## DESAIN SABUK PEMINDAH (CONVEYOR) PADA SIMULASI MESIN PRESS GERAM KERTAS

## Syawaluddin, Ahmad Hidayat

## Jurusan Mesin, Universitas Muhammadiyah Jakarta

## ABSTRAK
Menjelang  pasar  bebas  di  era  globalisasi  yang  menjadi  perhatian  salah  satunya adalah di bidang industri. Dengan semakin meningkatnya persaingan di bidang industri maka akan  meningkatnya  pula  kualitas  produk  yang  dihasilkan.  Pada  bidang  industri  dibutuhkan suatu  mesin  yang  dapat  membantu  dan  mengoptimalkan  proses  produksi.  Mesin  belt conveyor  (sabuk  pemindah)  merupakan  salah  satu  mesin  yang  sangat  dibutuhkan  dalam industri,  diharapkan  dengan  adanya  mesin  ini  akan  dapat  mengurangi  ketidak  efektifan proses produksi.
Efisiensi merupakan salah satu faktor yang pemnting dalam meningkatkan efektifitas kerja.  Selain  itu,  juga  dapat  menekan  biaya  produksi.  Efesiensi  dapat  berarti  pengurangan waktu produksi dan peningkatan jumlah produksi tanpa mengurangan  kualitas produk. Agar tercapai  efisiensi  tersebut  dibutuhkan  peralatan  modern  yang  dapat  mempersingkat  waktu pemindahan  benda  atau  barang  dari  satu  mesin  ke  mesin  yang  lainnya.  Salah  satu  contoh adalah  belt  convenyor  (sabuk  pemindah)  yang  digunakan  sebagai  alat  transportasi  benda dengan tepat dan kontinyu.
Dari  banyaknya  jenis  conveyor  pada  bidang  industri,  penulis  merencanakan pembuatan  pada  jenis  belt  conveyor  (sabuk  pemindah)  yang  mana  disesuaikan  dengan dimensi  pada  simulasi  mesin  press  geram  kertas  dan  material  yang  dibawa,  agar  nantinya sesuai dengan yang diharapkan. Dalam tugas akhir ini direncanakan proses pemuatan pada mesin  dipress  simulasi  mesin  press  dengan  massa  (G)  0.6  kg.  Untuk  proses  pembuatanya mencakup  desain  bentuk,  perhitungan  konstruksi  komponen-komponen  mesin  dan perhitungan daya gerak. Dalam pembahasan ini mengacu pada daftar literatur dan tabel dari beberapa  buku  dengan  refensinya  masing-masing  untuk  menghasilkan  ukuran  dan perhitungan yang diharapkan.
Hasil  perencanaan  pembuatan  pada  belt  conveyor  (sabuk  pemindah)  dengan kapasitas  0.6  kg  mencakup  parameter  utama  conveyor  sabuk,  menentukan  daya  motor, ukuran diameter poros dan bantalan (bearing) waktu operasi dan lain sebagainya.
Kata Kunci: efisiensi, conveyor

## PENDAHULUAN
Seiring dengan kemajuan teknologi pada era industrialisasi persaingan dalam bidang produksi  sangat  ketat,  maka  untuk  meningkatkan  produksi  dibutuhkan  mesin  yang  dapat menghasilkan  barang  secara  optimal.  Teknologi  yang  dimiliki  oleh  negara-negara  maju seperti : Amerika, Jepang, Australia, dan lain-lain, sangatlah mudah memasarkan produknya dengan  kualitas  yang  baik  dan  harga  yang  relatif  murah  dalam  persaingan  dalam  pasar bebas,  sedangkan  pada  negara  yang  sedang  berkembang  seperti  Indonesia  akanlah  sulit dalam menghadapi persaingan pasar bebas.
Untuk itu Indonesia harus mempersiapkan diri, agar  pada  waktunya  nanti telah siap untuk  dapat  bersaing  di  pasar  global.  Kuncinya  untuk  mempersiapkan  diri  tersebut  terletak pada beberapa faktor, salah satunya adalah efesiensi.
Melalui  peningkatan  sumber  daya  manusia  serta  dikembangkan  ilmu  pengetahuan dan teknologi, Indonesia akan dapat mencapai tingkat efisiensi  yang  tinggi.  Sehingga dapat menekan  biaya  produksi,  dan  produk  yang  akan  dilemparkan  ke  pasar  bebas  mempunyai harga yang bersaing dengan Negara-negara lain. Seperti yang telah disebutkan diatas, peran teknologi  sangat  penting  untuk  mencapai  efisiensi.  Efisiensi  ini  dapat  berupa  pengurangan waktu  produksi  dan  peningkatan  jumlah  produksi  tanpa  pengurangan  kualitas  produk  untuk mengurangi  waktu  produksi  dibutuhkan  mesin  poroduk  modern  yang  dpat  mempersingkat waktu  pemindahan  produk  dari  satu  mesin  ke  mesin  yang  lain  atau  dari  satu  tempat  ke tempat yang lain,
Banyak  sekali  produksi  untuk  transportasi  produk,  yaitu belt  conveyor (sabuk pemindah)  sehingga  waktu  yang  dibutuhkan  untuk  melintas  jarak  tertentu  dapat  terlebih dipersingkat,  karena  mesin  tersebut  dapat  sekaligus  membawa  produk  dengan  kapasitas yang cukup besar.
Proses  produksi  yang  memakan  waktu  yang  lama  dapat  mengurangi  perusahaan. Upaya  untuk  menghindari  kerugian  perlu  pengadaan  mesin  produksi  yang  tepat,  untuk trasportasi  produk  dengan  arah  tetap  dan  kontinyu  mesin  yang  digunakan  yaitu belt conveyor .

## TINJAUAN PUSTAKA
Sesuai  dengan  kebutuhan, conveyor ini  terdiri  dari  berbagai  macam  dan  jenis. Conveyor adalah  alat  memindahkan  bahana  tau  komponen  yang  mempunyai  jalur transportasi  yang  telah  ditentukan  dan  mempunyai  sifat  yang  ekonomis,  oleh  karena  itu mesin-mesin conveyor sangat  diperlukann  dalam  dunia  perindustrian.  Dalam  industri  di bedakan dua macam transport yang penting, yaitu external transport dan internal transport. External  transport adalah  pemindahan  yang  bertugas  mengangkut  barang  mentah,  barang hampir jadi, bahan bakar dan bahan-bahan tambahan menuju bagian penyelesaian dan tidak memakan tempat. External transport biasanya menggunakan conveyor dan truk. Internal transport adalah penyebaran bahan-bahan kebagian-bagian produksi untuk menjaga agar  produksi  tetap  berjalan  lancer  sampai  akhir  penyelesaian  produksi  tersebut.  Biasanya menggunakan cranes, truck atau conveyor . Dua macam transportasi inilah yang mendukung industri.
Dalam  pemilihan  mesin conveyor ,  kita  harus  melihat  terlebih  dahulu  sifat-sifat  dan karakteristik  mesin conveyor .  Jika  tidak,  produksi  yang  akan  kita  lakukan  akan  menjadi kurang efisien. Belt conveyor (sabuk pemindah) terdiri dari lingkaran belt (sabuk) yang kedua ujungnya  terdapat  silinder (drum). Drum-drum  tersebut  digerakan  dengan  penggerak  yang berupa  motor  listrik,  sehingga  sabuk  bergerak  secara  kontinyu.  Sabuk  ditumpu  oleh  rol-rol penumpu  dan  muatan  yang  diangkut  terletak  diatas  sabuk.  Bahan  sabuk  dapat  terbuat  dari karet,  plastic,  metal  bahan  tenunan  dan  sebagainya.  Bagian  atas  dan  bagian  bawah  sabuk dapat digunakn sebagai alat pengangkut. Oleh sebab itu, belt conveyor sendiri dapat dibagi menjadi dua macam yaitu :
1. Belt conveyor dengan sabuk yang terbuat dari bahan tekstil
2. Belt conveyor dengan sabuk yang terbuat dari bahan metal.

## Perencanaan
Merencana yang berarti merumuskan suatu proses untuk dapat memudahkan dalam melakukan  atau  melaksanakan  suatu  pekerjaan  atau  yang  selainnya  agar  menjeadi  lebih efisien  dan  sistematis.  Dalam  hal  ini  adalah  proses  pembuatan  alat  atau  mesin  untuk memenuhi  kebutuhan  manusia.  Perencanaan  teknik  mesin  berarti  perencanaan  dari  sistem dan  segala  yang  berkaitan  dengan  sifat  mesin.  Untuk  perencanaan  mesin belt  conveyor haruslah  disesuaikan  dengan  massa  material  yang  akan  dibawa  oleh  sabuk  dan distandarkan  dengan  massa  berbanding  waktu.  Adapun  arti  dari  pada  standar  adalah sekumpulan  spesifikasi  untuk  bagian-bagian  mesin,  bahan  atau  proses  yang  dimaksudkan untuk mendapatkan keseragaman, efisiensi dan mutu tertentu.

## Mengenali kebutuhan

## Mendefinisikan masalah
Pengumpulan informasi
Pembuatan konsep Evaluasi Presentasi Gambar 1. Proses Perencanaan

## Gambaran Umum Conveyor Sabuk
Gambar 2. Kontruksi dari conveyor sabuk Keterangan : 1.  Kerangka 2. Pulley penggerak pada kepala bagian
3. Pulley pengencang (tension belt) pada bagian belakang
4.  Sabuk  yang  tidak  berujung,  melilit  disekitar pulley dan  menyangga  pada  bagian  yang bergerak secara berlawanan
5. Roller idler (rol pembawa) atas
6. Roller  idler bawah,  kadang-kadang  sabuk  disangga  tidak  dengan  rol  pembawa  tetapi dengan landasan yang tidak bergerak
7. Drive unit (satuan penggerak) yang menggerakan pulley 8.  Corong kilang pengisi yang terpasang diatas conveyor
9.  Pembersih sabuk, biasanya diatur dekat kepala pulley conveyor
10. Pembersih sabuk, untuk meniadakan material yang melekat pada permukaan luar sabuk, biasanya diatur dekat pulley conveyor

## Belt (sabuk)
Sabuk  yang  dipilih  untuk conveyor harus  memenuhi  beberapa  syarat  yaitu mempunyai  kelembaban  rendah,  kekuatan  tinggi,  sedikit  perpanjangan  spesifik,  kelenturan tinggi dan tahan lama. Sabuk berlapis karet dijumpai mempunyai syarat yang lebih baik dari yang lain.
Sabuk  tekstil  berlapis  karet  terbuat  dari  beberapa  lapisan  1,  dikrtahui  seperti  pada  pabrik tenun  kasar.  Sabuk  dilengkapi  dengan  penutup  karet  2  dan  3,  khusus  untuk  sabuk  tahan panas dilengkapi dengan sebuah penutup karet tahan panas 2 dan sebuah lapisan asbes 4 dan  sebuah  bilah  5,  untuk  melindungi  dari  kelembaban,  kerusakan  mesin  dan  pengikisan perlahan serta pengurangan dari pengangkutan material.
Tabel 1. Lapisan (plies) sabuk yang diijinkan Lebar Belt (mm) 300   400   500   650   800   1000   1200   1400   1600   1800 2000 Maksimum dan minimum  Nomor  dari plies i 3-4   3-5    3-6    3-7    4-8    4-8     5-10    6-12   7-12    8-12 9-14
Untuk mengetahui berat pada jarak 1 m dari pergerakan sabuk tekstil berlapis karet qb adalah hubungan antara lebar sabuk B dalam (cm) dengan plies i , tebal sabuk  dalam (mm) dan tebal cover 1  dan 2  dalam (mm) ditunjukan dengan mangikuti formula :
  2 1 1 . 1        i B kg/m
Nomor plies yang diharuskan ditentukan dengan :
kt B S K i maks . . 
Dengan : Smaks  = beban tarik sabuk teoritis maks (kg) Kt = kekuatan persatuan panjang (kg/m)
K = Faktor keamanan (lihat table 2)
B = Lebar sabuk (cm)
Menurut state standar (U.S.S.R), kekuatan persatuan panjang untuk sabuk adalah : Belting grade B-820 adalah 55 kg/cm Belting grade OIIB-5 dan OIIB-12 adalah 115 kg/cm Cotton duck adalah 119 kg/cm Synthetic fabrics adalah 300 kg/cm
Gambar 3. Unsur lapisan untuk sabuk tekstil berlapis karet dari berbagai jenis a). cut ply (lapisan terpotong); b) folded ply (lapisan melipat); c) spiral folded-ply (lapisan bebentuk spiral lipat; d) steeped ply (lapisan berbentuk anak tangga)
Tabel 2. Faktor keamanan lapisan sabuk (belt)
No. dari belt plies i 2 s/d 4    4 s/d 5    6 s/d 8    9 s/d 11    12 s/d 14 Safty factor k 9                      9.5                    10                    10.5 11.0
Berat Sabuk (per meter)
    2 1 1 . 1
      xi B qb
Idler Roller
Berat idler roller
G’p = 10.B + 3 (kg) Dengan : G’p  = Berat idler roller (kg) B = Lebar sabuk (mm)
Berat idler roller (per meter)
l p G p q ' '  dengan : q’p  = Berat idler roller (N/m) l = jarak idler roller (m)
Tegangan Sabuk
  ' ' 1 2 1 1 2  L p q qb S W S S      
Dengan : S  = Tegangan tarik sabuk qb  = berat sabuk per meter (N/m)
q’p = berat idler per meter (N/m) L  = panjang lintasan conveyor (m) '  = faktor untuk bearing idler roller
Pulley
Pada conveyor sabuk digunakan pulley yang menggerakan sabuk. Pulley ini termasuk bagiand ari pada unit penggerak lainnya, seperti motor dan transmisi gear diantara motor dan pulley . Pergerakan dari pendakian conveyor dilengkapi dengan alat pengereman yang mana untuk mencegah tergelincirnya material pada waktu mesin berhenti.
Menurut  teori  gesek  (Euler’s)  bahwa  pada pulley tersebut  tidak  akan  terjadi  slip  ketika  e S
St s 1 
Dengan :
St dan Ss1  = beban tarik sisi pengencang dan kelendutan dari sabuk pada pulley penggerak (kg)
 = Sudut tangkap/selubung dari sabuk e = Sistem Naperian dasar dari logaritma (e = 2.718)

= Faktor gesek diantara pulley dan belt
Daya Motor Daya pada pulley penggerak
  1 s t dr S S k W     1 8 S S k   Dengan :
k = Faktor keamanan (0.03-0.05) Pengecekan tebal sabuk
kt B S k S maks . . 
Besar gaya untuk menggerakan pulley penggerak
dr s t W S S Wo    1 dr W S S    1 8
Dengan :
Wo = besar gaya untuk menggerakan pulley Wdr = tahanan pada pulley penggerak
Daya motor yang dibutuhkan
b v Wo N     102
Dengan : N = daya motor (kw)
Wo  = besar daya untuk menggerakan pulley (N) V = kecepatan conveyor (m/s)
Take-up travel X = k x L
Torsi Pada Pulley Penggerak
n Px T  2 4500   Gambar 4. Tipe dari pulley penggerak untuk conveyor
Beban  tarik  sekeliling  Wo  pada pulley penggerak,  dengan  mangabaikan  kerugian- kerugian yang semestinya pada pulley penggerak untuk kekakuan sabuk :
1 s t S S Wo   (kg)
Pulley penggerak ada yang terbuat dari besi tuang yang dapat ditempa atau pelat baja yang ditempa  menjadi  satu. Pulley mungkin  saja  permukaannya  lurus  atau  mempunyai  roll bumbungan  pada  permukaan pulley .bumbungan  yang  dimaksudkan  untuk  menjaga kelurusan  sabuk.  Tinggi  dari  bumbungan  yaitu  perbedaan  dari  jari-jari  lingkaran  seperti  titik pusat dan bagian pulley . Biasanya 0.5 % dari lebar pulley tetapi tidak kurang dari pada 4 mm. permukaan pulley mencapai 100 hingga 200 mm lebarnya dari pada sabuk.

## Bearing (Bantalan)
Pada  mesin-mesin  produksi  tak  jarang  kita  jumpai  bearing,  biasanya  yang  banyak digunakan adalah bantalan gelinding, selain mempunyai keuntungan dari gesekan gelinding yang  sangat  kecil  dibandingkan  dengan  bantalan  luncur,  seperti  terlihat  pada  gambar  5.
elemen gelinding seperti roll, dipasang diantara cincin luar dan dalam. Bila salah satu cincin berputar  bola  atau  roll  akan  membuat  gerakan  gelinding  sehingga  gesekan  diantaranya sangat  kecil.  Disebabkan  tekanan  yang  terjadi  karena  gesekan,  maka  bahan  yang  dipakai harus mempunyai ketahanan dan kekerasan yang tinggi.
Gambar 5. Macam-macam bantalan gelinding

## Conveyor Dengan Alat Penarik Beban
Gambar 6. Diagram tegangan tarik Conveyor  yang  terdiri  dari  sabuk  yang  tidak  mempunyai  ujung (endless  belt) yang  berputar mengelilingi  dua  buah  drum  dan  memiliki  system  pengencang  sabuk  agar  sabuk  selalu dalam keadaan tegang serta digerakan dalam sebuah motor.

## Arah Gerak Conveyor Sabuk
Menurut  arah  geraknya conveyor dapat  memiliki  lintasan  yang  bermacam-macam tergantung  dari kebutuhan  industri  yang  begerak  dalam  beidang  apa  saja  yang  mempunyai system  transport  tersebut  atau  tersebut  atau  tergantung  dari  kebutuhan  dan  ruangan  yang dipunyai suatu industri.
Gambar 7. Arah gerak conveyor sabuk

## Kecepatan Conveyor
60 n d v    
Dengan : v = kecepatan conveyor (m/s)
d  = diameter pulley penggerak (mm)
n  = putaran motor (rpm)
Gambar 8. Sketsa belt conveyor
Dalam belt conveyor , daya ditransmisikan kesabuk melalui gesekan dari drive pulley yang digerakan oleh motor listrik. Unit penggerak ini biasanya terdiri dari pulley , motor listrik dan gigi transmisi. Diketahui dari hokum eulir  yaitu tidak akan terjadi sabuk slip pada pulley jika :  e S S s t 1  1 1 8 51 . 3 S e S S S s t    
Dengan : St  = tegangan pada sisi ketat di drive pulley Ss1 = tegangan sisi longgar di drive pulley

## METODOLOGI PENELITIAN
Mulai - Jarak transport (L) - Massa material (G) - Kecepatan conveyor (V) - Berat beban per meter (q) - Kapasitas conveyor (Q) Faktor koreksi - Lebar sabuk (B) - Berat sabuk per meter (qb) - Berat beban idler roller (G'p) - Berat idler roller (q'p)
Sudut kontak e  Tarikan sabuk (S) Daya motor (W dr ) Besar gaya pulley penggerak (Wo) Faktor keamanan (k) Daya motor yang dibutuhkan (N) Torsi pulley penggerak (T) Selesai
Gambar 9. Diagram alir perencanaan belt conveyor

## ANALISA DAN PEMBAHASAN
Tabel 3. Data perencanaan
Dimensi Panjang (L) [mm] Lebar (B) [mm] Tinggi (t) [mm] Massa Material [kg] Jarak antar benda (a) [mm] Tegangan motor DC [volt] Putaran (n) [rpm] Kecepatan (v) [m/s] Jarak idler roller (l) [mm] Diameter roller (d) [mm] 700 140 110 0.6 700 12 60 0.22 620 40
Gambar 9. Tegangan tarik pada belt conveyor
Tabel 4. Tabel cover belt yang diijinkan dan direkomendasikan
Karakteristik Material 1  (mm) 2  (mm) Beban (baju, kertas) 1.0 1.0 Beban dalam container lunak 0.1 - 3.0 1.0 Beban dalam container keras (maks. 15 Kg) 1.5 - 3.0 1.0 Part, elemen, barang-barang 1.5 - 6.0 1.0 - 1.5 Tabel 5. Hasil perhitungan tegangan sabuk tiap titik pada pulley No Titik Tegangan Tegangan N Kg 1 2 3 4 5 6 7 8 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 1.380 2.250 2.406 3.276 3.504 4.374 4.679 7.118 0.140 0.229 0.245 0.333 0.357 0.445 0.476 0.725

## Tabel 6. Hasil Analisa Perhitungan Perencanaan
Belt conveyor Dimensi Hasil Satuan Kecepatan Conveyor v 0.22 m/s Berat beban per meter q 8.33 N/m Kapasitas conveyor Q 0.68 Ton/jam Berat sabuk per meter qb 0.00679 N/m Berat idler roller G’p 43.164 N Berat idler per meter q’p 69.6 N/m Tegangan tarik sabuk tiap titik pada pulley penggerak S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 1.380 2.250 2.406 3.276 3.504 4.374 4.679 7.118 N Tahana pada pulley penggerak Wdr 0.255 N Pengecekan tebal sabuk i 0.008 Besar  gaya  untuk  menggerakan Pulley Wo 5.993 N Daya motor yang dibutuhkan N 13.6 Watt Take-up travel X 35 Mm Torsi pada pulley penggerak T 2.128 Nm

## KESIMPULAN
Dari hasil analisa  yang telah dilakukan dapat disimpulakan bahwa belt conveyor merupakan alat  transpotasi  yang  ekonomis.  Dikatakan  seperti  itu  disebabkan belt  conveyor tidak memakan  banyak  biaya  yang  besar  dalam  proses  pembuatannya,  serta  komkponen- komponen yang mudah untuk dibuat. Tetapi fungsi dari belt conveyor ini sangat besar dalam mempersingkat  waktu  perpindahan  material  dengan  kapasitas  angkut belt  conveyor yang cukup besar.
Komponen belt  conveyor yang  cukup  sederhana  menjadikan  perawatan  dan perbaikan belt conveyor ini tidak sulit.  Sehingga belt  conveyor tidak mudah rusak dan umur penggunaannya panjang.
Selain  itu belt  conveyor dapat  digabungkan  dengan  berbagai  peralatan  tambahan  untuk melakukan proses pada material sewaktu material masih berada diatas belt conveyor tanpa mengurangi atau mengganggu kinerja dari belt conveyor itu sendiri. Dari hasil analisa perencanaan belt conveyor diketahui bahwa : 1.  Tebal dan lebar belt conveyor ditentukan oleh : Kapasitas belt conveyor Berat jenis material Tempat / ruangan yang akan dipakai Jarak transpotasi material Sudut kemiringan belt conveyor
2.  Daya  yang  dibutuhkan  oleh belt  conveyor dipengaruhi  oleh  gaya  tahanan  dan  gaya tarikan yang terjadi pada pulley penggerak (driving pulley)
3.  sabuk  pada conveyor selain  bertugas  sebagai  pembawa  beban (load  carrying) juga bertugas  sebagai  komponen  penarik (pulling  member). Oleh  karena  itu  gaya  tarik  yang dilakukan dengan perantara gaya gesek antara driving dengan sabuk tidak boleh terjadi slip.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Spivakopsky.A, Convenyor  and  Related  Equipment , Translated  from  the  Russian  by Danemanis, Peace Publisher, Moskwa.
2. Sularso  dan  Kiyokatsu  suga. Dasar  Prencanaan  dan  Pemilihan  dan  Pemilihan Elemen Mesin, Pradnya Paramitha, Bandung 1978, Cetakan ke-9 tahun 1997.
3. RS Khurmi dan JK gupta , A text Book of Mechine Design , Eurasia Publishing House (PVT) 1td, New Delhi. 1979
4. G.Takeshi. Menggambar  Mesin Standard  ISO ,  Pradnya  Paramitha  Jakarta,  Cetakan ke-7, Tahun 1996.
5. Josept E.Shigley and Larry D, Mitchell. Perencanaan Teknik Mesin . Erlangga, Jakarta 1986, edisi ke-4, jilid 1. Alir bahasa : Ir. Gandhi Harahap, M.eng.