TUGAS DESIGN II (ME 091318) PERANCANGAN PROPELLER & POROS STEVAN MANUKY PUTRA (4212 105 021) Perhitungan Tahanan Kapal dengan Metode HARVALD INPUT PARAMETER DESIGN Lpp : 196.250 meter Lwl : 202.138 meter B : 27.400 meter H : 16.400 meter T : 10.990 meter Cb : 0.770 Vs : 15.2 knots 7.819 m/s Cbwl : 0.760 Cp : 0.780 Cm : 0.989 Lcb : 4.382 didepan midship Radius : 800 mil laut lama : 2.80 hari Tujuan : Singapura - Surabaya
Cwp = (0,248+0,778*Cb 0.83928 Fn = Vs/(gxLwl)^0.5 = 0.176 Rn = (VsxLwl)/υ = 1330481275.8 o υ (15 )= 0.000001188 ▼= = ∆= = ρ=
Lwl x B x T x Cbw 46260.331 Lwl Lwl x B x T x Cbw Cbw 47416.839 1.025
DETAIL PERHITUNGAN a. Perhitungan Tahanan Kapal 1 PERHITUNGAN VOLUME DISPLACEMENT (▼) ▼= Lwl x B x T x Cbwl 3 = 4626 46260.3 0.331 31 m 2 PERHITUNGAN DISPLACEMENT ( ∆ ) ρ = 1.025 ton/m^3 1025 kg/m^3 ∆ = Lwl x B x T x Cbwl Cbwl x ρ = 47 4 7416.839 ton 3 LUAS PERMUKAA PERMUKAAN N BASAH BASAH (S) berdasarka berdasarkan n versi rumus rumus Mumford Mumford hal 133) S = 1.025 1.025 Lpp (CbxB+ (CbxB+1.7 1.7T) T) 2 = 8002 8002.19 .197 7 m
(HARVALD (HARVALD 5.5.31, 5.5.31, TAHANAN TAHANAN DAN PROPULSI PROPULSI KAP
4 MENENTUKAN HARGA BILANGAN FROUDE FROUDE DAN ANGKA REYNOULD Vs = 15.2 knot 1 knot = 0.51444 = 7.819 m/s υ = 0.000001188 g = 9.8 m/s^2 sehingga : Fn = Vs/(gxLwl)^0.5 Rn = (VsxLwl)/υ = 0.176 = 1330481276 5 MENCARI MENCARI Cf dari DIAGRA DIAGRAM M koefisien tahanan gesek didapat dari rumusan : Cf = 0.075/(logRn-2)^2 = 0.001 0.00147 478 8
m/s pada suhu 15
0
(HARVALD 5.5.14,TAHANAN DAN PROPULSI KAP
dalam hal ini tidak ada koreksi anggota badan kapal yg meliputi daun kemudi, lunas bilga, boss baling-baling, baling-baling, karena permukaan basah anggota badan kapal relatif kecil, sehingga dapat diabaikan.
6 MENENTUKAN HARGA HARGA Cr Dari DIAGRAM DIAGRAM tahanan sisa kapal dapat ditentukan melalui diagram Guldhammer-Harvald dengan rumus sebagai sebagai berikut : Lwl/▼^1/3 = 5.631 koefisien presmatik (φ)= Cb/β β = (0,08*CB)+0,93= (0,08*CB)+0,93= 0.9916 sehingga : (φ)= 0.777 untuk mencari Cr pada diagram koef tahanan sisa Fn= 0.176 untuk mencari Cr pada diagram koef tahanan sisa
dari interpolasi diagram pada diagram Guldhammer-harvald diperoleh : L/V^1/3 4 4.5 5 5.5 6 6.5
10^3 CR
INTERPOLASI
1.30 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.45 0.40
7 7.5 8
1.50 INTERPOLAS
1.00 Linear (INTERPOLA
0.50 y = -0.2083x + 1.9889 0.00 2
7
12
Dari persamaan y= -0.2083x + 1.9889 maka didapat nilai Cr1 yaitu:
0.00081598 = 0.82
a. Bentuk Bentuk Badan Badan Kapal Kapal Karena bentuk badan kapal yang ada standart, maka tidak ada koreksi. b. Rasi Rasio o B/T B/T 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, sesuai pada buku TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL SV. AA HARVALD hal. 119 B/T B/T = 2.49 2.49 3 Cr = { Cr+(0,16*(B/T-2,5)) / 1000 } 10 Cr2 = 0.814893 Cr2 = 0.0008 0.0008148 14893 93 c. Adanya Adanya penyimpan penyimpangan gan LCB LCB dari Tugas Rencana Garis adalah LCB :
e% = 2.200% Ldisp = 19 1 99.194 e%*Ldisp= 4.382
di depan midship meter meter
Penentuan LCB standart dalam % dengan acuan grafik LCB Standart, buku TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL hal. 130, gambar 5.5.15 LCB Std = 1.80% 3.585 m di depan midship karena letak LCB kapal di depan LCb standart maka harus dilakukan koreksi, sbb : ∆ LCB = LCB-LCBstandart = 2.22%2.22%-1.8 1.8% % = 0.42 0.42% % 3
3
3
10 CR = 10 CR standa standart rt +(d10 CR/dLCB)*∆LCB = 0.81 0.8150 50 CR3 = 0.0008150
dimana CR(standart) didapat dari diagram (HARVALD)
d. Anggota Anggota badan badan Kapal Kapal dalam hal ini yang perlu dikoreksi adalah boss baling-baling : untuk kapal penuh Cr dinaikkan sebesar 3-5%, diambil 5%, sehingga : Cr4 = (1+5%) (1+5%)*Cr *Cr = 0.0008 0.0008556 5564 4 7 TAHANAN TAHANAN TAMBAHAN TAMBAHAN dari perhitungan awal diperoleh displacement kapal sebesar =
47416.839
Dengan Dengan menginterpola menginterpolasi si data displaceme displacement nt pada buku TAHANAN TAHANAN DAN PROPULSI PROPULSI KAPAL KAPAL hal. 132 yaitu yaitu ma tahanan tambahan yaitu : Interpolasi Ca Displasement LOG Disp 1000 3 10000 4 100000 5 1000000 6 47416.84 4.676 Sehingga : Ca = Ca = { (-0,4*LOG Disp+1,9)/1000 }
INTERPOLASI 3
10 Ca 0.6 0.4 0 -0.6 0.0296269588 0.00002962696
1 0.5 0 -0.5 -1
0
5 y = -0.4x + 1.9
10
8 TAHANA TAHANAN N UDARA UDARA Karena data mengenai angin dalam perancangan kapal tidak diketahui maka disarankan untuk mengoreksi koefisien tahanan udara (HARVALD 5.5.26 hal 132) Caa = 0.00 0.0000 007 7 9 TAHANA TAHANAN N KEMUDI KEMUDI berdasarkan HARVALD HARVALD 5.5.27 hal. 132 koreksi untuk tahanan kemudi kemudi mungkin sekitar : Cas Cas = 0.00 0.0000 004 4 10 MENGHITUNG TAHANAN TAHANAN TOTAL KAPAL KAPAL Koefisien tahanan total kapal atau Ct, dapat ditentukan dengan menjumlahkan seluruh koefisien - koefisien tahanan kapal yang ada : CTair = Cf + Cr + Ca + Cas = 0.00 0.0024 2403 031 1 Maka Ct = 0.00247 0.0024731 31 CTudara = Caa = 0.00 0.0000 007 7 Rtair = Ctair x 0.5 x ρ airlaut x Vs 2 x S = 602.592 kN Rtudara = Ctudara x 0.5 x ρ udara x Vs 2 x luasan kompartemen bagian depan = 0.000528015 kN RT tota totall = RT udara + R T air = 602.592
kN
Rt (dinas) (dinas) = (1+15%)* (1+15%)*RT RT = 692.981
KN
Dala Dalam m hal ini ini tah tahanan total masi masih h dalam lam pelay layaran ran p kon kondisi isi ra rata-ra -rata pe pelay layaran ran din dina as ha harus rus dib dibe erika rikan n ke kel tambaha tambahan n pada pada tahana tahanan n dan daya daya efektif. efektif. Kelongg Kelonggar ar untu untuk k pela pelaya yara ran n din dinas as dis diseb ebut ut sea sea mar margi gin/ n/se servi rvice ce m rute pelayaran Surabaya-Biak sea marginnya adalah 20%.
Perhitungan Daya Motor Penggerak Utama
1. MENGHITUNG DAYA DAYA EFEKTIF KAPAL KAPAL (EHP) Daya Efektif atau atau EHP adalah daya yang yang diperlukan diperlukan untuk menggerakkan menggerakkan kapal kapal di air atau untuk untuk menarik kap kecepatan v. Perhitungan daya efektif kapal (EHP) menurut buku HARV HARVAR ARD, D,TA TAHA HANA NAN N DAN DAN PROP PROPUL ULSI SI KA 135 sebagai 135 sebagai berikut : 1 HP = EHP = = =
0.7457 Rtdinas x Vs 5418.76 7266.67
kW KW HP
EHP = Rttrial x Vs = 4711.96 = 6318.85
KW HP
2. MENGHITUNG DAYA PADA PADA TABUNG POROS BURITAN BURITAN BALING-BALING BALING-BALING (DHP) Adalah daya daya yang yang diserap diserap oleh propeller propeller dari sistem sistem perporosan perporosan atau daya yang yang dihantarkan dihantarkan oleh oleh sistem perp perp propeller untuk diubah menjadi daya dorong (thrust ) DHP DHP = EHP/ EHP/Pc Pc
Dimana, Pc = ηH x ηrr x ηo
a. Effisiensi lambung ( ηH η H ) ) ηH ηH = (1-t)/(1-w) –. Menghitung Menghitung Wake Friction (w) Wake frict friction ion atau atau arus arus ikut merup merupaka akan n perba perband nding ingan an ant antara ara kecep kecepata atan n kapa kapall deng dengan an kec kec menuju ke propeller. Dengan menggunakan rumus yang diberikan oleh Taylor ,maka dida
( Resis Resista tanc nce, e,Pr Prop opul ulsio sion n and and Stee Steerin ring g Lammeren, hal178 ) = (0.5 x 0.77) 0.77) - 0.05 0.05 = 0.34 –. Menghitung Thrust Deduction Factor (t) nilai t dapat dicari dari nilai w yang telah diketahui yaitu w = 0.5Cb-0 0.5Cb-0.05 .05
t = k.w
nilai k antara 0.7-0.9 dan diambil nilai k = (Principal of Naval Architecture hal 158
= 0.8 0.8 x 0,32 0,32 = 0.28 0.285 5 maka, ηH ηH = (1-t)/(1-w) = 1.0 1.076
b. Efisiensi Relatif Rotatif (ηrr) harga ηrr untuk kapal dengan propeller tipe single screw berkisar 1.0-1.1. (Principal of Naval Architecture hal perencanaan propeller dan tabung poros propeller ini diambil harga : ηrr = 1.05 c. Efisiensi Propulsi (ηo) adalah open water efficiency yaitu efficiency dari propeller pada saat dilakukan open water test.nilainya antara diambil : ηo= 50% d. Coeffisien Propulsif (Pc) Pc = ηH x ηrr x ηo = 1.076 1.076 x 1.05 1.05 x 0.50 0.50 = 0.56 0.5647 47 maka,daya pada tabung poros baling-baling dihitung dari perbandingan antara daya efektif dengan koefisien DHP = EHP/Pc = 12868.86 = 9596.31
Hp Kw
THP = EHP / ηH = 6756.15 = 5038.06
Hp Kw
3. MENGHITUNG DAYA PADA POROS POROS BALING-BALING BALING-BALING (SHP) Untuk kapal yang yang kamar kamar mesinnya mesinnya terletak di di bagian belakang akan mengalami mengalami losses sebesar sebesar 2%, sedangk sedangk yang yang kamar mesinny mesinnya a pada daera daerah h midship midship kapal kapal mengalami mengalami losses losses sebesar sebesar 3%.(“Prin 3%.(“Principa cipall of Naval Architec Architec Pada perencanaan ini, kamar mesin terletak dibagian belakang, sehingga losses yang terjadi hanya 2% SHP = DHP/ηsηb = 13131.49
HP
=
9792.15
Kw
4. MENGHITUNG DAYA PENGGERAK PENGGERAK UTAMA YANG YANG DIPERLUKAN a. BHPscr Adanya pengaruh pengaruh effisiensi roda roda sistem gigi gigi transmisi (ηG), pada pada tugas tugas ini memakai memakai sistem roda gigi reduksi t single reduction gears dengan loss 2% untuk arah maju sehingga ηG = 0,98 BHPscr = SHP/ηG = 13 13399.48 = 9991.99 b. BHPmcr
HP kw
HP mcr adala adalah h daya daya outpu outputt dari dari motor motor pengge penggerak rak keluaran keluaran pabrik pabrik (Maximu (Maximum m Continu Continuous ous Ratin Rating g = 100%) 100%) . di di 80% - 85%, maka daya yang diambil sebesar 85%. Sehingga cukup dengan daya 85% dari MCR kapal dapat dengan kecepatan (vs) daya BHPscr diambil BHPmcr BHPmcr = BHPscr/0, BHPscr/0,85 85 = 15 15764.09 = 11 11755.28
85% HP KW
Pemilihan Motor Induk & Gear Box Dari data mengenai karakteristik putaran kerja dan daya pada kondisi MCR dapat ditentukan spesifikasi motor pengger main engine dari kapal ini. Adapun data-data utama motor induk ini antara lain : Mesin Jenis : MAN B&W Type : L 70MC-C Cylinder : 2 Daya Max : 10480 : 14054 Jml.Sylinder : 4 Bore : 700 Piston Stroke : 2360 RPM : 91 MEP : 19 SFOC : 172
Data-data dimensi utama motor induk yang dipilih yaitu : Dimensi Panjang : 6591 Lebar : 3842 Tinggi : 11623 A : 1323 B : 3842 E : 1190 H1 : 11225 H2 : 10500 H3 : 10300 H4 : Lmin : 6591 Dry masses in tons : 396
BHP (MCR) BHP (SCR) SHP DHP
kW 10480.0 8908 8908 8729.8
Strokes kW
mm mm RPM bar
mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm ton
BHP (MCR) BHP (SCR) SHP DHP
l)
l m³ lxρ ton ton/m³
AL)
L,hal 119)
dan poros
I
I)
.5.16
ton
ka didapat
Interpolasi Linear (Interpolasi)
ercobaan, untuk onggaran an rata-rata rgin. Untuk sebesar 15-
al dengan PAL, 6.2.1 hal.
orosan ke
patan air yang pat :
of Ships, Van
0.85 )
152 ) pada
40-70%, dan
ropulsif, yaitu :
n pada kapal ture hal 131”).
unggal atau
ana besarnya bergerak
k utama atau
Hp 14053.9 11945.82272 11946 11706.9
Pemilihan Motor Induk & Gear Box Dari data mengenai karakteristik putaran kerja dan daya pada kondisi MCR dapat ditentukan spesifikasi motor penggerak utama atau main engine dari kapal ini. Adapun data-data utama motor induk ini antara lain : Mesin Jenis
:
MAN B&W
WARTSILA
WARTSILA
Type
:
L 70MC-C
RT-flex60C
RT-flex60C
Cylinder
:
2
Daya Max
:
12440
:
16682
Jml.Sylinder
:
4
Bore
:
700
mm
600
mm
600
mm
Piston Strok
:
2360
mm
2250
mm
2250
mm
RPM
:
108
RPM
114
RPM
114
RPM
MEP
:
19
bar
20
bar
20
bar
SFOC
:
172
Strokes kW
2 12100
Strokes kW
12100
16226
170
2
Strokes kW
16226
170
Mesin Jenis
:
MAN B&W
Type
:
L 70MC-C
Cylinder
:
Daya Max
:
10480 kW
:
14054
Jml.Sylinder
:
4
Bore
:
700
Piston Strok
:
2360 mm
RPM
:
91
RPM
MEP
:
19
bar
SFOC
:
172
2
Strokes
mm
Data-data dimensi utama motor induk yang dipilih yaitu : Dimensi Panjang
:
6591 mm
Lebar
:
3842 mm
Tinggi
:
11623 mm
A
:
1323 mm
B
:
3842 mm
E
:
1190 mm
H1
:
11225 mm
H2
:
10500 mm
H3
:
10300 mm
H4
:
mm
Lmin
:
6591 mm
Dry masses in tons :
396 ton
PERHITUNGAN PROPELLER Y max propeller = 0,7 x T =
5.11
D.propeller yang diperbolehkan =
D.maxpropeller (D) -0,08D =
Va = (1-w).Vs 2.69
Va =
10.108 knot
=
5.200 m/s
BP - δ Diagram
Pertama -tama yang dilakukan adalah memprediksi seri berapa saja yang digunakan unutk design propeller, dan dipilih seri B3, B4, dan B5 Untuk mendapatkan nilai dari Bp1, maka dibutuhkan nilai dari advance speed (Va) sebesar = 9.18 knot Setelah menentukannya, maka langkah selanjutnya adalah mendapatkan nilai Bp1 dengan rumus sebagai berikut : Bp1 = N x P^
0.5
/ Va^
2.5
dan didapatkan nilai Bp1 sebesar =
60.41615 dengan nilai dari P adalah nilai dari DHP
Untuk mendapatkan nilai-nilai yang terdapat pada Diagram Wegningen B-Series, maka dilakukan perhitungan sebagai berikut : 0,1739.√Bp1
didapatkan nilai sebesar
1.17
Jenis Prop.
DHP (HP)
N (RPM)
N.Prop (RPM)
w
Vs (knot)
Va (knot)
Bp1
0,1739.√Bp1
B3-35
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B3-50
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B3-65
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B3-80
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B4-40
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B4-55
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B4-70
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B4-85
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B4-100
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B5-45
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B5-60
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B5-75
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B5-90
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
B5-105
12868.8585
173
173
0.335
13.5
10.108
60.416148
1.35
Memotongkan nilai BP1 dengan optimum line, dan didapatkan nilai dari P/Do dan 1/Jo Untuk mendapatkan nilai dari δo, maka digunakan rumus :
1/Jo / 0,009875
Setelah mendapatkan nilai dari δo, maka langkah selanjutnya adalah mendapatkan nilai dari Do dengan persamaan Untuk nilai Do dalam british unit (ft), maka Va dalam (knot) dan N dalam rpm. Besarnya Db tergantung dari jumlah propeller yang dipakai Untuk Single-Screw Propeller Db = 0.96 Do Untuk Twin-Screw Propeller Db = 0.98 Do Sehingga, untuk kapal ini yang menggunakan single-screw propeller. catatan : dalam hal ini harus diperhitungkan/dipertimbangkan pula diameter maksimal propeller yang bisa dipasang, dimana nilai dari D.max = Y / 1,08. Y adalah nilai dari 0,6~0,7 x T. Di dapatkan nilai dari Db yang memenuhi adalah jenis B4-70 , B4-85, B4-100, B5-45, B5-60, B5-75, B5-90, dan B5-105.
Jenis Prop.
P/D0
1/J0
δ0
D0 (ft)
Db (ft)
Db (m)
Dmax (m)
B3-35
0.67
2.43
246.0759494
14.38
13.66
4.16
2.69
Coba Lagi
Db < Dmax
B3-50
0.67
2.42
245.0632911
14.32
13.60
4.15
2.69
Coba Lagi
B3-65
0.7
2.35
237.9746835
13.90
13.21
4.03
2.69
Coba Lagi
B3-80
0.73
2.25
227.8481013
13.31
12.65
3.85
2.69
Coba Lagi
B4-40
0.71
2.31
233.9240506
13.67
12.98
3.96
2.69
Coba Lagi
B4-55
0.72
2.31
233.9240506
13.67
12.98
3.96
2.69
Coba Lagi
B4-70
0.73
2.25
227.8481013
13.31
12.65
3.85
2.69
Coba Lagi
B4-85
0.77
2.21
223.7974684
13.08
12.42
3.79
2.69
Coba Lagi
B4-100
0.84
2.14
216.7088608
12.66
12.03
3.67
2.69
Coba Lagi
B5-45
0.710
2.22
224.8101266
13.14
12.48
3.80
2.69
Coba Lagi
B5-60
0.740
2.25
227.8481013
13.31
12.65
3.85
2.69
Coba Lagi
B5-75
0.740
2.24
226.835443
13.25
12.59
3.84
2.69
Coba Lagi
B5-90
0.780
2.18
220.7594937
12.90
12.25
3.73
2.69
Coba Lagi
B5-105
0.830
2.12
214.6835443
12.54
11.92
3.63
2.69
Coba Lagi
Karena yang memenuhi syarat diameter hanya beberapa jenis di atas, maka untuk perhitungan selanjutnnya dilakukan hanya terhadap jenis-jenis propeller diatas. Untuk mendapatkan nilai δb, didapatkan melalui persamaan : δb x 0,009875
Lalu didapatkan nilai 1/Jb memelalui persamaan sebagai berikut : Memotongkan kembali nilai Bp1 dengan 1/Jb, didapatkan nilai P/ Db serta η.
Nilai dari Ae/Ao bergantung dari propeller yang dipilih, jika yang dipilih adalah B4-85, maka nilai dari Ae/Ao = 0,85
Menghitung nilai Ao, Ad, dan Ae dalam ft
2
dalam ft
2
nilai dari Ad = Ae
Jenis Prop.
δb
1/Jb
P/Db
η
Ae/Ao
B3-35
233.7721519
2.31
0.684
0.59
0.35
146.4513793 51.25798274 51.2579827
5.195512
B3-50
232.8101266
2.30
0.68
0.525
0.5
145.2484983
50.8369744
5.195512
B3-65
226.0759494
2.23
0.72
0.553
0.65
136.9672208 47.93852727 47.9385273
5.195512
B3-80
216.4556962
2.14
0.77
0.530
0.8
125.5584527 43.94545845 43.9454585
5.195512
B4-40
222.2278481
2.19
0.730
0.57
0.4
132.3441895 46.32046634 46.3204663
5.195512
B4-55
222.2278481
2.19
0.730
0.57
0.55
132.3441895 46.32046634 46.3204663
5.195512
B4-70
216.4556962
2.14
0.780
0.565
0.7
125.5584527 43.94545845 43.9454585
5.195512
B4-85
212.6075949
2.10
0.780
0.545
0.85
121.1338349
42.3968422
5.195512
B4-100
205.8734177
2.03
0.810
0.53
1
113.5817264 39.75360425 39.7536043
5.195512
B5-45
213.5696203
2.11
0.780
0.554
0.45
122.2325488 42.78139209 42.7813921
5.195512
B5-60
216.4556962
2.14
0.770
0.560
0.60
125.5584527 43.94545845 43.9454585
5.195512
B5-75
215.4936709
2.13
0.810
0.565
0.75
124.4448578 43.55570021 43.5557002
5.195512
B5-90
209.721519
2.07
0.820
0.548
0.90
B5-105
203.9493671
2.01
0.860
0.535
1.05
Ao
117.867455
Ae 50.8369744
42.3968422
Ad = Ae
Va (m/s)
41.25360924 41.2536092
5.195512
111.4686242 39.01401846 39.0140185
5.195512
Menghitung Ap 2
(Principles naval architecture, hal 181, pers 59)
dalam ft
Menghitung Vr, τc, σ0,7R dan menentukan terjadinya kavitasi atau tidak
Vr 2 Va2 0.7 n D
2
Tc
(Tahanan dan propulsi kapal, hal 199)
T = Thrust of Propeller = Rt / (1-t) =
T Ap Ap 0,5 (Vr ) 2
0.7R
968.865538 kN 968.865538 kN
T=
(Principles naval architecture, hal 181)
188,2 19,62h
2 2 Va (4,836 xn xD ) 2
(Principles naval architecture, hal 181, pers 61)
h = Jarak sarat air dengan centerline propeller h = 7.3 - 2.4 = Jenis Prop.
4.9 m Ap (m^2)
N (rps)
Vr^2
T (kN) c hitungan
σ 0.7R
Tc burril
Kavitasi ?
B3-35
46.6634222
2.8833333
7 23 23.1369155
96 968.87
0.06
0.39
0.18
Tidak Kavitasi
B3-50
46.32671803 2.8833333
717.419128
968.87
0.06
0.40
0.18
Tidak Kavitasi
B3-65
43.24630422 2.8833333
678.0548139
9 68 68.87
0.07
0.42
0.19
Tidak Kavitasi
B3-80
39.14090148 2.8833333
623.8242525
968.87
0.08
0.46
0.19
Tidak Kavitasi
B4-40
41.68054523 2.8833333
656.0796473
968.87
0.07
0.43
0.18
Tidak Kavitasi
B4-55
41.68054523 2.8833333
656.0796473
968.87
0.07
0.43
0.18
Tidak Kavitasi
B4-70
39.04026638 2.8833333
623.8242525
968.87
0.08
0.46
0.19
Tidak Kavitasi
B4-85
37.66450667 2.8833333
602.792226
968.87
0.09
0.47
0.19
Tidak Kavitasi
B4- 10 100
35.04319969 2.8833333
566.8939522
968.87
0.10
0.50
0.20
Tidak Kavitasi
B5-45
38.0061331
2.8833333
608.0148649
968.87
0.08
0.47
0.19
Tidak Kavitasi
B5-60
39.14090148 2.8833333
623.8242525
968.87
0.08
0.46
0.19
Tidak Kavitasi
B5-75
38.3947853
2.8833333
618.5308781
968.87
0.08
0.46
0.19
Tidak Kavitasi
B5-90
36.27099831 2.8833333
587.2657805
968.87
0.09
0.48
0.19
Tidak Kavitasi
B5-105
33.9445369
2.8833333
556.849509
968.87
0.10
0.51
0.20
nilai σ0,7R ini digunakan untuk mengetahui mengetahui nilai angka kavitasi pada diagram burill. Dipotongkan dengan kurva merchant ship propeller. karena karena besarnya besarnya angka kavitasi kavitasi dari hasil perhitungan perhitungan lebih kecil dari angka kavitasi dari hasil pembacaan pada grafik buril maka tidak terjadi kavitasi Dengan Dengan mempertimba mempertimbangkan ngkan Perhitunga Perhitungan n kavitasi kavitasi ini di coba dihitung dihitung untuk untuk semua tipe propeller, dan ketentuan untuk mengambil keputusan mana propeller yang di pakai adalah :
1. Diameter propeller yg dipilih harus kurang dari diameter max 2. Tidak terjadi kavitasi pada propeller 3. propeller yang dipilih mempunyai efisiensi yang paling bagus. Sehingga didapatkan kesimpulan, propeller yang dipilih adalah: type
B4-70
Db
3.50
P/Db
0.780
ηp
m
0.570
n
173
Rpm
Korelasi besarnya daya Main Engine dengan effisiensi propeller behind the ship Dengan diketahuinya nilai efisiensi propeller yang baru maka dapat dikoreksi kembali besarnya kebutuhan daya motor penggerak utama. t= 0.5 Cp - 0.12 0.12
Perhitungan efective horse power
EHP=
7266.67 hp
=
0.27
Perhitungan koefisien propu lsif
a.
Efisiensi lambung (ηH) ηH = (1-t)/(1-w) =
1.09774
t = w=
0.27 0.335
Sv.Aa.Harvald, Tahanan dan Propulsi Kapal; hal.136
Tidak Kavitasi
b.
Efisiensi relatif rotatif (ηrr) Pada kapal dengan menggunakan single screw, nilai efisiensi r elatif rotatif berkisar antara 1.02 - 1.05 perencanaan ini efisiensi relatif rotatifnya rotatifnya ηrr= 1.05
c.
efisiensi propeller (ηp)
d.
koefisien propulsif (PC) efisiensi propulsif adalah efisiensi yang dihitung dengan mengalikan harga efisiensi lambung, efisiensi propeller, dan efisiensi relatif rotatif.
ηp = 0.570
PC= ηrr x ηp x ηH = 0.65 0.657 7 Perhitungan deliver delivered ed horse power (DHP) DHP = EHP/PC EHP/PC = 11060.38 hp Perhitungan daya pada poros baling-baling, shaft horse power(SHP) Kerugian transmisi poros umumnya diambil diambil sekitar 2% untuk kamar mesin di belakang, dan 3% untuk kamar mesin di tengah. SHP= DHP/ηsηb
Sv.Aa.Harvald, Tahanan dan Propulsi Kapal; hal.257
= 11286.11 hp Perhitunngan daya penggerak utama Pada perhitungan daya penggerak penggerak utama kapal, harga efisiensi reduction gears, maka tidak dipengaruhi oleh gear box. Tetapi tetap ada efisiensi yang kita hitung karena reversing pada engine. daya pada perhitungan ini adalah daya untuk bergerak maju, maka : BHPscr BHPmcr
=
SHP/ηg
=
11286.11
hp
=
BHPmcr/0.85
hp
=
0.746
kW
= 13277.77 hp 9901.23 kW Dengan demikian kebutuhan daya masih dapat dipenuhi oleh main engine yang dipilih diatas.
Series Diameter P/D
ENGINE PROPELLER MATCHING Data Propeller type
B4-70
Db
3.50
P/Db
0.780
ηp
n
m
0.570 173.000
Rpm
Data Mesin Jenis
:
MAN B&W
Type
:
S 35MC
Cylinder
:
2
Daya Max
:
2960
Strokes kW
3969.4247 HP Jml.Sylinder
:
4
Bore
:
350
mm
Piston Stroke
:
1400
mm
RPM
:
173
RPM
MEP
:
76.254079 bar
Data yang didapatkan dari perhitungan sebelumnya Rt trial= 602.59
kN
ρ = 1025.000 kg/m Rt service= 692.98
3
kN
CT = 0.002473053 m
2
S=
8002.20
Vs =
13.50
Knot
7.819
m/s
J
Tabel KT - J Clean Hull J KTHull
0
0.00
0.00
T = 968.8655379 kN
0.1
0.01
0.02
t=
0.28475
0.2
0.04
0.10
Va =
5.195512
0.3
0.09
0.22
w=
0.335
0.4
0.16
0.40
0.5
0.25
0.62
0.6
0.36
0.89
0.7
0.49
1.22
0.8
0.64
1.59
0.9
0.81
2.01
1
1.00
2.48
m/s
Menghitung koefisien α Rt= 0.5xρxCtxSxVs Rt= αxVs α= Rt/Vs
sehingga : α clean hull
9855.233
α service =
11333.518
Menghitung nilai β β=
β clean hull = β sercice =
α 2
(1-t)x(1-w) xρxD
2.48 2.85
2
Grafik Hubungan antara Kt & J 2 KT = β x J
Diagram Kt- J 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 t 0.50 K 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
KT clean Hull KT service
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
J
Perhitungan Nilai Propeller Pemilihan type propeller dilakukan dengan cara memvariasikan P/D kemudian diplotkan dengan kurva ope didapatkan data KT, KQ, J, dan η
B4-70 P/Db
0.780
J
KT
10 KQ
η
Type Propeller =
0
0.37
0.485
0
Diameter Propeller =
0.1
0.338
0.45
0.13
Putaran Propeller (rpm)=
0.2
0.3
0.414
0.253
Efisiensi Propeller =
0.3
0.265
0.372
0.37
P/Db =
0.4
0.228
0.325
0.484
0.5
0.184
0.276
0.58
0.6
0.136
0.214
0.635
0.7
0.085
0.153
0.626
0.8
0.028
0.09
0.44
0.85
0
0.06
0
0.9
0
0.03
0
Kurva Open Water Test B4-70 P/Db 0,78 0.7 0.6 0.5 f f E 0.4 q K 0 1 0.3 t K
0.2 0.1
0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
J
Dari kurva di atas kita dapat memotongan KT hull dengan Kt propeller, sehingga di dapat harga J dan d tersebut kita buat garis vertikat untuk mendapatkan harga KT, 10KQ dan effisiensi. PEMBACAAN GRAFIK PADA KURVA OPEN WATER B SERIES B4-40
Berdasarkan pembacaan grafik maka didapatkan hasil : 1. Titik operasi propeller pada kondisi trial :
0.48 0.18 0.028 0.57
J= KT = 10KQ = η=
2. Titik operasi propeller pada kondisi kondisi service: J=
0.47
KT =
0.2
10KQ =
0.030
η=
0.55
Dimana : J = Koefisien advance KT = Koefisien gaya dorong 10KQ = Koefisien torsi η = Efisiensi propeller behind the ship Dari harga J yang di dapat diatas kita dapat mengetahui harga n (putaran) propeller yang bekerja pada effisiensi tersebut.
n = Va / JxD =
3.09
rps
=
185.55
rpm
pada rpm propeller tersebut, putaran mesinnya adalah = 185.55
Rps = Rpm / 60
BHP = DHP/(ηG) 5
2
Q = (KQ x ρ x Db x n ) DHP = Q x n x 2π SHP = DHP/(ηsηb) Perhitungan koefisien propulsif
1. efisiensi relatif rotatif ( ηrr ) Pada kapal dengan menggunakan single screw, nilai efisiensi relatif rotatif berkisar antara
1.02 - 1.05 perencanaan ini efisiensi relatif rotatifnya
1.05
2. efisiensi propeller (η p) harga efisiensi propeller sebesar
=
0.55
3. koefisien propulsif (PC) efisiensi propulsif adalah efisiensi yang dihitung dengan mengalikan harga efisiensi lambung,
e s ens prope er, an e s ens re a
ro a .
PC= ηrr x ηp x ηH = 1.05 x 0.50 x 1.1029
0.63
=
P e r h i t u n g a n d e l i v e r e d h o r s e p o w e r ( D H P)
DHP= EHP/PC =
11462.58 HP
P e r h i t u n g a n d a y a p a d a p o r o s b a l i n g - b a l i n g , s h a f t h o r s e p o w e r (S H P )
Kerugian transmisi poros umumnya diambil diambil sekitar 2% untuk kamar mesin di belakang, dan 3% untuk kamar mesin di tengah. SHP= DHP/ηsηb =
11696.5093 HP
Perhitungan daya penggerak utama
Pada perhitungan daya penggerak utama kapal, harga efisiensi reduction gears, yang nilainya : 1. ηg = 98% untuk single reduction gears 2. ηg = 99% reversing reduction gears daya pada perhitungan ini adalah daya untuk bergerak maju, maka : BHPscr = SHP
=
11696.5093 HP
BHPmcr = BHPmcr/0.85 = 13760.59917 HP = 10120.92069 KW Clean hull n-propeller
n-engine
Q
DHP
SHP
(HP)
(HP)
0
0.00
0.00
(rpm)
(rpm)
(rps)
%
0
0
0.000
0.00
10
10
0.167
5.78
0.424697717
0.44
0.45
20
20
0.333
11.56
1.698790868
3.56
3.63
30
30
0.500
17.34
3.822279453
12.00
12.25
40
40
0.667
23.12
6.795163472
28.45
29.03
50
50
0.833
28.90
10.61744293
55.56
56.70
15.28911781
96.02
97.98
60
60
1.000
34.68
70
70
1.167
40.46
20.81018813
152.47
155.58
80
80
1.333
46.24
27.18065389
227.59
232.24
90
90
1.500
52.02
34.40051508
324.05
330.67
100
100
1.667
57.80
42.4697717
444.52
453.59
110
110
1.833
63.58
51.38842376
591.65
603.73
120
120
2.000
69.36
61.15647125
768.13
783.80
130
130
2.167
75.14
71.77391418
976.60
996.53
140
140
2.333
80.92
83.24075253
1219.75
1244.65
150
150
2.500
86.71
95.55698633
1500.24
1530.86
160
160
2.667
92.49
108.7226156
1820.74
1857.90
170
170
2.833
98.27
122.7376402
2183.91
2228.48
173
173
2.883
100.00 127.1077797
2301.58
2348.55
Tabel diatas merupakan perhitungan daya mesin pada putaranan tertentu dengan kondisi lambung kapal y hull) tidak ada karat maupun binatang laut yang menempel pada lambung kapal(fouling), pada kondisi seb terdapat
Rough Hull n-engine
Q
n (propeller)
(rpm)
DHP
SHP
(HP)
(HP)
0
0.00
0.00
(rpm)
(rps)
%
0
0
0.000
0.00
10
10
0.167
5.78
0.444138105
0.46
0.47
20
20
0.333
11.56
1.776552422
3.72
3.79
30
30
0.500
17.34
3.997242949
12.55
12.81
40
40
0.667
23.12
7.106209688
29.75
30.36
11.10345264
58.11
59.29
50
50
0.833
28.90
60
60
1.000
34.68
15.9889718
100.41
102.46
70
70
1.167
40.46
21.76276717
159.45
162.70
80
80
1.333
46.24
28.42483875
238.01
242.87
90
90
1.500
52.02
35.97518654
338.89
345.80
100
100
1.667
57.80
44.41381055
464.86
474.35
110
110
1.833
63.58
53.74071076
618.73
631.36
120
120
2.000
69.36
63.95588719
803.29
819.68
130
130
2.167
75.14
75.05933982
1021.31
1042.15
140
140
2.333
80.92
87.05106867
1275.59
1301.62
150
150
2.500
86.71
99.93107373
1568.92
1600.94
160
160
2.667
92.49
113.699355
1904.09
1942.94
128.3559125
2283.88
2330.49
2406.94
2456.06
170
170
2.833
98.27
173
173
2.883
100.00 132.9260936
Power Prediction 2500.00 2000.00
Clean Hull
) P 1500.00 H ( P H1000.00 B
Rough Hull
500.00 0.00 0
40
80
120
RPM
Engine Envelope LayOut Point
Engine
160
200
Speed Bore
350 mm
Stroke
1400 mm
L1
173
2960
L3
173
2380
L2
147
2520
L4
147
2020
ENGINE PROPELLER MATCHING 3500 3000
L1-L3
2500
L2-L4
P H 2000 B
L1-L2 L3-L4
1500
Clean Hull Rough Hull
1000 500 100
120
140 rpm
160
180
Perhitungan Speed Power Prediction Pc
0.63
Rt 602.59 KN Rt (dinas) 692.98 KN EHP = 0.5 x ρ x Ct x S x Vs EHP = λ x Vs λ = EHPdesain/ Vs λ= 1.92
EHP EHP
4711.96 5418.76
λ = EHPservice/ Vs λ=
2.20
tabel speed-power prediction curve
RPM 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
BHPclean 0.00 0.46 3.70 12.50 29.62 57.86 99.97 158.76 236.98 337.41 462.85 616.05 799.80 1016.87 1270.05
BHPrough 0.00 0.48 3.87 13.07 30.98 60.50 104.55 166.02 247.82 352.86 484.03 644.25 836.41 1063.42 1328.18
DHP 0.00 0.44 3.56 12.00 28.45 55.56 96.02 152.47 227.59 324.05 444.52 591.65 768.13 976.60 1219.75
EHP 0.00 0.28 2.25 7.61 18.04 35.23 60.87 96.66 144.28 205.43 281.80 375.08 486.95 619.12 773.26
3
Vs (m/s) 0.00 0.15 1.18 3.97 9.42 18.39 31.78 50.47 75.34 107.27 147.14 195.85 254.26 323.27 403.76
Vs (Knot) 0.00 0.53 1.06 1.58 2.11 2.64 3.17 3.70 4.22 4.75 5.28 5.81 6.34 6.86 7.39
150 160 173
1562.10 1895.82 2273.96
1633.61 1982.60 2378.05
1500.24 1820.74 2183.91
951.08 1154.25 1384.49
496.61 602.70 722.92
RPM 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 173
BHPclean 0.00 0.46 3.70 12.50 29.62 57.86 99.97 158.76 236.98 337.41 462.85 616.05 799.80 1016.87 1270.05 1562.10 1895.82 2273.96
BHPrough 0.00 0.48 3.87 13.07 30.98 60.50 104.55 166.02 247.82 352.86 484.03 644.25 836.41 1063.42 1328.18 1633.61 1982.60 2378.05
DHP 0.00 0.46 3.72 12.55 29.75 58.11 100.41 159.45 238.01 338.89 464.86 618.73 803.29 1021.31 1275.59 1568.92 1904.09 2283.88
EHP 0.00 0.29 2.36 7.96 18.86 36.84 63.66 101.08 150.89 214.84 294.70 392.25 509.24 647.46 808.66 994.61 1207.09 1447.86
Vs (m/s) 0.00 0.13 1.07 3.61 8.56 16.73 28.90 45.90 68.51 97.55 133.81 178.10 231.22 293.98 367.17 451.60 548.08 657.40
3
7.92 8.45 8.97
Vs (m/s) 0.00 0.51 1.02 1.53 2.05 2.56 3.07 3.58 4.09 4.60 5.11 5.63 6.14 6.65 7.16 7.67 8.18 8.70
KTservice 0.00 0.03 0.11 0.26 0.46 0.71 1.03 1.40 1.83 2.31 2.85
n water test sehingga
B4-70 3.5 173.000 0.570 0.78
Perpotongan J
Kt
10Kq
eff
Kt Clean Hull
Series5
Perpotongan Kt
Perpotongan 10Kq
0.47
0
0.153
0.22
0.47
0.1
0.153
0.22
0.47
0.2
0.153
0.22
0.47
0.3
0.153
0.22
0.47
0.4
0.153
0.22
0.47
0.5
0.153
0.22
0.47
0.6
0.153
0.22
0.47
0.7
0.153
0.23
KT service
ri perpotongan
BHPSCR
RPM
BHP SCR
(HP)
(%)
(%)
0.00
0.00
0.00
0.46
4.00
0.02
3.70
8.00
0.13
12.50
12.00
0.42
29.62
16.00
1.00
57.86
20.00
1.95
99.97
24.00
3.38
158.76
28.00
5.36
236.98
32.00
8.01
337.41
36.00
11.40
462.85
40.00
15.64
616.05
44.00
20.81
799.80
48.00
27.02
1016.87
52.00
34.35
1270.05
56.00
42.91
1562.10
60.00
52.77
1895.82
64.00
64.05
2273.96
68.00
76.82
2396.48
69.20
80.96
ang masih bersih (clean liknya (rough hull)
BHP
RPM
BHP
(HP)
(%)
(%)
0.00
0.00
0.00
0.48
4.00
0.02
3.87
8.00
0.13
13.07
12.00
0.44
30.98
16.00
1.05
60.50
20.00
2.04
104.55
24.00
3.53
166.02
28.00
5.61
247.82
32.00
8.37
352.86
36.00
11.92
484.03
40.00
16.35
644.25
44.00
21.77
836.41
48.00
28.26
1063.42
52.00
35.93
1328.18
56.00
44.87
1633.61
60.00
55.19
1982.60
64.00
66.98
2378.05
68.00
80.34
2506.18
69.20
84.67
Speed prediction 2500.00 2000.00 1500.00 W k 1000.00 500.00 0.00
kecepatan Design
Kecepatan Service
0.00
3.00
6.00
9.00
Knot
Series
B4-70
Diameter
3.5 m 0.78 0.55 2.81 rps 0.30 0.47 0.2
P/D η Open water η Propeller max
10KQ J KT
12.00
15.00
Perpotongan Eff 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52 0.52
PERHITUNGAN PROPELLER Diameter propeller
=
Jari-jari
=
Panjang Blade elemen
=
(m) =
3500.00
1.75
(m) =
1750.00
( D / 0,4)x 0,2187 x ( Fa / F ) = 4,56/0,4*0,2187*0,70 1.3395375 (m) = 0.045xD = 0.1575 (m) = 1:100
untuk Fa/F : 0,70 = Ketebalan maksimum(St) =
Skala keseluruhan
3.5
=
1339.54 157.50
Jarak garis bagi jari-jari : r/R
Jarak (m)
mm
Skala 1:100
0.2
0.3500
350.000
3.500
0.3
0.5250
525.000
5.250
0.4
0.7000
700.000
7.000
0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
0.8750 1.0500 1.2250 1.4000 1.5750 1.7500
875.000 1050.000 1225.000 1400.000 1575.000 1750.000
8.750 10.500 12.250 14.000 15.750 17.500
Center line ke Leading Edge(ar) = L 0.6 R x K r/R
L 0,6 R (mm)
0.2 0.3
1339.54 1339.5375
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
1339.5375 1339.5375 1339.5375 1339.5375 1339.5375 1339.5375
1
1339.5375
Konstanta
Ordinat (mm)
Skala 1:100
46.90%
628.2430875 705.13254
6.282 7.051
754.42752 771.5736 751.21263 688.522275 557.9173688 339.5727563
7.544 7.716 7.512 6.885 5.579 3.396
0
0.000
52.64% 56.32% 57.60% 56.08% 51.40% 41.65% 25.35% 0.00%
Ketebalan maksimum blade tiap elemen(sr)= k x D r/R
Konstanta (%D)
Ordinat (mm)
Skala 1:100
0.2 0.3
3.66% 3.24%
128.1000000 113.4000000
1.281 1.134
0.4
2.82%
98.7000000
0.987
0.5 0.6
2.40% 1.98%
84.0000000 69.3000000
0.840 0.693
0.7 0.8
1.56% 1.14%
54.6000000 39.9000000
0.546 0.399
0.9
0.72%
25.2000000
0.252
0.30%
10.5000000
0.105
1
DISTRIBUSI PITCH P/D
=
P/D = P/2p =
0.78 2.73 m 0.434713376 m
Skala 1:100 Skala 1:100
= =
27.300 4.347
Center line ke Trailing Edge ( Dr = cr - ar) mm
r/R
L 0.6 R (mm)
mm
0.2
1339.5375
29.18%
390.8770425
0.3
1339.5375
33.32%
446.333895
0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
1339.5375 1339.5375 1339.5375 1339.5375 1339.5375 1339.5375 1339.5375
37.30% 40.78% 43.92% 46.68% 48.35% 47.00% 20.14%
mm mm
Konstanta
Ordinat (mm)
499.6474875 546.2633925 588.32487 625.296105 647.6663813 629.582625 269.7828525
Panjang elemen total (cr)= L 0,6 R x K r/R
L 0.6 R(mm)
Konstanta
Ordinat (mm)
0.2
1339.5375
76.08%
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
1339.5375 1339.5375 1339.5375 1339.5375 1339.5375 1339.5375
85.96% 93.62% 98.38% 100% 98.08% 90.00%
1151.466435 1254.075008 1317.836993 1339.5375 1313.81838 1205.58375
0.9 1
1339.5375 1339.5375
72.35% 0.00%
1019.12013
969.1553813 0
Jarak ordinat Tebal maksimum dari Leading Edge (br) = K x cr
r/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
Konstanta (%D) Ordinat(mm)
Skala 1:100
35.0% 35.0% 35.0% 35.5% 38.9% 44.3% 47.9%
356.6920455 403.0132523 438.9262526 467.8321323 521.0800875 582.0215423
3.567 4.030 4.389 4.678 5.211 5.820
0.8
577.4746163
5.775
0.9
50.0%
484.5776906
4.846
Konstanta (%D) Ordinat (mm)
Skala
Distribusi Pitch= P/D x K x 1000 r/R 0.2 0.3
82.20% 88.70%
357.3343949 385.5907643
3.573 3.856
0.4 0.5
95.00% 99.20%
412.977707 431.2356688
4.130 4.312
0.6
100.00%
434.7133758
4.347
0.7
100.00%
434.7133758
4.347
0.8 0.9
100.00% 100.00%
434.7133758 434.7133758
4.347 4.347
mm mm
Skala 1:100 3.909 4.463 4.996 5.463 5.883 6.253 6.477 6.296 2.698
Skala 1 : 100 10.191 11.515 12.541 13.178 13.395 13.138 12.056 9.692 0.000
JARAK ORDINAT TEBAL PROPELLER DARI ORDINAT MAKSIMUM Tebal maksimum x %Ordinat
Ordinat Back Trailing Edge belum di skala r/R
20%
Ordinat(mm)
40%
Ordinat(mm)
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
96.45% 96.80% 97.00% 96.95% 96.80% 96.65% 96.70%
123.552 109.771 95.739 81.438 67.082 52.771 38.583
86.90% 86.80% 86.55% 86.10% 85.40% 84.90% 85.30%
111.319 98.431 85.425 72.324 59.182 46.355 34.035
0.9
97.00%
24.444
87.00%
21.924
Ordinat Back Trailing Edge r/R
20%
Ordinat(mm)
40%
Ordinat(mm)
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
96.45% 96.80% 97.00% 96.95% 96.80% 96.65%
12.355 10.977 9.574 8.144 6.708 5.277
86.90% 86.80% 86.55% 86.10% 85.40% 84.90%
11.132 9.843 8.542 7.232 5.918 4.636
0.8 0.9
96.70% 97.00%
3.858 2.444
85.30% 87.00%
3.403 2.192
Ordinat Back Leading edge sebelum di skala = sr x k obt r/R
20%
Ordinat (mm)
40%
Ordinat (mm)
0.2
98.60%
126.307
94.50%
121.055
0.3
98.40%
111.586
94.00%
106.596
0.4
98.20%
96.923
93.25%
92.038
0.5 0.6
98.10% 98.10%
82.404 67.983
92.40% 91.25%
77.616 63.236
0.7
97.60%
53.290
88.80%
48.485
0.8 0.9
97.00% 97.00%
38.703 24.444
85.30% 87.00%
34.035 21.924
Ordinat Back Leading edge r/R
20%
Ordinat (mm)
40%
Ordinat (mm)
0.2
98.60%
12.631
94.50%
12.105
0.3 0.4
98.40% 98.20%
11.159 9.692
94.00% 93.25%
10.660 9.204
0.5 0.6 0.7
98.10% 98.10% 97.60%
8.240 6.798 5.329
92.40% 91.25% 88.80%
7.762 6.324 4.848
0.8
97.00%
3.870
85.30%
3.403
0.9
97.00%
2.444
87.00%
2.192
Ordinat face Trailing Edge sebelum di skala r/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
20%
1.55% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ordinat (mm)
1.986 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
40%
5.45% 1.70% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ordinat (mm)
6.98145 1.9278 0 0 0 0 0 0
Ordinat face Trailing Edge r/R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
20%
1.55% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ordinat (mm)
0.199 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
40%
5.45% 1.70% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ordinat (mm)
0.698 0.193 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Ordinat Face Leading Edge sebelum di skala= sr x k r/R
20%
Ordinat(mm)
40%
Ordinat(mm)
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
0.45% 0.05% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
0.576 0.057 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
2.30% 1.30% 0.30% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
2.946 1.474 0.296 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
Ordinat Face Leading Edge r/R
20%
Ordinat(mm)
40%
Ordinat(mm)
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
0.45% 0.05% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
0.058 0.006 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
2.30% 1.30% 0.30% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
0.295 0.147 0.030 0.000 0.000 0.000 0.000
0,9
0.00%
0.000
0.00%
Radius dari hidung propeller r/R
%D
Ordinat(mm)
Skala
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 TIP
0.115% 0.105% 0.095% 0.085% 0.070% 0.055% 0.040% 0.040% 0.040%
4.025 3.675 3.325 2.975 2.45 1.925 1.4 1.4 1.4
0.403 0.368 0.333 0.298 0.245 0.193 0.140 0.140 0.140
0.000
60%
Ordinat(mm)
80%
Ordinat(mm)
72.65% 71.60% 70.25% 68.40% 67.15% 66.90% 67.80%
93.065 81.194 69.337 57.456 46.535 36.527 27.052
53.35% 50.95% 47.70% 43.40% 40.20% 39.40% 40.95%
68.341 57.777 47.080 36.456 27.859 21.512 16.339
70.00%
17.640
45.15%
11.378
60%
Ordinat(mm)
80%
Ordinat(mm)
72.65% 71.60% 70.25% 68.40% 67.15% 66.90%
9.306 8.119 6.934 5.746 4.653 3.653
53.35% 50.95% 47.70% 43.40% 40.20% 39.40%
6.834 5.778 4.708 3.646 2.786 2.151
67.80% 70.00%
2.705 1.764
40.95% 45.15%
1.634 1.138
60%
Ordinat (mm)
80%
87.00% 111.447 74.40%
Ordinat (mm)
90%
Ordinat (mm)
95%
95.306
64.35%
82.432
56.95%
85.80%
97.297
72.50%
82.215
62.65%
71.045
54.90%
84.30%
83.204
70.40%
69.485
60.15%
59.368
52.20%
82.30% 79.35%
69.132 54.990
67.70% 63.60%
56.868 44.075
56.80% 52.20%
47.712 36.175
48.60% 43.35%
74.90%
40.895
57.00%
31.122
44.20%
24.133
35.00%
68.70% 70.00%
27.411 17.640
48.25% 45.15%
19.252 11.378
34.55% 30.10%
13.785 7.585
25.45% 22.00%
60%
Ordinat (mm)
80%
Ordinat (mm)
90%
Ordinat (mm)
95%
87.00%
11.145
74.40%
9.531
64.35%
8.243
56.95%
85.80% 84.30%
9.730 8.320
8.222 6.948
62.65% 60.15%
7.105 5.937
54.90% 52.20%
72.50% 70.40%
82.30% 79.35% 74.90%
6.913 5.499 4.090
67.70% 63.60% 57.00%
5.687 4.407 3.112
56.80% 52.20% 44.20%
4.771 3.617 2.413
48.60% 43.35% 35.00%
68.70%
2.741
48.25%
1.925
34.55%
1.379
25.45%
70.00%
1.764
45.15%
1.138
30.10%
0.759
22.00%
60% 10.90% 5.80% 1.50% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
60% 10.90% 5.80% 1.50% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ordinat (mm)
13.963 18.20% 6.577 12.20% 1.481 6.20% 0.000 1.75% 0.000 0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00%
Ordinat (mm)
80%
1.396 0.658 0.148 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
80%
18.20% 12.20% 6.20% 1.75% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
Ordinat (mm)
23.3142 13.8348 6.1194 1.47 0 0 0 0
100% Ordinat (mm)
Ordinat (mm)
2.331 1.383 0.612 0.147 0.000 0.000 0.000 0.000
30.00% 23.35% 17.85% 9.70% 5.10% 0.00% 0.00% 0.00%
100%
30.00% 23.35% 17.85% 8.95% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
38.430 26.479 17.618 8.148 3.534 0.000 0.000 0.000
Ordinat (mm)
3.843 2.648 1.762 0.815 0.353 0.000 0.000 0.000
60%
Ordinat(mm )
80%
Ordinat(mm)
90%
Ordinat(mm)
95%
5.90% 4.60% 2.65% 0.70% 0.00% 0.00% 0.00% 0.00%
7.558 5.216 2.616 0.588 0.000 0.000 0.000 0.000
13.45% 10.85% 7.80% 4.30% 0.80% 0.00% 0.00% 0.00%
17.229 12.304 7.699 3.612 0.554 0.000 0.000 0.000
20.30% 16.55% 12.50% 8.45% 4.45% 0.40% 0.00% 0.00%
26.004 18.768 12.338 7.098 3.084 0.218 0.000 0.000
26.20% 22.20% 17.90% 13.30% 8.40% 2.45% 0.00% 0.00%
60%
Ordinat(mm
80%
Ordinat(mm)
90%
Ordinat(mm)
95%
5.90% 4.60% 2.65% 0.70% 0.00% 0.00% 0.00%
0.756 0.522 0.262 0.059 0.000 0.000 0.000
13.45% 10.85% 7.80% 4.30% 0.80% 0.00% 0.00%
1.723 1.230 0.770 0.361 0.055 0.000 0.000
20.30% 16.55% 12.50% 8.45% 4.45% 0.40% 0.00%
2.600 1.877 1.234 0.710 0.308 0.022 0.000
26.20% 22.20% 17.90% 13.30% 8.40% 2.45% 0.00%
0.00%
0.000
3.071 3.507 3.926 4.292 4.623 4.913 5.089 4.947 2.120
4.936 5.540 5.928 6.062 5.902 5.410 4.384 2.668 0.000
0.00%
8.007
9.047
9.854
10.354
10.525
10.323
9.473
7.615
2.120
0.000
0.00%
0.000
0.00%
Ordinat (mm) 72.953 62.257 51.521 40.824 30.042 19.110 10.155 5.544
Ordinat (mm)
r/R
7.295
0.2
6.226 5.152
0.3 0.4
20%
10%
5%
23.326
4.6652
2.3326
1.1663
26.25 28.59
5.2500 5.7180
2.625 2.859
1.3125 1.4295
4.082 3.004 1.911
0.5 0.6 0.7
30.48 33.95 37.92
6.0960 6.7900 7.5840
3.048 3.395 3.792
1.524 1.6975 1.896
1.015
0.8
37.69
7.5380
3.769
1.8845
0.554
0.9
31.57
6.3140
3.157
1.5785
Ordinat(mm)
100%
Ordinat(mm)
33.562 25.175 17.667 11.172 5.821 1.338 0.000 0.000
40.00% 37.55% 34.50% 30.40% 24.50% 16.05% 7.40% 0.00%
51.240 42.582 34.052 25.536 16.979 8.763 2.953 0.000
Ordinat(mm)
100%
Ordinat(mm)
3.356 2.517 1.767 1.117 0.582 0.134 0.000
40.00% 37.55% 34.50% 30.40% 24.50% 16.05% 7.40%
5.124 4.258 3.405 2.554 1.698 0.876 0.295
0.000
0.00%
0.000
BAB VI PERENCANAAN POROS DAN PERLENGKAPAN PROPELLER VI.1. PERENCANAAN DIAMETER POROS PROPELLER A. Daya perencanaan (Pd) Pd = fc x p =
14688.226
Kw
Dimana : fc = faktor koreksi daya = 1.5 p = daya motor dalam kW = 9792.2 = 13131
kW Hp
B. Torsi (T) 5
T = 9.74 x 10 x (Pd/N) T=
N propeller = 173
rpm
82695562.38 kg.mm
C. Tegangan yang diijinkan (σa) σa =
σb/(sf1xsf2) = 5.50
material poros adalah: 2
kg/mm
S 55 C,σb= 66
kg/mm
sf1 = untuk material baja karb 6 sf2 = 1,3 ~ 3 diambil= 2
D. Diameter Poros Propeller (Ds) KT = untuk beban tumbukan / Kejutan, harga KT antara 1,5 ~ 3
* diambil =
1.5
Cb = diperkirakan ada beban lentur nilai Cb antara 1,2 ~ 3
* diambil =
Ds
2
1/3
= [(5,1/Ta) x KT x Cb x T] = 612.7316521
mm
~ 400
mm
E. Tegangan yang bekerja (σ) σ = 5.1*T / (Ds^3) 2
Kg/mm = 6.59 * Karena σ < σa, maka diameter poros dapat dinyatakan memenuhi syarat.
PERHITUNGAN PERSYARATAN PEMBANDING * Faktor Untuk Semua Instalasi F= 100
* Faktor Untuk Tipe Poros K= 1.15
* Daya Yang Ditransmisikan Poros
2
Shp = 9792
Kw
* Faktor Material : CW =
560 / ( Rm + 160 )
Dimana, Rm = σb x g = 646.8 Jadi, Cw = 560 / (646.8 + 160 ) = 0.69
* Putaran Poros : N = 173.00
Rpm
Sehingga 1/3
Ds ≥ F x K ( SHP x Cw/N ) 400 ≥
390.945
mm
Maka diameter poros dapat dinyatakan memenuhi syarat. VI.2. PERENCANAAN PERLENGKAPAN PROPELLER PERHITUNGAN BOSS PROPELLER A. Diameter Boss Propeller (Db) Db = 0.167 X Dprop =
584.5
mm
tr = 0.045 x Dprop =
157.5
mm
B. Diameter Boss Terkecil (Dba) Dba/Db = 0.85 sampai 0.9, diambil 0.9 = O.9 X Db Dba
526
mm
C. Diameter Boss Propeller Terbesar ( Dbf)
Dbf/Db=
1.05 sampai 1.1, Diambl 1.05 = 1.05 x Db
Dbf= 613.725
mm
D. Panjang Boss Propeller (Lb) Lb/Ds= 1.8 sampai 2.4, Diambil 2.4 = 2,4 x Ds Lb = 960
mm
E. Panjang Lubang Dalam Boss Propeller (Ln) a
Ln/Lb= 0.3 = 0.3 X Lb Ln= 288.000
b
mm
tb/tr= 0.75 = 0.75 x tr tb= 118.125
c
mm
rf/tr= 0.75 = 0.75 x tr rf= 118
d
rb/tr= 1 = 1 x tr
rb= 158 F. Tebal Sleeve (s) Menurut BKI tebal sleeve adalah, S ≥ 0,03 Ds + 0,75 jadi S ≥
12.75
mm
VI.3. BENTUK UJUNG POROS PROPELLER A. Panjang Konis Panjang Konis atau Lb berkisar antara 1.8 sampai 2.4 diameter poros Diambil,
Lb = 2,4x Ds = 960
mm
B. Kemiringan Konis Biro Klasifikasi Indonesia menyarankan harga kemiringan konis berkisar antara 1/10 sampai 1/15. Diambil sebesar = 1/12.5 x= 1/12.5 x Lb = 76.800
mm
C. Diameter Terkecil Ujung Konis Da= Ds - 2*x = 246.400
mm
= 246
mm
VI.4. MUR PENGIKAT PROPELLER A. Diameter Ulir Luar (d) Diameter luar ulir(d) ≥ diameter konis yang terbesar : d≥ 0.6 x Ds d≥ 240
mm Diambil d = 240
mm
B. Diameter Inti Dari sularso untuk diameter luar ulir >3 mm, maka diameter inti adalah : di= 08 x d = 192
mm
C. Diameter Luar Mur (Do) Do = 1.5x d = 360
mm
D. Tebal/Tinggi Mur (H) Dari sularso untuk ukuran standar tebal mur adalah (0,8~1) diameter poros,
sehingga:
H = 0.8 x d = 192
mm
VI.5. PERENCANAAN PASAK PROPELLER Dalam menentukan dimensi dan spesifikasi pasak propeller yang diperlukan, berikut ini urutan perhitungannya :
A. Momen Torsi (Mt) Pada Pasak :
Mt Dimana =
DHPx
75 x 60
2 x xN
kg . m
MT= Momen Torsi (Kg.m) DHP= Delivery Horse Power (Hp)
8729.84
N= Kecepatan Putar Propeller (Rpm) 173
1086.44
Jadi : Mt=
8.04 Kg.m
B. Parameter yang Dibutuhkan a. Diameter Poros (Ds) =
400
mm
b. Panjang Pasak (L) : Panjang pasak (L) antara (0,75–1,5) Ds
L= 1.3 x Ds = 1.3 x 400
mm
= 600
mm
L diambil = 600
mm
c Lebar Pasak (B) Lebar pasak (B) antara 25% - 30% dari diameter poros
B= 25% x Ds = 0.25 x 400 = 100
mm
D Tebal Pasak (t) t= 1/6 x Ds = 1/6 x 400 = 66.66666667
mm
E Radius Ujung Pasak (R): R= 0.125 x Ds = 0.125 x 400 = 50
mm
F Luas Bidang Geser (A) : A= 0.25 x Ds^2
mm
= 0.25 x 400^2
mm
= 40000
mm
Bila momen rencana T ditekankan pada suatu diameter poros (Ds), maka gaya sentrifugal (F) yang terjadi pada permukaan poros adalah :
Pd N
T 9, 7 4 105 =
49149503.82 kgmm =
F
=
T
0.5 xDs
286 x 10^5 Kg.mm
286 .10
5
0.5 x 400
245747.5191 Kg
Sedangkan tegangan gesek yang diijinkan (tka) untuk pemakaian umum pada poros diperoleh dengan membagi kekuatan tarik sb dengan faktor keamanan (Sf 1 x Sf 2), sedang harga untuk Sf umumnya telah ditentukan ; Sf 1 = umumnya diambil 6 (material baja) Sf 2 = 1,0 – 1,5 , jika beban dikenakan secara tiba-tiba = 1,5 – 3,0 , jika beban dikenakan tumbukan ringan = 3,0 – 5,0 , jika beban dikenakan secara tiba-tiba dan tumbukan berat Karena beban pada propeller itu dikenakan secara tiba-tiba, maka diambil harga Sf 2 = 1,5. Bahan pasak digunakan S 45 C dengan harga sb = 58 2
kg/mm .
ka
58
b
Sf1 Sf 2 6 1, 5
6, 444
Kg/mm2
Sedangkan tegangan gesek yang terjadi pada pasak adalah ;
F
k
=
. L
B
4.095791985 Kg/mm2
karena tk < tka maka pasak dengan diameter tersebut memenuhi persyaratan bahan.
G. Penampang Pasak =
BxT
=
10000
mm2
H Kedalaman Alur Pasak (t1) t1= 0.5xt = 33.33333333
mm
C. Perhitungan Kekuatan Pasak Propeller Jika daya P (dalam Kw) adalah daya normal output suatu motor penggerak, maka berbagai faktor keamanan biasanya dapat diambil dalam perencanaan sehingga koreksi pertama dapat dibuat kecil. Jika faktor koreksi adalah Fc dan daya perencanaan Pd sebagai patokan maka didapatkan : Pd= Dimana :
Fc x P
(Kw) Fc= faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan, ” yaitu antara 1,0 – 1,5 (diambil 1)
Maka :
Pd= 1x 2343 =
Kw
2343
Kw
Sehingga momen puntir yang terjadi (T) adalah ; T
T=
9, 74 105
Pd N
Kg
=
13426430.23 kgmm =
140 x 10^5 Kg.mm
Di samping perhitungan di atas, juga diperlukan perhitungan untuk menghindari dari kerusakan permukaan samping pasak yang disebabkan oleh tekanan bidang.
P
F
.( t 1 ataut
L =
2)
12.28737595 Kg/mm2
Sedangkan harga tekanan permukaan untuk poros dengan diameter 2
yang besar (> 100 mm) adalah Pa = 10 kg/mm . Karena harga P< Pa, maka dengan dimensi tersebut telah memenuhi persyaratan.
VI.6. KOPLING Kopling direncanakan sebagai berikut
Jumlah Baut Kopling * Direncanakan =
12
buah baut.
A. Ukuran Kopling * panjang tirus (BKI) untuk kopling : l = (1.25 – 1.5) x Ds diambil l = 1.5 x Ds jadi,l=
600
600
=
mm
* Kemiringan tirus : Untuk konis kopling yang tidak terlalu panjang maka direncanakan nilai terendahnya untuk menghitung kemiringan : 60 x = 1/10 x l =
mm
* Diameter terkecil ujung tirus : 280 Da = Ds – 2 x
mm
* Diameter luar kopling : Dout = (3 – 5,8) x Ds Diambil, Dout = 5xDs = 1200
=
mm
* Ketebalan flange kopling Sfl =
370
Pw Cw n D
= 66.94808584 = 33
* Diameter lingkaran baut kopling : Db= 2.5x Ds = 2.5 x400 = 1000
* Panjang Kopling L= (2.5-5.5)Ds x 0.5
mm
mm
= 5 x 400x 0.5 = 1000
mm
B. Baut Pengikat Flens Kopling * Diameter Minimum Ulir baut Kopling (Df) adalah : Berdasarkan BKI 1988 Volume III section 4D 4.2 6 Pw 10 Df= 16 x
n D z Rm Dimana :
SHP Pw= 8908.00 D= 1000 Rm= 646.8 n= 173.00
Kw mm 2
N/mm mm
z= Jumlah Baut,12 buah Jadi : Df= 106.1458039 = 30
mm
C. Mur Pengikat Flens Kopling * Diameter Ulir Luar (d) diameter luar ulir(d) ≥ diameter konis yang terbesar : d≥ 0.6 x Ds d≥ 0.6 x400 d≥ 240 Diambil d =
mm 240
mm
* Diameter Inti Dari sularso untuk diameter luar ulir >3 mm, maka diameter inti adalah : di= 0.8 x d = 24
* Diameter Luar Mur D0= 2 x Df D0= 2 x 250
mm
D0= 60
mm
* Tinggi Mur H= (0.8~1)ds H= 0.8 x 400 H= 320
mm
VI.7. PERENCANAAN PASAK KOPLING A. Bahan Pasak Yang Digunakan adalah S 45 C denagan Spesifikasi Sebagai Berikut : *
σb = 58 Sf1 = 6
*
Sf2 = 1.5
*
Kg/mm
2
B. Tegangan Geser Yang Diijinkan (τa) : 58 τa = b
Sfk1 Sfk 2
6 1, 5
6,444
C. Gaya Tangensial Permukaan Poros (F) :
Pd N
T 9,7410 5
= 82695562.38
=
235 x 10^5 Kg.mm
Sedangkan, F= 2T/Ds = 413477.8119
Kg
D. Lebar Pasak (B) : B= (0.25~0.35)Ds = 0.25 x 400 mm
= 100 = 100
mm
E. Tegangan Geser Yang Bekerja : tk = F/B x L = 113185.68/(104xL) Dengan Syarat ta
tk, maka nilai "L" dapat diketahui sebagai berikut : 6.444
113185.68
104 xL L
641.6477528
Syarat pasak (0,75 – 1,5) x Ds , dalam perhitungan ini diambil nilai 0.75 ; L= (0.75)x400 300 Sehingga panjang pasak diambil =
F. Tebal Pasak (t) : t= 1/6 x Ds 66.66666667
G. Radius Ujung Pasak : R= 0.0125 x Ds
mm 300
mm
Dimana:Ds = 400 mm mm
=5
mm
H. Luas Bidang Geser (A) : A= 0.25 x Ds^2 40000
mm
I. Kedalaman Alur Pasak Pada Poros (t 1) : t1= 50% x t = 0.5 x 66.66 = 33.33333333
mm
J. Kedalaman Alur Pasak Pada naf (t 2) : t2= t - t1 t2= 69.34-34.67 t2= 33.33333333
mm
Di samping perhitungan di atas, juga diperlukan perhitungan untuk menghindari dari kerusakan permukaan samping pasak yang disebabkan oleh tekanan bidang. 2
Dalam hal ini tekanan permukaan P (kg/mm ) , adalah ; P= F/L x t = 113185.68/(312 x 69.34) 2
20.6738906 Kg/mm
=
Harga tekanan permukaan untuk poros dengan diameter yang besar (> 100 mm) adalah,Pa = 10 kg/mm2. Karena harga P< Pa, maka dengan dimensi tersebut telah memenuhi persyaratan.
K. Koreksi Perencanaan Jumlah Baut : Dimana, diketahui :
* Tegangan yang diijinkan : τa = 6.444444444
Kg/mm
* Gaya yang Bekerja Pada Seluruh Baut : : F= 2T/Db = 2T/951.6 = 165391.1248
Kg
* Gaya yang Bekerja Pada Sebuah Baut : : Fb= F/Ne
Ne = Jumlah Baut = 8 buah
Kg = 13782.59373 * Tegangan Geser yang Bekerja Pada Sebuah Baut (τ sb ) : 2
τsb = Fb/As
Dimana : As =1/4 x π x df 2
Kg/mm = 19.50827138 As= 706.5 * Tegangan Kompresi yang Bekerja Pada Sebuah Baut (τ c ) : τc = Fb/Ac Dimana : Ac =df x S fL = 13.92181185
Kg/mm
2
Koreksi : 1 Syarat =
τa > τsb =
memenuhi
2 Syarat =
τa > τc =
memenuhi
Ac = 990
2
mm
2
mm
BAB VII PERENCANAAN STERN TUBE Stern tube merupakan tabung poros yang digunakan sebagai media pelumasan poros propeller dengan bearing juga dapat berfungsi sebagai penyekat jika terjadi kebocoran. Pada perencanaan ini, sebagai pelumas poros digunakan air laut. Perencanaan stern tube adalah sebagai berikut :
VII.1. JENIS PELUMASAN Jenis pelumasan poros propeller kapal ini direncanakan menggunakan sistem pelumasan air laut.
VII.2. PANJANG TABUNG POROS PROPELLER (Ls) Panjang stern tube disesuaikan dengan jarak antara stern post dengan sekat belakang kamar mesin dalam hal ini diperoleh berdasarkan jarak gading yaitu 600 mm sehingga diperoleh :
Ls= 5 x jarak gading = 8 x 600 = 4800
mm
VII.3. PERENCANAAN BANTALAN i. Bahan bantalan yang digunakan adalah : Lignum Vitae ii. Panjang Bantalan Belakang (Lsa) : Lsa= 2 x Ds = 2 x 400 = 800
mm
iii. Panjang Bantalan Depan (Lsf) : Lsf= 0.8 x Ds = 0.8 x400 = 320
mm
~ 320
mm
iv. Tebal Bantalan (B) : B= Ds
3,175 30
= = 42.33333333 ~ 43
mm mm
v. Jarak maximum yang diijinkan antara bantalan / bearing (lmax) : lmax = k1 x (Ds^0.5) Dimana, k1 =
280 - 350 (untuk pelumasan dengan air laut) = 350 x (400^0.5)
= 5600
mm
vi. Rumah bantalan (Bearing Bushing ) a. Bahan Bushing Bearing yang digunakan adalah : manganese bronze b. Tebal Bushing Bearing ( tb )
tb= 0.18 x DS tb= 0.18 x 400 tb= 72 VII.4. TEBAL STERN TUBE T=
Ds 25.4 3 20 4
T=
416 25.4 3 20 4
= 39.05
mm
VII.5. PERLENGKAPAN PACKING Dari Marine Engineer’s Handbook, menghitung besarnya : d1 = diameter tempat packing dB = diameter baut penekan packing l1
= panjang tempat packing
t
= tebal dari rumah packing
t1
= tebal flange rumah packing
t2
= tebal flange permukaan packing mm Ds= 400 12 N= Jumlah Baut i. Diameter baut penekan packing (d B) Db= 1.6[(0.12 x D) + 12.7] / √N = 1.6[(0.12 x 400) + 12.7] / √12 mm = 16.19 ~ 16.5
mm
diambil diameter baut penekan packing =16.5 mm
ii. Diameter Lingkaran Baut : D1= 2 x Ds D1= 2 x 400 D1= 800
mm
iii. Penekan Packing (t) : ta = (0.1 x Ds + 15) = (0.1 x 400+ 15) = 55 ~ 55 tb= (0.1 x Ds + 3.3)
mm mm
mm
= (0.1 x 400 + 3.3) = 43.3
mm
~ 44
mm
iv. Clearance (s) : s= 0.04 x Ds + 0.2 = 0.04 x 400 + 0.2 = 16.2
mm
v. Tebal Packing (tpac) : Tebal Packing yang disyaratkan adalah 1 ~ 2√Ds untuk Ds = 416 mm direncanakan tebal rumah packing adalah 20 sampai dengan 40 mm, mm diambil tpac= 416
63.24555 31.62278
vi. Panjang Packing (h) : h= 5 x tpac = 5 x 40 = 2080
mm
vii. Panjang Tempat Packing (l 1) : l1= (0.4 x Ds) + 1 = (0.4 x 416) + 1 = 161
mm
VII.6. STERN POST Tinggi buritan berbentuk segi empat untuk panjang kapal L £ 125 m, maka :
i.
Lebar = (1.4 L) + 90
Dimana : L =
136
m
= (1.4 x 98.60) + 90 mm = 280.4 ~ 280
ii.
mm
Tinggi= (1.6 L) + 15 = (1.6 x 98.60) + 15 = 232.6 ~ 233
mm
VII.6. PERENCANAAN GUARD Perencanaan gambar untuk guard adalah sebagai berikut : i. Panjang Guard = 190 mm ii. Tebal Guard = 20 mm
Perencanaan Filling Pipe : Perencanaan sistem filling pipe, maka direncanakan untuk system pengunci menggunakan system pipa dengan diameter 12 x M20 sesuai dengan gambar.
Perencanaan Inlet Pipe : Perencanaan system lubricating inlet pipe menggunakan diameter yang disesuaikan dengan perencanaan yang ada pada gambar dimana diameternya direncanakan sebagai berikut :
* Diameter ulir luar ø 30 mm * Diameter ulir dalam ø 20 mm
Daya Perencanaan Daya Poros SHP =
=
24815
HP
18504.5
KW
Faktor koreksi daya a. fc
= 1,2 - 2,0
(Daya maksimum)
b. fc
= 0,8 - 1,2
(Daya rata – rata)
c. fc
= 1,0 - 1,5
(Daya normal)
Diambil fc =
1.5
; Sehingga :
Pd = fc x SHP 1,5 x 3220.49
27756.75 KW
Menghitung Kebutuhan Torsi Pd 5 T 9,74 10 N DIMANA
Pd = 27756.75 N= 91 T = 9.74 x 10^5 x (27756.75/91) T = 297088731 29.708873
Menghitung Tegangan Yang Diizinkan
a
b
sf1 sf 2
Bahan poros yang digunakan adalah S 40 C dengan sB = Faktor keamanan 1. sf 1 = 6 2. sf 2 =
55
(material baja)
1,3 - 3
Diambil sf 2 =
2
Sehingga, Tegangan geser yang diijinkan (tA): B tA = =
55
sf 1 xsf 2
=
4.5833333 Kg/mm26
2
Menghitung Diameter Poros Factor koreksi tegangan / momen puntir : Beban Halus = 1 Sedikit Kejutan = 1-1.5 1.5-3 Kejutan / Tumbukan Diambil 1.5
Factor koreksi beban lentur / bending momen : Bila dianggap tidak ada lenturan = Bila dianggap ada lenturan= 1.2-2.3
1
Kg/mm2
Diambil
2
Sehingga Ds
5,1 xKt a
Cb
T
1
3
Ds = 997.23778 mm diambil 1000 mm
Syarat
<
a
=
=
Karena t < tA =
1515152.5
1515152.527
<
, maka diameter poros dapat dinyatakan
297088731 memenuhi syarat
Pemeriksaan Persyaratan (Koreksi) Persyaratan Diameter poros menurut BKI adalah sebagai berikut : Berdasarkan BKI vol. III section 4 . C.2 tentang sistem dan diameter poros adalah ;
Dimana : 1. Faktor untuk semua instalasi F = 100
a. untuk poros antara b. untuk poros propeller = 2. Faktor untuk tipe poros
=
100 100
K = 1.4
k= 1.1 untuk poros antara penyatuan dengan flans kopling k= 1.4 untuk propeller shaft 3. Daya yang ditransmisikan poros Pw = SHP 18504.5 KW 4. Faktor material Cw =
560 ( Rm ;160) 560
=
dimana : Rm =
B
xg
= 55 x 9,8 =
539
(539 160)
Cw = 0.8011445 5. Putaran poros n =
91
rpm 764.6165 600.7701 163.8464 836.1536
Sehingga : Ds
764.6164553 Diameter poros 1000
mm ≥ 764.62
152.92
sehingga dapat dinyatakan
Perencanaan Boss Propeller Db = 0.167 X Dprop =
1252.500 mm
tr = 0.045 x Dprop =
337.500
mm
Diameter Boss Terkecil (Dba) Dba/Db = 0.85 sampai 0.9, diambil 0.9 = O.9 X Db Dba
1127.250 mm
563.625
Diameter Boss Propeller Terbesar ( Dbf) Dbf/Db=
1.05 sampai 1.1, Diambl 1.05 = 1.05 x Db
Dbf= 1315.125
mm
Panjang Boss Propeller (Lb) Lb/Ds= 1.8 sampai 2.4, Diambil 2.4 = 2,4 x Ds
657.5625
memenuhi
Lb = 2400
mm
Panjang Lubang Dalam Boss Propeller (Ln) Ln/Lb= 0.3 = 0.3 X Lb Ln= 720.000
mm
tb/tr= 0.75 = 0.75 x tr tb= 253.125
mm
rf/tr= 0.75 = 0.75 x tr rf= 253 rb/tr= 1 = 1 x tr
rb= 338 Tebal Sleeve (s) Menurut BKI tebal sleeve adalah, S ≥ 0,03 Ds + 0,75 jadi S ≥
30.75
mm
VI.3. BENTUK UJUNG POROS PROPELLER A. Panjang Konis Panjang Konis atau Lb berkisar antara 1.8 sampai 2.4 diameter poros Diambil,
Lb = 2,4x Ds = 2400
mm
B. Kemiringan Konis konis berkisar antara 1/10 1/12.5
sampai 1/15. Diambil sebesar =
x= 1/12.5 x Lb = 192.000
mm
C. Diameter Terkecil Ujung Konis Da= Ds - 2*x = 616.000
mm
= 616
mm
0.06666667 86.666667 173.3333 826.6667
syarat
