Analisa Perhitungan Pada Sabuk Perbandingan Hasil Manual Dengan Menggunakan Sofware ANSYS14

4.6 Analisa Perhitungan Pada Sabuk

Data yang di peroleh adalah : Produksi = Piramid Mark Persada Berat jenis material Silika = 240 kgm Lebar belt = 1200 mm 3 Diameter drum pully = 700 mm panjang belt = 450 m Kapasitas jalan = 200 tonjam Sudut idler = 30° Factor gesekan = 0,020 Putaran motor n 1 Putaran yang di transmisikan n = 1450 rpm 2  Kecepatan Sabuk belt : = 37,3 rpm V = 60 2 14 , 3 xdxn = 60 3 , 37 7 , 14 , 3 x x = 1,46 ms = 87,61 mmin  Menghitung Berat Material Wm Berat material silika permeter belt : Q = qV q = V Q s Kg x 3600 1000 46 , 1 200 = 05 , 38 = Kgm  Menghitung Berat Belt Wb Berat Belt perstuan panjang Wb = 1,1 B δi + δ1 + δ2 = 1,1 1,2 m [4 1,4 + 1,5 + 1,0] Universitas Sumatera Utara = 13,58 kgm = 135,82 Nm Dimana : B = 1200mm = 1,2 m I = 4 didapat dari survey lapangan

4.7 Analisa Tahanan Dan Tegangan Pada Sabuk

Beban-beban yang diterima oleh sabuk adalah beban yang terdiri dari muatan yang diangkut, berat sabuk itu sendiri, serta tahanan-tahanan yang terjadi pada sistem konveyor sabuk. Pada sistem konveyor sabuk terdapat tahanan- tahanan yang terjadi pada bagian sabuk yang mengangkut beban dan juga pada bagian sabuk yang tidak mengangkut beban serta bagian lengkungan sabuk.

4.7.1 Analisa Tahanan Gerakan Pada Konveyor Sabuk

Ketika sabuk bergerak terjadi tahanan-tahanan yang disebabkan oleh : 1. Gesekan antara sabuk dengan idler 2. Akibat lengkungan yang terjadi pada puli 3. Gesekan antara sabuk dengan landasan diam Stasionary runway Tahanan yang terjadi akibat gesekan antara sabuk dengan idler pada konveyor sabuk dibagi atas tahanan bagian pembebanan dan tahanan pada bagian idler kembali tanpa beban, kesemua tahanan itu dapat dirumuskan sebagai berikut : 1. Untuk berat bermuatan pembebanan H W q L W W q q b m l b m beban total + ± + + = ϖ 2. Tahanan pada bagian kembali tanpa muatan adalah : . ϖ L Wl Wb q total i + = 3. Berat muatan persatuan panjang sabuk Universitas Sumatera Utara γ .       = a i q m Dimana : Berat jenis muatan γ = 240 kgm Panjang lintasan L = 225 m 3 Berat dari material tumpukan permeter q = 38,05 kgm Berat sabuk Wb = 13,85 kgm Kapasitas angkut Q = 200 tonjam Berat roller idler Wl total Jarak antara muatan pada sabuk a = m = 23,33 kgm Koefisien dari resistan dari sabuk pada roller ϖ ’ = 0,04 Tinggi tumpukan = 0,15 m Tabel 4.5. Faktor resistan untuk idler pada roller bearings Operation Condition Characteristic of the operating condition Factor ϖ ’ for idler Flat Troughing Favourable Operation in clean, dry premises in the absence of abrasive dust 0,018 0,020 Medium Operation in heated premises in the presence of a limited amount of abrasive dust, normal air humidity. 0,022 0,025 Adverse Operation in unheated premises or out- of-doors; large amount of abrasive dust, excerssive moisture or other factor present adversely affecting the operating of beatings 0,035 0,040 Berat muatan persatuan panjang q = γ a i i = 240 05 , 38 a i = 0,1585a Universitas Sumatera Utara Maka : qm = γ       a i qm = 240 1585 ,       a qm = 38,05 kgm Untuk berat bermuatan pembebanan q beban = 669,29 kg = 6563,72 N = 38,05 + 13,85 + 23,33 225 m .0,04 – 38,05 + 13,85 0,15 Tahanan pada bagian kembali tanpa muatan adalah : q i = 334,62 kg = 3381,6 N = 13,85+ 23,33 225 x 0,04 Tahanan yang terjadi akibat gesekan antara sabuk dengan landasan diam stationary runway dapat dirumuskan sebagai berikut: q beban ’ = q m + W b µ [L + H] Dimana : µ = Faktor gesekan = 0,020 Maka : q beban q ’ = 38,05 + 13,85 [225 x 0,020 + 0,12] beban

4.7.2 Analisa Tegangan Sabuk

’ = 241,33 kg = 1450,55 N Dalam menghitung tegangan sabuk dari sebuah sistem konveyor sabuk digunakan rumus sebagai berikut : S i = S i-l + W Dimana : i-lto-i S i dan S i-l W = Tegangan sabuk pada titik i-l dan i N i-lto-i = Tahanan sabuk diantara titik N Universitas Sumatera Utara Gambar 4.14 Distribusi gaya tarik pada sabuk Tegangan sabuk pada sisi 1, dimana sabuk bergerak meninggalkan puli diasumsikan sebagai tegangan sisi kendur S sl , dan sebaliknya tegangan sabuk pada titik 4 diasumsikan sebagai tegangan sisi ketat S st Dengan menggunakan persamaan diatas dapat ditemukan dengan rumus, . Tegangan pada titik 2 dapat dicari, yaitu : S 2 = S 1 + q Dimana 1,2 q 1,2 Maka : = qi= Tahanan tanpa muatan = 334,62 kg S 2 = S 1 Tegangan sabuk pada titik 3 +334,62 kg S 3 = S 2 + W S curv 3 = S 2 + kS 2 S 3 = 1 + k.S 2 Maka : ………….dimana K = 1 + k S 3 = K S 2 Dalam hal ini K 1 dalam prakteknya K = 1,05 – 1,07, maka dipilih K = 1,07 Universitas Sumatera Utara Jadi : S 3 = 1,07 S 1 S + 333,92 kg 3 = 1,07S 1 Tegangan sabuk dititik 4 + 338,27 kg S 4 = S 3 + W 3,4 ……………dimana : W 3,4 =0,5 q beban x 0,5 q beban’ S 4 = 1,07 S 1 = 1,07 S +334,62 kg + [0,5x669,29 + 0,5x241,33] 1 S + 790,99 4 = 1,07 S 1 Dari hukum Euler dimana tidak terjadi slip antara sabuk dan puli maka berlaku persamaan : + 790,99 S t ≤ S sl µα e Dimana : S t dan S sl = Tegangan sabuk pada sisi ketat dan kendur kg α = Sudut belit sabuk e = Bilangan neprian dengan fungsi logaritma = 2,718 µ = Faktor gesekan antara sabuk dan puli Untuk sudut belit sabuk sebesar α = 240 µ dan puli dibalut dengan karet rubber laggned dengan kondisi operasi normal maka harga = 0,020 maka : µα e = 4,33 St = S 4 ≤ S sl . µα e Sehingga diperoleh tegangan sabuk pada sisi ketat : S sl . µα e = S sl. =4,33 S 4,33 1 Dari persamaan 3 dan 4, diperoleh : 4,33 S 1 ≥ S 4 4,33 S 1 ≥ 1,07 S 1 3,26S + 790,99 kg 1 ≥ 790,99 kg S 1 = 242,63 kg Universitas Sumatera Utara Dari persamaan 1 diperoleh : S 2 = S 1 S +334,62 kg 2 S = 242,63 +334,62 kg 2 Dari persamaan 2 diperoleh : = 577,25 kg S 3 = 1,07S 1 S + 338,36kg 3 S = 1,07242,63 + 338,27 kg 3 Dari persamaan 3 diperoleh : = 597,88 kg S 4 = 1,07 S 1 S + 790,99kg 4 S = 1,07 242,63 + 790,99 kg 4 Dari perhitungan diatas dapat diketahui tegangan sisi ketat sebesar 1050,60 kg sedangkan sisi kendurnya 242,63 kg, sehingga dengan perhitungan diperoleh : = 1050,60 kg S 1 S = 242,63 kg 2 S = 577,25 kg 3 S = 597,88 kg 4

4.7.3 Pemeriksaan Kekuatan Sabuk

=1050,60 kg Setelah dimensi, bahan dan beban yang terjadi pada sabuk diketahui, kekuatan sabuk perlu diketahui dengan menentukan faktor keamanannya. i B FK S K maks ti = Universitas Sumatera Utara Dimana : K ti B = Lebar sabuk = 1200 mm = 1.2 m = Kekuatan tarik izin sabuk persatuan lebar kgm S maks FK = Faktor keamanan dipilih 9,5 untuk perawatan yang teratur dan = Gaya tarik maksimum yang diterima sabuk = 1050,60 kg Kondisi operasi maksimum. i = Jumlah lapisan sabuk = 4 Jadi kekuatan tarik izin sabuk adalah : i B FK S K maks ti = 4 2 , 1 5 , 9 60 , 1050 = ti K ti K = 2079,31 kgm = 20391,79 Nm² Dari hasil perhitungan diatas, terlihat bahwa kekuatan tarik izin sabuk lebih kecil dari pada kekuatan tarik sabuk yang digunakan yaitu jenis Syntetis, yang mempunyai kekuatan tarik persatuan lebar sebesar 353052 Nm².

4.7.4 Perhitungan Daya Motor P

Kw 25,13 33,62 33000 02 , 479 . 57 , 2316 33000 v . Smak P = = = = Dalam perhitungan spesifik pada Belt Conveyor pada PT TOBA PULP LESTARI Tbk didapat daya minimum motor penggerak yaitu sebesar 30 Kw. Hasil perhitungan ini berbeda jauh dengan keadaan lapangan dimana daya yang terpakai sekitar 25,13Kw. Permasalahan yang terjadi dilapangan adalah terjadi kondisi jalan yang kurang normal pada belt. Hal ini disebabkan oleh Universitas Sumatera Utara terjadinya kelebihan daya pada motor penggerak sekitar 0,24. Dan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu : - Naiknya temperatur pada motor sehingga kinerja penggerak tidak maksimal - Putusnya belt akibat adanya material tajam yang menyangkut pada belt, seperti besi - Kurangnya pelumasan pada pulley sehingga gesekan terlalu besar

4.8 Analisa Simulasi Tegangan Sabuk Menggunakan ANSYS 14

Dalam simulasi ini sofware yang digunakan adalah Ansys 14, sofware ini merupakan salah satu sofware yang sangat populer dikalangan enginer, dimana sofware ini mampu melakukan analisa beban, pengaruh temperatur, deformasi, tegangan pada truss dan sebagainya. Dan simulasi yang dilakukan pada skripsi ini bertujuan untuk mengetahui distribusi tegangan yang terjadi pada akibat dari perlakuan yang diterima ole belt. Pada simulasi ini panjang belt yang diambil bagian 10cm dikarenakan beban yng diterima oleh belt sepanjang lintasan adalah sama. Adapun langkah- langkah untuk mensimulasikan sabuk adalah sebagai berikut

4.8.1 Langkah Awal Simulasi

Adapun tahapan – tahapan yang dilakukan untuk menganalisa sabuk pada conveyor dimulai dengan langkah awal berikut ini : 1. Import Geometry Proses awal dari pemodelan Geometri dibuat disolidwork sperti pada gambar berikut ini : Universitas Sumatera Utara Gambar 4.15 Tampilan Geometry Solidwork 2. Import Parasolid Kemudian import Parasolid, pihih file seperti pada gambar berikut : Gambar 4.16 Tampilan Hasil Import Geometry Universitas Sumatera Utara

4.8.2 Menentukan Tipe Element

Dalam menentukan karakteristik tipe element dilakukan dengan langkah proses sebagai berikut: Preprocessor Element type Addeditdelete Pada jendela pilih add dan pilih solid 187 Gambar 4.17 Tampilan Tipe Element

4.8.3 Menentukan Real Constant

Adapun langkah untuk menentukan material real constant pada ansys 14 yaitu: Klik Preprocessor Real constant Addeditdelete Pada jendela klik add type 1, Ok Universitas Sumatera Utara Gambar 4.18 Tampilan Real konstant

4.8.4 Memasukkan Material

Adapun langkah yang dilakukan dalam memasukkan material adalah sebagai berikut : Klik Material Props Structural Elastis Isotrpic, isi EX dan PRXY Gambar 4.20 Tampilan Proses Pemasukan Material Universitas Sumatera Utara

4.8.5 Membuat MESH

Proses mesh adalah proses pembagian model menjadi elemen – elemen kecil. Pada proses ini ukuran mesh sangat mempengaruhi hasil dalam analisa dalam hal ini tidak dibahas lebih lanjut mengenai ukuran tersebut dikarenakan keterbatasan system computer yang digunakan.dalam langkah ini proses menerapkan mesh ialah: Preprocessor Meshing Meshing tool Pada jendela pilih smart size, global-set Klik mesh, isi size =100, OK, seperti pada gambar dibawah ini: Gambar 4.20 Tampilan Proses Meshing Material 1. Kondisi Pembebanan Adapun proses pembebanan yang dilakukan dengan langkah sebagai berikut: klik Solution Apply Structural Displacement Pilih tepi geomtri lobang, klik all dof Universitas Sumatera Utara Gambar 4.21Tampilan Pembebanan 2. Gaya Dalam mentukan gaya yang diberikan dengan cara sebagai berikut: Klik Solution Structural Pressure On area Pilih area tengah, OK Masukkan nilai 100 N, OK Pilih area miring , OK masukkan 50 N, OK Gambar 4.22 Tampilan Gaya Universitas Sumatera Utara

4.8.6 SOLVING Untuk memulai simulasi, maka di klik

Klik Solution Solve Current LS OK Akan dihitung dan jika berhasil akan tampak “SOLUTION DONE” seperti pada gambar berikut Gambar 4.23 Tampilan Proses Solving

4.8.7 Menampilkan Hasil

Adapun langkah untuk menentukan hasil dari simulasi adalah sebagai berikut: 1. klik General PosProc Contour plot Nodal solution, selanjutnya pada jendela pilih Stress Von misses Apply Universitas Sumatera Utara Gambar 4.24 Tampilan hasil Simulasi 2. Untuk menunjukkan perpindahan perpindahan pada ansys 14 ialah dengan langkag sebagai berikut: Klik General PosProc Contour plot Nodal solution, selanjutnya pada jendela pilihd of solution Displacement vector usum . Apply Gambar 4.25. Tampilan Displacement Universitas Sumatera Utara 3. Letak titik kritis Menu plot control Numbering Node number ON Zoom pada gambar sehingga: Gambar 4.26 Tampilan Distribusi Tegangan Dari hasil simulasi diatas diperoleh bahwah tegangan maksimum pada kasus ini terletak disekitar antara node 311-327 yang nilainya sebesar 11155,8 Nm².dan pada area ini akan terjadi kerusakan bila diberi beban yang berlebihan.

4.8.8 Interprestasi dan Evaluasi Hasil

Dari hasil yang telah diperoleh maka didapatkan distribusi perpindahan dan tegangan dari struktur sabuk. Sehingga dapat dicari dan di ketahui bagian – bagian belt yang mengalami tegangan kritis. Hasil – hasil ini kemudian diinterprestasikan terhadap sasaran target pekerjaan desain yang telah ditentukan, yaitu dengan melakukan evaluasi terhadap aspek – aspek keamanan Universitas Sumatera Utara dan kekuatan struktur. Aspek – aspek keamanan atau kekuatan struktur akan dievaluasi terhadap kegagalan statik. Secara mendasar kegagalan failure dari suatu struktur dinyatakan bila struktur tidak dapat berfungsi lagi dengan baik untuk menerima pembebanan sesuai dengan yang direncanakan. Ada 2 tipe kriteria kegagalan akibat pembebanan statik, yaitu: 1. Deformasi Plastis Merupakan jika material dari struktur sudah mengalami deformasi plastis karena sudah melewati batas tegangan atau regangan luluh yield point material. 2. Patah atau Rusak Merupakan bila material dari struktur tersebut sudah patah atau sudah melewati batas teganagn maksimum yang diijinkan material.

4.8.9 Analisa Kekuatan Sabuk Berdasarkan Teori Kegagalan

Dengan suatu pengetahuan hanya pada tegangan yield dari suatu material, teori kegagalan ini memprediksikan ductile yielding dibawah suatu kombinasi pembebanan dengan akurasi lebih baik daripada teori – teori kegagalan yang lainnya. Teori kegagalan ini sering dikenal dengan teori kegagalan Von Misses. Teori kegagalan ini di analisa pertama kali melalui tegangan octahedral, sehingga disebut sebagai teori kegagalan octahedral maksimum yang menyatakan luluh akan terjadi bila tegangan maksimum ochedral yang terjadi melebihi harga limit yang diketahui melalui hasil tes tarik material dengan beban standar 2 Sy terjadi ≤ σ Universitas Sumatera Utara Sy merupakan yield strength yakni nilai kekalahan dari bahan.Nilai yield strength pada bahan belt conveyor adalah 15 Mpa maka: 2 6 75 75 2 150 2 Sy m N E Mpa = = = Agar material tidak terjadi kegagalan maka tegangan maksimum yang terjadi tidak boleh melebihi tegangan von misses 75 E 6 Nm² dan dari perhitungan didapat tegangan maksimum terjadi sebesar 78 E N m² maka kondisi ini dikatakan tidak aman.

4.9 Perbandingan Hasil Manual Dengan Menggunakan Sofware ANSYS14

Dari hasil perhitungan manual yang didapat penulis adalah sebagai berikut, tegangan yang terjadi pada belt τ m = 1050,60 Kg = 10303,23Nm² dan hasil dari perhitungan ansys 14, diperoleh τ m = 11155,8 Nm² Perbandingan antara tegangan yang terjadi lebih kecil dari pada tegangan yang diizinkan τ τ i . Jadi, dapat disimpulkan bahwa perhitungan dengan menggunakan software hampir mendekati perhitungan manual. Universitas Sumatera Utara

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari proses analisis yang dilakukan terhadap perusahaan, data-data belt conveyor dan wheel loader yang dianalisis, maka didapatkan suatu kesimpulan bahwa 1. Tujuan umum dari penulisan skripsi ini adalah tentang penerapan preventive maintenance pada perusahaan guna untuk mencegah kerusakan pada mesin peralatan terjadi secara dini, serta mencari masalah masalah yang terjadi pada mesinperalatan khusunya mesin pemindah bahan yaitu belt conveyor dan wheel loader serta memberikan solusi perbaikan. 2. PT. Toba Pulp Lestari melaksanakan preventive maintenance berupa inspeksi secara berkala yaitu daily, weekly, monthly, dan yearly . 3. Adapun kegiatan Preventive Maintenance yang dilakukan pada perusahaan adalah : a. Oiling Oiling adalah tindakan pemberian oli terhadap komponen-komponen bergerak, penggunaan oli pada umumnya untuk bagian-bagian peralatan yang tertutup seperti gearbox. Pemberian oli terdiri dari penggantian dan penambahan. Jenis oli yang digunakan setiap peralatan tidak ada yang sama tergantung pada kondisi kerja peralatan tersebut Universitas Sumatera Utara