Mesin konveyor rak secara rinci: zona, transport rak, sakelar rak, kopling slip, inverter, dan logika bilas

Dapur sebuah hotel mengeluh bahwa mesin konveyornya berhenti sendiri beberapa kali pada jam sarapan, lalu berjalan lagi tanpa disentuh siapa pun. Teknisi yang datang siang hari tidak menemukan gangguan: mesin terisi, panas, dan konveyor berjalan. Keesokan paginya ia menunggu di depan mesin dan melihat sebabnya. Rak bersih menumpuk di meja keluar karena petugas sibuk di tempat lain, rak paling depan menekan sakelar batas meja, dan transport berhenti. Begitu rak diambil, transport berjalan lagi. Mesinnya bekerja seperti yang dirancang. Yang perlu diperbaiki adalah susunan kerja di meja keluar, bukan mesinnya.

Batas pembahasan

Bab ini membahas zona, penggerak rak, kecepatan dan waktu tinggal rak, sakelar rak dan logika bilas, penghenti dan waktu lanjut, inverter, serta penyetelan mekanis mesin konveyor rak. Gambaran umum tipe mesin ada di Bab 2 tentang jenis mesin pencuci piring komersial, pengisian dan level di Bab 3 tentang sistem air, booster dan pembagian beban di Bab 4 tentang sistem panas, tangga kendali di Bab 5 tentang kelistrikan dan logika kendali, dan katalog gangguan di Bab 6 tentang troubleshooting dan perbaikan.

Empat keluarga konveyor

Konveyor dalam bab ini dikelompokkan menjadi empat keluarga:

Tidak satu pun manual keempat keluarga itu menyebut kecepatan lintasan, panjang zona, atau lama rak di bawah semprotan; yang tersedia hanya kapasitas rak per jam dan, pada sebagian mesin, air per rak. Besaran waktu dan kecepatan di bab ini diturunkan dari dua angka itu dengan anggapan yang disebut di tempatnya.

Zona dan suhunya

Zona (zone) adalah bagian terowongan yang punya semprotan dan, biasanya, tangkinya sendiri. Konveyor satu tangki punya dua zona, cuci dari tangki yang beresirkulasi dan bilas akhir air segar dari booster, tanpa zona prabilas atau pengering; piring dibiarkan menetes dan kering di udara sebelum diambil dari rak.

Konveyor dua tangki menamai tiga titik suhu: tangki pertama 55 sampai 65 °C, tangki kedua 65 sampai 70 °C, dan bilas akhir 82 sampai 95 °C. Karena rentang itu sama dengan anjuran suhu cuci, bilas, dan bilas akhir, tangki kedua dapat dibaca sebagai tangki bilas walaupun manual tidak menyatakannya.

Konveyor terowongan bermodul menggambar modul prabilas, cuci, dan bilas hemat air (ecorinse); satu model tidak punya modul prabilas. Panelnya menampilkan suhu dari beberapa probe:

Konveyor berkendali elektronik hanya menyebut zona cuci utama (62 °C) dan bilas air segar (85 °C), dengan prabilas manual memakai pancuran tangan di luar mesin. Konveyor tiga kecepatan bertangki 70 L dan berboiler 20 L.

Transport rak: motor, peredam, dan kopling

Rak ditarik melewati terowongan oleh motor roda gigi kecil, yang dayanya kecil dibanding pompa cuci:

Daya kecil itu cukup karena rak bergerak lambat, tetapi gaya tariknya mencapai ribuan newton (Contoh 5), cukup untuk mematahkan rak plastik yang tersangkut; karena itu setiap konveyor punya pembatas. Kopling slip (slip clutch) atau pembatas torsi (torque limiter) adalah kopling yang selip bila torsi beban melampaui setelannya, sehingga rak yang macet tidak menerima gaya penuh penggerak. Keempat keluarga melindungi transport dengan cara berbeda.

• Kopling dengan sensor. Pada konveyor satu tangki, kopling penggerak memberi sinyal untuk mematikan motor bila mesin kelebihan beban atau rak macet.
• Kopling slip. Konveyor berkendali elektronik menyebut kopling slip yang bila salah setel harus disetel teknisi pabrikan.
• Pembatas torsi mekanis jenis kopling. Konveyor terowongan memasangnya di poros penggerak; bila rak tersangkut atau terlalu berat, transport melambat hampir berhenti.
• Relai termal motor. Konveyor tiga kecepatan versi tanpa inverter mencatu motor lewat kontaktor dan relai beban lebih termal.

Arah putar penting pada semua mesin tiga fasa: motor penggerak konveyor satu tangki harus berputar searah jarum jam bila dilihat dari ujung poros keluaran, dan konveyor terowongan meminta pemeriksaan putaran peredam searah jarum jam. Cara membalik arah dengan menukar dua penghantar suplai ada di Bab 5 tentang kelistrikan dan logika kendali dan Bab 8 · Kelistrikan & Kendali tentang urutan fasa. Arah lintasan adalah pilihan model yang mengikuti letak meja kotor dan meja bersih; arah putar motor yang terbalik bukan cara mengubah arah lintasan.

Kecepatan dan waktu tinggal rak

Semua konveyor dalam bab ini punya dua atau tiga kecepatan: kecepatan rendah untuk kotoran berat, kecepatan tinggi untuk kotoran ringan.

Jarak waktu antar-rak adalah waktu yang tersedia untuk setiap rak:

$$t_\text{rak} = \frac{3600}{N}$$

dengan $N$ kapasitas dalam rak per jam dan $t_\text{rak}$ dalam detik. Kecepatan lintasan adalah laju rak melewati terowongan; bila rak sepanjang $p$ masuk rapat tanpa jarak, setiap rak menempuh satu panjang rak dalam satu $t_\text{rak}$:

$$v = \frac{N\,p}{60}$$

dengan $v$ dalam meter per menit dan $p$ dalam meter. Rak 50 kali 50 cm dari manual konveyor tiga kecepatan dipakai sebagai anggapan untuk mesin lain. Waktu tinggal rak (dwell time) adalah lama satu titik pada rak berada di dalam terowongan:

$$t_\text{tinggal} = \frac{L}{v}$$

Panjang lintasan basah $L$ tidak diketahui, sehingga panjang mesin dari tabel dimensi dipakai sebagai pendekatan. Zona semprot pasti lebih pendek daripada badan mesin, jadi hasilnya batas atas kasar, bukan data mesin.

Sakelar rak, logika bilas, dan pemakaian air

Sakelar rak (rack switch) adalah sakelar yang disentuh rak dan menentukan kapan pompa cuci dan katup bilas bekerja. Keluarga yang menjelaskannya memakai dua: satu di pintu masuk untuk pompa cuci, satu di depan zona bilas untuk katup bilas.

Konveyor satu tangki menyebutnya aktuator. Aktuator cuci hanya berfungsi bila sakelar TIMER berada di AUTO, tidak pada posisi MANUAL, dan katup solenoid bilas akhir yang dibuka aktuator bilas menutup lagi bila tidak ada rak di zona bilas. Prosedur pembersihannya memakai rak kosong untuk membilas lengan bilas yang tutup ujungnya dilepas: rak dijalankan melewati mesin seperti operasi biasa, lalu tutup ujung dipasang kembali.

Pada konveyor berkendali elektronik, pompa sirkulasi menyala begitu rak menekan sakelar rak, bilas diaktifkan sakelar rak kedua, dan rak yang didorong melewati cakar transport ditarik masuk sendiri. Konveyor tiga kecepatan memakai dua sensor rak di posisi cuci dan bilas, yang menarik relai dan menjalankan timer tunda di jalur kontaktor pompa cuci dan relai pompa bilas. Rantai itu dibaca di Bab 5 tentang kelistrikan dan logika kendali sebagai pembacaan diagram yang harus diperiksa pada mesinnya.

Konveyor satu tangki menulis 2 L air per rak dan 225 rak per jam, atau 450 L per jam; konveyor dua tangki menulis 268 rak per jam dan 536 L per jam. Kedua pasangan itu konsisten. Bila rak masuk rapat pada kapasitas penuh, katup bilas terbuka terus dan debit bilasnya

$$q_\text{bilas} = \frac{V_\text{rak}}{t_\text{rak}}$$

dengan $V_\text{rak}$ air per rak dalam liter dan $q_\text{bilas}$ dalam L/s. Pada jam sepi sakelar bilas menutup katup di antara rak yang masuk berjarak, sehingga air per jam turun sebanding dengan jumlah rak yang dicuci (Contoh 3).

Seperti pada tipe pintu, air bilas akhir jatuh ke tangki cuci dan menggantikan sebagian air tangki yang keluar lewat luapan (Bab 3 tentang sistem air). Konveyor terowongan mengatur jumlah air bilas dengan pembatas aliran pada katup solenoid bilas, dan suhu bilasnya dengan termostat yang harus disetel ke suhu yang benar; angka setelannya tidak tertulis. Penghitung air digital pilihannya, dengan pembacaan total (m³) dan parsial (L), adalah alat paling sederhana untuk memverifikasi air per rak di lapangan (Contoh 6).

Penghenti di sepanjang lintasan dan waktu lanjut

Konveyor punya lebih banyak penghenti daripada tipe pintu:

Sakelar batas meja (table limit switch) adalah sakelar di meja keluar yang menghentikan transport bila rak menekannya; penghenti inilah yang paling sering disalahpahami. Menurut manual konveyor elektronik, tujuannya mencegah piring pecah bila rak bersih tidak diambil dan rak berikutnya terus didorong keluar. Begitu beban diangkat, transport dan, bila ada rak di dalam mesin, pompa sirkulasi menyala lagi sendiri. Manual itu menyarankan rak dibiarkan di meja keluar sampai piring kering bila memungkinkan, tetapi pada operasi terus-menerus rak harus diambil sebelum sakelar meja tertekan.

Interlock pintu berbeda karena tidak menyala lagi sendiri: sesudah pintu inspeksi ditutup, mesin harus dijalankan lagi dengan sakelar MOTOR pada konveyor satu tangki atau tombol start pada konveyor terowongan. Mesin tidak bergerak hanya karena pintu ditutup; orang yang menutup pintu harus menjalankannya dengan sengaja.

Kode galat proteksi termal motor konveyor elektronik, yang baru tampil sesudah mesin dimatikan, berada di kelompok yang sama dengan pemeriksaan keran, sehingga teknisi perlu membaca konteksnya.

Waktu lanjut adalah selang sesudah rak terakhir keluar; ketika selang itu habis, pompa dan motor berhenti, sehingga energi dan keausan berkurang tanpa membuang panas tangki. Konveyor satu tangki menamainya Auto Timer, yang mematikan pompa, motor penggerak, dan kipas ventilasi opsional sampai operator memasukkan rak atau menekan MOTOR. Lamanya tidak disebut, dan perubahan setelan harus lewat kantor servis.

Pada konveyor elektronik, transport berjalan sekitar lima menit sesudah piring keluar lalu berhenti, dan kecepatan yang dipilih tetap tersimpan. Manual itu meminta mesin tidak dimatikan selama jeda, supaya suhu kerja tetap terjaga; bila mesin dimatikan, tangki tetap berisi tetapi suhunya tidak lagi dipertahankan. Konveyor terowongan berhenti sementara bila tidak ada rak yang masuk dan menyala lagi saat rak dimasukkan; waktu lanjut dengan pengembalian otomatis ini opsi, dan pada mesin dengan pompa kalor fungsi itu selalu aktif dan tidak dapat dimatikan.

Pada konveyor elektronik, tombol transport menyala biru selama waktu lanjut dan hijau sesudahnya, dan hijau juga saat sakelar meja tertekan. Teknisi yang menerima keluhan "konveyor berhenti sendiri" perlu memastikan dulu apakah salah satu dari keduanya yang bekerja, sebelum mencari gangguan.

Kecepatan dengan inverter

Satu versi konveyor tiga kecepatan menggerakkan motor transport lewat inverter: sakelar putar tiga langkah menghubungkan terminal 24 V inverter ke tiga masukan digitalnya, untuk start dan kecepatan 1, 2, dan 3. Manual versi ini mengandung pertentangan yang harus diketahui teknisi sebelum menyentuh mesin. Data inverter tertulis 0,75 kW di satu lembar dan 0,37 kW dengan masukan satu fasa 200 sampai 240 V di lembar lain, untuk motor bertanda 380 V yang cara penyambungannya ke keluaran inverter tidak disebut. Panel memakai tombol kecepatan sedangkan diagram memakai sakelar putar, tabel alarm memuat alarm komunikasi inverter dan sakelar DIP tanpa kabel komunikasi di diagram, dan parameter frekuensi tiap kecepatan dan waktu percepatan tidak dicantumkan.

Pada versi berinverter, tiga kecepatan ditentukan oleh parameter yang tersimpan di inverter, bukan oleh motor atau peredamnya. Parameter lama harus dicatat sebelum inverter diganti, karena penggantian tanpa catatan itu mengubah kecepatan, dan dengan itu waktu tinggal rak serta air per rak. Bila parameter itu tidak dapat dibaca, kecepatan harus diukur lagi sesudah penggantian dengan cara di Contoh 1 dan 2.

Penyetelan dan pemeriksaan mekanis

Celah kopling dan sensor. Pada konveyor satu tangki, celah antara kopling dan sensornya harus 2 sampai 4 mm. Dari cara kerjanya, celah yang terlalu lebar dapat membuat beban lebih tidak terdeteksi, dan celah yang terlalu sempit dapat memicu henti palsu.

Pembatas torsi. Pada konveyor terowongan, pembatas disetel saat komisioning. Bila perlu disetel ulang, mesin dimatikan, tutup plastik kuning dilepas, lintasan dimuati rak penuh sampai 1 m dari sakelar batas ujung, pencucian dijalankan, lalu cincin penyetel dikendurkan dengan alat khusus sampai unit penggerak mulai slip, dan tutup dipasang kembali. Memutar cincin searah jarum jam mengencangkan kopling, berlawanan arah mengendurkan. Manual memperingatkan dua arah kesalahan: kopling yang terlalu kencang dapat mematahkan rak atau bahkan unit penggerak saat macet, sedangkan kopling yang terlalu kendur membuat penggerak slip dan rak tidak maju. Setelan harus sesuai dengan torsi yang dibutuhkan untuk mengangkut barang yang dicuci.

Prosedur itu berhenti pada titik slip dan tidak menyebut langkah sesudahnya, misalnya apakah cincin dikencangkan lagi sedikit dari titik itu. Teknisi tidak boleh mengisi celah ini dengan tebakan. Yang dapat dilakukan adalah mengikuti prosedur apa adanya lalu menguji: rak penuh harus terangkut tanpa slip, dan rak yang ditahan dengan sengaja di pintu masuk harus membuat penggerak slip, bukan mematahkan rak.

Tinggi rel dan meja. Konveyor satu tangki meminta meja dipasang masuk ke mesin dengan dempul di antara meja dan bibir tangki, tinggi rel rak 4 sampai 6 mm di atas bibir tangki, dan meja dimiringkan supaya air yang terbawa mengalir kembali ke mesin. Tinggi rel yang salah membuat rak tersangkut di peralihan meja dan mesin, dan pembatas torsi akan bekerja tanpa ada yang salah di dalam mesin. Konveyor terowongan menyarankan sakelar batas dipasang di meja keluar.

Tirai, lengan, dan nosel. Tirai menahan percikan air. Konveyor satu tangki meminta tirai panjang dan pendek dipasang di tempatnya, dan konveyor terowongan meminta sisi pendek tirai menghadap pintu masuk barang. Tirai dilepas, digosok, dibilas, dan dikeringkan setiap akhir hari. Lengan cuci atas dan bawah dilepas setiap hari; pada konveyor satu tangki, lengan bawah dimasukkan miring di antara rel konveyor dan dikunci dengan penahan di atas pin. Konveyor terowongan meminta nosel cuci menghadap ke arah barang yang dicuci.

Pelumasan. Konveyor satu tangki menulis bahwa motor tidak memerlukan pelumasan. Konveyor terowongan menganjurkan permukaan baja tahan karat dilumasi minyak vaselin bila mesin lama tidak dipakai.

Contoh kerja

Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya. Anggapan rak 0,5 m yang masuk rapat berlaku untuk Contoh 1, 2, dan 5.

Contoh 1: jarak waktu dan kecepatan lintasan konveyor satu tangki. Kapasitas menurut manualnya 225 rak per jam.

$$t_\text{rak} = \frac{3600}{225} = 16{,}0\ \text{s}$$$$v = \frac{225 \times 0{,}5}{60} = 1{,}875\ \text{m/menit}$$

Lebar mesin pada tabel dimensi, 1,15 m, searah lintasan. Dengan angka itu sebagai pendekatan lintasan basah, waktu tinggal paling lama $1{,}15/1{,}875=0{,}613$ menit, atau sekitar 37 s.

Contoh 2: menguji konsistensi konveyor tiga kecepatan. Panjang mesin 1.300 mm, dan waktu 60, 120, dan 180 s di tabel kecepatan dibaca sebagai waktu tinggal rak:

Kecepatan tinggi cocok dengan selisih 2,5%, sedangkan kecepatan rendah meleset seperempat. Manual yang sama menulis 156 L per jam dan 2,6 L per siklus, atau 60 siklus per jam, angka yang lebih mirip mesin siklus 60 s daripada konveyor 160 rak per jam. Angka kapasitas dan waktu di manual ini tidak dapat dipakai bersama tanpa konfirmasi pabrikan. Ukur kecepatan lintasan langsung di mesin: tandai rak, catat waktu tempuh satu meter dengan stopwatch, dan bandingkan dengan tabel.

Contoh 3: debit bilas dan penghematan oleh sakelar bilas. Konveyor satu tangki, 2 L per rak.

$$q_\text{bilas} = \frac{2}{16{,}0} = 0{,}125\ \text{L/s} = 7{,}5\ \text{L/menit}$$

Pada jam sepi dapur hanya memasukkan 150 rak per jam. Dengan sakelar bilas, air bilas per jam $150\times2=300$ L; bila katup bilas terbuka terus, $7{,}5\times60=450$ L. Selisihnya 150 L per jam, atau sepertiga, dan itu juga penghematan daya booster. Dengan anggapan air masuk 55 °C, bilas 85 °C, dan kalor jenis air $c=4{,}19$ kJ/(kg·K) seperti di Bab 4, laju $150/3600=0{,}0417$ kg/s memerlukan

$$P = \dot m\,c\,\Delta T = 0{,}0417 \times 4{,}19 \times 30 = 5{,}24\ \text{kW}$$

Sakelar bilas yang macet terbuka membuang daya sebesar itu terus-menerus selama jam sepi.

Contoh 4: energi waktu lanjut. Pompa cuci 1,5 kW dan motor transport 0,20 kW, total 1,70 kW. Lama waktu lanjut lima menit diambil dari konveyor elektronik.

$$E = P\,t = 1{,}70 \times \frac{5}{60} = 0{,}142\ \text{kWh per jeda}$$

Dua belas jeda per hari memakan $12\times0{,}142=1{,}70$ kWh. Bila waktu lanjut dimatikan dan mesin berjalan tanpa rak total tiga jam per hari, energinya $1{,}70\times3=5{,}10$ kWh. Waktu lanjut menghemat sekitar 3,4 kWh per hari, belum termasuk keausan pompa dan penggerak.

Contoh 5: gaya tarik penggerak. Motor transport 0,20 kW, kecepatan lintasan dari Contoh 1, $v=1{,}875/60=0{,}03125$ m/s, dan efisiensi peredam dan transmisi dianggap 0,6. Daya mekanis di lintasan sama dengan gaya kali kecepatan, seperti untuk gerak lurus di Bab 2 · Mekanikal & Mekatronika tentang mekanisme dan aktuator, sehingga

$$F = \frac{\eta\,P}{v} = \frac{0{,}6 \times 200}{0{,}03125} = 3\,840\ \text{N}$$

Gaya itu setara dengan berat sekitar 390 kg, dan itu pada daya pengenal motor; saat lintasan macet, torsi motor dapat naik di atas nilai pengenalnya sebelum proteksi bekerja. Rak plastik yang terjepit di antara rel dan bibir tangki tidak akan bertahan terhadap gaya sebesar itu. Karena itu kopling atau pembatas torsi harus slip lebih dulu, dan karena itu pula pembatas yang dikencangkan berlebihan berbahaya.

Contoh 6: memverifikasi air per rak dengan penghitung. Pada konveyor dengan penghitung air parsial, teknisi mengatur ulang penghitung, menjalankan 60 rak, dan membaca 141 L.

$$V_\text{rak} = \frac{141}{60} = 2{,}35\ \text{L/rak}$$

Terhadap spesifikasi 2 L per rak, pemakaian aktual lebih tinggi $(2{,}35-2)/2=17{,}5\%$. Komponen yang menurut manual mengatur jumlah air bilas, yaitu regulator tekanan pada konveyor satu tangki dan pembatas aliran katup bilas pada konveyor terowongan, diperiksa lebih dulu. Dari cara kerjanya, sakelar bilas yang tidak kembali sesudah rak lewat juga dapat menambah air. Letak penghitung tidak disebut manual; bila penghitung mencatat semua air yang masuk mesin, isian tangki ikut terhitung, jadi pengujian dilakukan sesudah tangki penuh dan tanpa pengurasan di tengahnya.

Kondisi berhenti

Prinsipnya ada di Bab 1 · Keselamatan tentang bahaya, risiko, energi tersimpan, dan kondisi berhenti. Pada konveyor, pekerjaan dihentikan dalam keadaan berikut; tindakan di setiap butir dilakukan lebih dulu, dan pekerjaan yang tidak selesai dengan tindakan itu diserahkan kepada teknisi berkompeten atas mesin itu.

1. Lengan atau tangan perlu masuk ke terowongan. Manual konveyor terowongan melarang memasukkan lengan ke terowongan saat mesin bekerja. Hentikan mesin, isolasi, dan tunggu air serta permukaan dingin.
2. Pembatas torsi atau kopling perlu disetel. Prosedurnya dimulai dengan mematikan mesin, dan uji slipnya melibatkan lintasan yang bergerak; hanya teknisi yang menyetelnya, dengan orang lain menjauh dari pintu masuk dan meja.
3. Rak macet di dalam mesin. Hentikan dengan tombol darurat lebih dulu, baru bebaskan sumbatannya. Jangan menarik rak saat penggerak masih bertenaga, karena penggerak dapat menarik lagi begitu sumbatan lepas.
4. Interlock pintu atau sakelar meja dijembatani untuk pengujian. Jangan tinggalkan mesin dalam keadaan itu dan jangan serahkan kepada operator.
5. Arah putar motor terbalik sesudah penggantian kabel atau motor. Jangan jalankan transport dengan rak di lintasan sampai arah putar dibetulkan.
6. Mesin tetap bertegangan sesudah dimatikan dengan sakelar panel. Manual konveyor elektronik menulis bahwa mesin tetap bertegangan sampai pemisah suplai di gedung dimatikan.

Salah tafsir yang sering terjadi

Hubungan dengan bab lain

Bab 2 sampai Bab 6 tentang jenis mesin, sistem air, sistem panas, kelistrikan, dan troubleshooting mesin pencuci piring menjadi dasar bab ini; Bab 4 memakai debit bilas konveyor untuk menghitung daya booster. Bab 1 · Mekanikal & Mekatronika tentang gaya, torsi, putaran, dan transmisi daya, Bab 2 · Mekanikal & Mekatronika tentang mekanisme dan aktuator, Bab 8 · Kelistrikan & Kendali tentang urutan fasa, Bab 67 · Kelistrikan & Kendali tentang VFD, dan Bab 79 · Kelistrikan & Kendali tentang diagnosis kendali motor memberi dasar penggerak dan motornya. Sasaran cuci, bilas, dan sanitasi semua zona ada di Bab 1 tentang siklus pencucian, dosis, pembilasan, dan sanitasi.

Latihan dan pembahasan