungan Belt Conveyor
Penyambungan belt conveyor adalah proses menyatukan dua sisi belt,sehingga belt dapat digunakan sebagai alat tranportasi produk.
Pada penyambungan conveyor terdapat dua jenis (Metode) penyambungan, yaitu :
1. Penyambungan mekanis (Mechanical Joint)
Yaitu penyambungan yang terdiri dari bahan baja berbentuk engsel atau kuku baka untuk mendhubungkan kedua bagian belt. Penyambungan ini digunakan hanya dalam keadaan darurat saja. Pada saat belt tiba-tiba putus saat beroperasi dan perusahan dalam keadaan kejar produksi(Shipping). Karena penyambungan mekanis ini sifatnya hanya sementara.
2. Penyambungan tak Berujung (Endeless Splicing)
Penyambungan tak berujung adalah penyambungan yang dilakukan dengan menyatukan/melekatkan lapisan penguat dengan proses vulkanisasi. Hasil dari penyambungan ini tidak menonjol melebihi permukaan belt conveyor. Apabila proses penyambungan dilakukan dengan sempurna maka hasil penyambungan tidak akan terlihat.
Banyak keuntungan yang didapat dari dari penyambungan tak berujung ini, antara lain :
• Menghemat belt
• Tidak terdapat material yang tertumpah, sehingga kapasitas produksi tidak berkurang.
Penyambungan yang sering digunakan adalah penyambungan tak berujung, hal ini dikarenakan penyambungan ini memiliki keunggulan sebagai berikut:
• Tidak merusak pully dan roller
• Tidak merusak system screaper
Penyambungan tak berujung ini mempunyai dua jenis penyambungan, yaitu :
a. Penyambungan Panas (Hot Splicing)
Penyambungan panas adalah proses penyambungan belt conveyor dengan proses vulkanisasi pada prosesnya menggunakan alat pemanas yang disebut heating solution.
b. Penyambungan dingin (cold Splicing)
Penyambungan dengan system dingin adalah proses penyambungan belt conveyor yang proses vulkanisasinya dengan cara kimiawi. Yaitu dengan menggunakan lem REMA TIP-TOP SC-2000 yang menyatu dengan karet.(PT. Supra Bakti Mandiri)

Pada belt conveyor dengan 1 ply, biasanya penyambungan dilakukan dengan Finger Joint dan cara Tip-Top. Sedangkan untuk penyambungan steel cord belt hanya dapat digunakan dengan system panas (Hot Splicing). Terdapat 3 metode umumnya dipakai dalam penyambungan steel cord belt yaitu :
a. Metode 1 step
b. Metode 2 step
c. Metode 3 step


1 step
2 step
3 step


Penentuan pemakaian metode step penyambungan dan panjangnya step adalah berdasarkan Tensile Strength. Untuk belt conveyor tipe steel cord, panjang sambungan dan jumlah stepnya dapat dilihat dari tabel berikut :
Tabel 5. Panjang sambungan dan dan jumlah step steel cord belt (sumber : manual
supra tech)
TYPE STEEL CORD ST-100 ST-1250 ST-1600 ST-2000 ST-2500 ST-3150 ST-4000
PANJANG 700 800 900 120 1500 1800 2700
SAMBUNGAN
PANJANG STEP 700 800 900 600 750 900 900
JUMLAH STEP 1 STEP 2 STEP 3 STEP
3.Vulkanisasi
Penyambungan sistem dingin dan sistem panas adalah penyambungan yang mengalami proses vulkanisasi. Vulkanisasi adalah proses konversi bentuk karet dari bentuk plastis menjadi elastis karena reaksi kimia.
Vulkanisasi akan terjadi apabila ada :
• Kimia, yaitu Sulfur dan Accelelator
• Temperatur
• Tekanan
Vulkanisasi terdiri atas dua jenis, yaitu:
a. Vulkanisasi panas
1. Kimia : Terdapat didalam karet dan lem
2. Temperature : 140 s/d 170
3. Tekanan : 5 kg/cm2 s/d 12 kg/cm2
b. Vulkanisasi dingin
1. Kimia, sulfur, accelelator terpisah. Sulfir terdapat di dalam lem dan bonding layer.
2. Temperature : Temperatur ruang
3. Tekanan : Tenaga manusia
Penyambungan sistem dingin adalah penyambungan paling ekonomis, efisien dan praktis serta memiliki kekuatan/ketahanan yang sama dengan sistem panas.
Apabila penyambungan dilakukan dengan sempurna, maka belt tersebut tidak akan pernah putus pada sambungan. Sambungan akan terputus dan terlepas apabila :(Khurmi,1982)
1. Apabila ada lapisan penguat yang terpotong pada saat penyambungan karena pemakaian pisau yang tidak tepat atau tersodok alat pemisah ply.
2. Sambungan lem tertutup pada saat lem masih basah atau pada saat sebagian lem sudah kering.
3. Kurang rapatnya cover strip, sehingga ada material yang masuk kedalam sambungan.
4. Waktu vulkanisasi terlalu lama.
5. Kurang control pada saat melakukan roll, ada udara yang terjebak.
6. Penempatan cover strip yang menonjol.