BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Dalam bab ini dibahas langkah pengukuran kapasitas Q dari belt conveyor dengan material transfer pasir, pada berbagai tingkat kecepatan v belt
conveyor , ukuran butiran γ dan kelembaban w
N
material pasir.
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Studi penelitian ini dilakukan di Laboratorium PT.WIKA BETON di Jl.Binjai KM 15,5 Diski Medan, selama kurun waktu lebih kurang 2 minggu.
3.2 Peralatan dan Bahan Pengujian 3.2.1 Peralatan Pengujian
Peralatan yang digunakan dalam pengujian ini adalah bebrapa peralatan yang sudah tersedia di lokasi pengujian yakni di PT.WIKA BETON. Beberapa
peralatan tersebut adalah sebagai berikut :
1. Prototype Belt conveyor
Prototype Belt Conveyor yang dilengkapi dengan motor listrik, adalah peralatan yang paling utama sebagai objek penelitian yang dilakukan. Prototype
belt conveyor digunakan sebagai alat untuk mentransfer pasir yang dituang dari hopper, dan kemudian diuji karakteristiknya.
Panjang belt : 7,6 m Lebar belt : 0,32 m
Tebal : 0,004 m
Gambar 3.1 Prototype Belt Conveyor
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2 Konstruksi Belt Conveyor Keterangan gambar :
A : Conveyor length = 7,6 metres B : Belt width
= 0,32 metres C : Conveyor height = 0,80 metres
Drive type = 113 mm
Drive Power = 0.37 kw
Maximum load = 25 kgm
2. Penyaring screen,
Screen digunakan untuk menyaring pasir, sehingga didapatkan ukuran butir yang diinginkan. Screen yang digunakan dalam pengujian ini ada beberapa
jenis ukuran mesh untuk memproleh ukuran butir pasir yang kita inginkan tadi.
Gambar 3.3 Screen
Universitas Sumatera Utara
a b
c Gambar 3.4
a Screen untuk butiran pasir kasar dengan no. mesh 16 b Screen untuk butiran pasir sedang dengan no. mesh 36
c Screen untuk butiran pasir halus dengan no. mesh 64
3. Slide Regulator
Slide regulator adalah alat pengatur tegangan output, sehingga besarnya tegangan input yang akan digunakan dapat disesuaikan. Slide Regulator yang
bekerja sesuai dengan hukum Ohm, digunakan untuk mengatur voltase motorsebagai penggerak belt conveyor sehingga didapatkan kuat arus yang tinggi
dan menghasilkan torsi pada poros, shingga mengakibatkan terjadinya putaran motor belt conveyor sesuai yang di inginkan. Prinsip dasarnya, tegangan masuk
dari accumulator ke slide regulator kemudian pada slide regulator terdapat switch penunjuk skala tegangan yaitu 0, 20V, 40V, 60V dan seterusnya sampai 240V.
Pada motor, tegangan yang diberikan adalah konstan sehingga dengan demikian arus, daya, dan putaran yang dihasilkan adalah konstan. Dan besarnya nilai input
dapat kita sesuaikan dengan kebutuhan, dengan memutar tombol skala tegangan tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Spesifikasi slide regulator : -
Range voltase 0-25, -
Voltase maksimum 250 volt, -
arus 5 kVA, -
merek OKI
Gambar 3.5 Slide Regulator
4. Alat Ukur PutaranTachometer
Tachometer berfungsi
untuk mengukur
kecepatan putaran.
Jenis Tachometer yang digunakan dalam pengujian ini adalah Tachometer Digital. Pada Tachometer digital digunakan sinar infra merah, yang diarahkan ke poros
pada puli belt conveyor dan hasil pengukuran akan tertera pada layar. Jenis yang lain adalah Tachometer Mechanic dengan sensor berupa sensor mekanik. Sensor
ditempelkan pada titik pusat putar poros atau benda yang berputar, hasil pengukuran dibaca pada skala yang ditunjukkan oleh jarum. Tetapi pada
pengujian ini digunakan hanya Tachometer Digital, karena lebih mudah dalam pengambilan data. Gambar berikut adalah Tachometer Digital yang digunakan.
Spesifikasi Tachometer Digital : - 5 to 100,000 RPM
- merek Lutron DT-2234B Digital Tachometer
Gambar 3.6 Tachometer Digital
Universitas Sumatera Utara
5. Wadah Penampung, Wadah penampung digunakan untuk menampung material uji yang di
angkut belt conveyor. Wadah yang digunakan adalah drum plastik, yang diletakkan dibawah ujung arah kerja belt conveyor.
6. Timbangan Digital Timbangan Digital digunakan untuk mengukur kadar air dan kelembaban
material uji. Gambar berikut adalah Timbangan Digital yang digunakan dalam pengujian.
Spesifikasi : -
merek : Setra -
kapasitas : 1 gr – 10 kg -
power operasi : DC 12 Volt - power AC : 220 Volt
Gambar 3.7 Timbangan Digital
7. Alat Ukur WaktuStopwatch
Alat ukur waktu yang digunakan dalam pengujian ini adalah stopwatch. Berikut adalah jenis alat ukur waktu yang digunakan.
Spesifikasi : - Water resistant
- 1 100 second timing - Long-life 1.5v alkaline battery
- merek : Oregon
Gambar 3.8 Stopwatch
Universitas Sumatera Utara
3.2.2 Material Uji
Material uji yang digunakan adalah pasir dengan berbagai ukuran butir dan kelembaban. Pemisah butir menurut ukurannya dilakukan dengan menggunakan
ayakan screen. Pengujian dilakukan dengan menggunakan 3 macam ukuran butir pasir.
Tabel 3.1 Batas-batas ukuran butir
Sumber : http:elearning.gunadarma.ac.id
1. Pasir kasar, dipisahkan dengan menggunakan screen dengan nomor
mesh 20, dan ukuran butir 2-0,6 mm.
Gambar 3.9 Pasir kasar dengan nomor mesh 16
Tipe Perkiraan ukuran butir mm
Kerikil Cobbles Kerikil kasar
Kerikil sedang Kerikil halus
Pasir kasar Pasir sedang
Pasir halus Lanau kasar
Lanau sedang Lanau halis
Lempung 200-60
60-20 20-6
6-2 2-0,6
0,6-0,2 0,2-0,06
0,06-0,02 0,02-0,006
0,006-0,002 Kurang dari 0,002
Universitas Sumatera Utara
2. Pasir sedang, dipisahkan dengan menggunakan screen dengan nomor
mesh 40, dan ukuran butir 0,6-0,2 mm.
Gambar 3.10 Pasir medium dengan nomor mesh 36
3. Pasir halus, dipisahkan dengan menggunakan screen dengan nomor
mesh 60, dan ukuran butir 0,2-0,06 mm.
Gambar 3.11 Pasir halus dengan nomor mesh 64
3.3 Asumsi – Asumsi Yang Digunakan Pada Pengujian
Untuk menganalisis data-data pengujian maka asumsi-asumsi yang digunakan adalah :
1. Massa yang dipindahkan dianggap konstan.
2. Tekanan udara adalah 1 atm, pada temperatur kamar.
Universitas Sumatera Utara
3.4 Variabel -Variabel Yang Digunakan
Berdasarkan tujuan teori dasar pengujian maka variabel-variabel yang akan diukur adalah sebagai berikut :
1. Ukuran butir pasir
2. Kelembaban pasir pada berbagai ukuran butiran, kasar : 0,6 mm –
2 mm, medium : 0,2 mm - 0,6 mm, dan halus : 0,06 mm – 0,2 mm. 3.
Panjang lintasan tempuh S belt conveyor. 4.
Lamanya waktu t yang dibutuhkan pada saat material dicurahkan dari Hopper sampai material terangkut habis oleh belt conveyor dan
dimasukkan kedalam mixer untuk pengadukan komposisi beton. 5.
Kecepatan belt conveyor V yang dapat dicapai pada jenis beban yang bervariasi.
6. Putaran sudu Hopper n dan kapsitas curah Hopper Q
h
. 7.
Kapasitas belt conveyor Q
3.5 Prosedur Pengujian Pengujian dilakukan dengan sudut kemiringan belt conveyor
β = 0° dengan 3 variasi nilai bulk weigth
γ pasir berdasarkan pada besar butirannya. Nilai bulk weigth
γ pasir butiran kasar : 0,79 tonm³, butiran medium 1,4 tonm³ dan butiran halus yaitu 1,6 tonm³.
Langkah pengujian : 1.
Terlebih dahulu lakukan proses screening pada meterial uji pasir untuk mendapatkan ukuran yang diinginkan.
2.
Hitung massa pasir dengan menggunakan timbangan digital.
3. Slide regulator dan accumulator disiapkan untuk mengatur putaran
pada motor penggerak dan pada motor sudu hopper.
4. Kemudian voltase slide regulator diatur sehingga didapatkan putaran
dan kecepatan belt yang diinginkan. Kecepatan belt dihitung dengan
persamaan V = St
Universitas Sumatera Utara
5. Material uji pasir dialirkan sampai habis keseluruhan dan diukur
waktunya dengan stopwatch, bersamaan dengan itu putaran sudu pada Hopper n dan panjang lintasan S yang ditempuh belt dicatat.
6. Waktu yang dibutuhkan untuk memindahkan seluruh material uji pasir
dicatat dengan stopwatch dan digunakan untuk menghitung kapasitas aliran.
7. Kapasitas aliran dihitung dengan persamaan Q = mt, dengan m adalah
massa material uji yang dipindahkan dan waktu t pemindahan. 8.
Lakukan percobaan dengan kecepatan V belt berbeda. 9.
Tambahkan air pada masing-masing ukuran butir pasir dengan tingkat kelembaban 12 , 16 dan 18 .
10. Kemudian lakukan percobaan dengan kecepatan yang berbeda pula
seperti percobaan pada pasir kering.
3.6 Skematik Proses Pengambilan Data
Dalam proses pengambilan data, dilakukan dengan mengelompokkan pasir berdasarkan ukuran butir yang telah ditetapkan dengan ukuran mesh yang tertentu
dengan menggunakan ayakan screen. Pengujian dimulai bertahap sesuai dengan ukuran butir dan tingkaat kelembabankebasahannya yang berturut-turut dari pasir
kering dengan pasir kasar, sedang serta halus. Kemudian untuk mengetahui pengaruh kelembaban kebasahan terhadap kapasitas trasnfer belt conveyor, pasir
tersebut diberi air dengan tingkat kelembaban yang bervariasi. Kemudian untuk menguji hasilnya dilakukan pembahasan dan analisa data hasil pengujian. Untuk
lebih jelasnya langkah-langkah pengujiannya dapat dilihat pada flowchart berikut ini :
Universitas Sumatera Utara
Mulai
Penumpukan pasir
Pasir Kasar 2-0,6 mm
Pasir sedang 0,6-0,2 mm
Pasir halus 0,2-0,06 mm
Pengelompokan pasir berdasarkan ukuran butir dengan proses screening
Pengambilan waktu dt, putaran hopper n dan panjang lintasan m untuk dapat menghitung kapasitas transfer belt conveyor
Perhitungan kecepatan V mdt
dan Kapasitas transfer
Belt Conveyor Q kgdt
Perhitungan kecepatan V mdt
dan Kapasitas transfer
Belt Conveyor Q kgdt
Perhitungan kecepatan V mdt
dan Kapasitas transfer
Belt Conveyor Q kgdt
Analisa dan pembahasan hasil pengujian pasir kasar
kering Analisa dan pembahasan
hasil pengujian pasir medium kering
Analisa dan pembahasan hasil pengujian pasir halus
kering
1. Flowchart pengujian pasir berdasarkan ukuran butir
Tidak
Ya
Ya
Selesai Hasil Kecepatan
dan Kapsitas Belt Hasil Kecepatan
dan Kapsitas Belt Hasil Kecepatan
dan Kapsitas Belt Semakin besar nilai n,
maka dt semakin kecil
Universitas Sumatera Utara
Mulai
Penumpukan pasir
Pasir Kasar 2-0,6 mm
Pasir sedang 0,6-0,2 mm
Pasir halus 0,2-0,06 mm
Pengelompokan pasir berdasarkan ukuran butir dengan proses screening
Penambahan dan Perhitungan tingkat kelembaban pasir W
N
=
100 ker
ker ×
− ing
Berat ing
berat Beratbasah
2. Flowchart pengujian pasir berdasarkan tingkat kelembaban
Tidak Ya
W
N
Pasir kasar lembab
W
N
Pasir sedang lembab
W
N
Pasir halus lembab
18 12
16
W
N
= 12, 16, 18
18 12
16 18
12 16
Perhitungan kecepatan V mdt dan
Kapasitas transfer Belt Conveyor
Q kgdt
Perhitungan kecepatan V mdt dan
Kapasitas transfer Belt Conveyor Q kgdt
Perhitungan kecepatan V mdt dan
Kapasitas transfer Belt Conveyor Q kgdt
Analisa dan pembahasan hasil pengujian pasir
kasar lembab Analisa dan pembahasan
hasil pengujian pasir sedang lembab
Analisa dan pembahasan hasil pengujian pasir
halus lembab Hasil Kecepatan dan
Kapsitas Belt Conveyor Hasil Kecepatan dan
Kapsitas Belt Conveyor
Hasil Kecepatan dan Kapsitas Belt Conveyor
Selesai
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN