4212100007 - Gusma - Tugas Perancangan Desain Propeller & Sistem Perporosan Kapal Kontainer

Propeller & Sistem Perporosan

DAFTAR ISI BAB I .................................................................................................................................... 4 PENDAHULUAN ................................................................................................................ 5 1.1. FILOSOFI DESAIN ............................................................................................... 5 1.2. DATA UTAMA UKURAN KAPAL ................................................................... 10 1.3. DATA GAMBAR LINESPLAN .......................................................................... 13 1.4. DATA GAMBAR MIDSHIP SECTION ............................................................. 14 1.5. DATA GAMBAR CL CONSTRUCTION PROFILE .......................................... 15 1.6. RULES DAN REGULASI ................................................................................... 15 1.7. REFERENSI ......................................................................................................... 15 BAB II ................................................................................................................................. 16 PERHITUNGAN PROPELLER ...................................................................................... 16 2.1. PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL ............................................................... 16 2.1.1. Definisi Tahanan............................................................................................ 16 2.1.2. Komponen Tahanan ....................................................................................... 16 2.1.3. Simbol dan Keterangan ................................................................................. 17 2.1.4. Penentuan Kebutuhan Desain dan Formula................................................... 17 2.1.5. Referensi ........................................................................................................ 19 2.2. PERHITUNGAN DAYA MOTOR ...................................................................... 20 2.2.1. Definisi Daya Motor ...................................................................................... 20 2.2.2. Hasil Perhitungan .......................................................................................... 20 2.2.3. Referensi ........................................................................................................ 21 2.3. PEMILIHAN DAUN PROPELLER .................................................................... 22 2.3.1. Syarat Pemilihan Propeller ............................................................................ 22 2.3.2. Hasil Pemilihan Propeller .............................................................................. 22 2.4. PERHITUNGAN RESIKO KAVITASI ............................................................... 23 2.4.1. Formula Persyaratan Perhitungan Kavitasi ................................................... 23 2.5. ENGINE PROPELLER MATCHING .................................................................. 25 2.5.1. Simbol dan Keterangan EPM ........................................................................ 25 2.5.2. Referensi ........................................................................................................ 26 2.6. PERENCANAAN PROPELLER ......................................................................... 27 2.6.1. Perencanaan Geometri Propeller ................................................................... 27 2.6.2. Perhitungan Perencanaan Propeller ............................................................... 27 2.7. SIMBOL & KETERANGAN PADA PERHITUNGAN POROS ........................ 28 LAMPIRAN ....................................................................................................................... 30 PERHITUNGAN PROPELLER ...................................................................................... 30 A. PERHITUNGAN TAHANAN ............................................................................. 30 B. PERHITUNGAN DAYA MESIN ........................................................................ 34 C. PEMILIHAN PROPELLER ................................................................................. 36 A. Perhitungan Kavitasi ..................................................................................... 38 D. ENGINE PROPELLER MATCHING .................................................................. 41 E. PERENCANAAN PROPELLER ............................................................................. 49 BAB III ............................................................................................................................... 56 PERHITUNGAN POROS & BANTALAN POROS ...................................................... 56 3.1. PERENCANAAN POROS ................................................................................... 56 3.1.1. Perhitungan Perencanaan Propeller ............................................................... 56 3.1.2. Perhitungan Boss Propeller ........................................................................... 58 3.2. PERHITUNGAN PASAK (SPIE) PROPELLER ................................................. 59 3.3. PERENCANAAN KONIS POROS PROPELLER .............................................. 61 3.4. PERENCANAAN FLANGE POROS .................................................................. 62 3.5. PERENCANAAN MUR PENGIKAT POROS PROPELLER ............................ 62 Gusma Hamdana Putra_4212100007

1

Propeller & Sistem Perporosan 3.6. PERENCANAAN BANTALAN .......................................................................... 63 3.6.1. Rumah Bantalan ............................................................................................ 63 LAMPIRAN PERHITUNGAN POROS & ..................................................................... 64 BANTALAN POROS ........................................................................................................ 64 A. PERHITUNGAN POROS .................................................................................... 64 B. PERHITUNGAN PASAK (SPIE) PROPELLER ................................................. 67 C. KONIS POROS PROPELLER ............................................................................. 68 D. FLANGE POROS PROPELLER ......................................................................... 68 E. MUR PENGIKAT POROS .................................................................................. 68 F. PERANCANGAN BANTALAN ............................................................................. 69 BAB IV ............................................................................................................................... 70 PERHITUNGAN STERN TUBE ..................................................................................... 70 4.1. PERENCANAAN STERN TUBE ........................................................................ 70 4.2. SIMBOL & KETERANGAN PADA STERNTUBE ........................................... 70 4.3. PERHITUNGAN STERN POST & AFTER PEAK BULKHEAD ..................... 71 4.4. PERHITUNGAN BANTALAN POROS ............................................................. 71 4.5. PERENCANAAN SISTEM KEKEDAPAN STERN TUBE ............................... 72 4.6. PERENCANAAN ROPE GUARD ...................................................................... 72 4.7. PELUMASAN STERN TUBE ............................................................................. 73 LAMPIRAN STERN TUBE &......................................................................................... 76 ALIGNMENT .................................................................................................................... 76 A. PERHITUNGAN STERN POST ................................................................................... 76 B. STERN TUBE ................................................................................................................ 76 C. BANTALAN POROS DEPAN ...................................................................................... 76 D. BANTALAN POROS BELAKANG ............................................................................. 77 E. PERENCANAAN ROPE GUARD ................................................................................ 77 F. PERENCANAAN INLET PIPE DAN OUTLET PIPE .................................................. 77 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 78 LAMPIRAN ....................................................................................................................... 79 GAMBAR LINESPLAN ................................................................................................... 79 GAMBAR PROPELLER ................................................................................................. 80 GAMBAR SHAFT ARRANGEMENT ........................................................................... 81 LAPORAN DESAIN I ....................................................................................................... 82 SPESIFIKASI TEKNIS/BROSUR/LEAFLET MAKER ............................................ 132 A. KATALOG ENGINE MAN B&W .................................................................... 132 B. KATALOG ENGINE WARTSILA .................................................................... 133 C. KATALOG ENGINE MITSHUBISHI .............................................................. 134 D. MATERIAL POROS DARI CLASS NK ........................................................... 135 E. MATERIAL SEAL DARI WARTSILA ............................................................. 135

Gusma Hamdana Putra_4212100007

2


DAFTAR GAMBAR Gambar 1 Type Of Merchant Ship ........................................................................................ 5 Gambar 2 Evolusi Kapal Kontainer....................................................................................... 6 Gambar 3 Penggambaran Propeller ....................................................................................... 8 Gambar 4 Sistem Pelumasan pada Stern Tube ...................................................................... 9 Gambar 5 Linesplan............................................................................................................. 13 Gambar 6 Half Breadth........................................................................................................ 14 Gambar 7 CL Construction ................................................................................................. 15 Gambar 8 Kavitasi ............................................................................................................... 24 Gambar 9 Bagian – Bagian Propeller .................................................................................. 27 Gambar 10 Dimensi Propeller ............................................................................................. 27 Gambar 11 Propeller B3-80................................................................................................. 36 Gambar 12 Kurva KT-J ....................................................................................................... 42 Gambar 13 Kurva Perpotongan KT, KQ, J ......................................................................... 42 Gambar 14 Hasil KQ, KT, J ................................................................................................ 43 Gambar 15 Kondisi Clean ................................................................................................... 44 Gambar 16 Kondisi Rough .................................................................................................. 45 Gambar 17 RPM vs BHP .................................................................................................... 46 Gambar 18 Vs vs BHP ........................................................................................................ 46 Gambar 19 Engine Propeller Matching ............................................................................... 47 Gambar 20 Dimensi Propeller ............................................................................................. 49 Gambar 21 Hasil Ordinat Face ............................................................................................ 50 Gambar 22 Nilai Back 1 dan 2 ............................................................................................ 50 Gambar 23 Pitch Distribution ke Expanded Area ............................................................... 53 Gambar 24 Expanded Area ke Projected Area .................................................................... 53 Gambar 25 Projected dan Developed ke Side View Area ................................................... 53 Gambar 26 Expanded Area ................................................................................................. 54 Gambar 27 Projected dan Developed Area ......................................................................... 54 Gambar 28 Side View Area ................................................................................................. 55 Gambar 29 Pasak Propeller ................................................................................................. 61 Gambar 30 Mur Boss Propeller ........................................................................................... 62 Gambar 31 Stern Tube ......................................................................................................... 70 Gambar 32 Rope Guard ....................................................................................................... 72 Gambar 33 Aliran Gerak Propeller ...................................................................................... 73 Gambar 34 Bantalan Poros Stern Tube ............................................................................... 74 Gambar 35 Pelumasan Minyak............................................................................................ 74


3


DAFTAR TABEL Tabel 1 Kalkulasi Tahanan .................................................................................................. 19 Tabel 2 Hasil Perhitungan Daya .......................................................................................... 20 Tabel 3 Hasil Perhitungan Propeller .................................................................................... 22 Tabel 4 Koefisien Tahanan Gesek ....................................................................................... 31 Tabel 5 Dafter Interpolasi Displacement ............................................................................. 32 Tabel 6 Daftar Engine.......................................................................................................... 35 Tabel 7 Jenis Propeller ........................................................................................................ 37 Tabel 8 Daftar Perhitungan Propeller .................................................................................. 37 Tabel 9 Karakteristik Propeller ........................................................................................... 38 Tabel 10 Karakteristik Kavitasi Propeller ........................................................................... 39 Tabel 11 Propeller Fix ......................................................................................................... 40 Tabel 12 Hasil perhitungan KT-J^2 .................................................................................... 41 Tabel 13 Engine Fix ............................................................................................................ 48 Tabel 14 Pitch Diameter ..................................................................................................... 52 Tabel 15 Seal Wartsila ........................................................................................................ 57 Tabel 16 Material NK Class ............................................................................................... 57 Tabel 17 Perhitungan Boss Propeller .................................................................................. 58 Tabel 18 Seal Wartsila ........................................................................................................ 64 Tabel 19 Material NK Class ............................................................................................... 65


4


I

BAB PENDAHULUAN 1.1.

FILOSOFI DESAIN Kapal adalah alat transportasi pengangkut paling umum yang digunakan di seluruh

dunia. Di sebagian besar di banyak negara kapal sangat ekonomis digunakan daripada mode transportasi yang lain, sekitar 95 persen perdagangan dunia dilakukan melalui kapal. Untuk penggeraknya manusia pada awalnya menggunakan dayung kemudian angin dengan bantuan layar, mesin uap setelah muncul revolusi Industri dan mesin diesel serta Nuklir. Beberapa penelitian memunculkan kapal bermesin yang berjalan mengambang di atas air seperti Hovercraft dan Eakroplane. Serta kapal yang digunakan di dasar lautan yakni kapal selam. Meskipun kapal adalah alat transportasi tertua saat ini, perkembangan terhadap perlengkapan dan fungsinya terbilang lambat. Perubahan pada fungsi dan perlengkapan kapal itu dipengaruhi oleh pola perdagangan dunia, tekanan sosial, pembaharuan pada teknologi material, teknik konstruksi, sistem kontrol dan perubahan pola ekonomi dunia. Contohnya, saat ini era kapal-kapal besar sangat mempengaruhi keuntungan ekonomi karena dapat mengangkut muatan lebih banyak dan lebih efisien pula. (Tupper, 2004). Pada merchant ship, terdapat berbagai macam tipe kapal berdasarkan fungsinya masing-masing, diantaranya seperti yang digambarkan di bawah ini. (Howard, 1994)

Gambar 1. Type of Merchant Ship


5

Propeller & Sistem Perporosan Kapal yang sedang dibahas yaitu adalah kapal berjenis kontainer. Kapal kontainer adalah kapal yang khusus digunakan untuk mengangkut peti kemas yang standar. Memiliki rongga (cells) untuk menyimpan peti kemas ukuran standar. Peti kemas diangkat ke atas kapal di terminal peti kemas dengan menggunakan kran/derek khusus yang dapat dilakukan dengan cepat, baik derek - derek yang berada di dermaga, maupun derek yang berada di kapal itu sendiri. Adapun evolusi kapal container seperti berikut :

Gambar 2. Evolusi Kapal Kontainer

Sebuah kapal sangat berbeda dari semua jenis rekayasa konstruksi lain. Kapal harus didesain untuk dapat bergerak secara efisien melewati air dengan tanpa peralatan tambahan. Hal yang menjadi hambatan dari pergerakan kapal adalah pada bentuk kapal, ukuran dan jenissistem penggerak dan peralatan yang digunakan untuk merubah daya menjadi gaya dorong yang efektif. Tugas arsitek kapal adalah utuk dapat mewujudkan kapal dapat beroperasi pada kecepatan yang dinginkan pada daya shaft yang seminimum mungkin. Permasalahannya adalah pada menyelaraskan kombinasi dari tahanan yang rendah dan gaya dorong yang efisien. (Edward, 1988). Pada saat menghitung tahanan, saya menggunakan metode Harvald. Karena metode ini cocok untuk digunakan pada merchant. Terutama kapal yang memiliki kecepatan rendah


6

Propeller & Sistem Perporosan hingga sedang. Jika dengan kecepatan tinggi maka lebih cocok jika menggunakan metode Holtrop. Karena menghasilkan resistan yang rendah. Tahanan dapat dihitung saat telah mendapatkan data prinsip kapal dengan kecepatan yang diinginkkan. Berdasarkan rumus tahanan yang ada di metode ini yaitu perkalian antara koefisien total dari tahanan (tahanan gesek, tahanan gelombang, tahanan udara, tahanan kemudi, tahanan sisa) dengan rho air laut kemudian dikalikan dengan luas permukaan badan kapal yang tercelup dan yang terakhir dikalikan dengan kecepatan pangkat dua (CT x 1/2 x ρ x Vs2 x S). dalam perhitungan yang pertama yaitu untuk mencari hasil dari luas permukaan badan kapal yang tercelup, maka harus menghitng volume displacement dan berat displacement kapal. Kemudian dilanjutkan dengan perhitungan koefisien tahanan. Dimana dengan metode halvard ini perhitungan diawali dengan mencari angka Froude, di mana angka froude adalah kecepatan dibagi oleh akar gravitasi dikali LWL kapal. Lalu perhitungan diteruskan dengan mencari angka Reynold, di mana angka Reynold adalah hasil kali panjang kapal dengan kecepatan dibagi dengan viskositas kinematik dari fluida. Setelah menghitung Rn maka dilakukan penghitungan friction coefficient (cf) dengan aturan ITTC 1997. Setelah menghitung Cf, perhitungan dilanjutkan dengan mencari tahanan sisa yang berparameter pada froude number dan pcoefisien perismatik. Untuk mendapatkan tahanan sisa, diperlukan untuk melihat grafik halvard dengan perhitungan LWL dibagi dengan volume displasment akar tiga. Disediakan dengan nilai 4,0 4,5 hingga seterusnya. Pada nilai yang berada di tengah-tengah nilai grafik yang disediakan, maka dilakukan interpolasi. Setelah Cr2 kita dapatkan, maka akan dikoreksi dengan koreksi B/T sehingga menjadi Cr2 hingga selanjutnya dikoreksi dengan koreksi LCB menjadi Cr3. Setelah Cr3 didapat maka menentukan Cr total dengan menambahkan nilai 3-5% dari Cr3 itu sendiri. Selanjutnya perhitungan dilanjut dengan mencari tahanan tambahan seperti Ca, Caa (tahanan udara) dan Cas (tahanan kemudi). Setelah didapat, maka kita dapat menentukan tahanan total Rt dan Rt dinas dengan penambahan sea margin sekitar 15-20%. Setelah tahanan total didapat, makan langkah selanjutnya adalah menghitung daya efektif kapal (EHP) dengan cara mengalikan Rt dinas dengan Vs. EHP didapat lalu menghitung DHP dengan cara EHP dibagi pc. Pc adalah hasil kali eff lambung, eff relatif rotation dan eff propulsi. Perhitungan dilanjutkan dengan mencari SHP dengan cara DHP dibagi dengan effisiensi shaft yang digunakan. Setelah itu barulah menghitung BHPscr dengan cara membagi SHP dengan efisiensi gearbox dan kemudian BHPmcr. Pada langkah ini kita memilih mesin penggerak dengan berdasarkan daya, dimensi, berat mesin, RPM,


7

Propeller & Sistem Perporosan SFOC, jenis bahan bakar, sistem bahan bakar dan sistem penunjang dari mesin yang akan dipilih. Selanjutnya adalah memilih propeller dengan menghitunganya Bp1 dan diplot pada grafik Wegningen B-series. Dilakuan pengecekan pada berbagai jenis propeller untuk mendapatkan P/D0 dan 1/J¬0. Lalu langkah selanjutnya adalah mendapatkan Db dan P/Db lalu perhitungan dilakukan mundur kembali dengan alur untuk mendapatkan effisiensi propeller yang baru. Lalu setelah itu dilakukan koreksi apakah propeller yang kita uji terjadi kavitasi atau tidak. Setelah kita memilih propeller yang tidak kavitas dan memiliki effisiensi tinggi maka dilakkanlah pengecekan koreksi besarnya daya main engine. Hal ini dilakukan karena pada saat menghitung prediksi daya, effisiensi propeller pada PC masih diasumsikan. Pengerjaan dilanjutkan dengan Engine Propeller Matching. Perhitungan diawali dengan menghitung α dan β pada masing-masing kondisi trial maupun service. Setelah diperoleh nilai β, nilai J divariasikan 0-1 kemudian didapatkan nilai KT pada saat trial maupun service. Pemilihan tipe propeller dilakukan dengan cara memvariasikan P/D kemudian di plotkan dengan kurva open water test sehingga didapat data KT, KQ , J dan η. sekarang kita tentukan dimana ketika mencapai kecepatan yang sama daya yang dibutuhkan pada saat design condition dan service condition berbeda. Setelah itu kita mencari apakah engine dan propeller machting dengan batasan tetap pada engine envelope dan mencapai daya maksimal 90%BHPmcr pada kondisi rough hull. (Halvard, 1983)

Gambar 3. Penggambaran Propeller

Setelah menghitung EPM dan diputuskan untuk tidak menggati engine, maka langkah selanjutnya adalah menghitung gambar propeller. Kita telah memiliki type propeller beserta


8

Propeller & Sistem Perporosan keterangan jumlah blade, putaran, diameter, Ae/Ao, pitch ratio dan sebagainya. Lalu menghitung geometri propeller dengan menggunakan Dimensions of 3-bladed Wageningen B-series dan menghitung ordinat Yface dan Yback. Setelah propeller kita gambar, langkah selanjutnya adalah merencanakan perporosan.Putaran mesin ditransmisikan ke propeller melalui poros, maka poros sangat mempengaruhi kerja mesin bila terjadi kerusakan. Yang perlu diketahui adalah bahwa kedudukan poros propeller dengan mesin induk adalah harus segaris atau dengan kata lain harus dalam satu garis sumbu. Jika kelurusan garis atau sumbu porors dan mesin induk belum tercapai maka perlu dibuat tambahan dudukan untuk mesin atau mengurangi tinggi dengan jalan mengurangi tebal bantalan, asalkan tebal bantalanmasih dalam batas yang memenuhi kriteria tebal minimum suatu bantalan. Bantalan juga digunakan untuk mengurangi terjadinya getaran pada poros yang mengakibatkan berkurangnya efektifitas poros

propeller

juga

untuk

menghindari

terjadinya

deformasi

pada

poros

propeller.Selanjutnya merencanakan stern tube. Stern tube ini berfungsi untuk menjaga kekedapan kapal agar tidak terjadi kebocoran serta sebagai media pelumasan poros. Terdapat 2 macam pelumasan poros pada stern tube, yaitu menggunakan air laut dan minyak. Pada perencanakan ini saya menggunakan pelumas minyak. Pada jaman pengembangannya, pelumasan air laut paling sering digunakan. Namun, seiringnya waktu sistem pelumasan air laut mulai ditinggalkan. Kapal-kapal besar dengan sistem pelumasan air laut menimbulkan endapan lumpur di dalam stern tube, mengakibatkan beban stern tube menjadi besar dan getaran yang dihasilkan lebih besar.

Gambar 4. Sistem Pelumasan minyak pada Stern Tube


9


1.2.

DATA UTAMA UKURAN KAPAL Pada Subbab ini akan dijelaskan secara rinci mengenai data kapal yang menjadi

pembanding dari desain kapal PANORAMA ini. Diantaranya sebagai berikut : Classification No. : IMO No. : Official No. : Signal Letters : Flag : Port of Registry : Ship's Name : Former Name 1 : 2:

974396 9154830 2009 Ka No.3799/L PMTK Indonesian Surabaya MERATUS MANADO BRIGHT GOLD GOLDEN DRAGON

Registered Owner 1 :

PT MITRA BUANA LINE

Management Company 1 :

PT. MERATUS LINE

Classification Characters, Notations :

NS*(Cn C) MNS*

Descriptive Notes :

--

Installation Characters :

CHG

Installation Descriptive Notes Special Description :

--

Other Classification :

BK

Type of Ship Purpose(intended service) :

CONTAINER CARRIER

- Certificates - SC/SE/SF :

--

- OPP :

--

- EE :

--

- SMC/ISSC :

--

Tonnage Gross (Registered) :

9,440

Tonnage Net (Registered) :

5,081

Tonnage Gross (Local) :

--

Tonnage Net (Local) :

--


10

Propeller & Sistem Perporosan Tonnage Gross (TM69) :

9,440

Tonnage Net (TM69) :

5,081

Deadweight :

12,408

Summer Freeboard (mm) :

2,827

Summer Draught (m) :

8.216

Lf (m) :

134.250

Continuous Max. Speed (kt) (Sea Trial) :

19.1

Equipment No. :

1,660

Overall Length (m) :

144.830

Moulded LxBxD (m) :

134.000 x 22.400 x 11.000

Registered LxBxD (m) :

134.250 x 22.400 x 11.000

Cargo Capacity (m3 / No. of Containers, etc.) :

DRY; TEU 848 FEU 396 REF; TEU 50

No. of Passengers :

--

Capacity of Tanks (m3) :

FO 1,185 FW 212 WB 3,845

Lifeboats Type, No. & Person : Rescue Boats Type, No. & Person : Liferafts Type, No. & Person :

3 2x(22) 1x(6) (at combined use for lifeboat) 1 1x(6) 1 2x(25)

Radio Installations :

GMDSS A1+A2+A3

Navigation Equipment :

GYRO, HCS, LORAN, RDX, ARPA, ES

No. & Kind of Engines :

1D : 2 SA 6 CY

Bore x Stroke (mm) :

500.0 x 1,620.0

Power (kW) :

7,987

Revolution (rpm) :

148.0

Manufacturer :

Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Works


11

Propeller & Sistem Perporosan No. & Kind of Boilers :

1 AUX VB

Pressure (MPa) :

0.69

Evaporation :

2.09 (ton/h)

Manufacturer :

Osaka Boiler Mfg., Co., Ltd. *Evaporation rate: Thermal output (kW) to be filled up in case of TOH.

No. & Capacity of Generators (kVA) :

4 AC 1,935

Kind of Propeller Shaft :

1B

No. & Shaft Diameter (mm) :

1 x 470

Shipbuilder :

Kyokuyo Shipyard Corporation

Hull No. :

411

Date of Keel Lay :

04 Jun 1997

Date of Launch :

18 Aug 1997

Date of Build :

13 Nov 1997

Date of Conversion :

--


12


DATA GAMBAR LINESPLAN

Gambar 5. Linesplan

1.3.


13


DATA GAMBAR MIDSHIP SECTION

Gambar 6. Half Breadth Plan

1.4.


14


1.5.

DATA GAMBAR CL CONSTRUCTION PROFILE

Gambar 7. CL Construction

1.6.

RULES DAN REGULASI Adapun kapal PANORAMA ini kapal berjenis Kontainer yang mengacu pada Klas

Biro Klasifikasi Indonesia (BKI).

1.7.

REFERENSI Anonim1.2012.http://ClassNK.com Harvald.SV.Aa.1983.Resistance and Propulsion of Ship.John Wiley & Sons, Inc. Tupper,E.C.2004.Introduction to Naval Architecture Fourth Edition.Burlington: ELSEVIER V.Lewis,Edward.1988.Volume II.Resistance, Propulsion and Vibration.Jersey City: The Society of Naval Architects and Marine Engineers.


15


II

BAB PERHITUNGAN PROPELLER 2.1. PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL 2.1.1. Definisi Tahanan Tahanan kapal adalah gaya fluida yang bekerja pada kapal sedemikian rupa sehingga melawan gerakan kapal tersebut. Pada perhitungan tahanan, pertama ditentukan dulu koefisien masing-masing tahanan yang diperoleh dari diagram dan tabel. Perhitungan tahanan kapal perlu dilakukan karena sangat berpengaruh terhadap daya mesin dan mesin yang akan dipilih. Pedoman dalam perhitungan merujuk pada buku tahanan dan propulsi kapal (Harvald).

2.1.2. Komponen Tahanan Berikut menurut definisi yang dipakai ITTC, selama memungkinkan, komponen tahanan secara singkat berupa :  Tahanan Gesek (Friction Resistance)

: Tahanan yang disebabkan adanya kontak antara badan kapal dengan fluida yang dilewati.

 Tahanan Sisa (Residual Resistance)

: Tahanan yang merubakan gabungan dari berbagai jenis tahanan, lebih dominan pada tahanan gelombang.

 Tahanan Viskos (Viscous Resistance)

: Tahanan yang muncul akibat dari kekentalan fluida yang kontak terhadap badan kapal.

 Tahanan Tekanan (Form Resistance)

: Tahanan yang disebabkan akibat gaya tekan air disekitar badan kapal yang menekan daerah luasan tercelup air.

 Tahanan Badan (Appendage Resistance) : Tahanan kapal yang ditimbulkan oleh bentuk kapal yang sedemikian rupa.  Tahanan Udara (Air Resistance)

: tahanan kapal yang disebabkan oleh udara yang menahan lajunya kapal.

 Tahanan Kemudi (Steer Resistance)

: Bentuk tahanan yang terjadi akibat kemudi pada bagian belakang kapal.


16


2.1.3. Simbol dan Keterangan • ▼

= Volume displasmen

( m3 )

• ▲

= Berat displasmen

( ton )

• LPP

= Length Between perpendicular

(m)

• LWL = Length On Water Line • Cb

= Coeffisien block

• Vs

= Velocity Speed

• Fn

= Froud number

• Vk

= Koefisien viskositas kinematik

• Cf

= Friction Coefficient

• Cr

= Residu Coefficient

• Ca

= Appendages coeffisien

• Caa

= Appendages air coefficient

• Cas

= Appendages steering coefficient

• Ct

= Total coefficient

• Rt

= Total Resistance

(m)

( knot )

( kN)

2.1.4. Penentuan Kebutuhan Desain dan Formula  Bilangan Froude untuk kapal lambat < 0,2. Bilangan Froud sangat vital untuk dicari guna mendapatkan nilai dari berbagai diagram.

 Metode Harvald menggunakan batasan – batasan sebagai berikut : 1. Cp = 0,5 – 0,8 2. Fn = 0,15 – 0,4  Sea Margin yaitu penambahan tahanan karena berlayar di peraiaran tertentu. Dimana besarnya antara 15 – 20 % untuk ditambahkan pada tahanan total dinas. Sea margin pada setiap perairan memiliki nilai yang beragam.

 Penentuan LCB standard dalam persen melihat acuan grafik LCB standard.  Data mengenai angin dalam perancangan kapal tidak diketahui, maka disarankan untuk mengoreksi koefisien tahanan udara.  Karena bentuk badan kapal yang standart, yaitu letak titik benamnya standar, harga B/T nya standar, bentuk penampangnya normal, maka tidak ada koreksi.


17

Propeller & Sistem Perporosan  Karena diagram tersebut dibuat berdasarkan rasio lebar/sarat (B/T) = 2,5 maka harga Cr untuk kapal yang mempunyai rasio lebar-sarat lebih besar atau lebih kecil daripada harga tersebut harus dikoreksi.

 Koreksi untuk tahanan kemudi mungkin sekitar = 0,00004.  Volume displasmen (▼) ▼ = CbWL x LWL x B x T....................................................................................(1.1)  Berat displasmen (▲) ▲ = ▼ x ρ air laut..................................................................................................(1.2)  Wetted Surface area / luasan permukaan basah S = 1,025 x LPP (Cb x B + 1,7 T)........................................ ...............................(1.3)  Froude number Fn =

𝑣 √𝑔.𝐿𝑊𝐿

.................................... ......................................................................(1.4)

 Reynold number Rn =

𝑣 𝑥 𝐿𝑤𝑙 𝑣𝑘

.................................................................. ........................................(1.5)

 Friction coefficient 0,075

Cf = (log 𝑅𝑛−2)2......................................................................................................(1.6)  Tahanan sisa 𝐿𝑤𝑙 1 ∇ ⁄3

, Dicari Cr1 nya, lalu dicari Cr2 nya, selanjutnya Cr3

Cr1 didapat dari perbandingan : (103Cr(5.1903)-1.11)/(1.007 - 1.113) = (5.1903 – 5)/(5.5 – 5) Cr2 didapatkan dari : 103Cr1 + 0,16(B/T - 2,5) Cr3 didapatkan dari : 103Cr_Standart + (d103Cr/dLCB) x ∆LCB Crtotal = (1 + 5%) x Cr3 ........................................................................................(1.7)  Tahanan udara Caa = 0,00007 ( harlvald 5.5.26 hal 132)  Tahanan total kapal Ct = 0,00289 Ctair = Cf + Cr + Ca + Cas...................................................................................(1.8) Ctudara = Caa Rtair = Ctair x 0,5 x ρ udara x vs2 x S .................................................................(1.9) Gusma Hamdana Putra_4212100007

18

Propeller & Sistem Perporosan Rtudara = Ctudara x 0,5 x ρ udara x vs2x S RTOTAL = Rt udara + Rt air RtDinas = (1 + 15%) x Rt SUMMARY CALCULATION Tabel 1. Kalkulasi Tahanan

No.

Besaran

Satuan

Angka

1

Volume displasmen (▼)

m3

18804,096

2

Berat displasmen (▲)

ton

19274,198

3

Wetted surface area

m2

4196,0012

4

Froude Number

-

0,1956498

5

Reynold Number

-

11698373

6

Friction coefficient

-

0,0015571

7

Cr1

-

0,001089

8

Cr2

-

0,001127

9

Cr3

-

0,000950

10

Cr total

-

0,000998235

11

Caa

-

0,000152

12

Ct total

-

0,002817

13

Rt total

kN

313,7361

14

Rt dinas

kN

370,2086

2.1.5. Referensi Harvald.SV.Aa.1983.Resistance and Propulsion of Ship.John Wiley & Sons,Inc. Siswanto Digul.1998.Teori Tahanan Kapal 1.Fakultas Teknologi Kelautan,Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Siswanto Digul.1998.Teori Tahanan Kapal 2.Fakultas Teknologi Kelautan,Institut Teknologi Sepuluh Nopember.


19


2.2. PERHITUNGAN DAYA MOTOR 2.2.1. Definisi Daya Motor 

Daya efektif atau EHP adalah daya yang diperlukan untuk menggerakkan kapal di air atau untuk menarik kapal dengan kecepatan v. (Tahanan dan Propulsi, Harvald, 6.2.1 hal 135)



DHP adalah daya yang diserap oleh propeller dari sistem perporosan atau daya yang dihantarkan oleh sistem perporosan ke propeller untuk diubah menjadi daya dorong : DHP = EHP / Pc



Dalam menghitung daya pada poros baling – baling (SHP), untuk kapal yang kamar mesinnya terletak di bagian belakang akan mengalami losses sebesar 2%, sedangkan kapal yang kamar mesinnya pada daerah midship kapal mengalami losses sebesar 3%. Pada perencanaan ini kamar meisn ada di belakang, sehingga losses yang terjadi hanya 2%. (Principal of Naval Architecture hal 131)



BHPmcr = daya BHPscr diambil 85%

2.2.2. Hasil Perhitungan Tabel 2. Hasil Perhitungan Daya

No.

Besaran

Satuan

Hasil

1

EHP

HP

3622,054

2

Wake fraction (w)

-

0,3185

3

Thrust deduction factor (t)

-

0,2866

4

ηH

-

1,046

5

ηrr

-

1.04

6

ηo

-

52 %

7

Pc

-

0.5715

8

DHP

HP

6337,609

9

SHP

HP

6466,948

10

BHPscr

HP

6598,927

11

BHPmcr

HP

7763,443

12

BHPmcr

kW

5710,012


20


2.2.3. Referensi Harvald. SV. Aa. 1983. Resistance and Propulsion of Ship. John Wiley & Sons, Inc. Lammeren Van. W. P. A. 1948. Resistance, Propulsion, and Steering of Ships. The Technical Publishing Company E Stam Harlem Lewis Edward. V. 1988. Principle of Naval Architecture Second Revision Volume II. The Society of Naval Architects and Marine EWngineers, Jersey City


21


2.3. PEMILIHAN DAUN PROPELLER 2.3.1. Syarat Pemilihan Propeller Dalam pemilihan daun propeller harus diperhatikan adalah sebagai berikut : 

Tipe Propeller dengan batasan maksimal propeller yang telah dihitung pada saat kapal kosong



Diameter blade propeller dengan batasan maksimal propeller yang telah dihitung saat kapal kosong



Efisiensi propeller yang matching dengan efisiensi yang ditentukan saat penentuan engine kapal



Dan RPM putaran propeller yang tidak kurang dari RPM engine kapal.

2.3.2. Hasil Pemilihan Propeller Didapatkan hasilnya sebagai berikut : Tabel 3. Hasil Perhitungan Propeller

No.

Besaran

Satuan

Angka

Efisiensi Propeller

1

Diameter max propeller

m

4,7

-

2

Bp1

-

47,2819

-

3

1/jo B3-35

-

2,57

0,532

4

1/jo B3-50

-

2,685

0,574

5

1/jo B3-65

-

2,6

0,568

6

1/jo B3-80

-

2,485

0,542

7

1/jo B4-35

-

2,58

0,514

8

1/jo B4-50

-

2,556

0,514

9

1/jo B4-65

-

2,535

0,520

10

1/jo B4-80

-

2,458

0,517

11

Thrust propeller

kN

518,972

12

Jarak T dengan centerline propeller

m

5,505


-

22


2.4. PERHITUNGAN RESIKO KAVITASI 2.4.1. Formula Persyaratan Perhitungan Kavitasi 

EHP

= Rtdinas x Vs

(HP) ..............................................................(5.1)



DHP

= EHP/Pc

(HP) ..............................................................(5.2)



Pc terdiri dari efisiensi lambung, efisiensi relative rotatif, dan efisiensi propulsi



Kapal dengan kamar mesin di belakang akan mengalami losses sebesar 2%



SHP



Karena tidak menggunakan gearbox maka BHPscr = SHP



BHPmcr = BHPscr/0.85

(HP) ..............................................................(5.4)



V

= (1-w).Vs

(knot) ............................................................(5.5)



Bp1

= N propeller x DHP^ 0.5 / Va^2.5 ..................................................(5.6)



Dengan memotongkan nilai 0,1739.√Bp1 dengan OPTIMUM LINE, maka akan

= DHP/ηsηb ......................................................................................(5.3)

didapatkan nilai 1/Jo 

δ

= [(1/Jo)/0.009875] ...........................................................................(5.7)



Do

= (δ x Va)/N



Untuk single screw maka Db = 0.96 Do



Nilai δb = (Db x N) / Va .................................................................................(5.9)



1/Jb

= δb X 0,009875 ...............................................................................(5.10)



Ao

= 1/4 x π x Db2

(ft2) ................................................................(5.11)



Ae

= 0.35 x Ao

(ft2) ................................................................(5.12)



Dengan memotongkan nilai Bp1dengan 1/Jb, maka akan didapatkan P/Db serta η.



Vr2

= Va2 + (0,7 + π x n x D)2

(m/s) ..................................................(5.13)



Tc

= T / ( Ap x 0,5 x ρ x (Vr)2

(kN) ...................................................(5.14)



σ0.7R

= (188,2 + 19,62h)/(Va2 + (4,836 x n2 x D2)) .................................(5.15)



h

= T - 0,33T



Tc burril = 0.1079 x ln ( σ 0.7R ) + 0.2708



Dalam memilih type propeller harus memenuhi syarat – syarat sebagai berikut :



Diameter propeller yang dipilih harus kurang dari diameter maksimal propeller



Tidak terjadi kavitasi pada propeller



Propeller yang dipilih harus memiliki efisiensi yang optimum



Menghitung Ap

(ft) .................................................................(5.8)


(m) .....................................................(5.16) (kN) .......................................(5.17)

23

Propeller & Sistem Perporosan Didapatkan melalui persamaan :

(Principles naval architecture, hal 181, pers 59) 

Menghitung Vr dan τc dan menentukan terjadinya kavitasi atau tidak Vr² = Va² + (0,7πnD)² (m/s)² (Tahanan dan propulsi kapal, hal 199) N dalam RPS T = Thrust of Propeller = Rt / (1-t) = 635,7282 kN D dalam meter h = Jarak sarat air dengan centerline propeller h =T - 0,6T = 8,452 m Tc 

T Ap  0,5    (Vr ) 2

(Principles naval architecture, hal 181)

 0.7R 

188,2  19,62 h Va 2  (4,836 xn 2 xD 2 )

(Principles naval architecture, hal 181, pers 61) 

Perhitungan Angka Kavitasi σ0,7R = (1,882 + 19,62(h)) / Va²+ 4,836 n² D² (Principles naval architecture, hal 181, per.60) Untuk menentukan terjadi kavitasi atau tidak nilai σ0,7R kita gunakan diagram

kavitasi, dengan dipotongkan pada kurva merchant ship propeller.Dari diagram Kavitasi didapat nilai τc karena τc pada perhitungan lebih kecil dibanding τc pada grafik maka propeler tersebut tidak kavitasi.

Gambar 8. Kavitasi


24


2.5. ENGINE PROPELLER MATCHING Engine propeller matching merupakan proses tahap pencocokan antara main engine dengan type propeller yang telah dipilih. Namun sebelum melakukan pencocokan telah dilakukam penghitungan daya mesin utama yang akan dipasang di kapal. Setelah itu dilakukan pemilihan mesin utama yang sesuai dengan perhitungan sebelumnya. Jika perhitungan daya dan pemilihan mesin utama telah dilakukan, tahap selanjutnya adalah melakukan perhitungan dan pemilihan type propeller yang akan digunakan. Barulah engine propeller matching dapat dilakukan ketika tahap – tahap tersebut sudah terpenuhi.

2.5.1. Simbol dan Keterangan EPM  EHP

= Effective Horse Power (HP)

 DHP

= Delivery Horse Power (HP)

 t

= thrust deduction factor

 w

= wake friction

 ηH

= efisien lambung

 ηrr

= efisiensi relative rotatif

 ηo

= efisiensi propulsi

 Pc

= Coeffisien Propulsif

 SHP

= Shaft Horse Power (HP)

 BHPscr

= Brake Horse Power at service continous rating (HP)

 BHPmcr

= Brake Horse Power at maximum continous rating (HP)

 ρ air laut

= massa jenis air laut (kg/m3)

 RPM

= Radian Per Minute

 KT

= koefisen gaya dorong propeller

 KQ

= koefisien torsi propeller

 J

= koefisien gaya advanced propeller

 Q

= torsi

 RPS

= Radian Per Second

 Untuk memperoleh nilai KT maka memerlukan nilai β dan J  Pemilihan type propeller dilakukan dengan cara memvariasikan P/D kemudian diplotkan dengan kurva open water test sehingga didapatkan nilai KT, KQ, J dan η.  N design condition

= Va / Jd.D

(rpm)

 N service

= Va /Js.D

(rpm)


25


2.5.2. Referensi 

Harvald. SV. Aa. 1983. Resistance and Propulsion of Ship. John Wiley & Sons, Inc.



Lammeren Van. W. P. A. 1948. Resistance, Propulsion, and Steering of Ships. The Technical Publishing Company E Stam Harlem



Lewis Edward. V. 1988. Principle of Naval Architecture Second Revision Volume II. The



Society of Naval Architects and Marine Engineers, Jersey City


26


2.6. PERENCANAAN PROPELLER Propeller merupakan bentuk alat penggerak kapal yang paling umum digunakan dalam menggerakkan kapal. Sebuah propeller yang digunakan dalam kapal mempunyai bagian daun baling – baling ( blade ) yang menjorok kearah tertentu dari hub atau bos. Bos ini dipasang pada poros yang digerakkan oleh mesin penggerak utama kapal. Perhitungan geometri propeller digunakan untuk mengetahui nilai dimensi suatu daun propeller, dan juga nilai ordinat dari permukaan depan (face) dan permukaan belakang (back).

2.6.1. Perencanaan Geometri Propeller Setelah Engine terpilih dan melakukan EPM maka yaitu perencanaan dan gambar geometri propeller yang berupa Expanded Area, Projected & Developed Area serta Side View Area. Untuk mendapatkan gambar Expanded Area, Projected & Developed Area serta Side View Area maka harus menghitung nilai – nilai dimensi daun propeller, menghitung ordinat YFace dan YBack, dan menghitung Distribusi Pitch.

2.6.2. Perhitungan Perencanaan Propeller 

Bagian bagian propeller dalam gambar 3 dimensi :

Gambar3.1 9. Bagian Propeller Gambar BagianBagian bagian Propeller



Dimensi propeller meliputi ar, br, cr, dan sr, yang diperoleh pada tabel untuk type propeller yang berbeda beda (John Carlton, 2007)

10.propeller Dimensi Propeller Gambar.3.2 Gambar Dimensi (Ar, Br, Cr, dan Sr)


27

Propeller & Sistem Perporosan 

Titik – titik koordinat yang dibutuhkan oleh profil dapat dihitung dengan formulasi yang diberikan oleh Van Oossanen (1974)



Setelah mengetahui nilai masing - masing (cr, ar, br dan Sr) diatas, maka langkah pengerjaan dilanjutkan pada penentuan penampang ketebalan tiap bagian daun menggunakan rumusan dan tabel (John Carlton, Marine Propellers and Propulsion, hal 104)



Untuk P > 0 , YFACE = V1 (tmax – tl.e). YBACK = (V1 + V2 ) (tmax – tl.e) (John Carlton, Marine Propellers and Propulsion hal 104)



Untuk P > 0, YFACE = V1 (tmax – tl.e), YBACK = (V1 + V2 ) ( tmax – tl.e ) (John Carlton, Marine Propellers and Propulsin hal 104)

2.7. SIMBOL & KETERANGAN PADA PERHITUNGAN POROS 

CL

= Center Line



LE

= Leading Edge



TE

= Trailing Edge



T

= Torsi



Fc

= Faktor koreksi daya



Pd

= Daya perencanaan



Ds

= Diameter poros Tegangan



Lb

= Panjang boss propeller



Ln

= Panjang Lubang dalam boss propeller



s

= Selubung poros



x

= Kemiringan



Da

= Diameter terkecil ujung konis



dn

= Diameter luar pengikat boss



d

= Diameter luar ulir



Do

= Diameter luar mur



Mt

= Momen torsi



L

= Panjang



B

= Lebar



t

= Tebal



R

= Radius ujung pasak



t1

= Kedalaman alur pasak


28


Dba

= Diameter boss propeller pada bagian belakang



Dbf

= Diameter boss propeller pada bagian depan



Db

= Diameter boss propeller



Lb

= Panjang boss propeller



LD

= Panjang bantalan duduk dari propeller



tR

= Tebal daun baling – baling



tB

= Tebal poros boss propeller



rF

= Jari – jari dari blade face



rB

= Jari – jari dari blade back



Z

= Jumlah daun propeller



N

= Putaran propeller (rpm)



D

= Diameter propeller (m)



r/R

= Rasio jarak tebal plate atau pitch



Cr

= Panjang antara trailing edge ke leading edge pada tiap – tiap r/R



Ae/Ao

= Perb luasan daun propeller dengan luasan satu lingkaran propeller



Ar

= Jarak antara generator line ke leading edge



Br

= Jarak maksimum tebal ke leading edge



Sr

= Tebal maksimum


29


LAMPIRAN PERHITUNGAN PROPELLER A. PERHITUNGAN TAHANAN  Volume displasmen (▼) ▼ = CbWL x LWL x B x T = 0,737 x 138 x 22,5 x 8,2 = 18804,096 m3  Berat displasmen (▲) ▲ = ▼ x ρ air laut = 18804,096 x 1,025 = 19274,1984 ton 

Wetted surface area / luasan permukaan basah S = 1,025 x LPP (Cb x B + 1,7 T) = 4196,0012 m2



Froude number g = 9,8 m/s2 Fn =

𝑣 √𝑔.𝐿𝑊𝐿

=

7,196 √9,8.138

= 0,19564 

V = 14 knot = 7,196 m/s



Reynold number Vk = 1,188.10-6 Rn = =

𝑣 𝑥 𝐿𝑤𝑙 𝑣𝑘 7,196 𝑥 138 1,188.10−6

= 1169837362 

Friction coefficient 0,075

Cf = (log 𝑅𝑛−2)2 0,075

= log 576758812 − 2)2 = 0,001557193


30


Tahanan sisa 𝐿𝑤𝑙 1 ∇ ⁄3

=

138 1 18804,096 ⁄3

= 5,1903

Dimana koefisien prismatiknya = Cb / β β = (0,08 x Cb) + 0,93 = (0.08 x 0,37) + 0.93 = 0,98896 Maka nilai koefisien prismatiknya = Cb / β = 0,737 / 0,98896 = 0,7452 CR dapat ditentukan melalui diagram guldhammer – harvald hal 120 – 128 103 CR = 1,1019 + [((5,19 - 5)/(5.5 - 5)) x (0,95 - 1,109)] = 1,089  CR1

= 1,089 x 10-3

Tabel 4. Koefisien Tahanan Gesek

𝐿𝑤𝑙

103CR

1 ∇ ⁄3

5

1,105

5,364167

1,089

5,5

0,98

B / T = 2,7385 103Cr2

= 103Cr1 + 0,16(B/T - 2,5)

 Cr2

= 0.001127

∆ LCB = LCB – LCB standard = 1,8 % - 0,95 % = 0.85 % Penentuan LCB standard dalam % dengan acuan grafik LCB standard (Tahanan dan Propulsi Kapal, Harvald hal 130, gambar 5.5.15) (d103Cr/dLCB) = 0,09 dimana faktor tersebut didapat dari diagram 5.5.16 (HARLVALD) 103Cr3

= 103Cr (standard) + (d103Cr/dLCB) x ∆LCB = 0,950

 Cr3 = 0,000950 Gusma Hamdana Putra_4212100007

31

Propeller & Sistem Perporosan  Crtotal

= (1 + 5%) x Cr3 = 0,0009982



(Tahanan dan Propulsi Kapal, Harvald hal 132)

Tahanan tambahan Dengan menginterpolasikan data displasmen pada buku tahanan dan propulsi kapal, harvald hal 132 yaitu maka didapat tahanan tambahan, yaitu : Tabel 5. Daftar Interpolasi Displacement Harga L ≤ 100 m

103 Ca 0.4

150 m

0.2

200 m

0

250 m

-0.2

≥ 300 m

-0.3

a

b

L_displasmen

103Ca

1

150

0,2

2

138

Ca

3

200

0

No

Dengan menggunakan interpolasim maka diperoleh Ca : Ca = (1b + (2a-1a) x (3b-1b))/(3a-1a) = 0,000152 

Tahanan udara Caa = 0,00007

(Harvald

5.5.26

hal

(Harvard

5.5.27

hal

132) 

Tahanan kemudi Cas = 0,00004 132)



Tahanan total kapal Ct

= 0,00277

Ctair

= Cf + Cr + Ca + Cas = 0,0027018

Ctudara = Caa = 0,00007 R TOTAL

= Rt udara + Rt air = 313,376 kN


32

Propeller & Sistem Perporosan Rt Dinas

= (1 + 15%) x Rt = 1.18 x 313,376 = 370,208 kN

Dalam hal ini tahanan total masih dalam pelayaran percobaan, untuk kondisi rata – rata pelayaran dinas harus diberikan kelonggaran tambahan pada tahanan dan daya efektif. Kelonggaran rata – rata untuk pelayaran dinas disebut sea margin / service margin. Untuk rute pelayaran Malaysia - Surabaya marginnya adalah sebesar 15 - 18 % (Harvald hal 113)


33


B. PERHITUNGAN DAYA MESIN 1. Daya efektif atau EHP adalah daya yang diperlukan untuk menggerakkan kapal di air atau untuk menarik kapal dengan kecepatan v. (Tahanan dan Propulsi, Harvald, 6.2.1 hal 135) berikut perhitungannya : EHP

= Rtdinas x Vs = 370,208 x 7,196 = 2664,021 KW

1 HP = 0.7355 kW

= 3622,054 HP

1 kW = 1.35962 HP

2. DHP adalah daya yang diserap oleh propeller dari sistem perporosan atau daya yang dihantarkan oleh sistem perporosan ke propeller untuk diubah menjadi daya dorong : DHP = EHP / Pc a. Efisiensi lambung (ηH) ηH = (1-t)/(1-w) w = 0.5Cb – 0.05 = (0.5 x 0.737) – 0.05 = 0.3185

(Resistance, Propulsion and Steering of Ship, Van Lammeren, hal 178)

t = k.w = 0.9 x 0.3185 = 0.2865

nilai k antara 0.7 – 0.9 dan diambil 0.7 (Principal of Naval Architecture hal 158)

ηH

= (1-t)/(1-w) = (1-0,2865)/(1-0.3185) = 1,0467

b. Efisiensi relatif rotatif (ηrr) Harga ηrr untuk kapal dengan propeller tipe single screw berkisar 1.0-1.1 (Principal of Naval Architecture hal 152), maka ηrr = 1.05 c. Efisiensi propulsi (ηo) ηo = 52% d. Coeffisien propulsive (Pc) Pc = ηH x ηrr x ηo = 1,0467 x 1.05 x 0.53 = 0,571


34

Propeller & Sistem Perporosan DHP

= EHP/Pc = 3622/0.560 = 6337,609 HP

3. Menghitung daya pada poros baling – baling (SHP) Untuk kapal yang kamar mesinnya terletak di bagian belakang akan mengalami losses sebesar 2%, sedangkan kapal yang kamar mesinnya pada daerah midship kapal mengalami losses sebesar 3%. Pada perencanaan ini kamar meisn ada di belakang, sehingga losses yang terjadi hanya 2%. (Principal of Naval Architecture hal 131). SHP

= DHP/ ηsηb = 6461,876/0.98 = 6598,927 HP

4. Menghitung daya penggerak utama yang diperlukan a. BHPscr

= SHP = 6593,751 HP

b. BHPmcr = daya BHPscr diambil 85% = BHPscr/0.85 = 6593,751 /0.85 = 7757,354 HP = 5705,534 kW Tabel 6. Daftar Engine


35


C. PEMILIHAN PROPELLER 

Diameter max propeller = 0.7 x T = 0.7 x 8,2 = 4,7 m



Advance speed (Va)

= (1-w).Vs = (1-0.32115).11 = 9.541 knot



BP - δ Diagram : a. Memprediksikan jenis – jenis propeller yang mungkin digunakan, misalnya B3, B4. b. Menghitung nilai BP1 : Bp1

= Nprop x DHP0.5 / Va2.5 = 47,281

Tabel 7. Jenis Propeller

Gambar 11. Propeller B3-80


36

Propeller & Sistem Perporosan Tabel 7. Jenis Propeller

No 1 2 3 4 No 1 2 3 4

Jenis Prop B3-35 B3-50 B3-65 B3-80 Jenis Prop B4-40 B4-55 B4-70 B4-85

N (Rpm) 167 167 167 167 N (Rpm) 167 167 167 167

Vs (knot) 14 14 14 14

Va (knot) 9.541 9.541 9.541 9.541

Vs (knot) 14 14 14 14

Va (knot) 9.541 9.541 9.541 9.541

Bp 47.28185178 47.28185178 47.28185178 47.28185178 Bp 47.28185178 47.28185178 47.28185178 47.28185178

0,1739.√B p 1.1957677 1.1957677 1.1957677 1.1957677 0,1739.√B p 1.1957677 1.1957677 1.1957677 1.1957677

Dengan memotongkan nilai 0.1739.√𝐵𝑝1 dengan optimum line, maka akan didapatkan nilai 1/Jo. Nilai – nilai 1/Jo untuk jenis propeller B3. Setelah itu dihitung nilai δ dengan rumus = [(1/Jo)/0.009875). setelah mendapat nilai dri δo, maka langkah selanjutnya adalah mendapatkan nilai dari Do dengan persamaan, Do = (δ0 x Va)/N. besarnya Db tergantung dari jumlah propeller yang dipakai. Untuk single screw = 0.96 Do, dan untuk twin screw = 0.98 Do. Sehingga untuk kapal ini menggunakan single screw propeller. Tabel 88. Daftar Perhitungan Propeller

No 1 2 3 4 No 1 2 3 4


1/J

δ0

D0 (ft)

Db (ft)

2.57 2.68 2.60 2.48

260.25 271.89 263.29 251.64

14.86 15.53 15.04 14.37

14.12 14.75 14.29 13.65

1/J

δ0

D0 (ft)

Db (ft)

2.58 2.55 2.53 2.45

261.26 258.83 256.70 248.91

14.92 14.78 14.6 14.22

14.18 14.04 13.93 13.50


Dmax (ft) 15.41 15.41 15.41 15.41

Db < Dmax Terpenuhi Terpenuhi Terpenuhi Terpenuhi

Dmax (ft) 15.41 15.41 15.41 15.41

Db < Dmax Terpenuhi Terpenuhi Terpenuhi Terpenuhi

δb 247.2405 258.3038 250.1266 239.0633 δb 248.2025 245.8937 243.8734 236.4658

37


A. Perhitungan Kavitasi Jenis – jenis diameter di atas telah memenuhi persyaratan diameter, maka akan dihitungnilai δb. Nilai δb = (Db x N) /Va. Sehingga nilai 1/Jb = δb x 0.009875. Lalu dengan memotongkan nilai Bp1 dengan 1/Jb, maka akan didapatkan P/Db serta η. Lalu menghitung nilai Ao (Area of tip cycle), Ad dan Ae. Ao = ¼ x π x Db2 (ft2) Ae = 0.35 x Ao

(ft2) Tabel 9. Karakteristik propeller

No 1 2 3 4 No 1 2 3 4 


δb

1/J

P/Db

η

247.24051 258.3038 250.12658 239.06329

2.4415 2.55075 2.47 2.36075

0.748 0.675 0.758 0.833

0.532 0.574 0.568 0.542

δb

1/J

P/Db

η

248.20253 245.89367 243.87342 236.46582

2.451 2.4282 2.40825 2.3351

0.835 0.82 0.788 0.838

0.514 0.52 0.517 0.493

Menghitung nilai Ap = (1.067 – 0.229 x P/Db) x Ad (ft2)


Ae/Ao

Ao

Ae

Ad

Ap (ft^2)

0.35 0.5 0.65 0.8

156.76 171.11 160.44 146.57

54.86 85.55 104.2 117.25

54.86 85.55 104.29 117.25

49.14 78.06 93.17 102.74

Ae/Ao

Ao

Ae

0.4 0.55 0.7 0.85

157.99 155.06 152.52 143.40

63.19 85.28 106.7 121.8


Ap (m^2) 4.56 7.25 8.65 9.54

Va (m/s) 4.90789 4.90789 4.90789 4.90789

Ap Va (m/s) (m^2) 63.19 55.34 5.14 4.90 85.28 74.98 6.96 4.90 106.76 94.65 8.79 4.90 121.89 106.6 9.90 4.90 (Principal of Naval Architecture hal 181) Ad

Ap (ft^2)

38

N (rps) 2.78 2.78 2.78 2.78 N (rps) 2.78 2.78 2.78 2.78


Menghitung Vr, Tc, σ0.7R serta menentukan terjadinya kavitasi atau tidak : o Vr2

= Va2 +(0,7 + π x n x D)2 (Tahanan dan Propulsi Kapal, Harvald hal 199)

o Tc = T / ( Ap x 0,5 x ρ x (Vr)2 (Principles of Naval Architecture, hal 181) o σ0.7R = (188,2 + 19,62h)/(Va2 + (4,836 x n2 x D2)) (Principles of Naval Architecture hal 181 persamaan 61). o Thrust propeller (T)

= Rt/(1-t) = 370,208 / (1 – 0.289) = 518,972 kN

o Jarak sarat air dengan centerline propeller (h) = T – 0.33T = 8,2 – 2,711 = 5,05 m o Tc burril = 0.1079 x ln (σ 0.7R ) + 0.2708 Tabel 10. Karakteristik Kavitasi Propeller

No 1 2 3 4 No 1 2 3 4


Vr^2

T

Τc itungan

σ 0.7R

τC

Kavitasi ?

81362.31 88966.11 83423.90 76209.39

518.97 518.97 518.97 518.97

0.00273 0.00157 0.00247 0.00139

0.37 0.34 0.36 0.39

0.16 0.15 0.18 0.19

tidak kavitasi tidak kavitasi tidak kavitasi tidak kavitasi

Vr^2

T

Τc itungan

σ 0.7R

τC

Kavitasi ?

82145.76 80625.03 79306.04 74562.85

518.97 518.97 518.97 518.97

0.00240 0.00180 0.00145 0.00137

0.36 0.37 0.38 0.40

0.18 0.18 0.19 0.19

tidak kavitasi tidak kavitasi tidak kavitasi tidak kavitasi

Nilai σ0.7R digunakan untuk mengetahui nilai angka kavitasi pada diagram burril. Nilai ini dipotongkan dengan kurva merchant ship propeller. Apabila besarnya angka kavitasi dari perhitungan lebih kecil dari angka kavitasi dari hasil pembacaan pada diagram burril, maka tidak terjadi kavitasi. Setelah memperhitungkan nilai kavitasi pada semua type propeller, maka didapatkan kesimpulan dalam pemilihan propeller, yaitu : 1. Diameter propeller yang dipilih harus kurang dari diameter maksimum


39

Propeller & Sistem Perporosan 2. Tidak terjadi kavitasi pada propeller 3. Propeller yang dipilih harus memiliki efisiensi yang optimum

Tabel Hasil Perhitungan

Sehingga didapatkan type propeller berdasarkan hasil tabel : Tabel 11. Tabel Propeller Fix

PROPELLER FIX Tipe Propeller Db (feet) P/Db η Ae/Ao Ap (m2)


(TERPILIH) B3-80 13,658 0.833 0.542 0.8 9.54554

40


D. ENGINE PROPELLER MATCHING o Rt trial

= 313,736 kN

o Rt servis

= 370,208 kN

o Menghitung koefisien α : o

αtrial

= Rt trial / Vs2 = 6058,73

o αservice

= Rt servis / Vs2 = 7149,31

o Menghitung koefisien β : o β

= α / {(1-t)(1-w)2 ρ D2}

o βtrial

= 6058,73/ {(1-0,286)(1-0.3285)2 1025.4,36} = 0.939

o βservice

= 2724.02/ {(1-0.286)(1-0.3285)2 1025.4,36} = 1,108

o

membuat kurva hubungan KT – J, setelah diperoleh nilai β, dan nilai J divariasikan 0 – 1, kemudian didapatkan nilai KT ship. Dimana KT = β x J2 Tabel 92. Hasil Perhitungan KT J2

J 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

J^2 0 0.01 0.04 0.09 0.16 0.25 0.36 0.49 0.64 0.81 1


KT_Trial 0.00000 0.00939 0.03757 0.08453 0.15027 0.23480 0.33811 0.46020 0.60108 0.76074 0.93918

KT_Service 0.00000 0.01108 0.04433 0.09974 0.17732 0.27706 0.39896 0.54304 0.70927 0.89767 1.10823

41


Kurva KT - J2 1.40000 1.20000 1.00000 0.80000

KT_Trial

0.60000

KT_Service

0.40000 0.20000 0.00000 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

Gambar 12. Kurva KT J2

o Perhitungan NIlai Propeller Pemilihan type propeller dilakukan dengan cara memvariasikan P/D kemudian diplotkan dengan kurva open water test sehinngga didapatkan data KT, KQ, J dan η

1.200

1.000

0.800

0.600

0.400

0.200

0.000 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

KT

10_KQ

ηo

KT_Clean

perpot KT

perpot KQ

Perpot_KT_Rough

KT_Rough

Perpot_KQ_Rough

Perpot_KT2

Perpot KQ 2

ηo Rough

1.1

1.2

ηo Clean

Gambar 13. Kurva Perpotongan KT, 10KQ, J, Efisiensi Propeller


42

Propeller & Sistem Perporosan -

Dengan memotongkan garis open water test dengan Kt yang baru, maka akan diketahui nilai 10Kq, η dan J yang baru pada saat kondisi Clean atau trial. Va

-

Titik potong J = N D = 0.440

-

titik potong 10KQ = 0.254

-

Titik potong KT = 0.196

-

titik potong η = 0.53

-

Dengan memotongkan garis open water test dengan Kt yang baru, maka akan diketahui nilai 10Kq, η dan J yang baru pada saat kondisi Rough atau Service. Va

-

Titik potong J =

-

titik potong 10KQ = 0.265

-

Titik potong KT = 0.206

-

titik potong η = 0.54

ND

= 0.4428

Gambar 14. Hasil KQ, KT, J


43

Propeller & Sistem Perporosan Menghitung Speed Power Prediction

Gambar 15. Kondisi Clean

a. Design condition


44


Gambar 16. Kondisi Rough

b. Service condition


45

Propeller & Sistem Perporosan Propeller Load Curve

(RPM) vs (BHP) 7000.0 6000.0 5000.0 4000.0 3000.0 2000.0

1000.0 0.0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100 110 120 130 140 150 160 170

Gambar 17. RPM vs BHP

(Vs) vs (BHP) 7000.0 6000.0 5000.0 4000.0

V

3000.0

s 2000.0 1000.0 0.0 0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

9.5 10

Gambar 18. Vs vs BHP


46


Gambar 19. EPM

Engine Propeller Matching


47

Propeller & Sistem Perporosan Setelah melakukan pemilihan perhitungan propeller dan melakukan Engine Propeller Matching maka pengerjaan selanjutnya yaitu penetapan pemilihan motor induk yang telah di kandidatkan sebelumnya. Berdasarkan load propeller yang telah dipilih maka yang terakhir yaitu proses pematchingan antara load propeller dengan engine envelope dari kandidat mesin yang telah dipilih. Tabel 10. Tabel Fix

Berdasarkan perhitungan dengan RPM yang sama maka didapatkan EPM yang Match dan dapat ditentukan pula engine kapal sesuai dengan dimensi, jenis BBM, berat, SFOC, Sistem BBM yaitu ENGINE WARTSILA W-X35


48


E. PERENCANAAN PROPELLER Menghitung Dimensi Daun Propeller Dimensi propeller meliputi ar, br, cr, dan Sr. Nilai-nilai di atas diperoleh dari tabel berikut

Gambar 20. Dimensi Propeller

1. Menghitung Ordinat YFACE dan YBACK Titik-titik koordinat yang dibutuhkan oleh profil dapat dihitung dengan formulasi yang diberikan oleh Van Gent et al (1973) dan Van Oossanen (1974) adalah sebagai berikut Untuk P>0 YFACE

= V1 ( tmax – tl.e )

YBACK

= ( V1 + V2 ) ( tmax – tl.e )

Untuk P<0 YFACE

= V1 ( tmax – tl.e )

YBACK

= ( V1 + V2 ) ( tmax – tl.e )

Dimana nilai V1 dan V2 (tabulated functions dependent on r/R and P) merupakan konstanta pada tabel diatas, dan hasilnya adalah sebagai berikut : Nilai Face


49


Gambar 21. Hasil Ordinat Nilai Face

Nilai Back

Gambar 22. Nilai Back 1 & 2

1.1. Expanded Area 

Centerline ke Trailing Edge


50


Centerline ke Leading Edge



Jarak Ordinat Tebal Maksimum dari Leading Edge



Ketebalan Maksimum Blade Tiap Elemen



Ordinat back trailling edge


51


Ordinat back leading edge



Ordinat face trailling edge



Ordinat face leading edge

1.2. Pitch Distribution Tabel 11. Pitch Diameter


52


Pitch Distribution ke Expanded Area

Gambar 23. Pitch Distribution ke Expanded Area



Expanded Area ke Proected dan Developed Area

Gambar 24. Expanded Area ke Projected dan Developed Area



Projected & Developed Area ke Side View Area

Gambar 25. Projected & Developed ke Side View Area


53

Propeller & Sistem Perporosan Hasil Penggambaran Propeller a. Expanded Area

Gambar 26. Expanded Area

b. Projected & Developed Area

Gambar 27. Projected & Developed Area


54

Propeller & Sistem Perporosan c. Side View Area

Gambar 28. Side View Area


55


III

BAB PERHITUNGAN POROS & BANTALAN POROS 3.1.

PERENCANAAN POROS Poros propeller merupakan salah satu bagian terpenting dari instalasi penggerak

kapal. Putaran mesin ditransmisikan ke propeller melalui poros, maka poros sangat mempengaruhi kerja mesin bila terjadi kerusakan. Yang perlu diketahui adalah bahwa kedudukan poros propeller dengan mesin induk adalah harus segaris atau dengan kata lain harus dalam satu garis sumbu. Jika kelurusan garis atau sumbu porors dan mesin induk belum tercapai maka perlu dibuat tambahan dudukan untuk mesin atau mengurangi tinggi dengan jalan mengurangi tebal bantalan, asalkan tebal bantalan masih dalam batas yang memenuhi kriteria tebal minimum suatu bantalan. Bantalan juga digunakan untuk mengurangi terjadinya getaran pada poros yang mengakibatkan berkurangnya efektifitas poros propeller juga untuk menghindari terjadinya deformasi pada poros propeller. Tenaga kerja yang dihasilkan mesin induk diteruskan dalam bentuk putaran melalui serangkaian poros ke baling baling diberikan dorongan yang dibangkitkan oleh baling baling diteruskan ke badan kapal oleh poros baling baling. Rangkaian poros itu disebut “Shafting” dan pada umumnya terdiri dari bagian bagian berikut : 1.

Poros pendorong (Thrust Shaft)

2.

Poros bagian tengah / poros antara (Intermediate Shaft)

3.

Poros baling baling (Propeller Shaft)

Ketiga poros ini saling dihubungkan oleh flange couplings (sambungan flange)

3.1.1. Perhitungan Perencanaan Propeller 

Berdasarkan acuan dari daya perencanaan H : (SHP dalam KW)



Acuan dari putaran propeller No : rpm Propeller



Menentukan diameter minimum shaft, berdasarkan NK Class, rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :

(Class NK Register)


56


Menentukan besarnya Ds yang berdasarkan Ds minimal dari perhitungan NK Class, bisa berdasarkan besarnya Seal yang terdapat pada pasaran. Seperti pada tabel dibawah ini merupakan ukuran seal dari Wartsilla. Tabel 12. Seal Wartsila



Berdasarkan besarnya Diameter poros yang ditetapkan dari Ds dan Seal yang terdapat di pasaran, memilih material yang memiliki Tensile Strengh baik. Yaitu bisa berdasarkan dari NK Class seperti dibawah ini. Dengan grade yang semakin menurun maka kualitas Tensile Strengh semakin baik. Tabel 13. Material NK Class


57


Penentuan range nilai boss propeller Tabel 14. Perhitungan Boss Propeller

Tip thickness ratio (before rounding) Minimum edge Thickness ratio (before rounding)

Cast Iron

1.8 to 2.4 1.8 to 2.0 0.85 to 0.90 1.05 to 1.10

1.8 to 2.6 1.8 to 2.4 0.85 to 0.90 1.05 to 1.10

0,3

0,3

Manganese Bronze

Item

Boss Dimension

Material Ni Al Bronze

Lb/Ds 1.8 to 2.4 Db/Ds 1.8 to 2.0 Dba/Db 0.85 to 0.90 Dbf/Db 1.05 to 1.10 Ln/Lb 0,3

Remarks

Maximum Value Minimum value if recressed

0,75

0,75

0,75

tb/tr rf/tr rb/tr rb/tr t(T/D)

0,75 0,75 1 0,0035

0,75 0,75 1 0,003

0,75 0,75 1 0,0065

Zero Rake 15 deg Rake Screw D>10ft

t(T/D)

0,004

0,0035

0,0075

Scew D≤ 10ft

t(e/d)

0,001

0,001

0,002

Screw D>10ft

t(e/d)

0,0015

0,0015

0,0025

Scew D≤10ft

(O’Brien, 1962)

3.1.2. Perhitungan Boss Propeller a) Diameter boss propeller (Db) Db/Ds

= 1.8

Db

= 1.8 x Ds

(O’Brien, 1962)

b) Diameter boss propeller terkecil (Dba) Dba/Db

= 0.85-0.9

Dba

= 0.9 x Db

(O’Brien, 1962)

c) Diameter boss propeller terbesasr (Dbf) Dbf/Db

= 1.05-1.1

Dbf

= 1.1 x Db

(O’Brien, 1962)

d) Panjang boss propeller (Lb) Lb/Ds

= 1.8-2.4

Lb

= 2.3 x Ds


(O’Brien, 1962) 58

Propeller & Sistem Perporosan e) Panjang lubang dalam boss propeller (Ln) Ln/Lb Ln

= 0.3 = 0.3 x Lb

(O’Brien, 1962)

f) Jarak antara bagian atas boss propeller dengan bagian atas dari lubang dalam tb/tr

= 0.75

tb

= 0.75 x tr

(O’Brien, 1962)

g) Radius penghubung boss propeller dengan propeller di bagian leading edge rb/tr

=1

rb

= 1 xtr

(O’Brien, 1962)

h) Radius penghubung boss propeller dengan propeller di bagian trailing edge rt/rf

= 0.75

rf

= 0.75 x tr

(O’Brien, 1962)

i) Rumus tebal sleeve (s). S merupakan tebal sleeve (mm) dan Ds merupakan diameter poros propeller (mm). Sleeve atau selubung poros dipakai sebagai perlindungan terhadap adanya korosi. S = 0.03 Ds + 7.5

3.2.

(BKI, 2006)

PERHITUNGAN PASAK (SPIE) PROPELLER Merupakan baja lunak yang disisipkan antara poros dengan boss propeller agar

keduanya bersatu dan mampu mentransmisikan putaran dari main engine. Pasak juga merupakan suatu elemen mesin yang dipakai untuk menetapkan bagian-bagian mesin seperti roda gigi, sproket, puli, kopling, dll. pada poros. Pemilihan jenis pasak tergantung dari besarnya daya yang disalurkan pada bagian poros propeller. Jika ditinjau dari segi pemasangannya, pasak dapat dibedakan menjadi beberapa macam yaitu : pasak benam, pasak pelana, pasak bulat, pasak bintang (spline). Di dalam perencanaan sistem perporosan pada kapal, umumnya digunakan pasak benam. Pasak benam memiliki penampang berbentuk segi empat dimana terdapat bentuk prismatik dan tirus. Terkadang pada bagian ujung pasak diberi kepala untuk memudahkan proses pencabutan pasak. Selanjutnya perhitungan perencanaan pasak menurut BKI 2006 dapat dilakukan dengan menggunakan rumus berikut ini.


59

Propeller & Sistem Perporosan a) Lebar pasak B = (0,25 – 0,35 ) x Ds b) Kedalaman pasak Kedalaman pada poros = 30 mm Kedalaman pada naf

= 20 mm

c) Panjang Pasak (l) l = 0,075 – 1,5 Ds d) Tebal pasak (T) t = 1/6 x Ds e) Radius Ujung Pasak (R) R = 0,125 x Ds f) Luas Bidang Geser 0,25 x Ds x Ds e) Tegangan Geser yang Diijinkan τka = σB /(Sfk1 x Sfk2) ket :

σB

= Kekuatan Tarik Material Kekuatan material yang lebih lemah dari poros yaitu S45C dengan kekuatan Tarik 58 kg/mm2

Sfk

= Safety Factor

Sfk 1 = 6.0 Sfk 2 = 1.3 – 3

Diambil nilai Sfk2 = 2.8

f) Radius ujung pasak (R) ; R = 0,0125 x Ds


60


3.3.

PERENCANAAN KONIS POROS PROPELLER Seperti yang telah diatur pada Biro Klasifikasi Indonesia (BKI, 2006) bahwa alur

pasak pada poros yang meruncing atau membentuk konis harus dirancang sedemikian mungkin, sehingga membentuk keruncingan yang gradual. Harus berbentuk seperti sendok dengan ujung yang tidak tajam. Pada umumnya keruncingan atau kekonisan dari poros tersebut mempunyai nilai antara 1:12 sampai dengan 1:20 dari panjang boss propeller.Selain itu ujung dari alur pasak tersebut juga tidak boleh terlalu tajam. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat gambar berikut :

Gambar 29. 15. Pasak Propeller

a. Panjang Konis Panjang konis atau Lb berkisar antara 1,8 sampai 2,4 diameter poros. Diambil Lb

= 2,3 x Ds

b. Kemiringan Konis BKI Volume III Section 4 menyarankan harga kemiringan konis berkisar antara 1/10 sampai 1/15. Diambil sebesar 1/15. 

1/15

= x / Lb

c. Diameter Terkecil Ujung Konis 

Da

= Ds - 2x

d. Diameter Lingkaran Kopling 

Db

= 2,5 x Ds

e. Diameter Luar kopling Nilai D Out adalah 3 – 5,8 kali diameter poros (Ds) f. Panjang Kopling (L) L = 5 x 0.5 x Ds Gusma Hamdana Putra_4212100007

61


3.4.

PERENCANAAN FLANGE POROS Flange adalah suatu komponen yang digunakan untuk menyambung antar suatu

poros dengan poros yang lain. Dalam hal ini flange biasa disebut dengan kopling. Kopling flange terdiri atas naf dengan flange yang terbuat dari besi cor atau baja cor, dan dipasang pada ujung poros dengan menggunakan baut pada flangenya. Ketebalan dari kopling flange pada intermediate dan thrust shaft pada bagian ujung depan shaft propeller minimal 20% dari diameter poros yang direncanakan (BKI,2006). Berikut adalah perhitungan yang digunakan dalam perencanaan flange poros : 

Sfl ≥ 20% x Ds Sfl = Ketebalan kopling

3.5.

PERENCANAAN MUR PENGIKAT POROS PROPELLER Perencanaan mur pengikat poros propeller berkaitan dengan perencanaan dari

coupling flange. Sebab poros propeller dihubungkan dengan menggunakan coupling flange yang diikat dengan mur dan baut. Perencanaan mur pengikat poros propeller juga tidak dapat dipisahkan dengan perencanaan baut kopling. Jumlah baut yang direncanakan tidak dijelaskan di dalam peraturan ini. Sehingga disimpulkan bahwa jumlah baut yang direncanakan umumnya adalah 6, 8, atau 12. Dimana semakin banyak baut maka diameter yang diizinkan akan menjadi lebih kecil. Perhitungan ini digunakan sebagai acuan pemilihan mur dan baut yang tersedia di pasaran, sehingga diameter yang dipilih tidak boleh lebih kecil dari perhitungan yang telah direncanakan menurut BKI 2006.

Gambar Tabel 16. 30.Mur MurBoss BossPropeller Propeller

a. Diameter Ulir Luar (d) Diameter luar ulir(d) ≥ diameter konis yang terbesar : d≥

0.6 x Ds

b. Diameter Inti untuk diameter luar ulir >3 mm, maka diameter inti adalah : Gusma Hamdana Putra_4212100007

62

Propeller & Sistem Perporosan di =

0,8 x d

c. Diameter Luar Mur (Do) Do = 2 x d d. Tebal/Tinggi Mur (H) Standar tebal mur adalah (0,8~1) diameter konis, sehingga H=

3.6.

0.8 x d

PERENCANAAN BANTALAN Bantalan adalah elemen mesin yang meumpu poros berbeban, sehingga putaran atau

gerakan bolak – baliknya dapat berlangsung secara halus, aman, dan dapat bertahan lama. Bantalan harus cukup kokoh untuk memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya bekerja dengan baik. Jika bantalan tidak berfungsi dengan baik maka seluruh sistem akan menurun atau tak dapat bekerja secara semestinya. Jadi, bantalan dalam permesinan dapat disamakan dengan peranannya dengan pondasi pada gedung. (BKI Vol III Sect 4) Berikut merupakan perhitungan jarak maksimum antar bantalan yang diatur dalam BKI 2006 vol III-section 4.D.5.1 3.6.1 Panjang maksimal antar tiap bantalan Lmax = K1 √Ds Dimana: d = diameter poros K1 = 450 untuk oil lubricated dengan bahan bantalan adalah white metal

3.6.1. Rumah Bantalan Sebuah bantalan membutuh rumah bantalan sebagai tempatnya, maka bahan yang digunakan untuk rumah bantalan (bearing bushing) adalah magnese bronze dan untuk mencari tebal bearing bushing dapat menggunakan rumus sebagai berikut. tb = 0,18 x Ds


63


LAMPIRAN PERHITUNGAN POROS & BANTALAN POROS A. PERHITUNGAN POROS 1. Daya perencanaan H : (daya motor dalam KW) H : 5710 KW 2. Putaran Propeller No : 166 rpm 3. Diameter Minimum Poros Propeller

(Class NK Register) 3

5710

560

Ds = 100 x k2 x √ 166 (600+160) 𝑥 1 Ds = 337,805 mm Dengan diketahui diameter poros sebesar Ds tersebut dipertimbangkan pulas sesuai seal yang di pasaran. Tabel 17. Seal Wartsila

4. Pemilihan Material Berdasarkan perhitungan “Material Class NK” telah dipilih sebuah material dari “Carbon Steel” dengan grade KSF41 yang memiliki tensile strength 410 mm, maka dilanjutkan memilih di Seal Wartsilla dengan Size 14. Gusma Hamdana Putra_4212100007

64

Propeller & Sistem Perporosan Dimana memiliki kemampuan uji tarik secara longitudinal minimal 24% dan secara tangensial minimal 18%, memiliki area reduksi untuk longitudinal sebesar 50% dan tangensial 35%. Material carbon steel ini terdiri dari beberapa elemen campuran seperti berikut : 

carbon 0,65;



Silikon 0,15%;



Mangan 0,3%;



Fosfor 0,03%;



Belerang 0,035%;



Krom 0,3%



Molibden 0,15%;



Nikel 0,4%;



Tembaga 0,3%

Dimana maksimal residual elements sebesar 0,85%. Material, maka material yang dipilih dari NK Class adalah Cast Steel dengan Grade 4 no 22 dengan nilai Tensile Sterght minimal sebesar 410 N/mm dengan diameter 345 mm. Tabel 18. Tabel Strengh Material

5. Torsi T = 9,74 x 105 T = 33503329 kg.mm


65

Propeller & Sistem Perporosan a. Diameter Boss Propeller 

Db

= 1,8 x Ds = 621,11



tr

diambil = 621 mm

= 0,045 x Dprop = 196,133

diambil = 196 mm

b. Diameter Boss Propeller terkecil (Dba) 

Dba/Db

= 0,85 s/d 0,9 diambil 0,9 = 0,9 x Db = 557,24 mm

diambil = 558 mm

c. Diameter Boss Propeller terbesar (Dbf) 

Dbf/Db Dbf

= 1,05  1,1 diambil 1,1 = 1.1 x Db = 682,800

diambil = 683 mm

d. Panjang Boss Propeller (Lb) 

Lb/Ds Lb

= 1,8  2,4 diambil 2.3 = 2.3 x Ds = 794,085

diambil = 794 mm

e. Panjang Lubang Dalam Boss Propeller 

Ln/ Lb Ln

= 0,3 = 0,3 x Lb = 233,085



tb/tr tb

= 0,75 = 0,75 x tr = 147,099



rf/tr rf

rb/tr rb

diambil = 147 mm

= 0,75 = 0,75 x tr = 147,099



diambil = 233 mm

diambil = 147 mm

=1 = 1 x tr = 196,133

diambil = 196 mm

6. Rumus tebal sleeve (s) atau selubung poros S = 0.03 Ds + 7.5 S = 17,85 mm Gusma Hamdana Putra_4212100007

66


B. PERHITUNGAN PASAK (SPIE) PROPELLER a) Kedalaman Pasak Kedalaman pada poros = 30 mm Kedalaman pada naf

= 20 mm

b) Panjang Pasak (L) : antara (0,75–1,5) Ds L

= 1.3 x Ds

L

= 448,5 mm

c) Lebar Pasak (B) Lebar pasak (B) antara 25% - 30% dari diameter poros B

= 25% x Ds = 86,25 mm

d) Tebal Pasak (t) T

= 1/6 x Ds = 57,5 mm

d) Radius Ujung Pasak (R): R

= 0.125 x Ds = 43 mm

e) Luas Bidang Geser (A) : A

= 0.25 x Ds^2 = 29756 mm2

f) Penampang Pasak P

= BxT = 4959 mm2

g) Kedalaman Alur Pasak (t1) t1

= 0.5 x t = 28,75 mm

h) Tegangan Geser yang Diijinkan

ket :

τka

= σB /(Sfk1 x Sfk2)

σB

= Kekuatan Tarik Material Kekuatan material yang lebih lemah dari poros yaitu S45C dengan kekuatan Tarik 58 kg/mm2

Sfk

= Safety Factor

Sfk 1 = 6.0 Sfk 2 = 1.3 – 3 Gusma Hamdana Putra_4212100007

Diambil nilai Sfk2 = 2.8 67


C. KONIS POROS PROPELLER a. Panjang Konis Panjang konis atau Lb berkisar antara 1,8 sampai 2,4 diameter poros. Diambil Lb

= 2,3 x Ds = 794 mm

b. Kemiringan Konis Biro Klasifikasi Indonesia menyarankan harga kemiringan konis berkisar antara 1/10 sampai 1/15. Diambil sebesar 1/15. 

1/15 x

= x / Lb = 1/15 x Lb = 52,933

Diambil = 53 mm

c. Diameter Terkecil Ujung Konis 

Da

= Ds - 2x = 219,133

Diambil = 219 mm

d. Diameter Lingkaran Kopling Db

= 2,5 x Ds = 862,5

Diambil = 826,5 mm

e. Diameter Luar kopling Nilai D Out adalah 3 – 5,8 kali diameter poros (Ds) D_Out = 4 x Ds = 1380 mm

D. FLANGE POROS PROPELLER Perhitungan Flens Poros 

Sfl ≥ 20% x Ds

Diambil 25%

Sfl = 86,25 mm

E. MUR PENGIKAT POROS a. Diameter Ulir Luar (d) Diameter luar ulir(d) ≥ diameter konis yang terbesar : d≥

= 0.6 x Ds

d

= 207 mm


68

Propeller & Sistem Perporosan b. Diameter Inti untuk diameter luar ulir >3 mm, maka diameter inti adalah : di =

0,8 x d

di =

165.5 mm

c. Diameter Luar Mur (Do) Do = 2 x d Do = 414 mm d. Tebal/Tinggi Mur (H) Standar tebal mur adalah (0,8~1) diameter konis, sehingga H=

0.8 x d

H=

165.6 mm

e. Baut Pengikat Flange Kopling Df = 16 x [(Pw x 106) / (n x D x Z x Rn)]0.5 Dimana = Pw = Daya = 7763 kW N

= 166 RPM

Z

= 8 buah

Rm = 410 N/mm2 Df = 16 x [(7763 x 106) / (166 x 4,7 x 8 x 410)] 0.5 Df = 91,4 mm

F. PERANCANGAN BANTALAN 1. Panjang Antar Bantalan Poros L_Max = K1 √Ds = 450 x 18.57 = 8.3583 mm 2. Rumah Bantalan a. Bahan Rumah Bantalan terbuat dari Manganese Bronze b. Tebal Bushing Bearing (tB) tB

= 0,18 x Ds


69


IV

BAB PERHITUNGAN STERN TUBE 4.1.

PERENCANAAN STERN TUBE Stern tube merupakan selubung poros yang terletak di bagian belakang poros

propeller. Bagian depan stern tube ini dibatasi oleh afterpeak bulkhead dan bagian belakang disangga oleh sternpost. Stern tube ini berfungsi untuk menjaga kekedapan kapal agar tidak terjadi kebocoran serta sebagai media pelumasan poros. Terdapat 2 macam pelumasan poros pada stern tube, yaitu menggunakan air laut dan minyak. Dahulu pelumasan air laut lah yang sering digunakan, namun sejak tahun 1960an banyak digunakan pelumasan minyak, karna pada kapal-kapal besar yang menggunakan system pelumasan air laut stern tube banyak terkontaminasi dengan air laut yang banyak terdapat endapan lumpur dan kotoran di dalamnya sehingga beban stern tube menjadi lebih besar dan getaran yang dihasilkan semakin besar. Sehingga dijaman modern ini, pada umumnya lebih banyak menggunakan pelumasan minyak.

Gambar 31. Stern Tube

Maka dari itu, dalam perencanaan stern tube disini menggunakan system pelumasan minyak. Dimana untuk system kekedapannya akan dipasang seal dibagian depan dan belakang stern tube serta rope guard untuk mencegah kotoran yang bisa terselip di area sekitar propeller. Selain itu didalam stern tube juga akan dipasang bantalan guna menumpu beban poros.

4.2.

SIMBOL & KETERANGAN PADA STERNTUBE 

Ls

= panjang tabung poros propeller (mm)



T

= tebal stern tube (mm)



F

= unsupported span (mm)



b

= lebar stern post (mm)



d1

= diameter tempat pacing (mm)


70


4.3.



dB

= diameter baut penekan packing (mm)



l1

= panjang tempat packing (mm)



t

= tebal rumah packing (mm)



t1

= tebal flange rumah packing (mm)



t2

= tebal flange permukaan packing (mm)

PERHITUNGAN STERN POST & AFTER PEAK BULKHEAD 1. Jenis peluamasan poros propeller kapal ini dikarenakan menggunakan sistem pelumasan minyak. 2. After peak bulkhead harus didesain kedap air. 3. After peak bulkhead diletakkan minimal 3x gading yang diukur pada boss propeller. 4. Lebar Stern Post (B) B

= (1,4L) + 90

5. Tinggi Stern Post (T) T

= (1,6L) + 15

6. Panjang Tabung Poros Ls

= 4 x jarak gading = 4 x 600

4.4.

PERHITUNGAN BANTALAN POROS 1. Bahan Bantalan Bahan yang digunakan adalah White Metal 2. Panjang Bantalan Belakang (Lsa) Lsa

= 2 x Ds

3. Panjang Bantalan Depan (Lsf) Lsf

= 0,8 x Ds

4. Tebal Bantalan (B)   Ds   B =   30   3,175    

5. Jarak Maksimum antara Bantalan / Bearing (lmax) Lmax K

= k1 x (Ds0,5) = 450 untuk oil lubricated white metal bearing


71

Propeller & Sistem Perporosan = 280 untu grey cast iron, grease lubricated stern tube bearing = 280-350 water lubricated ruber bearing pada srtrn tube dan shaft brackets 6. Rumah Bantalan a. Tebal Bushing Bearing (tB) tB

4.5.

= 0,18 x Ds

PERENCANAAN SISTEM KEKEDAPAN STERN TUBE Perencanaan sistem kekedapan stern-tube berkaitan dengan perencanaan stern-tube

seal. Sistem kekedapan stern-tube itu sendiri sangatlah penting dalam sebuah pendesaianan sistem propulsi kapal. Hal itu dikarenakan jika terjadi kebocoran pada kapal yang mana disebabkan air laut masuk melalui lubang poros, maka akan sangat membahayakan komponen-komponen propulsi yang berada dalam kapal. oleh karena itu, sistem kekedapan harus benar-benar diperhitungkan dengan baik. Dimana dalam desain ini saya menggunakan sistem seal stern tube yang menggunakan pelumasan minyak, sehingga pada umumnya menggunakan lip seal atau radial face seal ataupun keduanya.

4.6.

PERENCANAAN ROPE GUARD Rope Guard digunakan untuk melindungi seal propeller dari belitan tali atau benda

asing yang berada di dalam laut. Rope guard melindungi seal dan poros propeller dari benda asing atau tali tambat yang terjatuh ketika akan bersandar dengan memotong atau mengcover seal dan poros propeller.

Gambar 32. Rope Guard

1. Panjang Guard (L) sebesar 331 mm 2. Tebal guard (T) sebesar 95 mm


72


4.7.

PELUMASAN STERN TUBE Pelumasan sterntube yang menggunakan air laut tentunya tidak menggunakan after

seal. Pada pelumasan air laut seal yang digunakan hanya pada bagian forward seal saja. Karena air laut yang telah digunakan untuk melumasi shaft nantinya langsung akan di buang ke laut. Seal pada forward tentunya digunakan sebagai pengedap agar air laut tidak bocor lalu masuk kedalam kamar mesin. Berbeda dengan pelumasan air laut, pelumasan menggunakan minyak memerlukan seal dibagian after dan juga forward. Karena minyak yang digunakan untuk melumasi shaft disirkulasikan sedemikian rupa agar minyak tersebut tidak bocor keluar ke laut atau bocor menuju kamar mesin.

Gambar 33. Aliran Gerak Propeller

Bila membicarakan tentang jenis pelumasan apa yang digunakan, tentunya itu akan berpengaruh pada material bahan yang digunakan pada bearing sterntube. Pelumasan air laut menggunakan bearing sterntube berbahan kayu pokh (lignum vitae) dan pelumasan minyak menggunakan bahan white metal pada bearing sterntube-nya. Ada beberapa kelebihan dan kekurang dari setiap pelumasan yang akan dipilih. Pelumasan air laut tentunya lebih ekonomis karena cairan pelumas sangat mudah diperoleh, namun shaft yang digunakan akan berbeda sebab kehadiran air laut yang bersifat korosif. Berbeda dengan pelumas yang menggunakan minyak yang tidak memerlukan material shaft yang tahan korosi, namun biaya perawatan minyak pelumas yang perlu menjadi pertimbangan. Terdapat perbedaan sistem seal antara stern-tube yang menggunakan pelumasan air laut dengan pelumasan minyak. Dimana stern-tube yang menggunakan pelumasan air laut menggunakan stuffing box dan gland yang konvensional pada bagian AP bulkhead. Tetapi pada stern-tube yang menggunakan peluamasan minyak umumnya menggunakan lip seal atau radial face seal ataupun keduanya.


73


Gambar 34. Bantalan Poros Stern Tube

Gambar 35. Pelumasan Minyak

T1 merupakan tangki gravitasi stern tube yang berguna sebagai tempat atau wadah penampung minyak pelumas untuk melumasi bagian stern tube. Dari tangki tersebut minyak pelumas akan ke stern tube dan akan melumasi stern tube dan poros propeller di dalam stern tube. Sesuai dengan gambar diagram sistem pelumasan minyak pada stern tube di atas maka


74

Propeller & Sistem Perporosan minyak akan pertama kali menuju bagian bawah stern tube lalu menuju ke bagian atas stern tube, dan di pompa kembali menuju ke tangki gravitasi. T2 merupakan tangki pelumasan untuk forward seal atau seal bagian depan. Fungsinya adalah untuk menampung minyak pelumas yang akan melumasi poros di dalam forward seal. Dari tangki tersebut, minyak akan dipompa ke bagian forward seal dan akan melumasi poros yang ada di dalam forward seal. T3 merupakan tangki pelumasan untuk after seal atau seal bagian belakang. Fungsinya adalah untuk menampung minyak pelumas yang akan melumasi poros propeller di dalam after seal. Dari tangki tersebut minyak pelumas akan di pompa menuju ke after seal, dan melumasi bagian poros yang berada di dalam after seal. T4 merupakan sump tank ytang berfungsi untuk menampung minyak pelumas dari tangki gravitasi untuk melumasi bagian poros di dalam stern tube bagian bawah. Pada sump tank dilengkapai dengan pompa yang berfungsi untuk memompa kembali minyak pelumas yang berasal dari tangki gravitasi menuju ke stern tube bagian bawah. Sump tank biasanya terletak di double bottom. Seal dengan type strenguard MKIIM ini akan mengonsumsi minyak pelumas sebanyak 30 liter untuk forward seal atau seal bagian depan, dan 30 liter juga untuk after seal atau seal bagian belakang. (www.MarineInsight.com)


75


LAMPIRAN STERN TUBE & ALIGNMENT A. PERHITUNGAN STERN POST 7. Lebar Stern Post (l) l = 1.4 L + 90

dimana L = 132 m

l = 185,8 + 90 l = 275, 8 mm 8. Panjang Stern Post B = 1,6 L + 1,5 B = 211,2 + 1,5 B = 212,7 mm 9. Tebal Stern Post T = 0.6 x b T = 0.6 x 212,2 T = 127,62 mm

B. STERN TUBE 1. Panjang Stern Tube Ls

= Minimal 4 x jarak gading, dimana jarak gading = 600 mm

Ls

= 5 x 600

Ls

= 3000 mm

2. Tebal Stern Tube T

= ((Ds/20) + (3 x (25 x 4)/4))

T

= ((345/20) + (3 x (25 x 4)/4))

T

= 92,25 mm

3. Jenis pelumasan propeller kapal ini direncanakan menggunakan sistem pelumasan minyak. Seal yang dipakai adalah merk Wartsila type Strenguard MKIIM.

C. BANTALAN POROS DEPAN Lsa

=2xd = 2 x 207

= 414 mm


76

Propeller & Sistem Perporosan Lst

= 0,8 x d = 165,6 mm

D. BANTALAN POROS BELAKANG Lsa

=2xd = 414 mm

B

= ((Ds/30) x 3,175) = 36,51 mm

E. PERENCANAAN ROPE GUARD Perencanaan gambar untuk guard adalah sebagai berikut : Panjang guard

= 331 mm

Tebal guard

= 95 mm

F. PERENCANAAN INLET PIPE DAN OUTLET PIPE Diameter dalam

= 19.05 mm

Diameter luar

= 25.4 mm


77


DAFTAR PUSTAKA 

BKI .2006.BKI 2006 Vol III. Jakarta : Biro Klasifikasi Indonesia



Carlton, John. 2007. Marine Propeller and Propulsion. British : British Library



Harvarld. 1992. Tahanan dan Propulsi Kapal. Surabaya : Airlangga University Press.



Lewis, Edwar V. 1998. Principle of Naval Architectute vol 2. Jersey City : The Society of naval Architects and Marine Engineers



Tupper, Eric.1996.Introduce of Naval Architecture. London : Elsevier Science Ltd



Van Lammeran, Dr. Ir. W. P. A. 1948.Resistance Propulsion and Steering of Ship. The Technical Publishing Company, H. Stam Haarlem.



Van Manen, J. D. van Oossanen P. 1988.Principal naval architecture, The Society of Naval Architects and Marine Engineers,Jersey City, NJ.


78


LAMPIRAN GAMBAR LINESPLAN


79


GAMBAR PROPELLER


80


GAMBAR SHAFT ARRANGEMENT


81


LAPORAN DESAIN I

LAPORAN Tugas Rencana Garis & Bukaan Kulit ME091309

Semester Genap 2012/2013

NAMA MAHASISWA

: Gusma Hamdana Putra

NOMOR POKOK

: 4212 100 007

DOSEN PEMBIMBING

: Ir. Surjo W. Adji, M. Sc, Ceng, FIMarEST

Jurusan Teknik Sistem Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember


82


LEMBAR PENGESAHAN TUGAS RENCANA GARIS & BUKAAN KULIT ME091309

Nama

: Gusma Hamdana Putra

NRP

: 4212 100 007

Jurusan

: Teknik Sistem Perkapalan

Dosen Pembimbing

: Ir. Surjo W. Adji, M. Sc, Ceng, FIMarEST

Dengan ini menyatakan telah menyelesaikan Tugas Rencana Garis & Bukaan Kulit dan telah disetujui oleh Dosen Pembimbing.

Surabaya , 14 Juni 2013

Dosen Pembimbing

Di selesaikan oleh

Ir. Surjo W. Adji, M. Sc, Ceng, FIMarEST

Gusma Hamdana Putra

NIP. 1979 0319 2008 01 1008

NRP 4212 100 007


83


KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat, hidayah dan karunia-Nya “Laporan Tugas Rencana Garis dan Bukaan Kulit“ ini dapat diselesaikan tepat waktu dan sebaik-baiknya. Laporan ini disusun untuk memenuhi tugas dari mata kuliah Tugas Rencana Garis dan Bukaan Kulit (ME091309) Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya semester genap 2011/2012. Saya ucapkan terimakasih kepada: 1.

Ayah dan ibu yang selalu memberi dukungan penuh kepada saya hingga tugas dan

laporan ini dapat diselesaikan 2.

Bapak Ir. Surjo W. Adji, M. Sc, Ceng, FIMarEST selaku dosen pembimbing mata

kuliah Tugas Rencana Garis dan Bukaan Kulit yang telah memberikan pengarahan dalam pengerjaan tugas ini. 3.

Bapak Beny Cahyono, S.T, M.T selaku koordinator dari mata kuliah Tugas Rencana

Garis dan Bukaan Kulit yang telah memberikan pengarahan dalam perkuliahan Desain I. 4.

Sahabat-sahabatku di BISMARCK’12 yang telah berkenan untuk saling berbagi

informasi dalam perkuliahan dan pengerjaan tugas ini, serta 5.

Pihak lain yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu.

atas segala motivasi, dukungan dan bantuan yang diberikan sehingga laporan ini dapat selesai tepat waktu dan sebaik-baiknya. Semoga amal dan ibadahnya dapat diterima disisi Tuhan serta mendapatkan limpahan berkah dan karunia dari-Nya. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan kami dapat bermanfaat bagi pembaca.

Surabaya, 14 Juni 2013


84


BAB I Filosofi Rancangan I.1. Umum I.1.1 Pendahuluan Kapal adalah salah satu alat transportasi yang menggunakan air sebagai media untuk bergerak. Kapal merupakan dua komponen besar yang terdiri dari badan kapal dan semua sistem yang bekerja pada kapal. Jurusan Teknik Sistem Perkapalan yang bergerak dalam bidang kemaritiman, mempelajari tentang kedua komponen tersebut, namun lebih difokuskan lagi kepada sistem-sistem yang bekerja pada kapal, seperti sistem penggerak, sistem perpipaan, sistem elektrikal. sistem pembangkit (power plan) dan lain sebagainya. Agar sistem dapat berjalan lancar, maka dilakukan perancangan kapal hingga terbentuknya sebuah kapal yang utuh. Oleh karena itu Jurusan Teknik Sistem Perkapalan memiliki tugastugas rancang yang mengajarkan mahasiswa untuk dapat merancang kapal dan sistem-sistem apa saja yang dibutuhkan oleh kapal tersebut serta bagaimana cara penempatan setiap komponen pendukung kapal. Terbagi empat tahapan tugas rancang yang harus dilalui seorang mahasiswa agar dapat dinyatakan lulus oleh doesen, diantaranya adalah Tugas Rencana Garis (Lines Plan) dan Bukaan Kulit, Perporosan dan Propeller, Tugas Rencana Umum dan Perancangan Kamar Mesin. Dari tahapan-tahapan tugas yang telah disebutkan sebelumnya, tahapan yang pertama kali harus dilalui mahaiswa adalah merancang Rencana Garis (Lines Plan) dan Bukaan Kulit. Rencana garis dapat didefinisikan sebagai gambar sebuah kapal yang diproyeksikan secara dua dimensi berdasarkan proyeksi kapal yang dipotong secara vertikal melintang (berupa body plan), vertikal membujur (berupa sheer plan), dan horizontal (berupa half breadth plan). Pengerjaan rencana garis ini bertujuan untuk melihat bagaimana bentuk dari lambung kapal yang akan dirancang dan dapat membaca serta mengerti letak pelat dengan rencana bukaan kulit kapal. Dalam pembuatannya ada beberapa metode yang digunakan, namun dalam pengerjaan tugas ini metode yang digunakan adalah metode NSP Diagram, yaitu suatu metode penghitungan dengan pembacaan grafik NSP yang nantinya akan didapatkan luasan tiap-tiap station dari kapal tersebut. Selain itu, dengan menggunakan NSP kita dapat mengetahui nilai dari Coeffisien block, Coeffisien prismatik, dan Coeffisien midship.

I.1.2 Tahapan Perancangan


85

Propeller & Sistem Perporosan Dalam pengerjaan rencana garis, terbagi atas beberapa tahapan pengerjaan, diantaranya: 1.

Menentukan dimensi kapal yang akan dirancang (biasanya data diambil dari dimensi

sebuah kapal pembanding dan disepakati dengan dosen pembimbing) 2.

Pembuatan Curve of Sectional Area (CSA)

3.

Pembuatan A / 2T dan B / 2

4.

Pembuatan Linggih Haluan dan Linggih Buritan

5.

Pembuatan Body plan

6.

Pembuatan Half Breadth Plan

7.

Pembuatan Sheer Plan (Buttock Lines)

8.

Pembuatan Geladak Utama, Geladak Akil, Geladak Kimbul, dan Kubu- kubu

9.

Pembuatan bukaan kulit (memperlihatkan bagaimana bentuk dari setiap plat) Dari tahapan-tahapan tersebut, dalam proses penghitungan dan pengolahan

data, dapat digunakan program Ms. Excel, sedangkan untuk proses pembuatan gambar dapat digunakan program gambar berupa Auto CAD 2007.

I.1.3 Istilah-istilah Adapun istilah-istilah yang akan digunakan dalam mengerjakan tugas Rencana Garis dan Bukaan Kulit ini adalah sebagai berikut :

Gambar I.1 Gambar Ukuran Utama Kapal (Sumber: Presentasi matakuliah TBKK I)

1.

After Perpendicular ( AP ) Merupakan garis tegak yang terletak pada sumbu poros kemudi. Atau biasa

disebut garis tegak buritan. 2.

Fore / Forward Perpendicular ( FP )


86

Propeller & Sistem Perporosan Merupakan garis yang tegak lurus dengan perpotongan garis air muat dengan linggi haluan, atau biasa disebut juga garis tegak haluan. 3.

Length Between Perpendicular ( Lpp ) Merupakan panjang antara dua garis tegak atau panjang garis horizontal yang ditarik

dari garis tegak buritan (AP) ke garis tegak haluan (FP) pada garis air muat (waterline).

4.

Length on Waterline ( Lwl ) Merupakan panjang antara titik perpotongan garis air muat dengan linggi buritan

hingga titik perpotongan garis air muat dengan linggi haluan (FP) tidak termasuk tebal kulit lambung. 5.

Length Overall ( Loa ) Merupakan panjang keseluruhan kapal yang diukur dari ujung buritan hingga ujung

haluan.

6.

Length of Displasment ( Ldisp ) Merupakan panjang kapal yang terjadi karena adanya perpindahan fluida sebagai

akibat dari tercelupnya badan kapal, panjang ini digunakan untuk menentukan seberapa besar luasan-luasan bagian yang tercelup air, pada saat dibagi menjadi dua puluh station. Perlu diketahui bahwa Ldisp hanya digunakan untuk menentukan diagaram NSP dan penggambaran grafik CSA displasmen, namun untuk tahapan selanjutnya Ldisp dapat diabaikan. Panjang displacement dirumuskan sebagai panjang rata-rata antara Lpp dan Lwl , yaitu: 𝐿𝑑𝑖𝑠𝑝 =

1 (𝐿 + 𝐿𝑤𝑙 ) 2 𝑝𝑝

Gambar I.2 Penampang melintang Midship (Sumber: Presentasi matakuliah TBKK I)


87


7.

Breadth ( B )

Merupakan lebar kapal yang diukur dari sisi plat / kulit dalam kapal pada tengah kapal. a.

BWL ( Breadth on Waterline ): Lebar kapal pada garis air muat.

b.

Boa ( Breadth Overall ): Lebar terbesar yang diukur dari kulit lambung kapal

termasuk jika ada bagian geladak yang menonjol keluar melampaui lambung.

8.

Height / Depth ( H )

Merupakan jarak vertikal yang diukur pada bidang tengah kapal (midship) dari atas keel (lunas) sampai sisi atas geladak di sisi kapal.

9.

Draught / Draft ( T )

Merupakan jarak vertikal (tinggi kapal) dari garis dasar kapal sampai garis air kapal pada sarat muat yang direncanakan.

10.

Base Line

Merupakan garis dasar kapal, atau tempat peletakan lunas (keel).

11.

Center Line

Merupakan perpotongan memanjang di bagian tengah kapal.

12.

Midship

Merupakan perpotongan melintang di bagian tengah kapal.

13.

Station

Merupakan pembagian panjang kapal menjadi beberapa bagian dengan jarak yang sama. Dalam tugas ini panjang kapal dibagi menjadi 20 station.

14.

Speed Length Ratio ( Vs/√Ldisp )

Merupakan suatu perhitungan yang digunakan untuk menentukan garis yang terkandung dalam diagram NSP sehingga didapat luasan di tiap-tiap stationnya agar dicapai suatu nilai tahanan sekecil-kecilnya yang disesuaikan dengan panjang dan kecepatan kapal. Selain itu dengan metode gambar ini, kita juga dapat menentukan nilai Coeffisien block, Coeffisien


88

Propeller & Sistem Perporosan prismatik, dan Coeffisien midship. Vs adalah kecepatan dinas kapal yang dalam hai ini digunakan contoh kapal pembanding dan nilai Ldisp yang digunakan dalam satuan feet. Berikut gambar diagram NPS.

Gambar I.3 Diagram NSP (Sumber: Hand out pedoman tugas rencana garis)

15.

Block Coefficient ( CB )

Merupakan nilai kegemukan kapal yang diperoleh dari pembacaan diagram NSP atau perbandingan antara isi karena (volume badan kapal yang tercelup dalam air) dengan volume balok dengan panjang L, lebar B dan tinggi T. Apabila dilakukan perhitungan, maka rumus yang digunakan seperti dibawah ini: 𝛻

CB = 𝐿 .𝐵 .𝑇 CB yang rendah umumnya dijumpai pada kapal-kapal cepat sedangkan nilai CB yang besar dijumpai dikapal-kapal tangker pengangkutmuatan minyak mentah.

Gambar I.4 Coefficient Block (Sumber: Presentasi matakuliah TBKK I)


89


16.

Midship Coefficient ( CM )

Merupakan perbandingan antara gading besar (Midship Area) dengan luasan suatu bidang yang lebarnya B dan tingginya T, yang dirumuskan sebagai harga pendekatan terhadap koefisien block displacement. Namun, dalam

Gambar I.5 Coefficient Midship (Sumber: Presentasi matakuliah TBKK I)

penentuan nilainya saat perancangan ini

diperoleh dari diagram NSP. Maka rumus yang digunakan adalah seperti dibawah ini: 𝐴

CM = 𝐵 .𝑀𝑇 CM yang besar dijumpai pada kapal-kapal sungai dan untuk kapal dengan keperluan muatan yang besar.

17.

Longitudinal Prismatic Coefficient ( CP )

Merupakan perbandingan antara volume badan kapal yang ada di bawah permukaan air (isi karena) dengan volume sebuah prisma dengan luas penampang Am dan panjang L. Hal ini dapat dihitung dengan rumus : Gambar I.6 Coefficient of Longitudinal Prismatic (Sumber: Presentasi matakuliah TBKK I)

CP = A

𝛻 M

.L

Nilai Cp yang besar menunjukkan adanya perubahan yang kecil dari bentuk penampang melintang disepanjang L.

18.

Vertical Prismatic Coefficient ( CVP )

Merupakan perbandingan antara volume badan kapal yang ada di bawah permukaan air (isi karena) dengan volume sebuah prisma dengan luas penampang AW dan tinggi T. Kemudian untuk menghitung coefficient ini, maka digunakan rumus : Gusma Hamdana Putra_4212100007

Gambar I.7 Coefficient of Vertical Prismatic (Sumber: Presentasi matakuliah TBKK I)

90

Propeller & Sistem Perporosan CVP =

19.

𝛻 𝐴𝑊 .𝑇

Coeffisien Prismatik of Perpendicular (Cp / PP ) P = PP / 

20.

Coeffisien Prismatik of Water Line (Cp /  WL )  WL = WL / 

21.

Coeffisien Prismatik of Displacement (Cp /  displ )  displ = displ / 

22.

Area of Midship ( Amidship )

Merupakan suatu luasan yang terdapat pada bagian tengah kapal yang tercelup di bawah air, dilihat dengan pemotongan secara melintang dan penampang melintang memiliki lebar (B) dan sarat (T). Oleh karena itu, untuk menghitung luasannya digunakan rumus di bawah ini: 𝐴𝑀 = 𝐵 𝑥 𝑇 𝑥 𝐶𝑀 Lebar (B)

Sarat (T)

A midship R

Gambar I.8 Area of Midship (Sumber: Presentasi matakuliah TBKK I)

23.

Coeffisien Block of Waterline (WL )

Merupakan perbandingan antara volume kapal dengan hasil kali antara panjang, lebar dan sarat kapal. Coefficient Block ini menunjukkan kegemukan kapal. Rumusnya yaitu:

δwl =


(Ldisp × δdisp ) Lwl

91

Propeller & Sistem Perporosan 24.

Area of Waterline ( AWL )

Merupakan luasan bidang penampang garis air, dapat dihitung dengan rumus: 𝐴𝑤𝑙 = 𝐿𝑤𝑙 𝑥 𝐵 𝑥 ∝ Dimana, nilai α dapat diperoleh dengan rumus : ∝ = 0,248 + 0,778 𝛿𝑤𝑙 25.

Volume Displacement ( 𝛁disp )

Merupakan volume perpindahan fluida sebagai akibat adanya badan kapal yang tercepul di bawah permukaan air (volume air yang dipindahkan badan kapal), dapat dihitung dengan rumus: ∇𝑑𝑖𝑠𝑝 = 𝐿 𝑥 𝐵 𝑥 𝑇 𝑥 𝐶𝐵

Selain itu apabila terjadi penambahan berat pada kapal atau diberi muatan, maka Volume Displacement nya berubah, yaitu dengan rumus: ∇𝑠 = 𝐶 𝑥 ∇𝑑𝑖𝑠𝑝 Dimana C adalah koefisien penambahan berat. Nilai C dapat diperoleh dari : a.

Perkiraan yang umum digunakan untuk volume lambung kapal adalah 0,6% volume

displasmen. b.

Volume dari bagian lainnya yang tercelup di bawah permukaan air 0,075%-0,15% volume

displasmen. c.

Nilai C berkisar antara 1,00675-1,00750

Gambar I.9 Volume displasment (Sumber: Presentasi matakuliah TBKK I)

26.

Berat Displacement ( ∆ )

Merupakan volume dari air yang dipindahkan oleh badan kapal. Dan istilah seperti ini sama dengan bunyi hukum archimedes, yang rumusnya seperti dibawah ini : ∆ = 𝐿 𝑥 𝐵 𝑥 𝑇 𝑥 𝐶𝐵 𝑥 𝜌 Gusma Hamdana Putra_4212100007

92

Propeller & Sistem Perporosan Dimana, 𝜌 adalah massa jenis air, apabila yang dilewati adalah a.

Air laut maka, 𝜌 = 1,025 𝑘𝑔/𝑚3

b.

Air tawar / sungai maka, 𝜌 = 1,000 𝑚3

𝑘𝑔

Selain itu apabila terjadi penambahan berat pada kapal atau diberi muatan, maka Berat Displacement nya berubah, sehingga memiliki rumus perhitungan yang berbeda dengan sebelumnya, yaitu: ∆𝑠 = ∇𝑑𝑖𝑠𝑝 𝑥 𝜌 𝑥 𝐶 27.

Radius Bilga ( R )

Merupakan jari-jari yang menunjukkan kelengkungan suatu pelat yang menghubungkan pelat dasar dengan

T

pelat sisi, yang dirumuskan sebagai berikut: a.

Pada dasar rata :

A a

1 { (𝐵 𝑥 𝑇) − 𝐴𝑀 } = √ 1 2 1 − 4𝜋

E RD A R

H

A G

R

Gambar I.10 a Plat dasar rata (Sumber: Hand out pedoman tugas rencana garis)

b.

Pada dasar naik ( Rise of floor ) : 𝑅= √

28.

𝐵 (2𝑇 − 𝛼) − 2𝐵 𝑥 𝑇 𝑥 𝛽 𝜋𝜑 8 (1⁄2 𝑡𝑔𝜑 − 360 °)

Body Plan

Merupakan proyeksi bentuk potongan-potongan badan kapal secara melintang pada setiap station dilihat dari depan atau belakang. 29.

Buttock Line Merupakan proyeksi bentuk potongan-potongan badan kapal secara memanjang

vertikal. 30.

Water Line Merupakan proyeksi bentuk potongan-potongan badan kapal secara memanjang

horisontal.


93


Upper Deck Merupakan garis geladak utama kapal dari ujung haluan sampai ujung buritan kapal.

32.

Poop Deck Merupakan geladak tambahan yang terletak diatas geladak utama kapal pada bagian

buritan kapal. 33.

Forecastle Deck Merupakan geladak tambahan yang terletak diatas geladak utama kapal pada bagian

haluan kapal. 34.

Bulwark Merupakan pagar kapal yang terletak pada bagian tepi kapal.

35.

Sent Line Merupakan garis yang ditarik pada salah satu atau beberpa titik yang terletak di garis

tengah (centre line) dan membuat sudut dengan garis tengah. 36.

Ordinate Half Breadth Merupakan jarak vertikal antara centre line dengan garis base line pada sarat tertentu.

37.

Sheer Merupakan lengkungan kemiringan geladak kearah memanjang kapal.

38.

Camber Merupakan lengkungan kemiringan geladak kearah melintang kapal.

I.2. Curve of Sectional Area (CSA) Curve of Sectional Area (CSA) adalah kurva atau garfik yang dibentuk dari luasan tiap-tiap station terhadap luasan yang terdapat pada tengah kapal yang membagi kapal secara membujur, dimana panjang kapal yang digunakan adalah Ldisplasmen. Untuk mendapatkan luasan dari tiap-tiap station, gunakan diagram NSP dengan cara menghitung Vs / √Ldisplasmen (satuan dari Ldisplasmen sendiri adalah feet) kemudian tarik garis horizontal memanjang pada diagram NSP. Dari garis horizontal tersebut dapat diketahui luasan setiap station terhadap luasan tengah kapal, Cb (δ), Cm (β), Cp (Ф) dan letak titik tekan membujur kapal (LCB).


94


Gambar I.11 Diagram NSP (Sumber: Hand out pedoman tugas rencana garis)

Pembuatan CSA juga diiringi dengan pembuatan grafik A / 2T dan B / 2. Grafik A / 2 adalah grafik yang dibentuk dari luasan masing-masing station dibagi dengan dua kali sarat air. Sedangkan, B / 2 adalah grafik yang menggambarkan setengah dari lebar kapal pada garis air. Tujuan dari pembuatan grafik A / 2T dan B / 2 adalah untuk menentukan kesamaan serta keselarasan luasan pada pembuatan bodyplan.

I.3. Body Plan Body Plan adalah proyeksi dari tiap station pada kapal bila dilihat dari depan atau belakang. Dapat dikatakan pula bahwa body plan adalah potongan-potongan dari bentuk kapal secara vertikal melintang. Tujuan dari pembuatan body plan sendiri adalah untuk mengetahui bentuk lambung kapal pada station tertentu jika dilihat dari arah depan dan arah belakang, dimana gambar sebelah kanan pada body plan merupakan proyeksi pada bagian tengah kapal hingga bagian depan kapal (haluan). Sedangkan gambar sebelah kiri pada body plan merupakan proyeksi pada bagian tengah kapal hingga bagian belakang kapal (buritan). Penggambaran body plan ini diketahui berdasarkan nilai dari grafik A / 2T dan grafik B / 2 pada grafik CSA yang telah didapatkan. Garis A / 2T ini memotong body plan pada masing-masing station dimana titik potong tersebut akan dihubungkan untuk menentukan keselarasan (Fair) dari body plan itu sendiri. Untuk pengecekan dari gambar body plan ini, digunakan garis diagonal yang disebut juga sebagai Sent Line. Pembuatan body plan ini cukup dengan setengah gambar kapal saja, yaitu setengah bagian kanan atau kiri kapal. Hal ini dikarenakan bentuk kapal yang simetris.


95


Gambar I.12 Body Plan (Sumber: Hand out pedoman tugas rencana garis)

I.4. Half Breadth Plan Half Breadth Plan merupakan gambar irisan dari sebuah kapal (proyeksi kapal secara dua dimensi yang dipotong secara horizontal membujur) yang mana bila dilihat dari atas memiliki pola garis berbeda pada setiap garis airnya (water line). Gambar Half Breadth Plan sendiri merupakan proyeksi dari gambar body plan yang menentukan keselarasannya (strim line) suatu body plan yang telah digambar. Penggambaran ini hanya setengah lebar kapal atau dari garis bagian tengah kapal (Center Line) hingga sisi kapal. Hal ini dilakukan karena bentuk kapal bagian kanan dan bagian kiri adalah simetri.

Gambar I.13 Half Breadth Plan (Sumber: Presentasi matakuliah TBKK I)

Gambar I.14 Sheer Plan (Sumber: Presentasi matakuliah TBKK I)

I.5. Sheer Plan Sheer Plan merupakan irisan kapal yang dilihat dari samping (proyeksi dari sebuah kapal yang dipotong secara vertical membujur), dimana tujuan dari pembuatan sheer plan sendiri adalah untuk mengetahui bentuk detail sebuah kapal jika dilihat dari samping. Penggambaran sheer plan merupakan proyeksi yang didapat dari data half breadth plan dan data body plan. Gusma Hamdana Putra_4212100007

96

Propeller & Sistem Perporosan I.6. Geladak Utama, Geladak Akil, Geladak Kimbul, dan Kubu- kubu I.6.1 Geladak Utama (Main Deck) Telah disebutkan di awal pembahasan tadi, bahwa gambar rencana garis ini bertujuan untuk mengetahui bentuk badan kapal yang akan dibangun, dan itu tanpa terkecuali untuk bangunan atas dari kapal tersebut. Sehingga pada perencanaan awal atau pada rencana garis ini dapat dimungkinkan untuk mendesain rencana atau rancangan dari bangunan atas kapal yang akan dibuat. Untuk geladak utama, dapat dibuat lurus atau memiliki kelengkungan. Namun, untuk menentukan kelengkungan harus mengikuti aturan menggunakan sheer standar. Kelengkungan pada kapal terbagi atas 2, yaitu kelengkungan membujur (sheer) dan kelengkungan melintang (camber). a.

Kelengkungan Membujur (Sheer)

Sheer pada kapal bertujuan untuk pengairan air yang masuk pada kapal, pada saat berlayar, maupun berlabuh. Dimana perhitungan atau rumus dari sheer standar ini adalah sebagai berikut:

Gambar I.15 (a) Pembuatan Sheer Standard (Sumber: Hand out pedoman tugas rencana garis)

Di depan midship:

a = 5,6 (Lpp/3 + 10) [mm] b = 22,2 (Lpp/3 + 10) [mm] c = 50,0 (Lpp/3 + 10) [mm]

Di belakang midship: x = 2,8 (Lpp/3 + 10) [mm] y = 11,1 (Lpp/3 + 10) [mm] z = 25,0 (Lpp/3 + 10) [mm] b.

Kelengkungan Melintang (Camber)

Bila kapal dilihat secara melintang maka akan tampak suatu lengkungan pada geladak utama. Kenaikan lengkungan tersebut pada centerline dinamakan Camber. Ketinggian dari camber ini adalah sebesar lebar kapal dibagi 50 atau B/50. Kegunaan dari camber ini adalah untuk mengalirkan air apabila air naik sampai ke geladak, sehingga tidak akan ada air yang tergenang di geladak.


97


φ

B / 2

φ

f

r

Gambar I.15 (b) Pembuatan Camber (Sumber: Hand out pedoman tugas rencana garis)

I.6.2 Geladak Akil (Forecastle Deck) dan Geladak Kimbul (Poop Deck Geladak Akil dibuat pada haluan kapal (forecastle deck) dan geladak kimbul dibuat pada buritan kapal (poop deck). Batas untuk geladak akil adalah pada sekat tubrukan (Collision Bulkhead) sedangkan untuk geladak kimbul adalah pada sekat kamar mesin. Pada penggambarannya, digambarkan kelebihan pelat sisi pada geladak kimbul sebesar 100- 200 mm. hal ini bertujuan untuk memudahkan proses pengelasan untuk menyambung pelat sisi dengan pelat geladak. Ketinggian kedua geladak ini tidak sama jika diukur dari geladak utama. Geladak akil lebih tinggi posisinya dibandingkan dengan geladak kimbul. Geladak kimbul

Jarak gading ≤ 600 mm Ceruk buritan

a

Sekat tabung poros (sterntube bulkhead)

Panjang kamar mesin kelipatan jarak gading

AP

b Sekat kamar mesin (17~20%) Lpp dari gading 0 (AP) Jarak gading di ruang muat ≤ 1000 mm

min. 3 jarak gading

I.6.3 Kubu-kubu (Bulwark) Kubu- kubu atau yang biasanya disebut Bulwark adalah tambahan pelat sisi pada deck sideline setinggi 1 meter dengan tujuan agar air laut tidak dapat masuk ke geladak kapal dan juga untuk menjaga supaya anak buah kapal tidak tercebur kelaut apabila berdiri di pinggir


98

Propeller & Sistem Perporosan kapal. Ketika diteruskan ke forecastle deck maupun poop deck, bulwark dibuat melengkung, hal ini bertujuan supaya pelat tidak mengalami keretakan pada saat kapal mengalami rolling muapun pitching.

I.7 Bukaan Kulit (Shell Expansion) Dari sekian banyak rencana konstruksi kapal yang disyaratkan untuk pembuatan kapal, rencana bukaan kulit merupakan petunjuk yang sangat berguna bagi pekerja untuk mengetahui susunan pelat, ukuran pelat dan tebal masing-masing pelat. Demikian juga saat perbaikan dan pergantian pelat kulit, dapat diketahui bagian kulit kapal yang harus diganti sesuai peraturan yang diikuti. Karena pelat kulit kapal berbentuk lengkung sesuai bentuk badan kapal, maka diperlukan teknik khusus untuk mendapatkan ukuran dan bentuk masing-masing lembar pelat secara benar, terutama untuk pengukuran, pemotongan dan pembentukan pelat dari suatu pelat datar yang disesuaikan dengan ukuran dan bentuknya di badan kapal. Ukuran pelat datar haruslah sesuai dengan yang tersedia di gudang galangan atau di pasaran. Umumnya lebar pelat standar adalah 1,5 m, 1,8 m, 2,4 m dan panjang pelat standar adalah 6 m, 9 m, 12 m. Harus diusahakan agar sisa pelat terpotong sekecil mungkin. Secara umum pelat kulit kapal terdiri dari lajur pelat membujur : 1.

Pelat dasar (bottom plating) terdiri dari pelat lunas (keel plate), pelat dasar (bottom

plating) dan pelat bilga (bilge strake). 2.

Pelat sisi kulit kapal (side shell plating) terdiri dari pelat sisi (side shell plating) dan

pelat lajur sisi atas (sheer strake) 3.

Pelat sisi bangunan atas (superstructure) yang menerus dari pelat sisi kapal


99

Propeller & Sistem Perporosan BAB II LANGKAH DAN PERHITUNGAN SECARA DETAIL II. 1. Penentuan Ukuran dam Dimensi Lainnya Dalam pembuatan tugas rencana garis ini, hal pertama yang perlu diperhatikan dan dilakukan oleh designer adalah mencari data kapal pembanding dan membandingkannya dari dimensi kapal tersebut sehingga dapatlah data kapal yang akan dirancang. Adapun data dasar kapal yang dibutuhkan adalah Lpp (Length Between Perpendicular), B (Lebar kapal), H (Tinggi Kapal), T (Sarat kapal), dan Vs (Kecepatan dinas kapal). Pencarian data pembanding kapal tersebut bisa dicari di Register kapal yang telah dikeluarkan oleh Class seperti ClassNK, GL, LR, BKI, dll. Selanjutnya melakukan penentuan dimensi kapal berdasarkan data kapal pembanding tersebut. Data kapal pembanding : Register ClassNK

Running No. 9154830

Tipe kapal

: Container carrier

Nama kapal

: MERATUS MANADO

Tahun pembangunan GT

: 1997

:

2906

ton

Merek, tipe M/E

: 1D : 2 SA 6 CY

DWT :

3950

ton

Daya motor

: 7.987 kW

Lpp

:

94.10

m

RPM

: 148

B

:

16.20

m

Kecepatan dinas (Vs)

H

:

6.40

m

Kecepatan percobaan (Vt) : 19 knot

T

:

4.90

m

: 14.00 knot

Kemudian setelah didiskusikan dengan dosen pembimbing, maka didapatkan data – data kapal yang akan dirancang : DATA KAPAL YANG AKAN DIRANCANG : Tipe kapal

Container Carrier

Panjang Kapal (Lpp)

134

m

Lebar (B)

22,5

m

Tinggi Geladak Utama (H)

11

m

Sarat Air (T)

8,2

m

Kecepatan Dinas (Vs)

14

knot


100

Propeller & Sistem Perporosan II. 2. Pembuatan Curve Of Sectional Area (CSA) Setelah selesai mendapatkan data kapal yang akan dirancang, selanjutnya pembuatan CSA yang diman CSA itu menggunakan metode NSP dari diagram NSP (Nederlandsche Scheepsbouw Proefstasioen). Dengan adanya diagram NSP kita dapat menentukan luasan dari perstasion kapal yang akan dirancang. Namun sebelumnya harus menggunakan data yang dasar tadi terlebih dahulu. Kemudian baru dapat menghitung : 





Lwl

L_displasemen

=

3% Lpp + Lpp

=

(3% x 134) + 134

=

138 meter

=

0,5 (Lpp + Lwl)

=

0,5 ( 134 + 138,02)

=

136 meter

Vs / √L_displasemen

=

14 / √445,934

=

14 / 21,11

=

0,663

=

446 feet

Kemudian dari hasil Vs / √L_displasemen itu ditarik garis memanjang ke kanan di diagram NSP sehingga didapatkan Cb, Cm, Cp, prosen luasan pada tiap station, prosen letak titik atas kapal (LCB).

Selanjutnya didapatkan data : 

Cb (δ)

= 0, 737



Cm (β)

= 0, 986



Cp (φ)

= 0,747

Dari data diatas, dapat ditentukan pula luasan pada tengah kapal tersebut : 

Cm (β)



Am

=

Am / (B x T) =

Cm (B x T)


101


 H_displ



=

0.986 (22,5 x 8,216)

=

182,2 m2

Jarak masing-masing station =

LCB-NSP

Ldisp. / 20 =

136,01 / 20

=

6,8 meter

=

0.60 % dari tengah kapal

Setelah diketahui luasan pada tengah kapal, maka dapat ditentukan pula harga luasan dari masing – masing stasion berdasarkan persentasi luasan yang di dapat dari NSP.

Dari data diatas, dapat ditentukan pula : 

Volume Displasmen berdasarkan Simpson

Volm. Displasmen

= 1 / 3 x hdispl x ∑1 = 1 / 3 x 6,8 x 8093,7 = 18345 m3



Volume Displasmen berdasarkan NSP

Volm. Displasmen

= Ldispl. x B x T x Cb = 445,934 x 22,5 x 8,216 x 0,737 = 18530 m3

 LCB

LCB (Longitudinal Center of Buoyancy) Simpson = hdispl. x ∑2 / ∑1 = 6,8 x 3463,667 / 8093,720 = 2,91


102


LCB (Longitudinal Center of Buoyancy) Displasmen

LCB

= LCB-NSP x Ldispl = 1,8 % x 136,01 = 2,45

Kemudian dilakukan pemeriksaan apakah volume antara displasemen dan LCB sesuai dengan perhitungan sebelumnya. 

Koreksi Volume Displasmen = |Volm. Displ. NSP – Volm. Displ. Simpson| x 100% / Volm. Displ. NSP = |18530 - 18345| x 100% / 18530 = 0.01 %

Syarat koreksi Volume Displasmen yaitu < 0.5%, maka perhitungan koreksi Volume Displasmen di atas MEMENUHI 

Koreksi Letak Titik tekan ke Atas (LCB) = |LCB-Displasmen – LCB simson| x 100% / Ldispl. = |2,45 – 2,91| x 100% / 445,934 = - 0.0003 %

Syarat koreksi LCB yaitu < 0.1%, maka perhitungan koreksi LCB (Longitudinal Center of Buoyancy) di atas MEMENUHI II.2.a. Membuat CSA Ldisp Curve of Sectional Area atau CSA adalah kurva yang menunjukan luasan kapal pada tiap– tiap station. Pembuatan CSA ini memakai skala sebesar 1 cm = 3,5 m2. Adapun langkahlangkah pembuatan CSA adalah sebagai berikut: 1.

Membuat garis horizontal dengan panjang Ldisp menggunakan skala sebenarnya atau

1cm : 1 m 2.

Panjang Ldisp tersebut dibagi menjadi 20 bagian yang sama.

3.

Membuat garis vertikal ke atas dengan skala 1 cm : 3,5 m2 pada ordinat hasil

pembagian Ldisp menjadi 20 bagian, garis vertikal tersebut merepresentasikan luasan (A) dari setiap stationnya. 4.

Data Luasan (A) yang telah diskala sebesar 1 cm : 3,5 m2.

5.

Menghubungkan ordinat – ordinat yang didapat mulai dari AP sampai FP (dalam

autocad 2007 menggunakan perintah “spline”) sehingga membentuk sebuah kurva yang disebut dengan Curve of Sectional Area Displacement (CSAdisp).


103


Menentukan titik tengah Ldisp yaitu dengan membagi Ldisp menjadi 2 bagian yang

sama panjang (station ke-10). 7.

Membuat garis dengan ukuran ½ Lwl kekiri dan ½ Lwl lagi kekanan pada arah

horizontal dari titik tersebut (station 10 Ldisp). 8.

Menyelaraskan / memfairkan grafik CSAdisp sesuai dengan panjang dari garis Lwl.

9.

Membuat garis Lpp dengan mengacu pada bagian FP atau ujung kanan dari garis

Lwl. 10.

Membagi garis Lpp yang telah dibuat menjadi 20 bagian, sehingga akan diketahui

station 0 yang merupakan After Perpendicular (AP), sedangkan pada station 10 adalah Midship kapal yang sesungguhnya. 11.

Menggunakan axis Lpp sebagai acuan sehingga diperoleh CSA Perpendicular atau

CSA. 12.

Mengoreksi volume dan letak LCB pada CSA, koreksi ini dilakukan karena adanya

penambahan.

II.2.b. Membuat CSA Lpp

Pada penggambaran CSA diatas, masih digunakan Length of Dispalcement (Ldisp) dimana hanya ada 20 station. Dari tengah CSA displasemen kita menarik garis 1/2 Lwl kekiri dan 1/2 Lwl lagi kekanan, ujung garis Lwl pada sebelah kanan kita tarik garis lagi sepanjang Lpp kearah kiri, Lpp tersebut kita bagi 20 bagian (station AP – FP), Sisa dari Lwl adalah cant part yang kita bagi menjadi 2 bagian (station -1 dan -2),


104

Propeller & Sistem Perporosan setelah itu perlebar CSA displacement keujung garis Lwl sehingga ada luasan pada tiap station.

Luna s Gambar (keel )

perubahan dari Ldisp ke LPP dan L wl

Seperti halnya perhitungan CSA Ldisp, pada Lpp juga dilakukan perhitungan seperti berikut PERHITUNGAN CSA LPP

Diketahui Dari CSA LPP  H_LPP = 6,7 meter



Volume Displasmen berdasarka Simson

Volm. Displasmen

= 1 / 3 x hLppx ∑1 = 1 / 3 x 6,8 x 8299,793 = 18814 m3



LCB (Longitudinal Center of Buoyancy) Simson

LCB

= hLpp. x ∑2 / ∑1 = 6,7 x 8299.79 / 1046,54 = 0,845



Dari perubahan CSA Displasmen menjadi CSA Lpp terjadi perpindahan midship

sebesar 2,01 m, sehingga didapatkan: LCB (Longitudinal Center of Buoyancy) Rumus LCB

= LCB Displasmen – perpindahan midship = 2,45 – 2,01


105

Propeller & Sistem Perporosan = 0,90 Lalu dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui apakah volume LCB yang didapatkan pada perhitungan sebelumnya memenuhi koreksi atau tidak. 

Koreksi Letak titik tekan ke Atas (LCB) = |LCB Lpp – LCB rumus| x Lpp = |0,845 - 0,90| x 0,845 = - 0,04

[,0,1%]

MEMENUHI

Keseluruhan pembuatan CSA telah selesai, maka langkah selnjutnya dalam proses perancangan kapal adalah pembuatan A/2T dan B/2.

II.3. Pembuatan A/2T dan B/2 II.3.1 Pembuatan Grafik A/2T Dalam proses pembuatan grafik A/2T langkah pertama yang harus dilalui adalah mencari A/2T dari masing-masing station. Grafik A/2T adalah grafik yang terbentuk dari perbandingan antara luasan dari masing-masing station pada grafik CSA dengan dua kali sarat air pada kapal. Maka didapatkan data sebagai berikut :

Dari data diatas didapatkan pula gambar grafik A/2T sebagai berikut:


106

Propeller & Sistem Perporosan II.3.1 Pembuatan Grafik B/2

Grafik B/2 adalah suatu grafik dimana lebar kapal pada sarat air dibagi menjadi dua. Adapun langkah-langkah pembuatan grafik B/2 adalah sebagai berikut:

1.

Terlebih dahulu yang dilakukan adalah menentukan besar dari sudut masuk yang

digunakan. Sudut masuk yang akan ditentukan ini merupakan fungsi koefisien prismatik (Фf) 

φwl (Cpwl)

= φdisp x Ldisp / Lwl = (0.737 x 136.0) / 136,0 = 0,72626699



δwl (Cbwl)

= δdisp x Ldisp / Lwl = (0,747 x 136,0) / 136,0 = 0,736121

α= = 

φLpp

0.248 + 0.778 Cbwl 0,813035718 = φdisp x Ldisp / Lpp = (0,747 x 136,0) / 134 = 0,75821



e

= Jarak LCB dengan Midship / jarak Ldisp - LCB = 0.21 / 2,45 = 1,805%



Perhitungan Koefisien Prismatik untuk Menentukan Sudut Masuk Φf

= φLpp + (1,40 - φLPP) x e = 0,758 + (1,40 – 0,758) x 1,805% = 0.764


107


Maka sudut masuknya adalah 13°

2.

Setelah diketahui nilai dari Фf, maka berdasarkan diagram didapatkan sudut masuk

yang digunakan untuk pembuatan grafik B/2 adalah 15°. Pembuatan sudut masuk ini dilakukan pada jarak satu meter di depan FP. Hal ini dilakukan agar pada bagian haluan kapal membentuk huruf U (tidak lancip) yang bertujuan untuk mempermudah saat proses pengelasan nantinya

3.

Gambarlah grafik B/2 dari titik FP dengan bersinggungan pada sudut masuk yang

telah ditentukan sebelumnya hingga ke parallel middle body lalu dilanjutkan hingga ke bagian buritan

4.

Secara otomatis pada station parallel middle body langsung dilakukan perhitungan

antara lebar kapal dibagi dua. Nilai yang didapat langsung digambarkan pada grafik B/2


108


Dari grafik diatas, didapatkan data sebagai berikut:

6.

Dari data diata dapat ditentukan pula:



Luasan Water Line Simson

½ Awl Simson = 1/3 x ∑panjang koordinat x hLpp = 1/3 x 571.179 x 6,7 = 1275,6 m2

Awl Simson

= 2 x 1275,6 = 2551,3 m2



Luasan Water Line Rumus

Awl Rumus

= Lwl x B x α = 138,02 x 22,5 x 0,813 = 2524,84


109


Lalu dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui apakah volume LCB yang didapatkan pada perhitungan sebelumnya memenuhi koreksi atau tidak. 

Koreksi Luasan Water Line (Awl) = |Awl rumus – Awl simson| / (Awl rumus x 100%) = |2524,84 - 2551,3 | x (2524,84 x 100%) = -0,1 %

7.

[< 0,5%]

MEMENUHI

Gambar CSA-Lpp, A/2T dan B/2

Setelah pembuatan grafik CSA, grafik A/2T dan grafik B/2 selesai, maka langkah selanjutnya adalah pembuatan linggih haluan dan linggih buritan kapal.


110

Propeller & Sistem Perporosan II. 4. Pembuatan Linggih Haluan dan Linggih Buritan Pembuatan linggih haluan dan linggih buritan adalah langkah pertama yang mana dalam pembuatannya perancang langsung menggambarkan bentuk kapal seutuhnya dalam rancangannya.

II.4.1 Pembuatan Linggih Haluan Dalam pembuatan Linggih haluan digunakan sudut sebesar ± 15° antara garis FP dengan linggih haluan. Bentuk linggih haluan yang sering ditemukan saat ini adalah semakin tinggi semakin membesar jari-jarinya.

II.4.2 Pembuatan Linggih Buritan Designer kapal merancang kapal dengan llinggih buritan tanpa sepatu linggih. Pembuatan linggih buritan ini tergantung dari besar diameter propeller, dimana besar diameter propeller dapat dihitung dengan 0.6T – 0.7T

b

Dan hasilnya :

Jarak gading di ceruk ≤ 600 mm

b

Jarak gading di ruang muat ≤ 1000 mm

a

a b

Lunas (keel)


111


1. Diameter Propeller D = = =

(diambil antara 0,6T - 0,7T) 0,69 x T 0,69 x 8,216 5,669 m

2. Poros Propeller E = 0,12 x T = 0,12 x 8,126 = 0,986 m 3. Jarak dasar terhadap garis tengah poros A = 0,33 x T = 0,33 x 8,126 = 2,711 m 4.

Jarak antara sumbu poros kemudi terhadap ujung poros B = 0,35 x T = 0,35 x 8,126 = 2,876 m

5. =

t Kedalaman kapal di AP - diameter propeller =

8,216 - 5,669

=

2,547 m


112

Propeller & Sistem Perporosan II. 5. Pembuatan Body Plan Penjelasan tentang pengertian dan filosofi body plan itu sendiri telah dijelaskan pada pembahasan sebelumnya. Langkah-langkah dalam pembuatan body plan sendiri adalah: 1.

Buatlah kotak persegi panjang dengan dengal B (lebar kapal) sebagai panjang dan T

(sarat air) sebagai lebar kapal 2.

Lalu panjang dari kotak tersebut dibagi menjadi dua bagian yang dibatasi dengan

garis pembagi yang disebut sebagai centreline. Kotak sebelah kiri adalah potongan kapal dari buritan hingga bagian tengah kapal sedangkan kotak sebelah kiri adalah potongan kapal dari tengah kapal hingga haluan kapal.

Gambar II.12 Bentuk dasar body plan

3.

Kemudian gambar buatlah gambar body plan dengan berpatokan pada ukuran A / 2t

dan B / 2, selanjutnya hitunglah luasan dari masing-masing area dimana A1 = A2

Gambar II.13 Pembuatan body plan berdasarkan A / 2T dan B / 2


113


Untuk mengetahui nilai dari A1 dan A2 dapat digunakan perintah Hatch karena

dalam pembuatan gambar body plan dibantu dengan software gambar Autocad. 5.

Langkah ini terus dilakukan pada station-station selanjutnya kecuali pada station

parallel middle body yang hanya diwakili dengan jari-jari bilga, dan pada station 0. Untuk station parallel middle body dibuat dengan menghitung radius bilga, yang ditentukan berdasarkan rumus: R

= √ ½. { (BxT) – Am } / ( 1 – ¼ π ) = √ ½. { (22,5 x 8,2) – 182,781 } / ( 1 – ¼ π ) = √ ½. (2,079) / ( 1 – 0.785 ) = 2,53 meter

6.

Pembuatan body plan harus dilanjutkan hingga ke atas dan bertemu di satu titik. Hal

ini dilakukan guna mempermudah saat pembuatan bangunan atas pada kapal nantinya.


114


7.

Untuk pembuatan station 0, perpotongan antara kurva station dengan centreline

berjarak 0.6T – 0.7T, dimana rumus ini digunakan sebagai penentu besar dari diameter propeller nantinya. 8.

Perlu diingat bahwa perpotongan antara setiap station dengan garis A/2T haruslah

diperhatikan, dan bila nantinya dihubungkan dengan garis haruslah selaras.

9.

Setelah gambar body plan selesai dibuat, maka buatlah sentline untuk memeriksa

keselarasan dari tiap–tiap station yang telah dibuat. Langkah awal yang dikerjakan yaitu membuat garis diagonal pada penampang body plan yang ditarik dari sisi atas perpotongan sarat air dengan centerline menuju dasar. Kemudian, ukur jarak antara ujung sentline yaitu titik perpotongan antara sarat air dengan centerline hingga pada tiap–tiap station. Seperti gambar dibawah ini.

10.

Ukuran-ukuran itulah yang nantinya akan digambarkan pada half breadth plan.

Seperti yang terdapat di bawah ini :


115

Propeller & Sistem Perporosan II.6. Pembuatan Half Breadth Plan Penggambaran body plan yang telah selesai dan telah diperiksa keselarasannya oleh sentline, langkah selanjutnya dalam proses merancang kapal adalah menggambar Half Breadth Plan. Half breadth plan merupakan garis-garis perpotongan setengah badan kapal dengan bidang horizontal yang telah ditentukan pada setiap ketinggian air (water lines). Maka langkah pertama yang dilakukan adalah menentukan waterlines pada body plan, dalam hal ini digunakan beberapa ketinggian waterlines yaitu Wl 0 m, Wl 0.5 m , Wl 1 m, Wl 2 m, Wl 3 m, Wl 4 m, Wl 4.9 m. Pada bagian dasar body plan, jarak waterline dibuat lebih rapat karena perubahan bentuk badan kapal cukup besar, sedangkan pada bagian tengah hingga ke atas body plan tidak terjadi banyak perubahan yang cukup besar, oleh karena itu jarak Wl tidak serapat pada bagian bawah. Setelah itu, pada tiap garis air (Wl) diukur jarak antara cenrtreline dengan masingmasing station (mulai dari AP ke FP) dimana jarak tersebut berfungsi sebagai jarak dari setengah lebar kapal pada tiap station. Panjang setengah lebar ini diukurkan pada tiap garis tegak station yang selanjutnya dihubungkan dan membentuk garis lengkung garis air, pada garis air yang bersangkutan. Kemudian dari ukuran-ukuran tersebut dibuat grafik atau kurva yang selaras untuk masing-masing Wl


116

Propeller & Sistem Perporosan Apabila kurva-kurva yang dibuat kurang selaras, maka dilakukan pemeriksaan pada body plan. Kurva-kurva ini menggambarkan bentuk dari setengah badan kapal pada setiap garis air yang dilihat dari atas. Pada Wl sarat air (pada data kapal yaitu pada Wl 4.9 m), kurva yang terbentuk sama dengan kurva B/2. Gambar half breadth plan dan sent line dapat dilihat di bawah ini.

II. 7. Pembuatan Sheer Plan Setelah half bradth plan, langkah selanjutnya yang harus dilakukan adalah membuat sheer plan. Sheer plan merupakan garis-garis potongan badan kapal dengan bidang vertikal membujur, dimana jaraknya ditentukan dari tengah kapal (centerline) dan banyak potonganpotongannya tergantung pada setengah lebar kapal, dapat dibagi menjadi 3 atau 4, namun umumnya dibagi menjadi 4 bagian. Kemudian setelah membagi setengah lebar kapal baik pada body plan maupun half breadth plan, lalu perpotongan dari garis-garis lurus pada half breadth plan tersebut diproyeksikan terhadap garis air (waterlines) ke sheer plan dengan cara menarik garis lurus ke atas.


117

Propeller & Sistem Perporosan II. 8. Pembuatan Geladak Utama, Kubu- kubu, Geladak Akil dan Geladak Kimbul II.8.1 Pembuatan Geladak Utama (Main Deck) Untuk hal ini kapal tidak dilengkapi struktur : a.

Pembuatan Lengkung Membujur (Sheer Plan)

b.

Pembuatan Lengkung Melintang (Camber) dikarenakan kapal kontainer akan lebih menguntungkan jika tidak memakainya.

II.8.2 Pembuatan Kubu-kubu (Bulwark) Kubu-kubu (Bulwark) merupakan pagar yang terbuat dari plat yang sengaja dibangun untuk menjaga ABK agar tidak jatuh ke laut serta untuk menahan hempasan ombak ke atas kapal. Bulwark ini biasanya terdapat pada tepi-tepi Upper deck, geladak akil dan geladak kimbul pada kapal.Biasanya pembuatan bulwark ini diberi jarak 100-200 mm dari geladak diaman bulwark tersebut akan dibuat.

II.8.3 Pembuatan Geladak Akil (Forecastle Deck) Geladak Akil (Forecastle Deck) merupakan bangunan yang letaknya tepat di atas geladak utama (main deck) pada bagian haluan kapal. Geladak akil memiliki ketinggian 2400-2500 mm dan memiliki panjang yang tergantung pada letak sekat tubruk (Collusion Bulkhead), dimana untuk menentukan sekat tubruk dapat digunakan rumus 0.05-0.08 Lc. 

Menentukan letak sekat tubruk (collusion bulkhead) = 0.05 – 0.08 Lc



Ketentuan :

Lc = 0,85 H

atau

Lc = 96% Lwl

(nilai yang terbesar kedua rumus tersebut merupakan Lc yang akan digunakan)

1)

Lc

= 0,85 x H = 138,7 m

2)

Lc

= 96% Lwl = 96% 138 = 132,5 m


118

Propeller & Sistem Perporosan (Lwl yang digunakan didapat dari 85% Hc yang telah ditentukan sebelumnya) Dari perhitungan di atas didapatkan harga Lc = 138,7 m 

Sekat tubruk (collusion bulkhead) = 0.05 Lc = 0.05 x 138,7 = 6,9 m



Sekat tubruk (collusion bulkhead) = 0.08 Lc = 0.08 x 138,7 = 11 m Maka letak sekat tubruk (collusion bulkhead) ada pada 4.705 – 7.528 meter dari

haluan kapal. Dan yang diambil adalah 8,3 meter

II.8.4 Pembuatan Geladak Kimbul (Poop Deck) Poop deck merupakan bangunan yang terletak diatas main deck pada bagian buritan yang memilki ketinggian 2.4 sampai 2.5 meter diukur dari geladak utama (upper deck sideline) sedangkan untuk panjang dari bangunan memiliki cara perhitungannya sendiri.

II.8.5 Pembuatan Sekat Kamar Mesin Sebelumnya telah dihitung nilai b yang diukur dari AP sebesar 0,35T sehingga didapat nilai b (5 jarak gading) sebesar 2,876 m. Kemudian di cari jarak gading di belakang sekat kamar mesin, maka: 

a0 dibelakang kamar mesin( sterntube) = 0, 58 m



jadi dalam 5 jarak gading panjangnya = 2,9 m



a0

= L/500 + 0.48 = 134 / 500 + 0.48 = 0.75 meter dari buritan menuju ke sekat kamar mesin

= (17 – 20) % LPP Gusma Hamdana Putra_4212100007

119

Propeller & Sistem Perporosan =18,8 % x 134 m =25,2 m 

Asumsi jarak dari AP ke sterntube adalah 9 jarak gading yaitu 5,2 meter jadi panjang dari sterntube menuju ke sekat buritan adalah = 25,2 – 5,2 = 20 m jadi total jarak gading di kamar mesin adalah = 20 / 0,75 = 27 Jarak Gading

II.9 Pembuatan Bukaan Kulit (Shell Expansion) Rencana bukaan kulit merupakan petunjuk yang sangat berguna bagi pekerja untuk mengetahui susunan pelat, ukuran pelat dan tebal masing-masing pelat. Demikian juga saat perbaikan (pergantian) pelat kulit, dapat diketahui bagian kulit kapal mana yang harus diganti sesuai peraturan yang diikuti dari BKI 2009. Pelat kulit pada kapal disesuaikan dengan bentuk dari badan kapal itu sendiri, sehingga diperlukan teknis khusus untuk mengetahui ukuran dan bentuk dari masing-masing lembar pelat secara benar, terutama untuk pengukuran, pemotongan dan pembentukan pelat. Ukuran plat yang digunakan pada kapal disesuaikan dengan pelat yang tersedia dipasaran. Ukuran umum pelat biasanya adalah 6000mm x 1500mm, 6000mm x 1800mm, 6000mm x 2400mm. Bila ukuran plelat pada pasaran yang digunakan lebih besar dari pelat yang akan digunakan untuk pemasangan badan kapal, maka harus dilakukan pemotongan untuk menyesuaikan ukuran. Harus diusahakan agar sisa pelat terpotong sekecil mungkin.

Secara umum pelat kulit kapal terdiri dari lajur pelat membujur : 1.

Pelat dasar (bottom plating) terdiri dari pelat lunas (keel plate), pelat pengapit lunas

(garboard strake) dan pelat bilga (bilge strake). 2.

Pelat sisi kulit kapal (side shell plating) terdiri dari pelat sisi (side shell plating) dan

pelat lajur sisi atas (sheer strake) 3.

Pelat sisi bangunan atas (superstructure) yang menerus dari pelat sisi kapal

Selanjutnya adalah penentuan letak gading-gading. Peletakan gading telah ditentukan pada perhitungan sebelumnya, sehingga dapat dilakukan peletakan gading pada gambar lines plan


120

Propeller & Sistem Perporosan baik pada sheer plan, half breadth plan maupun body plan yang berfungsi untuk mengetahui lebar pelat yang akan digunakan pada seluruh badan kapal yang dirancang. Hal pertama yang dilakukan adalah dengan meletakkan gading pada sheer plan seperti pada gambar berikut :

Setelah didapatkan body plan yang memiliki gading, selanjutnya gunakan kembali linggih haluan dan linggih buritan dan sertakan pula Wl 0 m, lalu hitunglah lebar setengah keel plate dengan rumus: 

B

= ½ (800 + 5L) = ½ (800 + 693,5) = ½ x 1493,5 = 746,75 = 747 mm

Dari perhitungan tersebut didapatkan gambar seperti dibawah ini:

Selanjutnya dilakukan perhitungan panjang gading yang berfungsi untuk menentukan ukuran pelat yang akan digunakan. Namun, sebelum itu akan dilakukan pembagian garis yaitu menandai tiap perpotongan dengan konstruksi lainnya seperti senta, tanktop,


121

Propeller & Sistem Perporosan selanjutnya lengkung gading direbahkan ke garis dasar. Untuk lebih jelasnya lihat gambar dibawah ini

a

Cara lain yang digunakan untuk menghitung panjang gading adalah dengan menggunakan program software AutoCAD yaitu menggunakan perintah ‘LI’. Caranya yaitu menggklik gading yang akan dihitung kepanjangannya, lalu ketik LI dan terakhir tekan enter, maka akan muncul gambar seperti dibawah ini:

Setelah mendapati panjang dari pada gading, maka langkah selanjutnya adalah pembuatan garis vertikal sepanjang jarak gading yang telah dihitung.


122


Selanjutnya adalah penentuan lajur las melintang yang disesuaikan dengan labar pelat, yaitu 6000 mm. Perlu diingat bahwa jarak antara pengelasan pelat denga gading minimal adalah 150mm – 200mm. Sehingga bila pelat yang digunakan mempunyai kelebaran yang pas terletak pada gading, harus dilakukan pemotongan hingga memenuhi syarat yang telah ditentukan. Selanjutnya adalah pemasangan pelat dan pemberian nama pada pelat untuk memudahkan saat terjadi kerusakan pada sebuah pelat.


123


BAB III Gambar Rancangan III.1 CSA Displasmen


124

Propeller & Sistem Perporosan III.2 CSA Lpp, A/2T dan B/2


125

Propeller & Sistem Perporosan III.3 Body Plan


126

Propeller & Sistem Perporosan III.4 Half Breadth Plan dan Sent Line


127

Propeller & Sistem Perporosan III.5 Sheer Plan (Haluan)


128

Propeller & Sistem Perporosan III.5 Sheer Plan (Buritan)


129

Propeller & Sistem Perporosan III. 6 Gambar Rencana Garis (Lines Plan)


130

Propeller & Sistem Perporosan III.7 Bukaan Kulit (Shell Expansion)


131


SPESIFIKASI TEKNIS/BROSUR/LEAFLET MAKER A. KATALOG ENGINE MAN B&W S35ME-B9 : Daya 6090 KW RPM 167 SFOC 175 7 Silinder


132


B. KATALOG ENGINE WARTSILA W - X35 Daya 6090 KW RPM 167 SFOC 176 7 Silinder


133


C. KATALOG ENGINE MITSHUBISHI UEC35LSE – Eco – B1 Daya 6090 KW RPM 167 SFOC 176 7 Silinder


134


D. MATERIAL POROS DARI CLASS NK Poros dengan Grade KSF41 Tensile Strength 410 N/mm2

E. MATERIAL SEAL DARI WARTSILA Dengan Diameter Minimal 307 mm, ditentukan diameter poros 245 mm, sehingga mengambil Seal Size 14 dengan range 340 – 358mm


135

4212100007 - Gusma - Tugas Perancangan Desain Propeller & Sistem Perporosan Kapal Kontainer

Recommend Documents