37
BAB III PERANCANGAN ULANG BELT CONVEYOR B-W600-6M DENGAN KAPASITAS 9 TON / JAM
3.1.
Penjelasan dan Perencanaan Produk PT.CCCM Merupakan salah satu perusahaan yang bergerak dibidang
conveyor system dan stainless equipment. Kondisi sebelumnya di PT CCCM perancangan sebuah conveyor itu belum berdasarkan perhitungan-perhitungan ilmiah melainkan berdasarkan pengalaman yang terdahulu. Maka dari itu penulis berinisiatif untuk melakukan analisa rancangan pada salah satu conveyor yang sudah ada dan telah digunakan oleh customer yaitu PT. SGF. Analisa perancangan ini dilakukan berdasarkan metode design palh and beitz. Conveyor yang akan penulis analisa adalah conveyor belt pengangkut karton yang berfungsi mengangkut karton-karton produk finish good kearah gudang untuk setelah proses pengemasan. Gambar layout No. 3.1 merupakan rencana layout produksi pada line produk NGT – 5 KG dan SS – 5 KG. Conveyor belt B-W600-6M terdapat pada No. 07 yaitu setelah carton sealer machine dan buffer roller 2 pada layout tersebut conveyor belt B-W600-6M yang telah terpasang baru 1 unit dan sisanya akan segera direalisasikan. Maka dari itu penulis melakukan analisa perancangan ulang menggunakan berdasarkan metode palh and beitz. terhadap conveyor belt BW600-6M agar mendapatkan rancangan sesuai dengan kapasitas maksimal
38
`
39
Berikut spesifikasi awal conveyor belt B-W600-6M pengangkut karton yang ada di PT.SGF untuk diperbaiki rancangannya :
3.1.1. Spesifikasi conveyor. Material yang digunakan pada conveyor belt B-W600-6M adalah merupakan hasil diskusi dengan pihak PT.CCM dengan PT.SGF. Material yang digunakan adalah sebagai berikut : a. Ukuran Panjang
:
6000 mm
Lebar Belt
:
600 mm
Lebar Total
:
700 mm
Tinggi
:
870 mm
Frame
:
Plate tebal 3 mm, MildSteel
Alas Belt
:
Plate tebal 2 mm, Stainless Steel 304
b. Material
Roller Drive :
Pipe SCH 20 Ø 4”, Stainless Steel 304
Grafity roller :
Pipe SCH 10 Ø 1 ½”, Stainless Steel 304
Return Roller :
Pipe SCH 10 Ø 1 ½”, Stainless Steel 304
Type Belt
:
PVC Belt 3ply 3mm Green
Lebar Belt
:
600 mm
c. Data Perancangan Panjang Lintasan (Q) :
6M
Kecepatan
0,2 m/s
(V)
:
40
3.1.2. Kapasitas transfer Kapasitas transfer yang di inginkan adalah 1950 pcs / h, kapasitas transfer tersebut berdasarkan dengan kapasitas output produk yang dihasilkan oleh operator produksi secara terus - menerus selama satu jam. Data ini didapat dari hasil percobaan dengan pihak PT.SGF. Berikut data produksi yang di capai berdasarkan hasil bercobaan dilapangan : Berat / karton
: 5 kg
Kapasitas angkut
: 26 pcs / min : 1520 pcs / h : 7800 kg / h
3.1.3. Lokasi dan temperature.
Gambar 3.2 : Lokasi conveyor PT.SGF Sumber : Dokumen Pribadi
Berikut adalah lokasi conveyor belt B-W600-6M yang ada di antara area packing produksi dan gudang penyimpanan produk, berfungsi untuk mentransfer
41
produk setelah dikemas dengan rapi dengan menggunakan Carton sealer. Dengan spesifikasi sebagai berikut:
Lokasi
:
Indoor
Temperatur
:
20 – 24° C
3.1.4. Spesifikasi material yang di angkut.
Gambar 3.3 : Produk Sumber : Dokumen Pribadi
Berikut adalah produk yang ditransfer oleh conveyor belt B-W600-6M. dengan sperifikasi sebagai berikut : Nama
:
Karton
Dimensi
:
450 x 300 x 350
Berat satuan
:
5 Kg
Jarak antar produk
:
200 - 500 mm
42
43
3.1.5. Spesifikasi system penggerak pada conveyor
Gambar 3.5 : Motovario NMRV 63 / 0,37 KW Sumber : Dokumen Pribadi
Sistem penggerak dari conveyor belt B-W600-6M adalah sebuah gear motor berkapasitas 0,5 HP atau 0,375 KW. Pada gambar 3.4 merupakan bentuk fisik gearmotor yang digunakan pada conveyor belt B-W600-6M. Pada gambar 3.5 terdapat tanda merah yang menandai gearmotor dengan type reducer NMRVP63 dengan motor penggerak type 71B4.
44
Gambar 3.6 : Catalog, Motovario NMRV Sumber : Catalog Motovario
3.2.
Identifikasi Masalah Yang Akan Timbul.
Berikut ini adalah masalah yang kemungkinan yang akan timbul pada conveyor yang dirangcang belum berdasarkan perhitungan ilmiah : 1. Kapasitas transfer conveyor yang dibuat tidak tercapai. 2. Power motor penggerak tidak sesuai dengan kapasitas yang dibutuhkan kadang terlalu besar dan kadang terlalu kecil. 3. Jika power motor terlalu besar akan banyak energy yang terbuang sia-sia. 4. Kerja conveyor tidak masksimal. 5. Over load pada produk. 6. Konsumsi listrik terlalu boros.
45
3.3.
Perhitunga Kapasitas Conveyor Untuk mendapatkan kapasitas yang sesuai dengan apa yang di harapkan
harus dilakukan perhitungan ulang berdasarkan spesifikasi awal conveyor belt pengangkut karton.
3.3.1. Menentukan Lebar Belt Karna material berbentuk satuan ( unit load ), maka :
B = 450 mm + ( 2 x 75mm ) = 450 mm + 150 mm = 600 mm ( Berdasarkan rumus 2.1 ) Jadi lebar belt yang di izinkan menurut perhitungan adalah 600 mm
3.3.2. Kapasitas Belt Conveyor a. Kapasitas Belt Conveyor maksimal Zmax = 1560 x 1,25 = 1950 pcs / h ( Berdasarkan rumus 2.2 )
Q=
= 9,75 ton / h ( Berdasarkan rumus 2.3 )
46
Jadi kapsitas angkut conveyor karton tersebut adalah 1950 pcs / h, dengan berat total 9,75 ton / h.
b. Jarak antara product rata – rata ,
α=
= 0,37 m ( Berdasarkan rumus 2.4 ) Jadi jarak antara produk adalah 0,37 m , atau 370 cm 3.3.3. Beban Tiap Satuan Panjang Dengan Asumsi Beban Dinamis a. Berat material (q) q=
,
= 13,54 kg / m ( Berdasarkan rumus 2.5 ) b. Berat belt persatuan panjang berdasarkan tabel 2.2 dan tebal cover pada sisi beban dan pada sisi roll pembawa berdasarkan tabel 2.1.
Qb = 1,1 x 0,6 x (1,25 x 3 + 1.5 + 1.5) = 3,795 kg / m ( Berdasarkan rumus 2.6 ) 3.3.4. Berat idler rotaring part (Gp) dengan asumsi Ø 48 mm : Gp = 10 x 0,6 + 3 = 9 kg ( Berdasarkan rumus 2.7 )
47
3.3.5. Berat idler rotaring part pada sisi atas (q’p) dan bawah (q”p)
q’p =
,
= 4,5 kg/m ( Berdasarkan Rumus2.8 ) q’’p = = 9 kg/m ( Berdasarkan Rumus2.9 )
Jadi beban yang di terima oleh roller idler bagian atas adalah 4,5 kg/m, sedangkan roller idler badian bawah adalah 9 kg / m.
3.3.6. Tarikan belt. Dengan mengabaikan gesekan pada deflecting roller a dan b dan jumlah roller. a. Tarikan S1 pada titik 1, dimana belt meninggalkan pulley penggerak = S1 b. Tarikan S2 pada titik 2 :
S2 = S1 +( 3,795 + 9) 6 x 0,022 =S1 + 1,668 S2 ( Berdasarkan Rumus 2.10 ) Dengan W’ adalah factor gesek idler pada roller bearing (tabel 2.3)
48
c. Tarikan S3 Pada titik 3 : Tahanan gesek pada pulley (sprocket atau drum) berkisar 5 – 7 % sehingga: S3 = 1,07 x S1 + 1,668 = 1,07 S1 + 1,668 ( Berdasarkan Rumus 2.11 )
d. Tarikan pada titik 4, dihitung dengan material jatuh di ujung tail pulley (S”4) S’’4 = S3 + [ 0,5 ( 3,795 + 13,54 ) + 18] x 6 x 0,022 + 0,5 ( 3,795 + 13,54 ) x 6 x 0,4 = 1,07 S1 + 26,302 ( * ) ( Berdasarkan Rumus 2.12 )
3.3.7. Tarikan Belt Teoritis (St) Berdasarkan hokum Euler, Belt Tidak akan slip pada pulley jika : ∗
= 2,08 S1 ( ** )
Dimana : St tegangan keras dan Stl adalah tegangan kendor α sudut sentuh belt pada pulley, radian ( 1 rad ≈ 57,3 ) e ≈ 2,718 μ factor gesek pulley penggerak dimana besarnya :
49
μ = 0.1,
» Pulley besi tuang atau baja, lingkungan basah, kotor
μ = 0.15
» Pulley kayu, lingkungan basah, kotor
μ = 0.2
» Pulley besi tuang atau baja, udara lembab dan kotor
μ = 0.3
» Pulley besi tuang atau baja, udara kering, berdebu
μ = 0.35
» Pulley kayu, udara kering, berdebu
μ = 0.4
» Pulley karet , udara kering, berdebu
Dari sini kita peroleh dua rumusan yaitu ( * ) dan ( ** ) sehingga : 2,08 S2 ≥ 1,07 S1 + 26,302 S1 ≥ 26,302 kg Dan
S2 ≥ 26,302 + 1,668 ≥ 27,96 kg S3 ≥ 1,07 x 26,302 x 2 ≥ 30,1 kg S4 ≥ 1,07 x 26,3 x 26,302 ≥ 54,44 kg
Tegangan Efektif Belt
Se = 54,44 – 26,306 = 29, 139
50
3.3.8. Perhitungan Faktor Keamanan Kekuatan Belt Untuk mengetahui kemampuan belt dalam mengangkut beban, kekuatan belt perlu dihitung factor keamanannya. Dimana kekeuatan tarik belt persatuan lebar. Untuk belt dengan bahan PVC yaitu Kt : 7,35 kg / cm.
Gambar 3.5 : Data Sheet Table N Line PVC belt Sumber : Catalog Habasit Belt
Sf =
,
,
= 8,106 ( Berdasarkan Rumus 2.13 )
51
Dari perhitungan dinatas terlihat bahwa factor keamanan dari PVC belt cukup besar, hal ini berarti dapat dipergunakan
3.3.9. Tarikan Pulley (Wdr) Jika pulley berfungsi sebagai roda gigi pengencang dan penggerak conveyor, maka besar tahanan 3 – 5 % dari jumlah tegangan. Sehingga :
Wdr ≈ 0.03 ( 54,44 – 26,302 ) ≈ 2,4 kg ( Berdasarkan Rumus 2.14 )
3.3.10. Tegangan Efektif Pulley Dengan Asumsi Beban Dinamis Wo = 54,44 - 26,302 - 2,4 = 25,738 ( Berdasarkan Rumus 2.15 )
3.3.11. Daya Motor Listrik Penggerak terdiri dari : Motor listrik, flexible coupling ( ŋ = 0.98 ), Reducer terdiri dari tiga pasang spur gear wheel ( ŋ = 0.96 ), equalizing coupling ( ŋ = 0.97 ), dan bearing pengerak pulley ( ŋ = 0.95 ), maka :
N=
, ,
,
,
³ ,
,
= 0,15 KW ( Berdasarkan Rumus 2.16)
52
N=
,
, ,
= 0, 214 HP = 0, 16 KW ( Berdasarkan Rumus 2.17)
Jadi daya motor listrik yang dibutuhkan untuk menggerakan conveyor adalah 0,15 KW dan 0,16 KW
3.4. Menentukan Gear Motor Yang Digunakan Dari hasil perhitungan diatas diketahui kapasitas motor yang digunakan saat ini belum sesuai dengan kapasitas yang dibutuhkan. Dari bahasan diatas kapasitas gearmotor penggerak yang sekarang dipakai masih terlalu besar yaitu 0,375 KW. Sedangkan berdasarkan perhitungan diatas conveyor dengan kapasitas dan spesifikasi tersebut hanya butuh gearmotor penggerak dengan yaitu 0,150 KW dan .
Untuk menentukan gear motor yang akan di gunakan untuk projek
berikutnya sebaiknya mengacu pada catalog sebagai berikut:
53
Gambar 3.5 : Catalog, Motovario NMRV Sumber : Catalog Motovario Berdasarkan catalog Gear Motor Motovario, Gear Motor yang ada di pasaran adalah Type Gear Box NMRV – P63 dan Motor penggerak 71A4 dengan power 0,33 HP atau 0,22 W. Motor tersebut dipilih berdasarkan beberapa pertimbangan sebagai berikut: Tidak banyak merubah desain karena gear box yang digunaakan memiliki kesamaan type. Out put yang keluar dari gear motor tersebut sama dengan rancangan sebelumnya yaitu 35 Rpm
54
3.5. Perbandingan Rancangan Awal dengan Rancangan Berdasarkan Perhitungan. Berdasarkan perhitungan diatas dapat diketahui perbandingan–perbandingan dari hasil rancangan yang berdasarkan pengalaman-pengalaman terdahul dengan rancangan yang berdasarkan perhitungan, sebagai berikut : Tabel 3.1 Perbandingan rancangan awal dan rancangan ulang
No
Keterangan
1
Lebar Belt
2
Kapasitas Belt maksimal a. Kapasitas belt conveyor maksimal b. Jarak antara produk rata-rata
3
Rancangan awal
Rancangan ulang
600 mm
600 mm
7,8 ton / h
9,75 ton / h
Tidak diketahui
0,37 m
Tidak diketahui
13,54 kg / m
4 kg / m
3,795 kg / m
Berat tiap satun panjang a. Berat material b. Berat Belt
4
Berat idler rotaring
Tidak diketahui
9 kg
5
a. Berat idler rotaring sisi atas
Tidak diketahui
4,5 kg
b. Berat idler rotaring sisi bawah
Tidak diketahui
9 kg
a. Tarikan S1
Tidak diketahu
26,302 kg
b. Tarikan S2
Tidak diketahu
27,96 kg
c. Tarikan S3
Tidak diketahu
30,1 kg
d. Tarikan S4
Tidak diketahu
7
Tarikan belt teoritis
Tidak diketahu
54,44 kg Berdasarkan hokum euler
8
Tarikan belt
Tidak diketahu
2,4 kg
9 10
Tegangan efektif pulley Daya motor listrik
Tidak diketahu 0,37 W
25,738 kg 0,15 KW
6
Tarikan belt
Sumber : Dukumen Pribadi
55
Berdasarkan
tabel perbandingan berikut dapat dilihat perbandingan-
perbandingan antara rancangan awal dengan rancangan ulang berdasarkan perhitungan. Dimana pada rancangan awal banyak terdapat poin-poin yang belum di ketahui. Pada rancangan awal poin-poin yang diketahui di dapatkan berdaasarkan spesifikasi yang sudah ada dan didapat dari dari hasil trial. Sedangkan dari hasil perhitungan dapat diperoleh poin-poin seperti pada tabel 3.1 pada kolom rancangan ulang.
