## Manutech :
Jurnal Teknologi Manufaktur
Vol. 12, No. 02, (2020) p-ISSN : 2089-5550 e-ISSN : 2621-3397
Modifikasi Kapasitas Belt Conveyor Dari Kapasitas 400 Ton/Jam Menjadi 600 Ton/Jam Di Indarung IV PT. Semen Padang ( Fanani)
Modifikasi Kapasitas Belt Conveyor Dari Kapasitas 400 Ton/Jam Menjadi 600 Ton/jam Di Indarung IV PT. Semen Padang
Fanani 1 , Rahmadhani 2 , Mulyadi 3 , Aidil Zamri 4 , Yuli Yetri 5
1,4 Prodi Teknik Manufaktur, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang 2,3,5 Prodi Teknik Mesin, Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang Email : fnani4176@gmail.com yuliyetri@pnp.ac.id

## Abstract
Belt conveyor is a means of transportation used at Indarung IV PT. Semen Padang. Belt conveyor functions to move material from one place to another both in short distances and long distances with a certain slope. The capacity of limestone conveyor belt owned by Indarung IV is 400 tons/hour. However, this capacity is no longer able to meet the needs of limestone as a raw material for making cement in Indarung IV which currently reaches a capacity of 600 tons/hour. For this reason, an analysis of the 400 ton/hour capacity conveyor belt is still capable of transporting the limestone material with a capacity of 600  tons/hour,  using  the  CEMA  (Conveyor  Equipment  Manufacturer  Association)  standard.  From  the calculation results obtained belt conveyor parameters for a capacity of 600 tons/hour such as maximum belt capacity, belt speed, as well as the motor power and gearbox power needed for a capacity of 600 tons/hour.  Where,  some  of  these  parameters  exceed  the  value  of  the  parameters  of  the  conveyor  belt capacity of 400 tons/hour, so the 400 tons/hour conveyor belt is unable to carry a load of 600 tons/hour. Replacement of some components is needed so that a load of 600 tons/hour can be transported.
Keywords : belt conveyor; kapasitas belt conveyor; parameter belt conveyor; drive pulley.

## Abstrak
Belt conveyor merupakan alat transportasi yang digunakan di Indarung IV PT. Semen Padang. Belt conveyor berfungsi  memindahkan  material  dari  suatu  tempat  ke  tempat  lain  baik  dalam  jarak  dekat maupun  jarak  jauh  dengan  kemiringan  tertentu.  Kapasitas belt  conveyor pengangkut  batu  kapur  yang dimiliki  Indarung  IV  adalah  400  ton/jam.  Namun  kapasitas  ini  tidak  lagi  mampu  memenuhi  kebutuhan batu kapur sebagai bahan mentah pembuatan semen di Indarung IV yang saat ini mencapai kapasitas 600 ton/jam.  Untuk  itu  dilakukan  analisa  terhadap belt  conveyor dengan  kapasitas  400  ton/jam  tersebut, apakah  masih  sanggup  mengangkut  material  batu  kapur  dengan  kapasitas  600  ton/jam,  dengan menggunakan  standar CEMA  (Conveyor  Equipment  Manufacturer  Association). Dari  hasil  perhitungan diperoleh  parameter belt  conveyor untuk  kapasitas  600  ton/jam  seperti  kapasitas  maksimum belt , kecepatan belt , serta besar daya motor dan daya gearbox yang dibutuhkan untuk kapasitas 600 ton/jam tersebut. Dimana, beberapa parameter tersebut melebihi besar nilai parameter belt conveyor kapasitas 400 ton/jam, sehingga belt conveyor 400 ton/jam tersebut tidak mampu mengangkut beban sebesar 600 ton/jam.  Sehingga  diperlukan  penggantian  beberapa  komponen  agar  beban  600  ton  /  jam  dapat terangkut.
Kata kunci : Belt conveyor , kapasitas belt conveyor , parameter belt conveyor , drive pulley .

## 1.   PENDAHULUAN
Peralatan pemindah material berfungsi untuk memindahkan material pada area tertentu, pada suatu  departemen,  pabrik  dan  pembangkit,  site  konstruksi,  tempat  penyimpanan  dan  pemuatan. Pengelompokan peralatan pemindah material berdasarkan bentuk desainnya adalah hoisting equipment , conveying  equipment dan surface  and  overhead  equipment . Conveying  equipment terdiri  dari  banyak macam  peralatan  pemindah.  Faktor-faktor  yang  perlu  diperhatikan  dalam  pemilihan conveyor atau peralatan  pemindah  antara  lain:  jenis  material  yang  akan  diangkut,  kapasitas  yang  dibutuhkan  dalam waktu  tertentu,  arah  dan  panjang  pemindahan.  Selain  faktor engineering ,  yang  tak  kalah  pentingnya faktor  nilai  ekonomis  juga  perlu  diperhatikan  dalam  pemilihan  peralatan  pemindah  material  [1].  Salah satu alat angkut yang dapat bekerja secara berkesinambungan baik pada keadaan miring, tegak maupun mendatar adalah conveyor . Penggunaan conveyor yang paling sering digunakan adalah belt conveyor [2]. Conveyor merupakan  suatu  mesin  pemindahan  bahan  yang  umumnya  dipakai  dalam  industri perakitan maupun indutri 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, bijih besi, tanah liat, batu kapur dan sebagainya. Muatan satuan, misalnya plat baja bentangan, unit mesin, block bangunan kapal dan sebagainya [3].
Belt conveyor merupakan salah satu alat transportasi yang digunakan di Indarung IV PT. Semen Padang. Belt conveyor berfungsi memindahkan material dari satu tempat ke tempat lain baik dalam jarak dekat maupun jarak jauh dengan kemiringan tertentu. Kapasitas belt conveyor pengangkut batu kapur di Indarung IV adalah 400 ton/jam. Namun kapasitas ini tidak lagi mencukupi kebutuhan batu kapur sebagai bahan mentah pembuatan semen di Indarung IV yang saat ini mencapai kapasitas 600 ton/jam.
Untuk itu dilakukan modifikasi terhadap belt conveyor dengan kapasitas 400 ton/jam tersebut, apakah mampu mengangkut material batu kapur dengan kapasitas 600 ton/jam dari segi lebar belt , daya motor dan daya gearbox . Tujuan dari perencanaan ini adalah untuk menganalisis kenaikan kapasitas belt conveyor dari  kapasitas  400  ton/jam  menjadi  kapasitas  600  ton/jam  karena  kebutuhan  akan  bahan produksi  yang  semakin  meningkat.  Manfaat  yang  diperoleh  dari  penelitian  ini  adalah  mengetahui parameter-parameter yang digunakan dalam perhitungan kapasitas belt conveyor dan dapat menghitung dan menganalisis belt conveyor dengan kapasitas 600 ton/jam.

## 2.   METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  ini  dilakukan  dalam  beberapa  tahapan  proses.  Mulai  dari  proses  studi lapangan,  studi  literatur  dilanjutkan  perhitungan  kapasitas  maksimum belt ,  selanjutnya  dilakukan perhitungan  daya  yang  dibutuhkan,  mengganti  komponen belt  conveyor jika  diperlukan.  Kemudian dilanjutkan dengan pembahasan dan diakhiri dengan kesimpulan. Gambaran jelas metoda penelitian yang dilakukan dapat dilihat dalam diagram alir pada Gambar 1.
Gambar 1. Skema Penelitian

## 2.1.   Data Awal Perancangan
Berikut adalah data awal perancangan :
1. Belt Conveyor
Tipe : Rubber Belt Conveyor (4A1J04) Lebar belt (W) : 800 mm Tinggi belt : 31.08 m Kapasitas awal : 400 ton/h Diameter drive pulley : 630 mm Material : Lime stone (batu kapur) Diameter carriyng idler
: 140 mm
Idler throuhing angle
: 30° Jarak carrying idler : 1.275 m
Studi literature Mulai YA Perhitungan daya yang dibutuhkan untuk kapasitas 600 ton/jam Daya untuk belt kapasitas 600 ton/jam Pembahasan Kesimpulan Studi lapangan Saran Mengganti komponen belt conveyor TIDAK Penghitungan kapasitas maksimum belt 400 ton/jam Apakah hasil perhitungan >600 ton/jam?
2. Motor Daya : 110 kW Putaran : 1485 rpm 3. Gearbox Daya : 77 kW Tipe : SDN 280 Rasio : 1500/53

## 2.2.   Metode Perancangan
Metode  perancangan  yang  digunakan  berdasarkan  standar CEMA  (Conveyor  Equipment Manufacturer Association) [4]. Perencangan ini dimulai dari menyiapkan data awal, menghitung kapasitas belt conveyor (Q), menghitung tegangan efektif (T e ), dan daya motor yang dibutuhkan untuk kapasitas belt 600 ton/jam, sedangkan rancangan ulang dari Belt Conveyor dapat dilihat pada Gambar 2.
a) Menghitung kapasitas belt conveyor (Q) ditinjau dari lebar belt
Dengan menggunakan rumus persamaan (1) [5]. = . . . . 60 (1)
b) Menghitung tegangan efektif (Te) yang dibutuhkan untuk kapasitas 600 ton/jam
Dengan menggunakan rumus seperti berikut : [5]
=  +  +  +  +  +  + (2) Dimana: =  ×  × =  ×  ×  × =  × 0,015 ×  × =  ×  × = ± × =  + = (  × 1) + (  × 2) × 0,445 Berikut ini adalah parameter yang digunakan untuk menghitung tegangan efektif belt :
$ : 800 mm = 31.496 in % : 14 kg/m = 9.388 lb/ft & : 93.476 kg/m = 62.809 lb/ft '( )*++,-./ : 1.275 m = 4.183 ft '( -012+ : 2.4 m : 235 m = 770.997 ft : 31.08 m = 101.967 ft ∆ : 7.6° 6 : 1.783 m/s = 106.98 m/min = 350.984 lb/ft : 600 ton/h
c) Daya motor yang dibutuhkan untuk kapasitas belt 600 ton/jam
Rumus untuk menentukan daya motor adalah :
7 = 82×9 ::;;; (<) × => >@ (3)
7 = 82×9 ::;;; (<) × 1.6 (4)
d) Gearbox
Kecepatan untuk kapasitas awal (400 ton/jam) Rasio gearbox = 1500/53
• Putaran setelah direduksi gearbox (n2) [6] .A
.B = C: BC;; (5)
• Kecepatan belt conveyor
$D 'E = F×G×. H I; (6)
Kecepatan untuk kapasitas 600 ton/jam Untuk kapasitas 600 ton/jam kecepatannya 1.783 m/s, maka yang harus diganti adalah diameter drive pulley atau rasio gearbox .
• Jika yang diganti drive pulley maka: J = F×. H %21K LM220×I; (7)
• Jika yang diganti rasio gearbox maka:
A = F×G
%21K LM220 ×I; (8)
Gambar 2. Rancangan ulang Belt Conveyor

## 3.   HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1.   Hasil Perhitungan
Hasil yang diperoleh setelah dilakukan perhitungan modifikasi kapasitas Belt Conveyor dari kapasitas 400 ton/jam menjadi 600 ton/jam berdasarkan standar CEMA dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Data Hasil Perhitungan

## 3.2. Pembahasan
Berikut adalah analisis data beserta perhitungan yang dilakukan:
1. Kapasitas Belt Conveyor (Q) ditinjau dari lebar belt
Rumus untuk menentukan kapasitas belt conveyor pada umumnya adalah : =  ×  ×  ×  × 60 ( KN. O )
a. Cross Sectional Area
Kemiringan sudut idler juga berpengaruh terhadap kapasitas angkut suatu belt conveyor , semakin besar sudut kemiringan idler maka akan semakin meningkatkan kapasitas angkut belt  conveyor .  Hal  ini  karena  besarnya  kemiringan  sudut idler berpengaruh  pada  luas
No. Data Hasil 1 Kecepatan belt mula-mula (kapasitas 400 ton/jam) : 1.73 m/s 2 Kecepatan belt untuk kapasitas 600 ton/jam : 1.783m/s 3 Untuk mengubah kecepatan belt menjadi 1.783 m/s
dapat dilakukan dengan Mengganti diameter drive pulley menjadi : 649.3 mm Mengubah rasio gearbox menjadi : 1500/54.62 4 Daya motor yang dibutuhkan untuk kapasitas 600 ton/jam : 128.802 kWatt 5 Daya gearbox yang dibutuhkan : 152.162 kWatt 6 Kapasitas belt conveyor : 841.49 ton/h 7 Kecepatan maksimum belt : 2.5 m/s
penampang  material  pada belt  conveyor [7].  Untuk  mendapatkan cross  sectional  area , selain belt  widths 800  mm, angle  of  surcharge juga  harus  diketahui. Angle  of  surcharge tergantung pada material yang dibawa. Angle of surcharge dari material limestone antara 15 o -25 o karena limestone yang diangkut adalah campuran lumps dan screenings. Sehingga diperoleh cross sectional area untuk material limestone adalah 0.06680 m 2 . b. Belt Speed (kecepatan belt)
Limestone merupakan “heavy, hard, sharp-edged ore, coarse-crushed stone” dengan lebar belt 800 mm, sehingga diperoleh kecepatan maksimum belt adalah 150 m/min = 2.5 m/s.
c. Massa Jenis (ρ)
Massa jenis dari limestone yaitu berkisar antara 1280-1440 dan 1440-1520, maka diambil nilai tengah yaitu 1440 kg/m3 = 1.44 ton/m3.
d. Faktor Pengurangan Inklinasi (k) Sudut inklinasi belt conveyor ini adalah 7.6 ° dan sudut inklinasi ini aman, dimana angle of repose maksimal untuk material limestone adalah 40 ° , sehingga diperoleh nilai k dari hasil interpolasi : PQ;.RS ;.RTQ;.RS = T.IQI SQI

## = 0.972
Selanjutnya,  masukkan  nilai-nilai  yang  diperoleh  tersebut  ke  persamaan  umum kapasitas belt conveyor : (@  ℎ ⁄ ) = . . . . 60
(@  ℎ ⁄ ) = 0.972 × 0,06680 A × 150   ( ⁄ × 1.44  @ : ⁄ × 60 (@  ℎ ⁄ ) = 841.49 @  ℎ ⁄
Untuk dapat mengangkut limestone 600 ton/jam : (@  ℎ ⁄ ) = . . . . 60 ( ( ⁄ ) = Y P.Z.[.I; ( min ) ⁄ = I;;KN. O ⁄
;.RTA×;.;IIS& _ ×B.``KN. & _ ×I; ⁄ ( min )
⁄ = 106.95  ( ⁄ = 1,783   = ⁄
2. Daya motor yang dibutuhkan untuk kapasitas belt 600 ton/jam
7 = 82×9 ::;;; () × => >@
Untuk mendapatkan daya yang dibutuhkan, cari terlebih dahulu parameter yang dibutuhkan.
a. Tegangan Efektif (Te) yang dibutuhkan untuk kapasitas 600 ton/jam Untuk menghitung tegangan efektif yang dibutuhkan belt conveyor , hitung terlebih dahulu parameter-parameter yang dibutuhkan.
• Berat material (Wm)
= Y 9 = BII.ITP/ L ⁄ B.TS:& L ⁄
= 93.476 b ⁄ = 62.809 D/> • Berat belt (Wb) d%QB:
BIQB: = S;;QTC; R;;QTC; = 14  b
⁄ = 9.388 D/>
• Jarak idler diketahui di lapangan 1.275 m
• Faktor Kt (faktor koreksi temperatur lingkungan)
= 23℃ − 37℃
= 1
• Faktor Kx (faktor gesekan idler )
= 0.00068( + ) + Z- g-
Dimana : ( = 1.5( A untuk diameter idler roller 4-inch ( = 1.8( A untuk diameter idler roller 5-inch ( = 2.3( A untuk diameter idler roller 6-inch ( = 2.4 ( A untuk diameter idler roller 7-inch ( = 2.8 ( A untuk diameter idler roller 8-inch
Maka dengan interpolasi diperoleh nilai Ai untuk diameter idler roller 140 mm atau 5.512 in sebagai berikut :
Z-QB.S A.:QB.S = C.CBAQC
IQC ( = 2.056( A
Sehingga diperoleh nilai Kx : = 0.00068(9.388 1% hK + 62.809 1% hK ) + A.;CI-. H
`.BS: hK
= 0.541  D= >
⁄
• Faktor Ky ( faktor perhitungan gaya belt dan beban flexture pada idler )
= 770.997 >
=  +  = 9.388  D >
⁄ + 62.809 D > ⁄ = 72.197   > ⁄
Ky terletak antara 600 dan 800 : Interpolasi untuk L = 600 : i, j Q;.;:: ;.;:AQ;.;:: = TA.BRTQC;
TCQC;
B = 0.03211212
Interpolasi untuk L = 800 :
i, H Q;.;:A
;.;:BQ;.;:A = TA.BRTQC;
TCQC;
A = 0.03111212
Maka nilai Ky :
i,Q;.;:ABBABA ;.;:BBBABAQ;.;:ABBABA = TT;.RRTQI;;
S;;QI;;
= 0.03126
• Tx (tahanan akibat gesekan pada idler )
=  ×  × = 770.997 > × 0.541  D= > ⁄ × 1 = 417.109 D=
• Tyc (tahanan belt flexure pada carrying idler ) =  ×  ×  ×
= 770.997 > × 0.03126 × 9.388  D= > ⁄ × 1
= 226.264 D=
• Tyr (tahanan belt flexure pada return idler ) =  × 0,015 ×  ×
= 770.997 >  × 0,015 × 9.388  D > ⁄ × 1 = 108.572 D=
• Tym (tahanan material flexure ) =  ×  × = 770.997 > × 0.03126 × 62.809  D > ⁄ = 1513.783 D=
• Tm (tahanan material lift (+) atau Lower (-))
= ± × = ±101.967 >  × 62.809  D > ⁄
= ±6404.445 D=
• Tp (tahanan pulley ) = (  × 1) + (  × 2) × 0,445
= (4 × 200) + (5 × 150) × 0,445 = 689.75 D=
• Tac (tahanan dari aksesoris)
=  +
Tahanan Plows (Tbc) = 5 × $ = 5 × 31.496 = 157.48 D= Tahanan dari peralatan Belt-Cleaning/scraper (Tpc) =   × 3 × $ = 5 × 3 × 31.496 = 472.44 D= Maka : =  +  = 157.48 D= + 472.44 D= = 629.92 D=
Dari  nilai-nilai  yang  diperoleh  kemudian  dimasukkan  ke  persamaan  awal  sehingga diperoleh nilai tegangan efektif belt sebagai berikut : =  +  +  +  +  +  + = 417.109 + 226.264 + 105.572 + 1513.783 + 6404.445 + 689.75 + 629.92 = 9989.843 (D=)
Kemudian, masukkan semua parameter dalam rumus : 7 = 82×9 ::;;; () × => >@ 7 = RRSR.S`: 1%L×:C;.RS` ::;;; () × 1.6
7 = 79.263   × 1.6
7 = 126.802
3. Gearbox
a. Kecepatan untuk kapasitas awal (400 ton/jam)
Rasio gearbox : 1500/53
B = 1485 Putaran setelah reduksi gearbox ( A ) . H . j = C: BC;;
A = C: BC;; × 1485   = 52.47
• Kecepatan belt conveyor :
$D 'E *k*1 = F×G×. H I; $D 'E *k*1 = :.B`×;.I:×CA.`T I; $D 'E *k*1 = 1.73  = ⁄
b. Kecepatan untuk kapasitas 600 ton/jam
Untuk  kapasitas  600  ton/jam  kecepatannya  1.783  m/s,  maka  yang  harus  diganti  adalah diameter drive pulley atau rasio gearbox .
• Jika yang diganti drive pulley
$D 'E = F×G×. H
I; 1.783 = :.B`×G×CA.`T
I;
J = 0.6493  = 649.3
• Jika yang diganti rasio gearbox
$D 'E = F×G×. H I;
1.783 = :.B`×;.I:×. H I; A = 54.08
Maka, rasio gearbox adalah : . H . j = + H + j → C`.;S B`SC = + H BC;; A = 54.62
Rasio gearbox adalah 1500 54.62 m
c. Daya gearbox baru
Safety Factor (SF) gearbox diperkirakan 1.2, sehingga : J b@  = J  b E(nnℎ   × => o@ J b@  = 126.802   × 1.2 = 152.162

## 4.   SIMPULAN
Jenis material yang diangkut belt conveyor adalah limestone (batu kapur). Dari hasil perhitungan, diperoleh kapasitas angkut maksimum limestone pada belt conveyor ini adalah 841.49 ton/jam dengan kecepatan maksimum belt 2.5 m/s ditinjau dari lebar belt , sedangkan kapasitas yang diinginkan adalah 600 ton/jam. Kapasitas yang diinginkan lebih kecil dari kapasitas maksimum, sehingga belt conveyor ini dapat mengangkut material dengan kapasitas 600 ton/jam tanpa melakukan modifikasi terhadap lebar belt .  Dengan  mengurangi  kecepatan belt ,  kapasitasnya  dapat  diubah  menjadi  600  ton/jam.  Disamping memperhitungkan  lebar belt ,  komponen  lain  yang  harus  diperhitungkan  adalah  daya  motor.  Dari  hasil perhitungan,  diperoleh  daya  yang  dibutuhkan  untuk  mengangkut limestone dengan  kapasitas  600 ton/jam adalah 126.802 kWatt, sedangkan daya motor yang tersedia adalah 110 kWatt. Daya motor yang dibutuhkan  lebih  besar  dari  daya  motor  yang  tersedia,  sehingga  daya  motor  yang  ada  sekarang  harus dinaikkan menjadi 130 kWatt untuk mengangkut limestone dengan kapasitas 600 ton/jam. Komponen selanjutnya adalah gearbox , daya gearbox yang tersedia adalah 77 kWatt, sedangkan daya yang dibutuhkan belt untuk mengangkut material 600 ton/jam adalah 152.162 kWatt. Namun, variasi daya gearbox di  pasaran  terbatas,  sehingga  daya gearbox ini  dapat  disesuaikan  dengan gearbox yang tersedia  di  pasaran  dengan  cara  memilih gearbox yang  dayanya  mendekati  152.162  kWatt.  Untuk memperoleh  kecepatan  1.783  m/s  ada  2  cara:  pertama,  bisa  dengan  mengganti drive pulley dengan diameter  yang  lebih  besar,  dimana,  dari  hasil  perhitungan  diperoleh  diameter drive  pulley 649.3  mm. Kedua,  dengan  mengganti  rasio gearbox ,  dari  hasil  perhitungan  diperoleh  rasio gearbox adalah 1500/54.62. Karena gearbox nya juga akan diganti, maka untuk menghemat biaya, sebaiknya yang diubah adalah rasio gearbox .

## DAFTAR PUSTAKA
[1]. Rudenko, N., Materials Handling Equipment, Mir Publishers, Moscow, 1986.
[2]. Partanto,  P.,  Pemindahan  Tanah  Mekanis,  Bandung:  Teknik  Pertambangan  Institut  Teknologi Bandung. 1989.
[3]. R.  Raharjo,  Rancang  Bangun  Belt  Conveyor  Trainer  Sebagai  Alat  Batu  Pembelajaran,  Jurnal  Teknik Mesin. vol. 4, no. 2, 2013.
[4]. Conveyor Equipment Manufacturer Association (CEMA), Belt Conveyor for Bulk Material, USA, 2020.
[5]. Thursby, Harry, Conveyor Belt Technology, Germany: Trans Tech Publications, 1985.
[6]. Sularso, Dasar Perancangan dan Pemilihan Elemen Mesin, PT. Pradnya Paramitha, Jakarta, 1983.
[7]. Raja Hendriko Barus, Analisis Kinerja Belt Conveyor untuk Optimalisasi Pengangkutan Bijih Nikel di PT. Aneka Tambang Tbk UBPN Pomala, Jurnal JP., Vol. 1, no. 4, 2017.