Modul 1: Sistem Utama & Prinsip Kerja POLYCOM 93

Dokumentasi teknis resmi mengenai prinsip reduksi ukuran partikel (high-pressure comminution), arsitektur sirkuit hidrolik, sistem pegas hidro-pneumatik (hydro-pneumatic spring), serta batasan keselamatan operasional mesin POLYCOM 93 High-Pressure Grinding Roll (HPGR).

Model Mesin

POLYCOM 93

Kontrak: Krupp Polysius AG No. 08481

Silinder Penekan

4x PLB 500-90

Single-acting plunger berdaya tahan tinggi

Akumulator Pegas

2x Piston N₂

Kapasitas tampung tinggi (Pos. 34.1 & 34.2)

Katup Redaman

NG62/25 M4796.1

Throttle non-return valve asimetris

---

Quick Parameter Badges

Tipe: PLB500-90Silinder: 4 Unit PlungerAkumulator: 2x Piston N2Safety Block: DBDS 10Redaman: NG62/25 M4796.1Bentuk Output: Compacted Cake

---

1. Overview & Prinsip Penggerusan (Grinding Principle)

DIGITAL TWIN & ANIMATED SIMULATION

Gunakan mouse/touch untuk memutar sudut pandang 360°, scroll untuk zoom, klik pin angka Hotspot (1-4) untuk melihat anotasi detail, klik "Simulasikan Beban Kejut" untuk menguji peredaman hidrolik, dan tombol "Mode Bedah 3D" untuk membongkar komponen mesin secara halus via GSAP.

1.1 Mekanisme Reduksi Material (Comminution Mechanism)

POLYCOM 93 dirancang khusus untuk memecah dan menghaluskan material mineral industri yang bersifat rapuh (brittle grinding material). Berbeda dengan mesin peremuk konvensional (impact crushers atau ball mills) yang mengandalkan benturan langsung antar logam dan material, POLYCOM menerapkan mekanisme kompresi partikel dalam lapisan material (comminution under high pressure in a bed of material).

Material dimasukkan secara kontinu ke dalam ruang penggerus di antara dua silinder (roll) masif yang berputar berlawanan arah (contrarotating rolls) di bawah tekanan eksternal yang sangat masif. Gaya kompresi hidro-pneumatik disalurkan menembus lapisan material, memicu keretakan mikro (micro-cracking) antargranul.

Tekanan kompresi efektif pada lapisan material (material bed pressure) dirumuskan secara matematis:

$$P_{\text{bed}} = \frac{F_{\text{total}}}{L_{\text{roll}} \cdot s_{\text{gap}}} \quad \left[\frac{\text{N}}{\text{mm}^2} \equiv \text{MPa}\right]$$

Tekanan penggilingan spesifik rata-rata terhadap penampang rol ($P_{\text{spec}}$) dirumuskan:

$$P_{\text{spec}} = \frac{F_{\text{total}}}{D_{\text{roll}} \cdot L_{\text{roll}}}$$

Di mana:

• $F_{\text{total}}$ : Total gaya kompresi hidrolik yang ditransmisikan ($\text{N}$).
• $L_{\text{roll}}$ : Panjang bidang kontak permukaan rol ($\text{mm}$).
• $s_{\text{gap}}$ : Lebar celah operasional rol (grinding gap) ($\text{mm}$).

Keunggulan metode ini meliputi:

• Efisiensi Energi Tinggi: Sebagian besar energi kinetik dan hidrolik langsung diserap untuk peremukan partikel, meminimalkan kerugian termal (energy losses).
• Keausan Minimum (Reduced Wear): Bidang kontak logam roll terlindungi oleh bantalan partikel material padat, menekan abrasi permukaan roll.
• Karakteristik Produk Seragam: Material yang keluar melalui celah roll mengalami fraksionasi total dan keluar dalam bentuk lembaran padat terkompresi yang disebut compacted cake (tightly packed compacted cake).

1.2 Konfigurasi & Peran Roll: Fixed Roll vs Floating Roll

Dua roll masif pada sistem POLYCOM 93 memiliki peran kinematik yang berbeda:

1. Fixed Roll (Roll Statis):

   • Housing bearing dari Fixed Roll dibaut mati secara permanen (rigidly bolted) pada rangka struktural utama mesin.
   • Berfungsi sebagai landasan tumpuan reaksi gaya kompresi utama.

2. Floating Roll (Roll Dinamis / Bergerak):

   • Housing bearing Floating Roll bertumpu pada rel panduan dan posisinya dapat bergeser maju-mundur secara aksial/radial terhadap rangka mesin.
   • Tekanan penekan hidrolik ditransmisikan secara langsung melalui Floating Roll ke lapisan material.
   • Selama operasi penggerusan, Floating Roll bergerak menyesuaikan posisinya secara dinamis (continuously changes its position) guna mengakomodasi variasi laju umpan, fluktuasi ukuran butir, maupun sifat kekerasan material yang masuk secara tiba-tiba tanpa merusak struktur mekanis.

---

2. Arsitektur Sistem Hydro-Pneumatic Spring

SIMULASI DIGITAL TWIN PEGAS HIDRO-PNEUMATIK

Gunakan mouse untuk memutar sudut pandang 360°, dan klik tombol "SIMULASIKAN SHOCK LOAD" untuk mengamati respon instan silinder plunger PLB 500-90 mendesak oli ke akumulator N₂ melalui katup cekik M4796.1 secara asimetris.

Sistem penekan hidrolik POLYCOM 93 tidak hanya menyuplai gaya tekan geser, namun juga berfungsi sebagai sistem pegas hidro-pneumatik (hydro-pneumatic spring system) dengan kemampuan redaman dinamis.

2.1 Komponen Hidrolik Utama

Sistem hidro-pneumatik terdiri atas rangkaian komponen bertekanan tinggi terintegrasi:

• 4 Unit Single-Acting Plunger Cylinders (Pos. 45.1 s/d 45.4):
  • Tipe silinder hidrolik masif PLB500-90.
  • Terpasang dua unit pada masing-masing balok peredam tekanan (pressure absorption beam), menekan langsung pelat tumpu (thrust plates) pada bearing blocks Floating Roll.
  • Total gaya dorong silinder penekan dihitung berdasarkan luas penampang plunger $A_{\text{plunger}}$:

$$F_{\text{total}} = 4 \cdot A_{\text{plunger}} \cdot P_o = 4 \cdot \left(\frac{\pi \cdot d_{\text{plunger}}^2}{4}\right) \cdot P_o = \pi \cdot d_{\text{plunger}}^2 \cdot P_o$$

Dengan diameter nominal torak silinder $d_{\text{plunger}} = 500\text{ mm}$ (tipe PLB 500-90), luas penampang efektif silinder tunggal:

$$A_{\text{plunger}} = \frac{\pi \cdot (500\text{ mm})^2}{4} = 196.349{,}54\text{ mm}^2 \approx 0{,}19635\text{ m}^2$$

• 2 Unit Piston Accumulators (Pos. 34.1 & Pos. 34.2):
  • Akumulator tipe piston berdaya tampung tinggi, dialokasikan 1 unit untuk sisi kiri dan 1 unit untuk sisi kanan mesin.
  • Kompartemen atas akumulator diisi gas Nitrogen murni ($N_2$) sebagai media pegas elastis, sedangkan kompartemen bawah terhubung langsung dengan sirkuit oli silinder melalui saluran oli integral (common oil channel) pada balok penyerap tekanan.
  • Kompresi gas Nitrogen mengikuti persamaan gas polytropik:

$$P_v \cdot V_v^\kappa = P_o \cdot V_o^\kappa = \text{konstan} \quad (\kappa = 1{,}4 \text{ untuk gas } \text{N}_2)$$

• Throttle Block Non-Return Valve (Pos. 51):

  • Blok katup pengatur aliran tipe NG62/25 (M4796.1) yang dipasang pada jalur transmisi oli di antara plunger cylinder dan akumulator piston.

• Accumulator Safety Block (Pos. 47):

  • Dilengkapi katup pembatas tekanan terintegrasi (pressure relief valve) tipe DBDS 10 (Pos. 48) dan katup cek terkontrol (hydraulically operated check valves) Pos. 49 & Pos. 50 (tipe HRP4 / HRP4V) untuk proteksi lonjakan beban ekstrem dan isolasi sirkuit oli.

2.2 Dinamika Aliran & Arah Kerja Throttle Block

Pergerakan oli antara silinder penekan dan akumulator diatur secara asimetris oleh katup kombinasi tercekik (throttle) dan searah (non-return valve) pada Pos. 51:

[ Lonjakan Beban Roll ] ──> Plunger Cylinder mendesak oli ──> [ ALIRAN BEBAS / UNTHROTTLED ] ──> Piston Akumulator naik (N2 terkompresi)
                                                                                                            │
[ Beban Normal Kembali ] <── Plunger Cylinder kembali maju <── [ ALIRAN TERCEKIK / THROTTLED ] <────────────┘

1. Arah Silinder menuju Akumulator (Roll Mendorong Mundur):

   • Saat material keras atau kelebihan umpan memaksa Floating Roll mundur, silinder plunger mendesak oli volume besar keluar.
   • Oli mengalir melewati katup searah nyaris tanpa hambatan / tanpa dicekik (virtually unthrottled) langsung menuju akumulator.
   • Tindakan ini memungkinkan roll membuka secara instan untuk meredam lonjakan tegangan mekanis destruktif pada komponen struktural.

2. Arah Akumulator menuju Silinder (Roll Bergerak Maju):

   • Ketika material telah terlewati, tekanan gas Nitrogen mendesak piston akumulator ke bawah untuk mendorong oli kembali ke silinder plunger.
   • Aliran oli balik ini dipaksa melewati katup cekik yang dapat disetel (adjustable throttle).
   • Efek pencekikan ini meredam laju gerak maju Floating Roll sehingga benturan mekanis keras antar-roll terhindarkan, menjaga kehalusan dan stabilitas putaran mesin (smooth running of the POLYCOM).

---

3. Kalibrasi Celah Penggerusan (Basic Grinding Gap) & Tekanan Gas Nitrogen

Karakteristik elastisitas dan ketahanan kompresi pada POLYCOM 93 dikontrol secara presisi melalui kombinasi pengaturan tekanan pra-pengisian Nitrogen ($P_v$) dan tekanan kerja oli hidrolik ($P_o$).

WARNING

Peringatan Tekanan Hidro-Pneumatik: Pengisian awal gas Nitrogen ($P_v$) hanya boleh diinjeksikan saat tekanan sirkuit oli hidrolik berada pada posisi 0 bar absolut. Piston akumulator wajib berada dan bertumpu sempurna di dasar kompartemen (rests on the accumulator bottom) sebelum gas Nitrogen dimasukkan.

3.1 Karakteristik Pegas: Hard Spring vs. Soft Spring

Tingkat kekakuan respon penekanan Floating Roll ditentukan oleh volume ruang gas sisa saat kondisi kerja tercapai:

Parameter Evaluasi	Konfigurasi Hard Spring (Pegas Kaku)	Konfigurasi Soft Spring (Pegas Lunak)
Tekanan Awal Gas ($P_v$)	Disetel Rendah (low initial filling pressure)	Disetel Tinggi (high initial filling pressure)
Posisi Piston Operasional	Bergerak naik sangat tinggi ke arah kubah atas akumulator	Berada pada posisi lebih rendah / dekat ke dasar akumulator
Volume Ruang Gas Aktif ($V_o$)	Sangat sempit / kecil saat tertekan oli	Relatif besar / longgar
Gradien Tekanan ($\frac{dP}{dx}$)	Sangat curam; deviasi perpindahan roll kecil memicu lonjakan gaya tekan drastis	Landai; deviasi celah roll menghasilkan variasi gaya tekan yang halus
Aplikasi Tipikal	Penggerusan batuan sangat homogen yang membutuhkan tekanan hancur tinggi stabil.	Material dengan fluktuasi ukuran butir ekstrem atau rentan kontaminasi benda keras tak tergerus.

3.2 Pembentukan Gaya Dasar (F₀) dan Celah Awal (Basic Gap)

1. Penetapan Pra-tekanan Nitrogen ($P_v$):

   • Kedua tabung akumulator piston (Pos. 34.1 dan 34.2) diisi gas Nitrogen murni hingga mencapai tekanan desain referensi ($P_v$) sesuai standar pengoperasian.

2. Pengisian Tekanan Oli Sistem ($P_o$):

   • Unit pompa hidrolik mensuplai fluida oli bertekanan menuju silinder plunger dan sisi bawah akumulator.
   • Tekanan oli hidrolik dan tekanan gas Nitrogen meningkat secara simultan. Piston akumulator terangkat secara bertahap.

3. Pencapaian Gaya Dasar ($F_o$):

   • Tekanan oli ditingkatkan hingga mencapai batas tekanan operasi awal (start-up pressure) yang berkorelasi matematis langsung dengan Gaya Dasar ($F_o$):

$$F_o = 2 \cdot A_{\text{piston}} \cdot P_o$$

• Pada titik kesetimbangan gaya ini, Floating Roll membentuk celah bukaan minimum nominal (envisaged basic grinding gap) terhadap Fixed Roll sebelum material dialirkan.

NOTE

Nilai nominal celah dasar (basic gap) dan pengaturan start-up pressure wajib disesuaikan dengan kurva karakteristik material umpan berdasarkan Buku Panduan Mesin POLYCOM Bagian 5.2 (Setting the basic gap).

---

4. Prosedur Keselamatan & Batasan Garansi Operasional

DANGER

Bahaya Personel & Integritas Alat: Pembongkaran komponen mekanikal berat, sambungan hidrolik bertekanan tinggi, dan unit akumulator bermuatan gas Nitrogen bertekanan secara tidak profesional (inexpertly) dapat menimbulkan bahaya fatal terhadap keselamatan jiwa pekerja (danger to persons), ledakan fluida bertekanan, kehancuran mesin (plant), dan kerusakan total produk (the product).

4.1 Otorisasi & Kualifikasi Teknisi

Berdasarkan ketentuan resmi dari Lohmann + Stolterfoht (L+S) dan Krupp Polysius:

• Seluruh pekerjaan inspeksi internal, pembongkaran sambungan baut flensa, penggantian silinder, penyetelan katup pengaman, maupun penanganan akumulator hanya boleh dilakukan oleh teknisi ahli terakreditasi (authorized expert personnel) yang telah mengikuti pelatihan resmi atau oleh tim servis resmi L+S / Polysius Service Department.
• Personel operasional wajib memastikan perlengkapan proteksi diri (protective clothing) dikenakan secara patuh sebelum berinteraksi dengan unit.

4.2 Klausul Pembatalan Garansi (Void of Warranty)

Kewajiban garansi dari pihak pabrikan (warranty obligations) dinyatakan gugur dan tidak berlaku (will become void) secara otomatis apabila ditemukan kondisi-kondisi berikut:

1. Modifikasi Tanpa Izin: Produk dibuka, dibongkar, atau dimodifikasi tanpa persetujuan tertulis resmi dari L+S / Polysius.
2. Pelanggaran SOP Manual: Pengabaian terhadap instruksi, batasan spesifikasi, dan prosedur teknis yang tertera pada manual operasional.
3. Penggunaan Suku Cadang Non-Original: Pemasangan suku cadang (spare parts) atau perlengkapan bantu yang tidak dipasok atau tidak disetujui resmi oleh pabrikan.
4. Beban Berlebih Tak Diizinkan (Operational Overload): Kegagalan akibat beban getaran puntir abnormal (torsional vibrations), benturan torsi kejut (torque impacts), deformasi fondasi tumpuan mesin, atau pengaruh mekanis asing di luar parameter yang ditentukan.
5. Penyimpangan Data Teknis: Pengoperasian mesin melampaui (exceeded) atau berada di bawah (fallen short of) batasan batas teknis resmi.
6. Kesalahan Penanganan (Improper Handling): Kelalaian, kontaminasi kotoran pada sirkuit hidrolik/pelumas, atau perlakuan salah saat instalasi dan pemeliharaan rutin.