14 BAB II TINJAUAN PUSTAKA KONVEYOR 2.1.1 Pengertian

14
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
KONVEYOR
2.1.1 Pengertian Konveyor
Konveyor merupakan suatu mesin pemindah bahan yang umumnya dipakai dalam
industri perakitan maupun industri proses untuk mengangkut bahan produksi setengah
jadi maupun hasil produksi dari satu bagian ke bagian yang lain. Ada dua jenis material
yang dapat dipindahkan, yaitu muatan curah (bulk load) dan muatan satuan (unit load).
Contoh muatan curah, misalnya batubara, biji besi, tanah liat, batu kapur dan sebagainya.
Muatan satuan, misalnya: plat baja bentangan, unit mesin, blok bangunan kapal dan
sebagainya. Konveyor dapat ditemukan dalam berbagai jenis keadaan di suatu industri.
Konveyor digunakan untuk memindahkan material atau hasil produksi dalam jumlah
besar dari suatu tempat ke tempat lain. Konveyor mungkin memiliki panjang beberapa
kilometer atau mungkin beberapa meter tergantung jenis aplikasi yang diinginkan.
2.1.2 Jenis-Jenis Konveyor
Berdasarkan transmisi daya, mesin pemindah bahan dapat dibedakan menjadi beberapa
jenis yaitu:
a. Konveyor mekanis.
b. Konveyor pneumatik.
c. Konveyor hidraulik.
d. Konveyor gravitasi.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
15
Berdasarkan jenis material yang akan dipindahkan, mesin pemindah bahan (konveyor)
dibagi menjadi:
Bucket Konveyor
Muatan Curah (Bulk
Load)
Screw Konveyor
Pneumatic Konveyor
Roller Konveyor
Jenis Konveyor
Muatan Satuan (Unit
Load)
Escalator
Overhead Konveyor
Muatan Keduanya
Apron Konveyor
(Curah dan Satuan)
Belt Konveyor
Gambar 2.1 Bagan Jenis-Jenis Konveyor
Sumber : Rahajo, 2013
Pemilihan jenis mesin pemindah bahan atau konveyor didasarkan kepada sifat
bahan yang akan dipindahkan, kapasitas peralatan, arah dan panjang pemindahan,
penyimpanan material pada head dan tail ends, langkah proses dan gerakan muatan bahan
serta kondisi lokal spesifik. Pemilihan juga didasarkan pada aspek ekonomi seperti biaya
investasi awal dan biaya operasional (running cost) misalnya biaya tenaga kerja, biaya
energi, biaya bahan seperti minyak pelumas, pembersihan serta biaya pemeliharaan dan
perbaikan.
a. Bucket Konveyor
Gambar 2.2 Bucket Konveyor
Sumber : Rahajo, 2013
http://digilib.mercubuana.ac.id/
16
Bucket konveyor berfungsi untuk menaikkan muatan curah (bulk loads) secara vertikal
atau dengan kemiringan (incline) lebih dari 70º dari bidang datar. Bucket konveyor terdiri
dari puli atau sprocket penggerak, bucket yang berputar mengelilingi sprocket atas dan
bawah, bagian penggerak, pengencang (take-up), casing dan transmisi penggerak. Bucket
konveyor khusus untuk mengangkat berbagai macam material yang berbentuk serbuk,
butiran-butiran kecil dan bongkahan.
b. Roller Konveyor
Gambar 2.3 Roller Konveyor
(Raharjo, 2013)
Roller konveyor adalah mesin pemindah bahan jenis pemindah muatan satuan
menggunakan roller (gelondongan) yang berputar secara terus-menerus. Roller konveyor
merupakan sistem mesin pemindah bahan yang menangani material satu per satu.
Berdasarkan jenis penggeraknya, roller konveyor dibedakan atas gravity rollers
(unpowered roller conveyor) dan powered roller konveyor.
c. Screw Konveyor
Gambar 2.4 Screw Konveyor
(Raharjo, 2013)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
17
Screw konveyor biasanya terdiri dari poros yang terpasang screw yang berputar dalam
trough dan unit penggerak. Pada saat screw berputar, material dimasukkan melalui
feeding hopper ke screw yang bergerak maju akibat daya dorong (thrust) screw. Poros
dan screw berputar sepanjang rumah (casing) lintasan berbentuk U (Ushaped). Material
yang dipindahkan diisikan ke dalam trough oleh satu atau lebih cawan pengisi (feed
hopper). Bahan dikeluarkan pada ujung trough atau bukaan bawah trough.
d. Pneumatic Konveyor
Gambar 2.5 Pneumatic Konveyor
(Trimech, 2017)
Pneumatic konveyor atau disebut juga konveyor udara berfungsi untuk memindahkan
muatan curah (bulk load) di dalam suatu aliran udara yang bergerak melalui pipa (duct).
Prinsip umum semua jenis pemindahan pneumatik adalah gerak dipindahkan ke bahan
oleh aliran udara yang bergerak sangat cepat. Pneumatic konveyor banyak digunakan di
industri, seperti industri makanan dan minuman, industri obat-obatan dan sebagainya.
Berbagai macam material yang dapat dipindahkan terdiri dari material kering (dry freeflowing) dan material bubuk (powdered material) seperti semen, debu batubara, butiran,
alumina, apatite concentrate, ashes, kapas batubara bubuk, serbuk kayu gergajian, bahan
katalis dan sebagainya.
e. Overhead Konveyor
Gambar 2.6 Overhead Konveyor
(Trimech, 2017)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
18
Overhead Konveyor terdiri dari bagian penarik (pulling member) dengan troli, pembawa
dan pemegang muatan, lintasan (track) overhead, penggerak, pulli pembelok (turning
pulley) dan lintasan pengarah (guided rail). Bagian penarik biasanya terbuat dari rantai
atau steel rope fleksibel yang dapat naik turun dengan adanya lintasan pembelok (bent
track) untuk memindahkan muatan baik secara manual ataupun secara otomatis dari
motor penggerak.
f. Apron Konveyor
Gambar 2.7 Apron Konveyor
(Raharjo, 2013)
Apron konveyor disebut juga (scraper flight conveyor) terdiri dari frame, pengggerak,
take-up sprocket, apron/slat, travelling roller, feed hopers, dan discharge spout. Apron
konveyor digunakan untuk memindahkan berbagai macam muatan curah dan satuan baik
secara horizontal maupun membentuk sudut inklinasi. Konveyor ini secara luas
digunakan di industri kimia, metalurgi, pertambangan batubara, industri permesinan dan
banyak industri lainnya.
g. Belt Konveyor
Gambar 2.8 Belt Konveyor
(Raharjo, 2013)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
19
Belt Konveyor pada dasarnya mernpakan peralatan yang cukup sederhana. Belt Konveyor
terdiri dari sabuk yang tahan terhadap pengangkutan benda padat. Sabuk yang digunakan
pada belt konveyor ini dapat dibuat dari berbagai jenis bahan misalnya dari karet, plastik,
kulit ataupun logam yang tergantung dari jenis dan sifat bahan yang akan diangkut. Untuk
mengangkut bahan -bahan yang panas, sabuk yang digunakan terbuat dari logam yang
tahan terhadap panas.
Fungsi belt konveyor adalah untuk mengangkut berupa muatan satuan (unit
load) atau muatan curah (bulk load) dengan kapasitas yang cukup besar, dan sesuai
dengan namanya maka media yang digunakan berupa ban. Prinsip kerja belt konveyor
dipakai untuk memindah material baik satuan atau bulk curah, dengan putaran dari
motor sebagai pengerak utama yang terhubung dengan drum atau yang disebut Pulley.
Karakteristik dan Performansi dari belt konveyor yaitu:
a. Dapat
beroperasi
secara
f. Kapasitas dapat diatur
maupun
miring
g. Kecepatannya sampai dengan
mendatar
dengan
sudut
maksimum
h. Dapat naik turun
sampai dengan 18
b. Sabuk disanggah oleh plat
roller untuk membawa bahan
i. Perawatan mudah
j. Jarak tempuh dapat bermil-mil
k. Kecepatan s/d 5,08 m/detik =
c. Kapasitas tinggi
1000 ft/menit
d. Serba guna
e. Dapat
600 ft/m
beroperasi
secara
l. Kapasitas s/d 4539 metric
ton/jam = 5000 ton/jam
continue
Kecepatan belt tergantung (Wallas, 1988):
a. Ukuran bahan
b. Sifat material yang dibawa
c. Lebar belt
http://digilib.mercubuana.ac.id/
20
2.1.3 Komponen Belt Konveyor
Adapun komponen-komponen utama dari belt konveyor dapat dilihat pada gambar
berikut:
Gambar 2.9 Komponen Belt Konveyor
(Raharjo, 2013)

Belt
Belt merupakan pembawa material dari satu titik ke titik lain dan meneruskan gaya
putar. Belt ini diletakkan di atas roller sehingga dapat bergerak dengan teratur.Belt dapat
dibuat dari:
a. Textile terdiri dari : camel hair, cotton (woven atau sewed), duck cotton, dan
rubberized textile belt.
b. Strip baja, dan atau
c. Kawat baja (woven-mesh steel wire).

Head pulley
Head pulley pada belt konveyor dapat juga dikatakan sebagai pulley penggerak dari
sistem belt konveyor. Pada head pulley dipasang sistem penggerak untuk menggerakkan
belt konveyor. Head pulley juga dapat dikatakan sebagai titik dimana material akan
dicurahkan untuk dikirim ke Belt konveyor selanjutnya.

Tail pulley
Merupakan pulley yang terletak pada daerah belakang dari sistem konveyor. Dimana
http://digilib.mercubuana.ac.id/
21
pulley ini merupakan tempat jatuhnya material untuk dibawa ke bagian depan dari
konveyor. Konstruksinya sama dengan head pulley, namun tidak dilengkapi penggerak.

Carrying roller
Merupakan
roller
pembawa karena terletak dibawah
belt
yang membawa
muatan.Berfungsi sebagai penumpu belt dan sebagai landasan luncur yang dipasang
dengan jarak tertentu agar belt tidak meluncur ke bawah.

Return roller
Merupakan roller balik atau roller penunjang belt pada daerah yang tidak bermuatan yang
dipasang pada bagian bawah fram.

Drive (penggerak)
Berfungsi untuk menggerakkan pulley pada BC.Sistem penggerak ini biasanya terdiri dari
motor listik, transmisi, dan rem.

Take-up pulley
Perangkat yang mengencangkan belt yang kendur dan memberikan tegangan pada belt
pada start awal.

Snub pulley
Berfungsi untuk menjaga keseimbangan tegangan belt pada drive pulley.

Chute/ hopper
Merupakan corong yang terletak diujung depan dan belakang konveyor belt untuk
memuat dan mencurahkan material.

Skirt rubber
Berfungsi sebagai penyekat agar material tidak tertumpah keluar dari ban berjalan pada
saat muat.

Chip cleaner atau belt cleaner.
Berfungsi sebagai pembersih material yang terbawa oleh belt konveyor setelah
dicurahkan.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
22
2.1.4 Perancangan Belt Konveyor
a. 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 belts ecara keseluruhan.
Jumlah minimum ply ditentukan oleh berbagai faktor, yaitu:

Kapasitas

Lebar belt konveyor

Jenis carccas

Diameter pulley
Jumlah ply yang banyak mengharuskan pemakaian diameter pulley yang besar
untuk menjaga fleksibilitas belt konveyor. Hubungan antara jenis carccas dan jumlah ply
dengan diameter pulley yang di sarankan dapat dilihat di bawah ini.
Tabel 2.1 Perbandingan Nilai Mulur Belt Konveyor
Belt Type
Take Up (%) Elongation
Disrance 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 (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
(Zainuri, 2006)
b. Nilai Mulur (Elongetion)
Belt konveyor 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 berulangulang karena counter weight
http://digilib.mercubuana.ac.id/
23
menyentuh tanah, sehingga menyebabkan jadwal produksi menjadi terganggu. Besar nilai
mulur pada belt dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 2.2 Rekomendasi Lapisan Belt
Lebar Belt, mm
300
400
500
650
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
3-4
3-5
3-6
3-7
4-8
5-10
6-12
7-12
8-12
8-12
9-14
Minimum dan
Maksimum
Jumlah Lapisan
(Zainuri, 2006)
Pada tabel diatas diperlihatkan perbandingan nilai mulur dari berbagai jenis
reinforcement yang umumnya dipakai dalam belt konveyor. Nilai mulur dinyatakan
dalam % dari jarak center to center konveyor (pulley depan ke pulley belakang). Nilai
mulur elastic adalah nilai mulur yang akan terjadi pada saat belt start atau beroperasi.
Disamping itu juga belt mengalami mulur permanen. Perhitungan mulur dari sebuah belt
konveyor dapat dihitung sebagai berikut:
Nilai Mulur 𝐵𝑒𝑙𝑡 =
𝐿 𝑥 𝑀𝑚𝑎𝑥
100
L = Panjang Belt
Keterangan :
M = Nilai Mulur Permanen
c. Pemilihan Belt
Jenis belt yang umum digunakan adalah textile belt. Berat tiap meter rubberized textile
belt𝑞𝑏, dengan lebar belt B meter, jumlah lapisan i lapis (plies) dengan tebal 𝛿i mm,
dengan tebal cover atas dan bawah adalah 𝛿1 mm dan 𝛿2 mm ditentukan dari rumusan:
𝑊𝑏 ≈ 1,1 𝐵 (𝛿1 + 𝛿2 + 𝛿3) 𝑘𝑔/𝑚
Tebal satu lapis δ tidak termasuk rubber skin coat adalah 1,25 mm untuk ordinary
cotton belt, 1,9 mm untuk high strength belt, 2,0 mm untuk cotton duck fabric dan 0,9
sampai 1,4 mm untuk synthetic fabrics.
Sementara itu, jumlah lapisan belt (i) yang diperlukan ditentukan dari rumusan:
𝑖 >
Keterangan :
𝑘 𝑆𝑚𝑥
𝐵 𝐾𝑡
𝑆𝑚𝑎𝑥 = tegangan teoritis belt maksimum, kg
Kt = tegangan tarik ultimate per cm lebar lapisan, kg/m
Ordinary Cotton Belt = 55 kg/cm
http://digilib.mercubuana.ac.id/
24
High Strength Belt = 115 kg/cm
Cotton Duck = 119 kg/cm
Synthetic Fabric = 300 kg/cm
k = faktor keselamatan
B = lebar belt, cm
Tabel 2.3 Lapisan Belt Tekstil Muatan Curah dan Satuan
Cover Thickness, mm
Load Characteristic
Granular and Poured, non abrasive
Material
Loaded
Return
Side
Side
A. Bulks load Grain, coal 1.5
1
dust
Fine-Grained
and
small-bumped, Sand,
foundry
abrasive medium and heav (a’<60 mm: Cement,
y<2 ton/m3
sand. 1.5 – 3.0
1
crushed-stone,
coke
Medium-bumped, slightly abrasive, Coal, peat briquetes
3
1
medium and heavy weight (a
<60 mm: y<2 tom/m3)
Dutto, abrasive
Gravel, clinker, stone, ore, 4.5
1.5
rock salt
Large-Bumped, abrasive, heavy weight Manganese
(a
ore,
brozen 6
1.5
iron ore
<60 mm: y>2 tom/m3)
Light load in paper and cloth packing
B. Unit loads parcels, 1
1
package, book
Load in soft container
Bags, bales, packs
Loads in hard containers weighting up Boxes, barrels, buckets
1.5-3
1
1.5 - 3
1
to 15 kg
Dutto weighting over 15 kg
Bags, barrels, packs
1.5 - 4
1 – 1.5
Untared loads
Machine parts. Ceramic 1.5 - 6
1 – 1.5
articles, building element
(Zainuri, 2006)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
25
Dari teori penggerak gesek (hukum Euler) bahwa belt tidak akan slip jika:
St ≤ Sst eµa
Keterangan :
𝑆𝑡
= tegangan sisi pengencang (tighn tension)
𝑆𝑠𝑙
= tegangan sisi pembalik (slack tension)
α
= sudut kontak belt dan pulley (dalam radian, 1 rad ~ 57,3o)
e
= bilangan logaritma dasar ( e =2,718)
Tabel 2.4 Faktor Gesek Pulli Penggerak
µ
Jenis Pulli Penggerak
Pulli besi tuang atau baja, lingkungan basah dan kotor 0.10
Pulli kayu, lingkungan basah dan kotor
0.15
Pulli besi tuang atau baja, udara lembab dan kotor
0.30
Pulli besi tuang atau baja, udara kering dan berdebu
0.30
Pulli kayu, udara kering dan berdebu
0.35
(Zainuri, 2006)
Untuk belt yang disangga flat idler, segitiga dasar b= 0,8 B dan sudut segitiga φ1 ≈ 0,35
φ, dimana B adalah lebar belt, dan φ adalah sudut balik statik muatan (static angle of the
load purpose). Luas potongan melintang muatan curah pada flat belt adalah:
𝐴1 =
𝑏ℎ
0.8𝐵 0.4𝐵 𝐶1 tan 𝜑
𝐶1 =
2
2
= 0.16 𝐵 2 𝐶1 tan(0.35 𝜑)
Kapasitas konveyor yang disangga flat idler (Qf) :
Qf = 3600 F1 v y = 576 Bf2 C1 v y tan (0.35) ton/jam
Maka lebar belt yang disangga flat idler (𝐵𝑓 ) adalah :
𝐵𝑓 = √
𝑄𝑓
576 𝐶1 𝑣 𝑦 tan(0.35 𝜑)
Belt yang disangga trough idlers, luas potongan melintang muatan (A) :
𝐴 = 𝐴1 + 𝐴2 ≈ 0.16 𝐵 2 𝐶1 tan 𝜑1 + 0.0435 𝐵 2
= 𝐵 2 [0.16 𝐶1 tan(0.35) + 0.0435 ]
http://digilib.mercubuana.ac.id/
26
Kapasitas konveyor yang disangga troughed idler (𝑄𝑡𝑟):
𝑄𝑡𝑟
𝐵𝑡𝑟 = √
160 𝑣 𝑏 (3.6 𝐶1 tan(0.35 𝜑) + 1)
Faktor koreksi C1 adalah pada kemiringan konveyor β= 0 sampai 10º, C1=1,0;
β=10º sampai 15º, C1=0,95; β=15º sampai 20º, C1=0,90; β≥20º, C1=0,85.
Jika φ=45º, diperoleh :
B
f
1
= 12.7 √
𝐵𝑡𝑟 =
𝑄𝑓
160 𝑦 𝑣 𝐶1
1
𝑄𝑡𝑟
√
18 𝑦 𝑣 𝐶1
𝑄𝑡𝑟
= √
324 𝑦 𝑣 𝐶1
Tabel 2.5 Rekomendasi Kecepatan Belt
Bahan
Sudut
Maksimum
Inklinasi, β2
12
Briket batubara
Kerikil,
dicuci
dan
ukuran butiran sama
Bahan cetak pasir keluar
dari peleburan
Bahan peleburan logam
diap olah
Hancuran batu, ukuran
tidak sama
Kokas,ukuran sama
Kokas, ukuran tidak
sama.
Batubara
dari
pertambangan semen
Tereak, batubara
hancuran
12
24
26
18
17
18
Bahan
Sudut
Maksimum
Inklinasi, β2
gergaji 27
Serbuk
(baru)
Bubuk
batu 23
kapur
Tanah
pasir, 18
kering.
Tanah Lempung 27
Bijih
besi 18
bongkah besar
Leburan biji besi 25
Batubara
17
anthracite
18
20
22
(Raharjo, 2013)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
27
Tabel 2.6 Koefisien Tahanan Belt terhadap Bantalan Roll
Karakteristik Kondisi Operasional
Faktor w’ untuk
Idler
Flat
Trough
Idler
Idler
Operasional di tempat bersih, kering, tidak ada debu bersifat 0.018
0.020
abrasive
Operasional di tempat panas, terdapat sejumlah debu yang 0.022
0.025
bersifat abrasive, kelembaban udara normal
Operasional di luar ruangan, banyak debu abrasif, kelembaban 0.035
0.040
udara tinggi atau sebab lain yang mempengaruhi unjuk kerja
bantalan
(Zainuri, 2006)
Tabel 2.7 Kecepatan Belt yang Disarankan
Karakter
Lebar belt, mm
Muatan Bahan
Curah
400
500
800
1200
sampai
sampai
sampai
650
1000
1600
Keceptan belt (v), m/s
Bahan non-abrasif dan Batubara,
abrasif, bahan pecahan dari
muatan 1.0-
1.25-2.0 2.0-4.0
2.0-4.0
1.0-1.6
1.6-2.0
2.0-3.0
1.0-1.6
1.0-1.6
1.6-2.0
1.0-1.6
1.25-1.6
1.6-2.0
pertambangan, 1.6
garam pasir
gambut
Abrasif, bogkah kecil Kerikil, bijih besi, 1.0hingga menengah (a
teraj
<60 mm)
hancur
(slag),
batu 1.25
(crushed
stone)
Abrasif,
besar(a
nongkah Batu karang (rock), bijih besi, batu kali
>60 mm)
Bahan mudah rapuh Kokas,
batubara 1.0-
http://digilib.mercubuana.ac.id/
28
(fragle),
penurunan lighnit, arang kayu
ukuran
karena
dihancurkan
dengan
1.25
alat
Bahan
serbuk Tepung,
(pulverished
semen, 0.8-1.0
load), apatit
berdebu
Butiran (grain)
Beras, gandum hitam 2.0-4.0
(rye), gandum
(Zainuri, 2006)
Jika belt bergerak pada lintasan lurus (rectilinear section) terhadap idlers akan
menyebabkan losses karena gesekan belt dengan idlers, gesekan di dalam bearing (roller
atau ball bearing), dan bending pada roller.Gaya tahanan pada bagian yang dibebani
muatan:
𝑊1 = (𝑞𝑏 + 𝑞"𝑝 ) 𝐿𝑤 ′ cos 𝛽 ± 𝑞𝑏 𝐿 sin 𝛽
= (𝑞𝑏 + 𝑞"𝑝 )𝐿ℎ𝑜𝑟 𝑤 ′ cos 𝛽 ± 𝑞𝑏 𝐻
Keterangan :
q = beban (kg/m)
qb = beban belt (kg/m)
q’p = beban bagian yang berputar (kg/m)
q”p = idler strands (kg/m)
L = panjang bagian lurus (rectalinear section) (m)
Lhor = panjang proyeksi mendatar garis lurus (m)
H = beda elevasi bagian awal dan akhir (m)
w’ = koefisien tahanan belt terhadap roller bearing.
d. Idler
Idler berfungsi sebagai untuk menyangga belt, bersama dengan sheet steel runway atau
kombinasi dengan solid wood terutama untuk memindahkan muatan curah. Berdasarkan
lokasi, idler dibedakan atas upper idler (untuk mencegah belt slip/sobek karena membelok
di puli) dan lower idler (untuk menyangga belt/muatan). Upper idler bisa jadi terdiri dari
http://digilib.mercubuana.ac.id/
29
three roller, single roller.
Konveyor yang dirancang untuk membawa muatan curah (bulk load) umumnya
menggunakan troughed idler dengan sisi roller di set pada sudut 20º hingga 35º. Konveyor
dengan flat idler terutama digunakan untuk memindahkan muatan satuan (unit load). Flat
idler hanya digunakan jika belt konveyor dilengkapi dengan saluran buang (discharge
plough) dengan kapasitas pemindahan bahan kecil (hingga 25 m³/jam). Idlers terdiri dari
brackets, shell, shaft, bearing, seals, dan supporting base. Jarak idler pada zone
pembebanan (loading zone) belt𝑙 1 ≈ 0,5 𝑙; pada operasi balik (return run) 𝑙2 ≈ 2𝑙.
Tabel 2.8 Jarak Idler Maksimum
Berat
Jarak / terhadap lebar belt, mm
Curah
Muatan
400
500
650
800
1000 1200 1400 1600
sampai
2000
Y<1
1500 1500 1400 1400 1300 1200 1200 1100
Y = 1 sampai2
1400 1400 1300 1300 1200 1100 1100 1000
Y>1
1300 1300 1200 1200 1100 1000 1000 1000
(Zainuri, 2006)
Berat idler rotating parts tergantung desain, ukuran dan merupakan fungsi lebar
belt B. Umumnya, untuk lebar belt B meter, secara kasar berat idler rotating parts:
1. Untuk troughed idler :
𝐺′𝑝 ≈ 10 𝐵 + 7 𝑘𝑔
2. Umtuk flat idler :
𝐺′𝑝 ≈ 10 𝐵 + 3 𝑘𝑔
Sehingga berat idler rotating parts per meter adalah:
𝑞′𝑝 =
𝐺′𝑝
kg/m
𝑙1
𝑞"𝑝 =
𝐺"𝑝
kg/m
𝑙2
http://digilib.mercubuana.ac.id/
30
e. Daya Motor
Motor merupakan komponen yang paling penting dalam belt konveyor. Tanpa adanya
motor, maka belt konveyor tidak dapat berfungsi atau dijalankan. Dalam perancangan
daya motor sebelumnya harus diketahui terlebih dahulu tentang tegangan efektif akibat
tarikan (𝑊𝑜 ) . Dengan mengabaikan gesekan pada deflecting roller dan jumlah roller
maka tarikan belt :

Tarikan 𝑆1 pada titik 1, dimana belt meninggalkan pulley penggerak = 𝑆1.

Tarikan 𝑆2 pada titik 2 :
𝑆2 = 𝑆1 + 𝑊1,2 = 𝑆1 + (𝑞𝑏 + 𝑞"𝑝 )𝐿. 𝑤′

Tarikan 𝑆3 pada titik 3, tahanan gesek pulli (pada sprocket dan drum) berkisar antara
5 hingga 7% sehingga :
𝑆3 = 1.07𝑥 𝑆2

Tarikan pada titik 4, dihitung untuk dua kasus, yaitu (1) dengan dipasangnya
discharge plough (𝑆′4) dan (2) material langsung dijatuhkan di ujung tail pulley (𝑆"4).
Untuk kasus 1 :
𝑆′4 = 𝑆3 + 𝑊′3,4 + 𝑊𝑝𝑙
Untuk kasus 2 :
𝑆"4 = 𝑆3 + 𝑊"3,4
Jika pulley berfungsi roda gigi pengencang dan penggerak konveyor, maka besar tahanan
3 - 5% dari jumlah tegangan, sehingga :
𝑊𝑑𝑟 ≈ 0.03 (𝑆4 + 𝑆1 )
Tegangan efektif akibat tarikan (𝑊𝑜)
𝑊𝑜 = 𝑆4 − 𝑆1 − 𝑊𝑑𝑟
Daya motor penggerak (N)
𝑁=
𝑊0 𝑣
102 𝜂𝑔
http://digilib.mercubuana.ac.id/
31
MOTOR LISTRIK
Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat
yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut
generator atau dinamo. Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik.
Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut
sebagai elektro magnit. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet
yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka
kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah
poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap.
Dengan kata lain, motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis
yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan
untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor,
mengangkat bahan, dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan
angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri sebab
diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di
industri.
2.2.1 Prinsip Kerja Motor Listrik
Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama:

Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop,
maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan
gaya pada arah yang berlawanan.

Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan.

Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan
tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh
susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
32
``
Gambar 2.9 Prinsip dasar cara kerja motor listrik
(Nave, 2017)
Pada dasaranya sebuah motor listrik sederhana memiliki enam bagian:
a. Armature or rotor
d. Axle
b. Commutator
e. Field magnet(magnet permanen)
c. Brushes
f. DC power supply of some sort
Motor listrik menggunakan magnet untuk menciptakan geraknya. Sesuai dengan
hukum fundamental dari semua magnet, yaitu: tarik menarik dan tolak menolak, dimana
ujung utara dari satu magnet akan menarik ujung selatan yang lain. Di sisi lain, ujung
utara magnet akan menolak satu ujung utara yang lain dan begitu juga sebaliknya ujung
selatan akan menolak selatan lainnya. Hal ini yang menyebabkan gerak rotasi di dalam
motor listrik.
Gambar 2.10 Animasi Motor Listrik Sederhana
(Nave, 2017)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
33
Pada gambar di atas, dapat dilihat dua unit magnet di motor. yang pertama adalah Rotor
yang bertindak sebagai elektromagnet. Sedangkan yang lainnya adalah field magnet
(magnet yang diam di sisi samping) yang berfungsi sebagai magnet permanen.
Berikut adalah motor listrik sederhana yang mungkin biasa Anda temukan di sebuah
mainan.
Gambar 2.11 Motor Listrik Sederhana
Dari gambar tersebut dapat dilihat cotoh sebuah motor listrik kecil. Dibagian
sisi luar terdapat kaleng baja yang membentuk tubuh motor listrik, poros dan dua kabel
yang dihubungkan ke baterai. Jika kabel tersebut dihubungkan antara motor listrik
hingga baterai maka “poros (shaft)” akan berputar. Dan jika kedua kabel tersebut
dibalik satu sama lain maka poros akan berputar ke arah yang berlawanan.
Dalam memahami prinsip kerja sebuah motor lsitrik, kuncinya adalah
memahami bagaimana elektromagnet bekerja. Elektromagnet adalah dasar dari sebuah
motor listrik. Pada elektromagnet sederhana yang terdiri dari 100 loop kawat di sekitar
paku dan terhubung ke baterai. Paku tersebut akan menjadi magnet yang memiliki kutub
utara dan kutub selatan ketika terhubung dengan baterai.
Gambar 2.12 Simulasi Elektromagnet
(Nave, 2017)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
34
Pada gambar di atas, ujung utara elektromagnet yang dihasilkan baterai pada paku akan
ditolak oleh ujung utara magnet U (tapal kuda) dan tertarik ke ujung selatan magnet U.
Ujung selatan elektromagnet akan ditolak dengan cara yang sama. Paku akan bergerak
setengah putaran dan kemudian berhenti dalam posisi yang ditunjukkan.
Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan
beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/ torque sesuai dengan
kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga
kelompok (BEE India, 2004):
a. Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya
bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak bervariasi.
Contoh beban dengan torque konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa
displacement konstan.
b. Beban dengan variabel torque adalah beban dengan torque yang bervariasi
dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa
sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan). Peralatan
Energi Listrik: Motor Listrik Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia
c. Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang
berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan
daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.
2.2.2 Jenis-Jenis Motor Listrik
Tipe atau jenis motor listrik yang ada saat ini beraneka ragam jenis dan tipenya. Semua
jenis motor listrik yang ada memiliki 2 bagian utama yaitu stator dan rotor, stator adalah
bagian motor listrik yang diam dan rotor adalah bagian motor listrik yang bergerak
(berputar). Pada dasarnya motor listrik dibedakan dari jenis sumber tegangan kerja yang
digunakan. Berdasarkan sumber tegangan kerjanya motor listrik dapat dibedakan
menjadi 2 jenis yaitu :
a. Motor listrik arus bolak-balik AC (Alternating Current)
b. Motor listrik arus searah DC (Direct Current)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
35
Dari 2 jenis motor listrik diatas terdapat varian atau jenis-jenis motor listrik
berdasarkan prinsip kerja, konstruksi, operasinya dan karakternya. Dari berbagai jenis
motor listrik yang ada dapat dibuat suatu gambar klasifikasi motor listrik sebagai
berikut.
Gambar 2.13 Klasifikasi Motor Listrik
2.2.2.1
Motor Listrik AC
Motor listrik AC berfungsi untuk merubah energi listrik dari arus listrik AC menjadi
energi mekanis. Energi mekanis yang terbangkitkan berupa energi putaran poros rotor
motor listrik. Fungsi motor listrik ini merupakan kebalikan dari generator AC yang
berfungsi untuk merubah energi mekanis menjadi energi listrik AC
Gambar 2.14 Rangkaian Motor dan Generator AC
(Nave, 2017)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
36
Motor listrik AC dapat diklasifikasikan menjadi berbagai jenis dengan cara kerja
yang berbeda-beda. Namun pada dasarnya, prinsip kerja motor listrik AC sama seperti
generator AC, generator DC, maupun motor listrik DC, yang menggunakan fenomena
induksi elektromagnetik. Hukum Faraday mengenai fenomena induksi elektromagnetik
menjadi dasar dari prinsip kerja motor listrik AC apapun tipenya. Untuk lebih jelasnya
mari kita bahas satu per satu tipe-tipe dari motor listrik AC.
Macam-Macam Motor Listrik AC Berdasarkan Kecepatan Putaran Rotor
Berdasarkan kecepatan putaran rotor, motor listrik AC dapat diklasifikasikan
menjadi dua tipe yakni motor sinkron dan motor tak-sikron atau asinkron. Disebut dengan
motor AC sinkron adalah karena kecepatan putaran rotornya sama persis dengan
kecepatan gelombang listrik AC jaringan. Sedangkan motor listrik asinkron disebut
demikian adalah karena kecepatan putaran rotornya sedikit lebih pelan daripada
kecepatan gelombang listrik AC jaringan. Motor Listrik DC
Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak
langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana
diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran
kecepatan yang luas.
2.2.2.2
Motor Listrik DC
Gambar 2.15 Motor DC
Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai
sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut,
motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka
arah putaran motor akan terbalik pula. Sebuah motor DC terdiri dari komponen statis atau
disebut stator dan komponen yang berputar pada sumbunya yang disebut rotor.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
37
Berdasarkan tipe mesinnya, baik stator maupun rotor mengandung konduktor untuk
mengalirkan arus listrik yang berbentuk lilitan. Biasanya stator dan rotor dibuat dari besi
untuk meperkuat medan magnet. Skema dari sebuah motor DC ditunjukkan pada gambar
di bawah ini.
Gambar 2.16 Skema Motor DC
Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak
mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:

Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan
kecepatan

Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya
dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah
hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah
dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor
tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab
resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.
Salah satu kesulitan dari motor DC adalah hampir seluruh peralatan elektronik bekerja
dengan arus AC. Jika hanya terdapat arus AC sementara kita perlu menjalankan motor
DC, kita harus menggunakan converter yang akan merubah arus AC menjadi arus DC.
Prinsip kerja motor DC sangat mirip dengan mesin linier sederhana. Gambar dibawah
ini menunjukkan rangkaian motor DC.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
38
Gambar 2.17 Prinsip Kerja Motor DC
(Nave, 2017)

Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran atau
loop maka kedua sisi loop yaitu pada sudut kanan medan magnet akan
mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar atau torque untuk memutar kumparan

Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga
putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan
elektromagnetik yang disebut kumparan medan
2.2.3 Rumus Dasar Motor Listrik DC
a. Torsi
Torsi adalah ukuran kemampuan mesin untuk melakukan kerja, jadi torsi adalah suatu
energi. Besaran torsi adalah besaran turunan yang biasa digunakan untuk menghitung
energi yang dihasilkan dari benda yang berputar pada porosnya. Adapun perumusan dari
torsi adalah sebagai berikut. Apabila suatu benda berputar dan mempunyai besar gaya
sentrifugal sebesar F, benda berputar pada porosnya dengan jari-jari sebesar b, dengan
data tersebut torsinya adalah:
http://digilib.mercubuana.ac.id/
39
T = F x d (N.m)
dimana:
T = Torsi benda berputar (N.m)
F = adalah gaya sentrifugal dari benda yang berputar (N)
d= adalah jarak benda ke pusat rotasi (m)
b. Daya yang dihasilkan oleh torsi dan kecepatan sudut
c. Daya yang dihasilkan oleh torsi dan kecepatan putar (RPM)
d. Arus dan Ampere Motor
e. Menghitung daya motor 3 phasa
f. Menghitung daya output motor
Poutput = √3 .V. I . ƞ. cos φ
http://digilib.mercubuana.ac.id/
40
g. Menghitung efisiensi daya motor
h. Menghitung daya semu motor (VA)
Pada motor 1 phasa
S (VA) = V . I
Pada motor 3 phasa
S = √3 . V . I
i. Menghitung torsi motor jika diketahui daya motor dan kecepatan motor.
Hubungan antara horse power, torsi dan kecepatan.\
Dimana :
I
= Arus (ampere)
P
= Daya (watt)
V
= Tegangan (volt)
Cos φ
= Faktor Daya
Ƞ
= Effisiensi
http://digilib.mercubuana.ac.id/