## P ENGARUH V ARIASI W AKTU D AN S UHU T ERHADAP K EKUATAN T ARIK B ELT
C ONVEYOR (2- PLY 1- STEP ) P ADA P ENYAMBUNGAN S ISTEM P ANAS
Ahmad Amril N. 1 , A. Syuhri 2 , M. Fahrur Rozy H 2
1 Alumni Mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember
2 Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Jember Jl. Kalimantan 37 Jember 68121
Email: ahsyuhri@yahoo.co.id

## ABSTRACT
Industry  of  manufacture  continued  to  increase  in  line  with  developments  in  science  and  technology. Using  belt  conveyor  to  transport  materials  can’t  be  separated  in  the  industrial  world.  One  of  the problems that often occur in conveyor belt is a belt tear or break in the connection. This study aims to determine the best tensile strength in the process of joining belt with hot splicing method, by varying the times  (20,  30,  40  minutes)  and  heating  temperature  (100,  150,  170 o C)  in  the  process  of  these connections. The results showed that the best tensile strength is obtained at a temperature of 130 o C and a time of 40 minutes, that is equal to 0.638 MPa .

## Keywords: Conveyor belt, splicing, hot splicing, tensile strength

## PENDAHULUAN
Industri  manufaktur  terus  meningkat  sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, hal  tersebut  dapat  dilihat  dari  peningkatan  hasil produksi.  Menurut  Badan  Pusat  Statistik  (2014), pertumbuhan  produksi  industri  manufaktur  besar  dan sedang triwulan II tahun 2014 naik sebesar 4,57 persen (y-on-y)  terhadap  triwulan  II  tahun  2013.  Kenaikan tersebut terutama disebabkan  naiknya produksi industri mesin dan perlengkapan naik 12,05 persen. Peningkatan hasil  produksi  harus  diimbangi  dengan  peningkatan kualitas hasil produksi [1].
Dalam  suatu  proses  produksi,  tidak  lepas  dari alat  transportasi  material  untuk  memperlancar loading di  setiap  tahapan  produksi.  Ada  banyak  alat  transport yang  ada  dan  mendukung  proses  produksi,  salah satunya belt conveyor . Belt  Conveyor pada  dasarnya  merupakan peralatan  yang  cukup  sederhana.  Alat  tersebut  terdiri dari  sabuk  yang  tahan  terhadap  pengangkutan  benda padat.  Sabuk  yang  digunakan  pada belt  conveyor ini dapat  dibuat  dari  berbagai  jenis  bahan  misalnya  dari karet, plastik, kulit ataupun logam yang tergantung dari jenis dan sifat bahan  yang akan diangkut. Karakteristik dari belt  conveyor yaitu  dapat  beroperasi  secara mendatar  maupun  miring  dengan  sudut  maksimum sampai  dengan  18 o ,  sabuk  disanggah  oleh  plat roller untuk  membawa  bahan,  kapasitas  tinggi,  serba  guna, dapat beroperasi secara continue , kapasitas dapat diatur, kecepatannya sampai dengan 600ft/m [2].
Pemeliharaan adalah kegiatan untuk memelihara atau  menjaga  fasilitas  atau  peralatan  pabrik  dan mengadakan perbaikan atau penyesuaian atau penggantian yang diperlukan agar supaya terdapat suatu keadaan  operasi  produksi  yang  memuaskan  sesuai dengan  apa  yang  direncanakan.  Oleh  karena  itu pemeliharaan  terhadap belt yang  merupakan  salah  satu
komponen utama belt conveyor perlu dilakukan agar tidak  terjadi  sobek  dan  putusnya belt [3].  Untuk menangani permasalahan tersebut dilakukan penyambungan belt  conveyor ,  salah  satu  metode penyambungan belt adalah  dengan  menggunakan metode hot splicing . Splicing rubber adalah sistem penyambungan rubber  belt yang  dipakai  dalam  menyatukan  dua bagian  ujung  dari rubber  belt yang  terputus  atau akan disatukan dan membentuk kekuatan pengeleman (adhesi) antara 2 bagian rubber belt [4]. Hot  splicing adalah  proses  penyambungan belt  conveyor yang  proses  vulkanisasinya  dengan cara  di-  panaskan  dengan  menggunakan  1  set heating platen dengan pressure bag atau menggunakan modul hydrolic [4].

## METODOLOGI PENELITIAN
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah  metode  kuantitatif  dan  deskriptif.  Penelitian kuantitatif  menekankan  analisisnya  pada  data-data numerik.  Dengan  metode  kuantitatif  akan  diperoleh signifikasi  perbedaan  kelompok  atau  signifikasi hubungan  antar  variabel  yang  diteliti.  Sedangkan penelitian  deskriptif  melakukan  analisis  hanya sampai  pada  taraf  deskripsi  yaitu  menganalisis  dan menyajikan  fakta  secara  sistematik  sehingga  dapat lebih mudah untuk dipahami dan disimpulkan [5].
Penelitian pada sambungan belt conveyor ini menggunakan material :
1. Belt tipe  EP-100  2- Ply dengan  tebal top cover dan bottom cover 1.5,
2. Lem tipe STL-RF4 Rema Tip Top ,
3. Kompon karet (kanisir).
Variabel bebas pada percobaan ini adalah variasi suhu dari 130 o C, 150 o C, 170 o C serta  waktu pemanasan sambungan 20, 30, 40 menit. Sedangkan variabel terikat dari  percobaan  ini  adalah  hasil  perhitungan  kekuatan tarik sambungan belt conveyor .
Pada  penelitian  ini  proses  penyambungan belt dilakuakan dalam 14 tahapan yaitu:
1. Pemotongan belt dengan  p  x  l  (100  mm  x  25 mm),
2. Penandaan bias  cut (0.3  x  lebar belt )  atau sekitar 16 o ,
3. Penggambaran panjang step dan sudut biasnya,
4. Pemotongan kedua ujung belt sepanjang sudut sambungan (0.3 x lebar belt ),
5. Pemotongan top  cover dan ply pertama  pada kedua  tepi belt hingga  bertemu  dengan ply kedua,
6. Proses  pengasaran  ( buffing )  pada  permukaan karet yang akan direkatkan,
7. Pembersihan permukaan sambungan dari debu karet,
8. Proses  pengepasan  kedua  ujung  sambungan apakah bagian – bagian tersebut pas antara satu dengan yang lainnya,
9. Penimbangan  lem  seberat  0.6  g  sebanyak  dua kali, untuk kedua permukaan sambungan,
10. Proses pengeleman pada permukaan sambungan  dilakukan  2  kali  dengan  jedah waktu 2 menit, pengeleman pertama fungsinya untuk  menutupi  pori  –  pori  permukaan belt yang  akan  direkatkan,  sedangkan  pengeleman kedua berfungsi untuk menyatukan belt dengan lem,
11. Menutupi  permukaan  sambungan  dengan kompon karet (kanisir) seluas area sambungan,
12. Menyatukan kedua ujung belt secara bersamaan, check ujung  tepian fabric dari masing – masing belt hingga posisi ply benar – benar match tanpa adanya over lapping . 13. Proses pengerolan
pada permukaan sambungan,  guna  mengindari  udara  terjebak atau blister , dilakukan sebanyak 5 kali,
14. Proses  pemukulan  bagian  sambungan  dengan palu  karet  agar  ikatan  sambungan  lebih merekat, dilakukan sebanyak 5 kali,
Setelah dilakukan proses penyambungan kemudian dilakukan  proses-proses  selanjutnya,  yaitu proses pemanasan sambungan :
1. Suhu pada sambungan diukur dengan thermocouple dan
diatur suhunya menggunakan termokontrol untuk  menjaga agar suhu dalam kondisi tetap.
2. Panas  secara  konduksi  tersebut  dilakukan selama  (20,  30,  40  menit),  dengan  suhu  (130, 150, 170 o C). Toleransi suhu ± 5 o C.
3. Penekanan  yang  digunakan  saat  proses pemanasan  sambungan  adalah  0.5  Kg  tiap spesimen.
4. Spesimen  uji  didinginkan  secara  perlahan, dengan  cara  mendiamkan belt dalam  posisi masih terjepit heater selama 2 jam.
Jumlah  perlakuan  pada  penelitian  ini  adalah 9,  dengan  (r)  ulangan  sebanyak  3  kali,  sehingga menghasilkan 27 spesimen uji. Kemudian dilakukan pengujian  kekuatan  tarik  sambungan  menggunakan Universal  Machine  Testing  Merk  ESSOM  TM-113 (30  KN)  sesuai  standar  ASTM  D3039  [6],  dengan pengambilan data yaitu beban tertinggi pada display mesin uji tarik sebelum kegagalan. Selanjutnya data hasil  pengujian  kekuatan  tarik  diproses  dengan statistik eksperimen faktorial menggunakan software SPSS 16.0.
Gambar 1. Penandaan bias cutt [7]
Gambar 2. Panjang step dan sudut bias.
Gambar 4. Pengujian tarik sambungan belt

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Tabel 1. Perhitungan Kekuatan Tarik Total dan Rata - rata
Tabel 2. ANOVA Kekuatan Tarik Sambungan Belt Conveyor (α = 0,05)
Gambar 4. Grafik hubungan antara waktu terhadap perhitungan kekuatan tarik dengan suhu pemanasan 130,
150, 170 o C
Gambar 5. Grafik hubungan antara suhu terhadap perhitungan kekuatan tarik Kekuatan Tarik Sambungan Belt Berdasarkan tabel.2, dengan bantuan
software SPSS  16.0  pada  metode  RAL  (Rancangan
Acak  Lengkap)  2  faktorial  didapatkan  sumber keragaman  (SK)  suhu,  dengan  nilai  α  =  0,05  dapat dilihat bahwa nilai Sig pada “Suhu” lebih kecil dari pada  nilai  α  (0.018  <  0,05).  Dari  pengujian  ini didapatkan  kesimpulan  bahwa  terdapat  pengaruh signifikan  beberapa  variasi  suhu  pemanasan belt terhadap  kekuatan  tarik  sambungan  atau  tolak  H 0 dan terima H 1 .
Pada sumber keragaman (SK) waktu, dengan nilai  α  =  0,05  dapat  dilihat  bahwa  nilai  Sig  pada “Waktu” lebih kecil dari pada nilai α (0.049 < 0,05). Dari  pengujian  ini  didapatkan  kesimpulan  bahwa terdapat pengaruh signifikan beberapa variasi waktu
pemanasan belt terhadap kekuatan tarik sambungan atau tolak H 0 dan terima H 1 .
Pada  sumber  keragaman  (SK)  Interaksi,  dengan nilai  α  =  0,05  dapat  dilihat  bahwa  nilai  Sig  pada “Interaksi” lebih besar dari pada nilai α (0.108 < 0,05). Dari  pengujian  ini  didapatkan  kesimpulan  bahwa  tidak terdapat  pengaruh  interaksi  yang  signifikan  antara faktor  suhu  dengan  variasi  waktu  pemanasan  terhadap kekuatan tarik sambungan belt atau terima H 0 dan tolak H 1 .
Dari  keseluruhan  data  pada  tabel.2,  dapat disimpulkan bahwa interaksi antara keduanya berpengaruh  terhadap  kekuatan  tarik  sambungan belt yang  tidak  berbeda  secara  nyata  berdasarkan software SPSS. Sedangkan ketiga macam variasi waktu dan suhu pemanasan  berpengaruh  terhadap  kekuatan  tarik sambungan belt secara  nyata.  Dengan  kata  lain,  kedua parameter diatas atau interaksi dari keduanya hanya dua yang  lebih  berpengaruh,  yaitu  suhu  dan  waktu pemanasan belt (vulkanisasi).
Dari  tabel.1  dapat  disimpulkan  bahwa  nilai kekuatan  tarik  tertinggi  berada  pada  suhu  130 o C  pada waktu pemanasan 40 menit, dengan nilai kekuatan tarik sebesar  0.638  MPa.  Sedangkan  kekuatan  tarik sambungan belt  conveyor mengalami  penurunan  yang tajam  pada  suhu  170 o C  pada  waktu  pemanasan  selama 20  menit,  dengan  nilai  kekuatan  tarik  sebesar  0.099 MPa.
Menurut  (Ompusunggu,  1987)  [8]  karet  alam memiliki  temperature  penggunaan  yang  paling  tinggi sekitar  99 o C,  melunak  pada  suhu  130 o C  dan  terurai sekitar 20 o C. Hal ini yang mendasari kenapa pada suhu 130 o C  kekuatan  tarik  sambungan belt  conveyor meningkat,  karena  pada  suhu  130 o C  gaya  adhesi  atau interlocking antara  molekul belt di  permukaan  dengan molekul  perekat  sudah  tercapai.  Sedangkan  pada  suhu 170 o C  gaya  adhesi  antara  molekul belt dengan  perekat juga  sudah  tercapai,  namun belt dan  kompon  karet meleleh,  hal  ini  disebabkan  karena belt dan  kompon karet  telah  mendekati  fasa  cair,  mengingat  karet  alam melunak pada suhu 130 o C terurai sekitar 200 o C. Setelah  pengujian  tarik,  kondisi  morfologi sambungan belt meliputi  berbagai  bentuk  kegagalan perekat.  Melalui  kondisi  morfologi  tersebut  dapat menjelaskan  mengenai  fenomena  pemanasan  saat penyambungan.  Selama  pengujian  yang  dilakukan  oleh penulis,  bentuk  kegagalan  perekat  kurang  lebih  sama dengan  bentuk  kegagalan  yang  di  kemukakan  oleh  Dr. Dimitri Kopeliovich (2014) [9] :
Gambar 6. Bentuk kegagalan ikatan perekat, (a) suhu pemanasan 130 0 C dan 150 0 C, (b) suhu pemanasan 170 0 C
Dari  gambar  6,  terdapat  dua  jenis  kegagalan ikatan perekat yang perlu dipahami. Adhesive failure
atau kegagalan adhesive adalah kegagalan antarmuka  yang  mengakibatkan  pemisahan  salah satu  substrat  dari  lapisan  perekat  (suhu  pemanasan 130 o C dan 150 o C). Sedangkan Cohesive failure atau yang biasa disebut sebagai kegagalan kohesiv adalah kegagalan  internal  dari  lapisan  perekat  yang mengakibatkan  perekat  menjadi  terbelah  (suhu pemanasan 170 o C).
Gambar 7. Bentuk fisik sambungan belt setelah dilakukan pengujian tarik, (a) suhu pemanasan 130 o C dan 150 o C, (b) suhu pemanasan 170 o C (keterangan 1. kompon karet; 2.
ply atau penguat; 3. karet belt )
Dari  gambar  7,  terlihat  bahwa  pada pemanasan  170 o C  kompon  karet  mengalami kegagalan  kohesif,  sedangkan  pada  pemanasan 130 o C  dan  150 o C  kompon  karet  mengalami kegagalan adhesive atau kegagalan antarmuka. Dari fenomena diatas dapat disimpulkan bahwa salah satu penyebab  turunnya  kekuatan  tarik  pada  suhu  170 o C adalah kegagalan kohesiv yang terjadi pada kompon karet  akibat  tingginya  suhu  yang  diberikan  saat proses pemanasan.
Gambar 8. Bentuk fisik karet belt setelah dilakukan proses pemanasan, (a) suhu pemanasan 130 o C dan 150 o C, (b) suhu pemanasan 170 o C
Dari gambar 8, terlihat jelas bahwa karet belt pada  pemanasan  170 o C  mulai  meleh,  karena  pada suhu  tersebut  karet belt sudah  mendekati  fasa  cair yaitu  sekitar  200 o C,  sedangkan  pada  suhu  130 o C karet belt dalam  keadaan  normal,  karena  pada  suhu 130 o C karet belt hanya mengalami proses pelunakan. Faktor –  faktor  yang  mempengaruhi kegagalan pada gambar 6, 7, dan 8 diatas meliputi : (a)  proses  pengeleman  dan  pemukulan  sambungan yang kurang merata mengakibatkan kegagalan antar muka,  (b)  proses  pemanasan  sambungan  yang kurang matang juga dapat mengakibatkan kegagalan salah satu substrat dari lapisan perekat, dengan kata lain interlocking bahan  belum  tercapai,  (c)  suhu pemanasan sambungan yang sangat tinggi
mengakibatkan kompon karet terlalu matang, akibatnya kompon karet mengalami kegagalan kohesiv.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Setelah  dilakukan  penelitian  serta  analisis  data hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa:
1. Nilai  kekuatan  tarik  sambungan belt  conveyor tertinggi  berada  pada  suhu  130 o C  pada  waktu pemanasan  40  menit,  yaitu  sebesar  0.638  MPa. Sedangkan kekuatan tarik mengalami penurunan yang  tajam  pada  suhu  170 o C  pada  waktu pemanasan 20 menit, dengan nilai kekuatan tarik sebesar 0.099 MPa.
2. Kondisi  sambungan  terbaik  berada  pada  suhu 130 o C  pada  waktu  pemanasan  40  menit,  dengan jenis  kegagalan  adhesiv  ( adhesive  failure )  yang terjadi pada ikatan perekat.
3. Waktu pemanasan sangatlah berpengaruh terhadap  nilai  kekuatan  tarik  sambungan belt conveyor .
4. Semakin  tinggi  suhu  pemanasan,  semakin  kecil kekuatan  tarik  yang  dihasilkan.  Hal  ini  terjadi karena kompon karet dan karet belt hanya dapat menerima  panas  sampai  suhu  150 o C,  dan mengalami pelelehan pada suhu 170 o C.
Saran  yang  dapat  penulis  sampaikan  pada penelitian selanjutnya adalah:
1. Perlu  adanya  penelitian  lebih  lanjut  untuk  jenis belt yang  akan  disambung,  guna  mengetahui suhu  dan  waktu  yang  tepat  pada  proses penyambungan hot splicing.
2. P erlu  adanya  penelitian  lebih  lanjut  untuk  jenis sambungan yang akan digunakan.
3. Penelitian  tentang  sambungan belt  conveyor perlu  dikembangkan,  guna  meningkatkan  lama pakai  dari  sambungan  tersebut,  mengingat pentingnya belt conveyor dalam dunia industri.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Badan Pusat Statistik. 2014. Berita Resmi Statistik No.  60/08/Th.  XVII .  Jakarta  :  Badan  Penerbit Badan Pusat Statistik.
[2]  Siregar,  Fauzi.  2004. Alat  Transportasi  Benda Padat .  Program  Studi  Teknik  Kimia  Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
[3]  Assauri,  Sofyan.  2004. Manajemen  Produksi  dan Operasi . Jakarta : Lembaga Fakultas Ekonomi UI.
[4]  PT.  Ytl  Jawa  Timur.  2001. Pengetahuan  Dasar Rubber Splice . Jakarta : Summa Learning Center.
[5]  Dharminto. 2014. Metode Penelitian dan Penelitian  Sampel .  Retrieved  22  maret  2014, fromm http://eprints.undip.ac.id/5613/1/  METO DE_PENELITIAN  -dharminto  .pdf .  [13  Februari 2015].
[6]  American  Society  for  Testing  and  Materials (ASTM). Standard  Test  Methods  for  Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials . ASTM D 3039.
[7]  PT. Ytl Jawa Timur. 2001. Conveyor System Ops. & Maintenance . Jakarta : Summa Learning Center.
[8]  Ompusunggu,  M.  1987.  Pengetahuan  Lateks Havea.  Sungei  Putih,  Medan  :  Lembaga Pendidikan Perkebunan (LPP).
[9]  Kopeliovich,  Dr.  Dmitri.  (3  mei  2014). Fundamentals  of  adhesive  bonding .  diperoleh dari http://www.substech.com/dokuwiki/doku. php?id=  fundamentals_  of_adhesive_bonding [4 April 2015].
[10]  Universitas Jember. 2012. Pedoman Penulisan Karya  Ilmiah. Edisi  Ketiga.  Jember:  Jember University Press.