engine propeller matching.docx

Desain II : Tugas Propeller & Sistem Perporosan

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Definisi Mata kuliah tugas propeler dan sistem perporosan merupakan mata kuliah wajib di jurusan teknik sistem perkapalan yang menitik beratkan pada penentuan bentuk dan jenis dari alat peggerak kapal berupa propeler dan bentuk sistem transmisi tenaga yang berupa poros propeler, bantalan dan stern tube. Tugas perencanaan ini diawali dengan menentukan besarnya tahanan kapal yaitu tahanan kapal akibat dari gerak kapal yang melaju di permukaan air berupa gaya dorong kapal yang dihasilkan oleh putaran baling-baling. Untuk dapat menghasilkan kecepatan kapal sesuai dengan yang diinginkan diperlukan gaya dorong untuk melawan tahanan kapal atau pemilihan motor penggerak utama kapal sebagai penghasil gaya dorong yang sesuai dengan kebutuhan kapal. Type propeller serta diameter poros yang sesuai dan memenuhi syarat perlu direncanakan agar daya motor penggerak utama dapat menghasilkan daya dorong yang maksimal untuk menghasilkan kecepatan kapal sesuai dengan yang diinginkan. Oleh karena itu perencanaan jenis propeler dan sistem perporosannya adalah hal yang sangat vital. Untuk mendesain propeller ini harus mengetahui ukuran utama kapal yang akan dirancang propellernya. Kemudian dari data dapat dihitung tahanan total dari kapal. Dalam laporan ini metode yang digunakan untuk menghitung tahanan total kapal adalah metode Harvarld. Pada tahap kedua adalah menghitung daya engine (BHP) yaitu daya mesin yang nantinya ditransmisikan ke propeller untuk menghasilkan daya dorong. Langkah berikutnya adalah memilih engine yang tepat untuk menghasilkan BHP seperti yang diinginkan dan menghasilkan kecepatan kapal yang sesuai dengan rencana yang telah dibuat. Selanjutnya kita memilih propeller dengan cara dengan menentukan ratio reduction gear yang akan kita gunakan kemudian menentukan berapa kecepatan putaran propeller yang sesuai dengan reduction gear tersebut. Kemudian hasilnya dibandingkan dengan beberapa kecepatan propeller dan diambil yang paling effisien, diameternya memenuhi aturan dari diro klasifikasi dan memenuhi sarat kavitasi. Dalam menentukan atau mendapatkan perhitungan tersebut adalah dengan menggunakan Bp -  diagram. Langkah selanjutnya adalah menghitung Engine Propeller Matching (EPM), yaitu mencocokkan mencocokk an antara propeller dengan mesin

yang di gunakan, setelah itu melakukan

perhitungan propeller serta melakukan perencanaan poros propeller. Dalam perencanaan poros data yang diperlukan adalah besarnya daya yang ditransmisikan ke propeller yang disebut dengan SHP dan besarnya torsi yang diterima oleh poros tersebut. Karena propeller ini menembus badan kapal maka diperlukan suatu alat yang berfungsi untuk mengurangi air yang

NURHADI SISWANTORO 210 100 006

1


masuk ke dalam kapal. Alat tersebut biasa dinamakan dengan stern tube. tube. Sehingga untuk langkah selanjutnya adalah menghitung atau merencanakan stern tube. Dalam laporan ini juga akan dihitung mengenai perencanaan boss propeller, kopling, tebal bantalan, pasak, tebal bantalan, stern post, intermediate shaft serta kopling penghubung antara poros propeller dan poros intermediate. Langkah-Langkah Pengerjaan Tugas Gambar 



Pemilihan motor penggerak utama -

Perhitungan tahanan kapal.

-

Perhitungan daya motor penggerak utama kapal.

-

Pemilihan motor penggerak utama kapal.

Perhitungan dan penentuan type propeler. -

Perhitungan type propeller.

-

Perhitungan kavitasi.

-

Perhitungan Perhitunga n dimensi gambar propeler. Perhitungan dan penentuan sistem perporosan

 -

Perhitungan diameter poros propeller.

-

Perhitungan Perhitunga n perlengkapan propeller. propeller .


2


masuk ke dalam kapal. Alat tersebut biasa dinamakan dengan stern tube. tube. Sehingga untuk langkah selanjutnya adalah menghitung atau merencanakan stern tube. Dalam laporan ini juga akan dihitung mengenai perencanaan boss propeller, kopling, tebal bantalan, pasak, tebal bantalan, stern post, intermediate shaft serta kopling penghubung antara poros propeller dan poros intermediate. Langkah-Langkah Pengerjaan Tugas Gambar 



Pemilihan motor penggerak utama -

Perhitungan tahanan kapal.

-

Perhitungan daya motor penggerak utama kapal.

-

Pemilihan motor penggerak utama kapal.

Perhitungan dan penentuan type propeler. -

Perhitungan type propeller.

-

Perhitungan kavitasi.

-

Perhitungan Perhitunga n dimensi gambar propeler. Perhitungan dan penentuan sistem perporosan

 -

Perhitungan diameter poros propeller.

-

Perhitungan Perhitunga n perlengkapan propeller. propeller .


2


BAB II PEMILIHAN MOTOR PENGGERAK UTAMA Tujuan dari pemilihan motor penggerak utama kapal adalah menentukan jenis serta type dari motor penggerak utama kapal yang sesuai dengan kebutuhan kapal. Kebutuhan ini didasarkan dari besarnya tahanan kapal yang diakibatkan oleh beberapa faktor diantaranya dimensi utama kapal serta kecepatan dan rute kapal yang diinginkan. Langkah – langkah dalam pemilihan motor penggerak utama kapal antara lain : 1. Menghitung besarnya tahanan kapal. 2. Menghitung besarnya kebutuhan daya motor motor penggerak penggerak utama kapal. 3. Menentukan jenis dan type dari motor penggerak utama kapal.

2.1

PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL Tahanan(resistance) kapal pada suatu kecepatan adalah gaya fluida yang bekerja pada

kapal sedemikian rupa hingga melawan gerakan kapal tersebut. Tahanan tersebut sama dengan komponen gaya fluida yang bekerja sejajar dengan sumbu gerakan kapal. Resistance merupakan istilah yang disukai dalam hidrodinamika kapal, sedangkan istilah drag umumnya dipakai dalam aerodinamika dan untuk benda benam. Dengan menggunakan definisi yang dipakai ITTC , selama memungkinkan, komponen tahanan secara singkat berupa: 1. Tahanan Gesek 2. Tahanan Sisa 3. Tahanan Viskos 4. Tahanan Tekanan 5. Tahanan Tekanan Viskos 6. Tahanan Gelombang 7. Tahanan Tekanan Gelombang 8. Tahanan Pemecahan Gelombang 9. Tahanan Semprotan Sebagai tambahan dari komponen diatas, beberapa tahanan tambahan perlu disebutkan, yaitu: 1. Tahanan Anggota Badan 2. Tahanan Kekasaran 3. Tahanan Udara 4. Tahanan Kemudi Pada perhitungan untuk mencari tahanan kapal dipakai data-data ukuran utama kapal, rumus-rumus perhitungan,tabel, dan diagram. Metode perhitungan yang digunakan adalah metode Guldhammer-Harvald.


3


DATA KAPAL 1. Nama

: MT. RHEIN

2. Tipe

: OIL TANKER

3. Dimensi

:

a. LWL

: 109,2

meter

b. LPP

: 104

meter

c. B

: 17,5

meter

d. H

: 9

meter

e. T

: 6,8

meter

f.

: 0,73

Cbwl

g. Cp

: 0,76

h. VS

: 12

4. Rute Pelayaran

knot

: Cilacap – Kalimantan

Penentuan Dimensi Kapal Perhitungan daya kapal dengan menggunakan metode harvald terdiri dari dua komponen tahanan utama yaitu tahanan pada permukaan kapal diatas sarat air (draft) yang dipengaruhi oleh luasan bangunan atas kapal dan tahan akibat permukaan dibawah sarat air yang dipengaruhi oleh luasan permukaan basah kapal. Tahanan kapal total adalah penjumlahan dari kedua tahanan tersebut. Sedangkan untuk pengaruh yang lain seperti gelombang, kekasaran permukaan dan sebagainya diberikan kelonggaran-kelonggaran pada penambahan sea margin dan engine margin kapal. Pada perhitungan tahanan, ditentukan terlebih dahulu koefisien masing-masing tahanan yang dapat diperoleh dari diagram-diagram dan tabel-tabel. Pada perhitungan digunakan pedoman pada buku Tahanan dan Propulsi Kapal (Sv. Harvald). Data-data ukuran utama kapal diambil dari Tugas Rencana Garis (Lines plan) plan) yang telah dilalui mahasiswa pada semester sebelumnya. sebelumnya. Dalam perhitungan Tahanan Kapal dengan Metoda GULDHAMMER-HARVALD ukuran ukuran yang dipergunakan adalah: 

Panjang antara garis tengah:

Lpp

= 104

m



Panjang garis air :

Lwl

= 109,2

m



Lebar :

B

= 17,5

m



Sarat :

T

= 6,8

m



Koefisien Blok :



= 0,75



Koefisien Blok Waterline

wl

= 0,73



Koefisien Penampang Tengah :



= 0,98



Koefisien Prismatik Longitudinal :



= 0,76


4


Algoritma Perhitungan Tahanan Kapal Algoritma dari perhitungan perhitungan tahanan kapal adalah adalah sebagai sebagai berikut: 1. Menghitung Displacement 2. Menghitung Luas Permukaan Basah 3. Menghitung Froude Number 4. Menghitung Koefisien Tahanan Gesek 5. Menghitung Koefisien Tahanan Sisa 6. Menghitung Tahanan Tambahan 7. Menghitung Koefisien Tahanan Udara dan Tahanan Kemudi 8. Menghitung Koefisien Tahanan Total 9. Menghitung Tahanan Total Kapal 10. Menghitung Tahanan Dinas Kapal 

Volume Displasement 

= Lwl x B x T x  = 109,2 x 17,5 x 6,8 x 0,73 = 9486,204 m3 (Handout mata kuliah Teori Bangunan Kapal)



Berat Displasement Displasement :

= Lwl x B x T x  x 



= 109,2 x 17,5 x 6,8 x 0,73 x 1.025 = 9723,3591 ton (Handout mata kuliah Teori Bangunan Kapal)



Luas Permukaan Basah: S = 1,025.Lpp ( .B+1,7T) = 1,025 x 137.5 [(0,7149x 19.2) + (1,7 x 8.287)] = 3958.19 m2 (Harvald 5.5.31, Tahanan dan Propulsi Kapal, hal 113)

Menghitung Angka Froude Formula :

Fn

=

v gL (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 58)

Dimana :

v = 12 knot = 6,17328 m / detik g = Percepatan gravitasi gravitasi standar ( = 9,8 9,8 m / detik2 )

6,17328

Sehingga :

Fn

=

9,8 x109,2


5


= 0,188708568

Menghitung Angka Reynold Formula :

Rn

=

v  Lwl v k

(Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 58) Dimana : Vk = Koefisien Viskositas kinematik ( = 1,188.10-6 ) Sehingga : Rn

=

6,17328 x143 0.00000084931

= 793729234,3 Menghitung Tahanan Gesek Cf

=

=

0,075 (log Rn  2) 2 0,075 (log 793729234,3  2)2

= 0,001575449 (Harvald 5.5.31, Tahan dan Propulsi Kapal, hal 118) Menghitung Tahanan Sisa CR atau tahanan sisa kapal dapat ditentukan melalui diagram Guldhammer-Harvald yang hasilnya adalah sebagai berikut 1. Interpolasi Diagram L / ( 1/3 )

= 109,2/ (9486,204) 1/3 = 5,16

60Dari hasil tersebut kita interpolasi pada Diagram Guldhammer dan Harvald diperoleh: L/ V1/3 = 4

103 CR = 1,60

L/ V1/3 = 4,5

103 CR = 1,25

L/ V1/3 = 5

103 CR = 1,10

L/ V1/3 = 5,5

103 CR = 0,90

L/ V1/3 = 6

103 CR = 0,80

L/ V1/3 = 6,5

103 CR = 0,70

L/ V1/3 = 7

103 CR = 0,60

L/ V1/3 = 7,5

103 CR = 0,55

L/ V1/3 = 8

103 CR = 0,50

Sehingga, Harga 10 3 CR untuk L / ( 1/3) = 5,16 dapat dicari dengan metode interpolasi linier dan didapat persamaan Y =-0.2567x + 2.4289

C R 1 = 0,00110471 NURHADI SISWANTORO 210 100 006

6


2. Koreksi CR terhadap B/T B/T = 17,5 / 6,8 = 2,573529412

103 CR2 = 0,012869 CR2 = 0,000013

3. Koreksi CR terhadap LCB Posisi dari titk benam memanjang kapal (buoyancy) akan mempengaruhi besarnya tahan kapal, jika posisi dari LCB standar berada didepan dari LCB sebenarnya (pada kapal) maka tidak dilakukan koreksi tetapi jika letak LCB sebenarnya berada di depan LCB standar maka akan meningkatkan harga tahahan kapal (kapal dalam kondisi trim). Koreksi ini dilakukan untuk mengetahui penambahan dari CR akibat dari penyimpangan letak LCB sebenarnya terhadap LCB standar. Dari diagram NSP diperoleh : Lcb= 1,956522 (di depan midship) Dari Gbr. 5.5.15 Harvald hal. 130 diperoleh Lcb standard = 0,50% Sehingga Lcb kapal = Lcb(NSP) – Lcb (standar) = (1,956522% – 0,50)% = 1,46 % didepan Φ kapal

Karena LCB berada di depan LCB standard, maka dilakukan koreksi terhadap harga Cr dengan menggunakan rumus: 3

3

3

10 CR = 10 CR (Standart) +

  10 CR

LCB

  LCB

dengan melakukan pembacaan grafik 5.5.16 pada buku Tahanan dan Propulsi kapal A.Harvarld didapatkan hasil : CR3 = 2,63 x 10 -8

4. Koreksi CR karena adanya anggota badan kapal Dalam hal ini, yang perlu dikoreksi adalah karena adanya boss baling - baling, sehingga CR dinaikkkan 5 % saja. CR4 = (1+5%) CR = 2,762 x 10 -8

Koefisien Tahanan Tambahan Dari perhitungan awal diperoleh displasemen kapal sebesar 9723,3591 ton


7


Jika melihat daftar pada “Sv. Aa. Harvald, Tahanan dan Propulsi Kapal”, hal 132 (5.5.23), adalah sebagai berikut : Displasemen = 1000 t,

C A  0.6 x 10-3

Displasemen = 10000 t,

C A = 0.4 x 10-3


C A  0


C A = -0.6 x 10-3

Displasemen = 9723,3591 t, C A  -0,3 x 10-3

Sehingga Ca = 0,0003049 (Harvald 5.5.24, Tahanan dan Propulsi Kapal, hal 132)

Koefisien Tahanan Udara Dan Tahanan Kemudi Koefisien tahanan udara : 103 C AA = 0,07 C AA = 0,07 x 10 -3 (Harvald 5.5.24, Tahanan dan Propulsi Kapal, hal 132) Koefisien karena tahanan kemudi: 103 C AS = 0,04 C AS = 0,04 x 10 -3 (Harvald5.5.27, Tahanan dan Propulsi Kapal, hal 132)

Tahanan Total Kapal 

Koefisien tahanan total di air Koefisien tahanan total kapal atau C T dapat ditentukan dengan menjumlahkan seluruh koefisien-koefisien tahanan kapal yang ada: CT

=

CR + CF + C A + C AS (Harvald 5.5.27, Tahan dan Prpulsi Kapal, hal 132)

Sehingga: CT



CR + CF + C A + C AS

=

0,0019204

Koefisien tahanan total di udara = 0,07 x 10-3

CT 

=

Tahanan total kapal Dari data diperoleh : Massa jenis air laut =  air laut = 1025 kg/m3 Luas permukaan basah = S = 2668,73 m 2 Kecepatan dinas kapal = v = 12 knots =6,17328 m/det.


8


Sehingga: RTair

= CT x ( 0,5 x  x v2 x S ) = 100,0946838 kN

RTudara = Ctudara x 0.5 x  udara x v2 x luasan kompartemen bagian depan = 0,000329096 kN

RT total = RT udara + RT air = 100,10 kN Kondisi Pelayaran Dinas Karena dari perencanaan telah ditentukan bahwa rute pelayaran kapal adalah Surabaya – Kalimantan sejauh ??? mil laut. Dari kondisi karekteristik daerah pelayaran dinas kapal ini maka diambil harga tambahan untuk jalur pelayaran I ndonesia Timur, yaitu sebesar 15-30%. Dalam perancanaan ini diambil harga tambahan sebesar 15%, sehingga : RT (dinas)

= RT + 15 % RT = 100,10 + ( 15% x 100,10) = 115,11 kN (Harvald 5.5.27, Tahanan dan Propulsi Kapal, hal 132)

2.2

PERHITUNGAN DAYA MOTOR INDUK Secara umum kapal yang bergerak di media air dengan kecepatan tertentu, maka akan

mengalami gaya hambat (resistance) yang berlawanan dengan arah gerak kapal tersebut. Besarnya gaya hambat yang terjadi harus mampu diatasi oleh gaya dorong kapal ( thrust ) yang dihasilkan dari kerja alat gerak kapal ( propulsor ). Daya yang disalurkan (PD ) ke alat gerak kapal adalah berasal dari Daya Poros (PS), sedangkan Daya Poros sendiri bersumber dari Daya Rem (PB) yang merupakan daya luaran motor penggerak kapal.


9


Ada beberapa pengertian mengenai daya yang sering digunakan didalam melakukan estimasi terhadap kebutuhan daya pada sistem penggerak kapal, antara lain : (i)

Daya Efektif (Effective Power-PE);

(ii)

Daya Dorong (Thrust Power-PT);

(iii)

Daya yang disalurkan (Delivered Power-PD);

(iv)

Daya Poros (Shaft Power-PS);

(v)

Daya Rem (Brake Power-PB);

(vi)

Daya yang diindikasi (Indicated Power-PI).

1. Perhitungan Effective Horse Power (EHP) Effective horse power adalah besarnya daya yang dibutuhkan untuk mengatasi gaya hambat dari badan kapal (hull ), agar kapal dapat bergerak dari satu tempat ke tempat yang lain dengan kecepatan servis sebesar VS. Daya Efektif ini merupakan fungsi dari besarnya gaya hambat total dan kecepatan kapal.

EHP

= RTdinas x Vs = 710,60 kW = 952,55 HP (Harvald 5.5.27, Tahanan dan Propulsi Kapal, hal 135)

2. Perhitungan Wake Friction (w) Adalah perbedaan antara kecepatan kapal dengan kecepatan aliran air yang menuju ke baling-baling, perbedaan antara kecepatan kapal dengan kecepatan aliran air akan menghasilkan harga koefisien arus ikut.

Didalam perencanaan ini menggunakan single screw propeller , sehingga : w

= 0.5Cb - 0.05 = 0,335

3. Perhintungan Thrust Deduction Factor (t) Gaya dorong T yang diperlukan untuk mendorong kapal harus lebih besar dari R kapal, selisih antara T dengan R = T – R disebut penambahan tahanan, yang pada prakteknya hal ini dianggap sebagai pengurangan atau deduksi dalam gaya dorong baling-baling, kehilangan gaya dorong sebesar (T-R)

ini dinyatakan dalam fraksi deduksi gaya

dorong.

Nilai t dapat dihitung apabila nilai w diketahui : t =kxw

nilai k adalah antara 0.7-0.9, diambil k= 0,8


10


= 0,9 x 0,335 = 0,3015 (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Persamaan 47 Hal 159)

4. Perhitungan Speed of Advance (Va) Keberadaan lambung kapal didepan propeller mengubah rata-rata kecepatan lokal dari propeller. Jika kapal bergerak dengan kecepatan V dan akselerasi air di bagian propeller akan bergerak kurang dari kecepatan kapal tersebut. Akselerasi air tersebut bergerak dengan kecepatan Va, diketahui sebagai Speed of Advance. Perhitungannya adalah sbb: Va = (1 - w) Vs = 7,98 knots (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Figur 21 Hal 161) 5. Pehitungan Efisiensi Propulsif a. Efisiensi Relatif Rotatif (ηrr) Nilai dari ηrr untuk single screw ship antara 1,02 – 1,05. Diambil : 1,05 (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 152) b. Efisiensi Propulsi ( ηo) adalah open water efficiency yaitu efficiency dari propeller pada saat dilakukan open water test.nilainya antara 40-70%, dan diambil : 50% (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 152) c. Efisiensi Lambung (ηH)

Efisiensi lambung (η hull) adalah rasio antara daya efektif (PE) dan daya dorong (PT). Efisiensi Lambung ini merupakan suatu bentuk ukuran kesesuaian rancangan lambung(stern) terhadap propulsor arrangement -nya, sehingga efisiensi ini bukanlah bentuk power conversion yang sebenarnya. Maka nilai Efisiensi Lambung inipun dapat lebih dari satu, pada umumnya diambil angka sekitar 1,05. Pada efisiensi lambung, tidak terjadi konversi satuan secara langsung.

ηH

= (1 - t) / (1 - w) = 1,05 (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Tabel 5 Hal 160)

d. Perhitungan Koefisien Propulsi (Pc) Koefisien propulsif adalah perkalian antara efisiensi lambung kapal, efisiensi propeller dan efisiensi Relatif-rotatif. Pc

= ηrr x ηo x ηH = 0,5514


11


(Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 152)

6. Perhitungan Delivered Horse Power (DHP) DHP

= EHP / Pc = 1727,3620 HP (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 120)

7. Perhitungan Thrust Horse Power (THP) Ketika kapal bergerak maju, propeller akan berakselerasi dengan air.Akselerasi tersebut akan meningkatkan momentum air. Berdasarkan hukum kedua newton, gaya ekuivalen dengan peningkatan akselerasi momentum air, disebut thrust . Intinya, THP adalah daya yang dikirimkan propeller ke air. THP

= EHP/ηH = 907,19048 HP (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 120)

8. Perhitungan Shaft Horse Power (SHP) Untuk kapal dengan perletakan kamar mesin yang berada di belakang kapal, kerugian mekanisnya sebesar 2%. Akan tetapi apabila perletakan kamar mesin tersebut berada di tengah kapal maka kerugian mekanis yang ditimbulkan adalah 3%. Dalam perencanaan ini, kamar mesin kapal akan diletakkan di belakang kamar mesin, sehingga menggunakan nilai kerugian mekanis sebesar 2%. SHP

= DHP/ηsηb = 1762,614 HP

9. Perhitungan Power Main Engine a. BHP Scr Kapal ini tidak menggunakan reducion gears BHPscr

= SHP = 1762,614 HP (Surjo Widodo Adjie, Daya motor yang diinstal,Engine Propeller Matching)

b. BHP mcr BHP-SCR adalah daya output dari motor penggerak pada kondisi Continues Service Rating (CSR), yaitu daya motor pada kondisi 80 - 85% dari Maximum Continues Rating (MCR)-nya. Artinya, daya yang dibutuhkan oleh kapal agar mampu beroperasi dengan kecepatan servis VS adalah cukup diatasi oleh 80 - 85% daya motor (engine rated power ) dan pada kisaran 100% putaran motor (engine rated speed ).


12


BHPmcr

= BHPscr/0.85 = 2073,66 HP = 1546,95 kW

(Surjo Widodo Adjie, Daya motor yang diinstal,Engine Propeller Matching)

Dari data mengenai karakteristik putaran kerja dan daya pada kondisi MCR dapat ditentukan spesifikasi motor penggerak utama atau main engine dari kapal ini. Adapun datadata utama motor induk ini antara lain :

Jenis

MAN B&W

Type

S 26 MC

Cylinder

2

Daya Max

1600

Jml.Sylinder

4

Bore

260

Piston Stroke

980

RPM

250

MEP

18,5

SFOC

179

Dimensi

Panjang

2970

Lebar

1880

Tinggi

4925


13



14


BAB III PEMILIHAN PROPELLER DAN PEMERIKSAAN KAVITASI 3.1

TUJUAN Tujuan dari pemilihan type propeller adalah menentukan karakteristik propeller yang

sesuai dengan karakteristik badan kapal(badan kapal yang tercelup ke air) dan besarnya daya yang dibutuhkan sesuai dengan kebutuhan misi kapal. Dengan diperolehnya karakteristik type propeller maka dapat ditentukan efisiensi daya yang ditransmisikan oleh motor induk ke propeller. Langkah – langkah dalam pemilihan type propeller : 1.

Perhitungan dan pemilihan type propeller (Engine Propeller Matching)

2.

Perhitungan syarat kavitasi

3.

Design dan gambar type propeller.

3.2

DESIGN CONDITION Dalam melakukan perancangan propeller, pertama kali yang harus dipahami adalah

mengenai beberapa definisi yang mempunyai korelasi langsung terhadap perancangan, yang mana meliputi Power, Velocities, Forces, dan Efficiencies. Ada tiga parameter utama yang digunakan dalam perancangan propeller, antara lain : Delivered Horse Power (DHP); Rate of Rotation (N); dan Speed of Advance (Va), yang selanjutnya disebut sebagai kondisi perancangan( Design Condition). Adapun definisi dari masing-masing kondisi perancangan adalah sebagai berikut : a. Delivered Horse Power (DHP), adalah power yang di-absorb oleh propeller dari Shafting System untuk diubah menjadi Thrust Horse Power (THP). Berdasarkan perhitungan sebelumnya, digunakan nilai DHP adalah sebesar : DHP = 1727,3620 HP b. Rate of Rotation (N), adalah putaran propeller. Putaran propeller direncanakan berkisar di 250 RPM, dari putaran main engine sebesar 250 rpm. Dalam perhitungan ini, dicari nilai reduction gears yang yang menghasilkan efisiensi paling tinggi. Oleh karena itu diuji 3 nilai rasio reduction gears sekaligus yaitu:

-

Rasio 1,771

-

Rasio 2,000

-

Rasio 2,129

c. Speed of Advance (Va), adalah kecepatan aliran fluida pada disk propeller. Harga Va adalah lebih rendah dari Vs (kecepatan servis kapal) yang mana hal ini secara umum disebabkan oleh friction effects dan flow displacement effects dari fluida yang bekerja pada sepanjang lambung kapal hingga disk propeller. Dari perhitungan sebelumnya, telah didapatkan harga Va sebesar :


15


Va = 7,98 knot 3.3

OPTIMUM DIAMETER & PITCH PROPELLER Prosedur perancangan propeller dengan menggunakan bantuan data yang diturunkan

dari pengujian-pengujian model propeller series (Standard Series Open Water Data), adalah dimaksudkan agar nilai diameter dan pitch yang optimal dari propeller yang dirancang tersebut dapat didefinisikan. Adapun prosedur perancangan dengan menggunakan Bp-δ Diagram yang dikembangkan oleh Taylor adalah sebagai berikut :

Dari perhitungan tahanan kapal didapatkan didapatkan: t

=

0,3015

w

=

0,335

Vs

=

12 knot

=

6,17328 m/s

ρair laut =

1025 kg/m3

Proses penentuan dan pemilihan type propeller dilakukan dengan pembacaan diagram B p -  setelah melalui langkah-langkah berikut : -

Menentuk an nilai B P ( Power Abs orbtion ) Nilai BP diperoleh dari rumusan : 0,5

B p

N prop xP 

dimana :

2, 5

V a

B p1 = N x P^ 0.5 / Va^ 2.5 -

Va = ( 1 – w ) VS

= 57,759638

Pembacaan diagram Bp-1 (pada lampiran) Pada pembacaan diagram Bp-1, nilai Bp harus dikonversikan terlebih dahulu, dengan rumusan:

1 = 0,1739  √  0,1739. Bp1 -

=

1,32

 P   0

Menentuk an nilai   dan D

 0 (1/J ) dari

pembacaan B P -

diagram

Dengan nilai Bp sebesar 1.31 tersebut, pada diagram Bp- δ ditarik garis hingga memotong maximum efficiency line. Dari titik potong itu kemudian ditarik garis ke kiri sehingga didapatkan nilai (P/D) o sebesar 0,625 dan juga (1/J) o = 2.89 , sehingga:

δo = [(1/J)o]/0,009875 = 292.65823


16


Catatan : diagram Bp- δ yang digunakan pada Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35 :

Sebenarnya (1/J) adalah sama dengan δ, yang membedakan adalah (1/J) menggunakan

satuan internasional (SI) sedangkan δ menggunakan satuan British. Pada perhitungan selanjutnya notasi yang akan dipakai seterusnya adalah δ untuk mewakili (1/J). -

Menentuk an nilai Diameter Optimum (D 0 ) dari pembacaan diag ram B P Nilai Do atau diameter propeller pada kondisi open water dapat dihitung dengan formulasi sebagai berikut :

D0



 0 xV a

N prop

Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35 : Do = 9,42 ft -

Menentuk an nilai Pitch Propeler (P 0 ) Nilai P0 diperoleh dari rumusan : (P/D)o

= 0.628

Po

= 0.628 Do = 0.628 x 9,42 = 5,91576 feet = 1,8031236 meter

-

Menentuk an nilai Diameter Maks imal (D B ) Nilai DB diperoleh dari rumusan : DB = 0,96 x D0 ( untuk single screw Propeller ) DB = 0,98 x D0 ( untuk twin screw Propeller )


17


Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35:

 = 0,96   Db = 8,95 feet = 2,73 m -

Menentuk an nilai

B

Nilai B diperoleh dari rumusan :  B

N prop xD B 

V a

Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35:

δb = 280,33418 -

 P 

Meng hitung nilai    D 

B

Setelah nilai δ B didapatkan, maka nilai tersebut diplotkan ke diagram Bp- δ dan dipotongkan dengan maximum efficiency line seperti pada pembacaan diagram Bp- δ untuk kondisi open water, sehingga diperoleh nilai (P/D) B = 0,628 serta efisiensi behind the ship B = 0,524. Dari harga-harga yang telah didapatkan tersebut, maka nilai pitch propeller behind the ship dapat dihitung sebagai berikut : (P/D)B

= 0,635 PB

= 0,635 x DB = 0,635 x 2,73 = 1,73355 meter

Contoh perhitungan di atas jika dimasukkan dalam tabel sesuai dengan tipe propeller masing-masing adalah sebagai berikut: Jenis Prop.

P/D0

1/J0

δ0

D0 (ft)

Db (ft)

Db (m)

Dmax (m)

Db < Dmax

B3-35

0,628

2,914

295,0886

9,42

8,95

2,73

4,38

Mantab

B3-50

0,621

2,9

293,6709

9,37

8,91

2,71

4,38

Mantab

B3-65

0,635

2,812

284,7595

9,09

8,64

2,63

4,38

Mantab

B3-80

0,722

2,691

272,5063

8,70

8,26

2,52

4,38

Mantab

B4-40

0,655

2,792

282,7342

9,02

8,57

2,61

4,38

Mantab

B4-55

0,657

2,794

282,9367

9,03

8,58

2,62

4,38

Mantab

B4-70

0,681

2,744

277,8734

8,87

8,43

2,57

4,38

Mantab

B4-85

0,725

2,653

268,6582

8,58

8,15

2,48

4,38

Mantab

B4-100

0,779

2,556

258,8354

8,26

7,85

2,39

4,38

Mantab

B5-45

0,692

2,695

272,9114

8,71

8,28

2,52

4,38

Mantab

B5-60

0,690

2,72

275,443

8,79

8,35

2,55

4,38

Mantab

B5-75

0,720

2,68

271,3924

8,66

8,23

2,51

4,38

Mantab

B5-90

0,741

2,624

265,7215

8,48

8,06

2,46

4,38

Mantab

B5-105

0,778

2,55

258,2278

8,24

7,83

2,39

4,38

Mantab


18

Desain II : Tugas Propeller & Sistem Perporosan -

Menentuk an E ffis iens i masing -masing type propeller Langkah-langkah diatas dilakukan pula untuk masing-masing variasi rasio gearbox sehingga didapat berbagai nilai efisiensi propeller. Dari nilai-nilai diatas, cari efisiensi propeller yang paling tinggi.

-

Perhitung an K avitas i Perhitungan kavitasi perlu dilakukan dengan tujuan untuk memastikan suatu propeller bebas dari kavitasi yang menyebabkan kerusakan fatal terhadap propeller. Perhitungan

kavitasi ini dengan menggunakan Diagram Burril’s. Prosedur yang digunakan untuk menghitung angka kavitasi adalah sebagai berikut: 1. Menghitung nilai Ae 2

A0

 D  =     2 

Ae

= A0 x (Ae/A0)

Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35: Ao

= 62,856113

Ae

= 21,999639

Berikut adalah tabel nilai dari Ae dari setiap jenis propeller: Jenis Prop.

δb

1/Jb

P/Db

η

Ae/Ao

Ao

Ae

Ad = Ae

Va (m/s)

B3-35

280,3342

2,77

0,635

0,532

0,35

62,85611

21,99964

21,99964

4,10172

B3-50

278,9873

2,76

0,64

0,518

0,5

62,25359

21,78876

21,78876

4,10172

B3-65

270,5215

2,67

0,678

0,498

0,65

58,53277

20,48647

20,48647

4,10172

B3-80

258,881

2,56

0,738

0,477

0,8

53,60383

18,76134

18,76134

4,10172

B4-40

268,5975

2,65

0,668

0,517

0,4

57,70311

20,19609

20,19609

4,10172

B4-55

268,7899

2,65

0,671

0,515

0,55

57,78581

20,22503

20,22503

4,10172

B4-70

263,9797

2,61

0,695

0,504

0,7

55,73611

19,50764

19,50764

4,10172

B4-85

255,2253

2,52

0,742

0,49

0,85

52,10062

18,23522

18,23522

4,10172

B4-100

245,8937

2,43

0,800

0,466

1

48,36043

16,92615

16,92615

4,10172

B5-45

259,2658

2,56

0,710

0,505

0,45

53,76331

18,81716

18,81716

4,10172

B5-60

261,6709

2,58

0,700

0,507

0,60

54,7654

19,16789

19,16789

4,10172

B5-75

257,8228

2,55

0,717

0,504

0,75

53,16649

18,60827

18,60827

4,10172

B5-90

252,4354

2,49

0,750

0,493

0,90

50,96782

17,83874

17,83874

4,10172

B5-105

245,3165

2,42

0,792

0,479

1,05

48,13365

16,84678

16,84678

4,10172

2. Menghitung nilai Ap Ap = Ad x (1,067 – (0,229 x

P D

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

dimana :

Ad

= Ae


19


Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35: Ap

= 20,274538

3. Menghitung nilai (Vr)2 (Vr)2

= Va2 + (0,7 x  x n x D) 2 (Tahanan dan propulsi kapal, hal 199)

dimana : Va

= speed advance (m/s)

n

= putaran propeller (rps)

D

= Diameter behind the ship (m)

Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35: Vr 2

= 640,76102

4. Menghitung nilai T EHP

T

=

dimana :

(1  t ) xVs

EHP = Effective Horse Power Vs

= Kecepatan Dinas

T

= Thrust Deduction Factor

Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35: T

= 164,79494

5. Menghitung nilai T C TC =

T 2 Apx0,5 x  x(Vr )

(Principles naval architecture, hal 181) Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35: TC

= 0,03

6. Menghitung nilai σ

σ0,7R =

0.7R

188,2  19,62 H Va

2



2

4,836n D

2

(Principles naval architecture, hal 181, pers 61) dimana:

Nilai σ

H

= tinggi sumbu poros dari base line ( m )

V A

= speed of advance ( m/s )

n

= putaran propeller ( RPS )

D

= diameter propeller ( m )

0.7R tersebut

di plotkan pada Burrill Diagram untuk memperoleh τC diagram (pada

lampiran). Untuk syarat terjadinya kavitasi adalah τC diagram < τC hitungan. Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35 : H

= 9.31 - 2,89


20


= 5.881 m

σ 0.7R = 0,42 Masukkan nilai

, ke diagram burill sehingga akan diperoleh nilai τ C diagram.

Untuk σ 0.7R = 0.30 didapat nilai T C diagram sebesar 0.177.

Setelah didapat nilai τ c diagram selanjutnya dicek dengan syarat kavitasi untuk menentukan apakah propeller yang dipilih mengalami kavitasi atau tidak. Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35: τC  τC

max

0,03 < 0,177 Propeller yang dipilih telah memenuhi syarat kavitasi karena nilai τ c lebih kecil dari nilai τc max, hal ini berarti bahwa propeller tersebut bebas dari kavitasi. Berikut adalah tabel kavitasi masing-masing jenis propeller Jenis Prop.

Ap (m^2)

N (rps)

Vr^2

T (kN)

B3-35

20,27454

4,166667

640,761

164,7949

0,03

0,42

0,177

B3-50

20,05524

4,166667

634,7801

164,7949

0,03

0,42

0,178

B3-65

18,67829

4,166667

597,8456

164,7949

0,03

0,45

0,184

B3-80

16,84765

4,166667

548,9189

164,7949

0,04

0,49

0,194

B4-40

18,45979

4,166667

589,6101

164,7949

0,03

0,46

0,186

B4-55

18,47235

4,166667

590,431

164,7949

0,03

0,45

0,186

B4-70

17,70991

4,166667

570,0848

164,7949

0,03

0,47

0,190

B4-85

16,35849

4,166667

533,9974

164,7949

0,04

0,50

0,197

B4-100

14,95933

4,166667

496,8706

164,7949

0,04

0,54

0,204

B5-45

17,01842

4,166667

550,5019

164,7949

0,04

0,49

0,193

B5-60

17,37952

4,166667

560,4491

164,7949

0,03

0,48

0,191

B5-75

16,79968

4,166667

544,5777

164,7949

0,04

0,49

0,194

B5-90

15,97013

4,166667

522,7527

164,7949

0,04

0,51

0,199

B5-105

14,92004

4,166667

494,6195

164,7949

0,04

0,54

0,205

Τc

hitungan

σ 0.7R

Tc burril

Kavitasi ? Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi Tidak Kavitasi


21

Desain II : Tugas Propeller & Sistem Perporosan -

Perhitung an C learance Pr opeller Berdasarkan aturan yang berlaku, ruang/space aman yang tersedia untuk propeller adalah 0,6T ~ 0,7T dimana T adalah sarat air kapal. Referensi lain menyebutkan bahwa ukuran yang perlu dipertimbangkan untuk ruang aman propeller pada lambung kapal adalah : 0,6T  0,7T  0,04 D + 0,08 D + D, dimana D = diameter propeller Pada perencanaan awal dalam Tugas Rencana Garis diambil diameter maksimal adalah 0,7T. Contoh kasus Untuk tipe Propeller B3-35 : D + 0,08 D + 0,04 D

≤ 0,7 T

2,73 + (0,08 x 2,73) + (0,04 x 2,73)

≤ 0.7 x 6,8

3,0576

≤ 4,76 m

(memenuhi)

Catatan : D yang digunakan dalam perhitungan diatas adalah dipilih diameter behind the ship yang paling besar dari kelima diameter hasil perhitungan untuk masing-masing tipe propeller. Sehingga apabila perhitungan di atas memenuhi, maka untuk diameter yang lain pasti memenuhi. Seluruh langkah-langkah diatas digunakan untuk mencari nilai dari tipe propeller yang digunakan. Maka propeller yang dipilih harus didasarkan atas pertimbangan sebagai berikut :

-

Diameter propeller yg dipilih harus kurang dari diameter max

-

Tidak terjadi kavitasi pada propeller

-

Memiliki tingkat effisiensi yang paling tinggi

Dari pertimbangan di atas maka spesifikasi propeller yang digunakan adalah sebagai berikut : DATA PROPELLER Type Propeller

:

B3-65

η propeller

:

0,501

P/D

:

0,678

Diameter (m)

:

2,63

RPM prop

:

250 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. Perhitungan Efective Horse Power EHP = 952,55 HP t

= 0,5 Cp – 0,12 = 0,26

Perhitungan Koefisien Propulsif a. Efisiensi Relatif Rotatif (ηrr) NURHADI SISWANTORO 210 100 006

22


Nilai dari ηrr untuk single screw ship antara 1,02 – 1,05. Diambil : 1,05 (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 152) b. Efisiensi Propulsi ( ηo) adalah open water efficiency yaitu efficiency dari propeller pada saat dilakukan open water test.nilainya antara 40-70%, dan diambil : 50% (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 152) c. Efisiensi Lambung (ηH)

η H = (1 - t) / (1 - w) = 1,11278 (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Tabel 5 Hal 160)

d. Perhitungan Koefisien Propulsi (Pc) Koefisien propulsif adalah perkalian antara efisiensi lambung kapal, efisiensi propeller dan efisiensi Relatif-rotatif. Pc

= ηrr x ηo x ηH = 0,582

Perhitungan Delivered Horse Power (DHP) DHP

= EHP / Pc = 1727,3620 HP (Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture. Hal 120)

Perhitungan Shaft Horse Power (SHP) Untuk kapal dengan perletakan kamar mesin yang berada di belakang kapal, kerugian mekanisnya sebesar 2%. Akan tetapi apabila perletakan kamar mesin tersebut berada di tengah kapal maka kerugian mekanis yang ditimbulkan adalah 3%. Dalam perencanaan ini, kamar mesin kapal akan diletakkan di belakang kamar mesin, sehingga menggunakan nilai kerugian mekanis sebesar 2%. SHP

= DHP/ηsηb = 1670,45 HP

Perhitungan Power Main Engine

-

BHP Scr Kapal ini tidak menggunakan reducion gears BHPscr

= SHP = 1670,45 HP

-

BHP mcr BHPmcr = BHPscr/0.85 = 1965,23 HP

Dengan demikian kebutuhan daya masih dapat dipenuhi

= 1465,47 kW

oleh main engine yang dipilih diatas.


23


BAB IV ENGINE PROPELLER MATCHING DATA PROPELLER Type Propeller

:

B3 - 65

η propeller

:

0,501

P/D

:

0,678

Diameter (m)

:

2,63

RPM prop

:

250 rpm

Tahanan total pada saat clean hull(lambung bersih, tanpa kerak) : Rt trial = 198.44 kN Tahanan total pada saat service(lambung telah ditempeli oleh fouling) : Rt service = 228.21 kN

1. Menghitung Koefisien α Rumus :

Rt = 0,5 x ρ x C total x s x Vs2 Rt = α x Vs2

 =  (Suryo Widodo Adjie, Engine Propeller Matching)

2. Menghitung Koefisien β

 = 1 −  1 −     (Suryo Widodo Adjie, Engine Propeller Matching) Sehingga:

β = 1,241181 3. Membuat kurva KT – J Sebelum membuat kurva Kt - J,dicari nilai KT terlebih dahulu dengan rumusan:

 =    Dimana nilai J untuk B3-65 berkisar antara nilai 0 – 1,6. Setelah itu dibuat tabel berikut:


24


Tabel KT - J Clean Hull J

J2

KT

0

0.00

0.00

0.1

0.01

0.01

0.2

0.04

0.05

0.3

0.09

0.11

0.4

0.16

0.20

0.5

0.25

0.31

0.6

0.36

0.45

0.7

0.49

0.61

0.8

0.64

0.79

0.9

0.81

1.01

1

1.00

1.24

1.1

1.21

1.50

1.2

1.44

1.79

1.3

1.69

2.10

1.4

1.96

2.43

1.5

2.25

2.79

1.6

2.56

3.18

Lalu dibuat kurva KT- J. Kurva ini merupakan interaksi lambung kapal dengan propeller.

Lalu kurva KT – J tersebut diplotkan ke kurva open water propeller untuk mendapatkan titik operasi propeller. NURHADI SISWANTORO 210 100 006

25


4. Membuat Kurva Open Water Pada langkah ini, dibutuhkan grafk open water test untuk propeller yang telah dipilih yakni B3-65. Setelah itu dicari nilai masing- masing dari KT, 10KQ, dan η behind the ship. Tentu saja dengan berpatokan pada nilai P/D b yang telah didapat pada waktu pemilihan propeller. Sehingga dari kurva open water B3-65 didapatkan data sebagai berikut :

Setelah didapatkan data diatas, maka nilai tersebut diplotkan ke dalam grafik bersama dengan kurva KT – J yang telah didapat di awal.

P/Db

0,678

J

KT

10 KQ

η

0,1

0,28044581

0,3100264

0,174164464

0,2

0,24674214

0,2779579

0,309799759

0,3

0,21011038

0,2428098

0,435241357

0,4

0,171044

0,205332

0,542480054

0,5

0,13003641

0,1662745

0,612776642

0,6

0,08758105

0,1263872

0,594095628

0,7

0,04417137

0,08642

0,281071405

0,8

0,00030079

0,047123

-2,63576292

0,9

-0,0435373

0,0092459

4,78522996

1

-0,0868493

-0,0264613

3,266252015


26


5. Pembacaan Grafik pada Kurva Open Water B Series B3-65 Berdasarkan pembacaan grafik, maka didapatkan hasil:

a. Titik Operasi Propeller: J

=

0,38

KT

=

0,18

KQ

=

0,025

η

=

0,52

J

:

Koefisien Advance

KT

:

Koefisien Gaya Dorong

10KQ

:

Koefisien Torsi

η

:

Efisiensi Propeller behind the ship

Dimana:

Dengan diketahuinya nilai efisiensi propeller yang baru maka dapat dikoreksi kembali besarnya kebutuhan daya motor penggerak utama. a. Perhitungan Effective Horse Power EHP = 952,55 HP b. Perhitungan Koefisien Propulsif 1. Efisiensi relatif rotatif (η rr ) Pada kapal yang menggunakan single screw, niliai efisiensi relatif rotatif berkisar antara 1,02 – 1,05. Pada perencanaan ini diambil nilai η rr = 1,05 2. efisiensi propeller (η p) Nilai efisiensi propeller sebesar 0,501 3. koefisien propulsif (PC) efisiensi propulsif adalah nilai efisiensi yang didapat dengan mengalikan antara Efisiensi relatif rotatif, Efisiensi propeller dan efisiensi lambung. Pc = ηrr x ηp x ηhull = 0.586 c. Perhitungan Delivered Horse Power DHP

= EHP / Pc = 1727,3620 HP

d. Perhitungan Shaft Horse Power Kerugian transmisi poros umumnya diambil 2% untuk kamar mesin di belakang dan 3% untuk kamar mesin di tengah. SHP

= DHP / ηsηb = 1762,614 HP

e. Perhitungan Daya Penggerak Utama


27


Pada

perhitungan

daya

penggerak

utama

kapal,

tidak

menggunakan

gearbox/reduction gear. Daya pada perhitungan ini adalah daya untuk bergerak maju, sehingga : BHPscr = SHP = 1762,614 HP BHPmcr

= BHPmcr/0,85 = 2073,66 HP = 1546,95 kW

Oleh karena itu, maka akan digunakan engine : max engine HP

= 2144,77 HP = 1600 kW

rpm engine

= 250

rpm propeller

= 250

6. Membuat Tabel Clean Hull Condition dan Service Condition a. Menghitung Putaran Engine Putaran Engine dari mesin yang dipilih adalah 250 RPM. Dalam tabel Clean Hull Condition dan Service Condition, pembagian skala dari putaran engine dibuat per kelipatan 10 sampai dengan 250 RPM.

b. Menghitung putaran Propeller Menghitung putaran propeller dapat dilakukan dengan membagi putaran engine dengan rasio gearbox. Tetapi dalam hal ini tidak menggunakan gearbox.

c. Menghitung Torsi(Q) Dalam menghitung torsi atau torque(Q) k ita dapat menggunakan rumus:

 =        Q250rpm = 56,19 (pada clean hull condition)

d. Menghitung Delivered Horse Power Dengan mengetahui nilai torsi maka kita dapat mencari nilai delivered horse power(DHP).


28


Rumusnya adalah:

 = 2     (S.W.Adjie, Engine Propeller Matching) DHP250RPM= 1470,24 kW...(pada Clean hull condition)

e. Menghitung Brake Horse Power Dengan mengetahui nilai DHP maka kita dapat mencari nilai Brake horse power(BHP).

Rumusnya adalah:

= 0,98  0,98  0,85 (S.W.Adjie, Engine Propeller Matching)

BHP250RPM= 1500,24 kW...(pada kondisi Clean hull)

f. Menghitung Persentase RPM Rumusnya adalah:

%=     100% %246,07rpm = 98,43 %

g. Menghitung Persentase Power Rumusnya adalah:

%=    100% Contoh soal:

%  = 0,01 %

246,07rpm=

89,41 %...(pada Clean Hull condition)

Tabel di bawah merupakan perhitungan daya mesin pada putaranan tertentu dengan kondisi lambung kapal yang masih bersih (clean hull) tidak ada karat maupun binatang laut yang menempel pada lambung kapal(fouling). n-

n-

n-

engine

propeller

propeller

(rpm)

(rpm)

(rps)

0

0

0.00

10

10

0.17

DHP

SHP

BHPSCR

RPM

BHPSCR

(KW)

(KW)

(KW)

(%)

(%)

0

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.20

0.21

0.22

0.22

4.00

0.01

Q


29


20

20

0.33

0.81

1.70

1.74

1.74

8.00

0.05

30

30

0.50

1.83

5.75

5.87

5.87

12.00

0.16

40

40

0.67

3.26

13.64

13.92

13.92

16.00

0.39

50

50

0.83

5.09

26.64

27.18

27.18

20.00

0.76

60

60

1.00

7.33

46.03

46.97

46.97

24.00

1.30

70

70

1.17

9.98

73.10

74.59

74.59

28.00

2.07

80

80

1.33

13.03

109.11

111.34

111.34

32.00

3.09

90

90

1.50

16.49

155.36

158.53

158.53

36.00

4.40

100

100

1.67

20.36

213.11

217.46

217.46

40.00

6.04

110

110

1.83

24.64

283.65

289.44

289.44

44.00

8.04

120

120

2.00

29.32

368.25

375.77

375.77

48.00

10.44

130

130

2.17

34.41

468.20

477.76

477.76

52.00

13.27

140

140

2.33

39.91

584.77

596.71

596.71

56.00

16.58

150

150

2.50

45.81

719.24

733.92

733.92

60.00

20.39

160

160

2.67

52.12

872.90

890.71

890.71

64.00

24.74

170

170

2.83

58.84

1047.01

1068.38

1068.38

68.00

29.68

180

180

3.00

65.97

1242.86

1268.22

1268.22

72.00

35.23

190

190

3.17

73.50

1461.72

1491.55

1491.55

76.00

41.43

200

200

3.33

81.44

1704.88

1739.67

1739.67

80.00

48.32

210

210

3.50

89.79

1973.61

2013.89

2013.89

84.00

55.94

220

220

3.67

98.55

2269.19

2315.50

2315.50

88.00

64.32

230

230

3.83

107.71

2592.90

2645.82

2645.82

92.00

73.50

239

239

3.99

116.73

2925.40

2985.10

2985.10

95.78

82.92

240

240

4.00

117.28

2946.03

3006.15

3006.15

96.00

83.50

250

250

4.17

127.25

3329.84

3397.79

3397.79

100.00

94.38

Sebaliknya pada kondisi (rough hull) adalah sebagai beikut: n-engine

n (propeller)

BHP (KW) (clean

BHP (KW) (rough

(rpm)

(rpm)

(rps)

%

hull)

%

hull)

%

0

0

0.000

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

10

10

0.167

4.18

0.22

0.01

0.23

0.01

20

20

0.333

8.35

1.74

0.05

1.83

0.05

30

30

0.500

12.53

5.87

0.16

6.16

0.17

40

40

0.667

16.71

13.92

0.39

14.61

0.41

50

50

0.833

20.88

27.18

0.76

28.54

0.79

60

60

1.000

25.06

46.97

1.30

49.32

1.37


30


70

70

1.167

29.24

74.59

2.07

78.32

2.18

80

80

1.333

33.41

111.34

3.09

116.91

3.25

90

90

1.500

37.59

158.53

4.40

166.45

4.62

100

100

1.667

41.76

217.46

6.04

228.33

6.34

110

110

1.833

45.94

289.44

8.04

303.91

8.44

120

120

2.000

50.12

375.77

10.44

394.56

10.96

130

130

2.167

54.29

477.76

13.27

501.64

13.93

140

140

2.333

58.47

596.71

16.58

626.54

17.40

150

150

2.500

62.65

733.92

20.39

770.62

21.41

160

160

2.667

66.82

890.71

24.74

935.25

25.98

170

170

2.833

71.00

1068.38

29.68

1121.79

31.16

180

180

3.000

75.18

1268.22

35.23

1331.63

36.99

190

190

3.167

79.35

1491.55

41.43

1566.13

43.50

200

200

3.333

83.53

1739.67

48.32

1826.65

50.74

210

210

3.500

87.71

2013.89

55.94

2114.58

58.74

220

220

3.667

91.88

2315.50

64.32

2431.28

67.54

230

230

3.833

96.06

2645.82

73.50

2778.11

77.17

239.44

239.4385

3.991

100.00

2985.10

82.92

3134.35

87.07

240

240

4.000

100.23

3006.15

83.50

3156.46

87.68

250

250

4.167

104.41

3397.79

94.38

3567.68

99.10


31


Kurva Engine Envelop didapatkan dari tabel:

Engine Type

LayOut Engine Power Point

Bore

260 mm

Stroke

980 mm

Speed

L1

250

1600

L3

212

1360

L2

250

1280

L4

212

1080

Dari semua data-data diatas, maka kita dapat membuat Kurva Engine Propeller Matching : Kurva EPM:perbandingan antara Power Vs RPM engine


32


BAB V PENGGAMBARAN PROPELLER Didalam melakukan perancangan propeller, pertama-tama yang harus dipahami adalah mengenai beberapa definisi yang mempunyai korelasi langsung terhadap perancangan tersebut meliputi Power , Velocities, Forces, dan Efficiencies. Ada 3 (tiga) parameter utama dalam propeller design, antara lain : a. Delivered Power (Pd) b. Rate of rotation (N) c. Speed of Advance (Va) Adapun definisi dari masing-masing Kondisi Perancangan adalah sebagai berikut :

Delivered Power (Pd) , adalah power yang di-absorb oleh propeller dari S hafting S ys tem untuk diubah menjadi Thrust Power (Pt) . Rate of Rotation (N) , adalah putaran propeller.

S peed of A dvance (V a), adalah Kecepatan aliran fluida pada disk propeller. Harga Va adalah lebih rendah dari harga Vs (kecepatan servis kapal), yangmana hal ini secara umum disebabkan oleh friction effects dan flow dis placement effects dari fluida yang bekerja pada sepanjang lambung kapal hingga disk propeller. Penggambaran propeller design serta penentuan parameter dimensinya, termasuk juga bentuk blade section; thickness; panjang chord dari masingmasing blade section, dsb. Dapat digunakan tabel Wageningen B-Screw Series. -

Dimana Cr adalah chord length dari blade section pada setipa radius r/R

-

Sr merupakan maximum blades thicknes pada setiap radius r/r.

-

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 :

Dimana Yface dan Yback merupakan vertical ordinat dari titik-titik tersebut pada blade section (bagian face dan bagian back) terhadap pitch line. Tmax merupakan maximum blade thicknes, tte:tle merupakan ketebalan blade section pada bagian trailing edge serta leading edge. V1;V2 merupakan angka-angka yang ditabulasikan sebagai fungsi dari r/R dan P, dimana P sendiri merupakan koordinat non dimensional sepanjang pitch line dari posisi ketebalan maksimum ke trailing edge (P=-1)


33


Sehingga perhitungan propeller adalah sebagai berikut: PROPELLER Type

= Wegeningen B3-65

Diameter propeller(m) Db untuk AE/A0

= 0,65

Z Propeller

=3

= 2,63 m = 2630 mm

Dimensions of 3-bladed Wegeningen B-Series

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 dibawah ini : Jarak dari sumbu propeller (mm)

cr (mm)

ar (mm)

br (mm)

Sr (m)

0,2

263,000

930,538

573,211

325,688

0,0793

0,3

394,500

1043,935

637,844

365,377

0,0778

0,4

526,000

1139,667

682,660

398,883

0,0722

0,5

657,500

1208,047

704,291

422,816

0,0630

0,6

789,000

1245,656

695,076

484,560

0,0508

0,7

920,500

1235,399

649,820

547,282

0,0369

0,8

1052,000

1212,036

582,989

579,353

0,0236

0,9

1183,500

944,214

377,686

472,107

0,0091

1

1315,000

---

---

---

0,0000

r/R


34


R:

Radius propeller

r/R :

Rasio jarak tebal blade (pitch)

Z:

Jumlah blade

Cr :

Panjang antara trailling edge ke leading edge pada r/R

D:

Diameter propeller

AE/Ao :

Perbandingan luasan daun propeller dengan seluruh lingkaran propeller

ar :

Jarak antara generator line ke leading edge

br

Jarak maksimum tebal ke leading edge

:

t:

Tebal maksimum

s


35



36



37


Penggambaran Propeller -

Ordinat back trailling edge


38


-

Ordinat back leading edge

-

Ordinat face trailling edge

-

Ordinat face leading edge

Dari gambar distribusi pitch diatas, selanjutnya dibuat garis-garis yang memotong masing-masing elemen blade, dan dari garis tersebut dibuat garis tegak lurus dan diplotkan pada gambar expanded.


39


Untuk gambar developed dan projected diperoleh dengan memproyeksikan masingmasing panjang A, B, C, D, dan E berturut-turut untuk masinhg-masing r/R propeller. Sedangkan untuk gambar side view, diperoleh dengan memproyeksikan panjang garis F dan H.


40


BAB VI PERENCANAAN POROS DAN PERLENGKAPAN PROPELLER PERENCANAAN DIAMETER POROS PROPELLER Langkah-langkah perhitungan perencanaan poros propeller adalah: 1. Menghitung daya perencanaan 2. Menghitung kebutuhan torsi 3. Menghitung tegangan yang diijinkan 4. Menghitung diameter poros 5. Pemeriksaan Persyaratan (koreksi)

 5,1  = [(  )      ] , Langkah perhitungannya sebagai berikut: 1. Menghitung Daya Perencanaan Daya Poros SHP

= 1763,32

HP

= 1315,437

kW

Factor 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 = 1.2 Maka Daya Perencanaan : Pd = fc x SHP = 1,2 x 1315,437 = 1578,524 kW

2. Menghitung Kebutuhan Torsi T  9,74 10

5

 Pd     N 

dimana N adalah putaran propeller, dalam perencanaan ini putaran propeller didapatkan sebesar = 250 Rpm Pd = 1578,524 kW Sehingga: T = 9.74 x 105 x (1578,524 / 250 ) T = 6149929,753 kg/mm 3. Menghitung Tegangan Yang Diizinkan


41

Desain II : Tugas Propeller & Sistem Perporosan 

a 



b

 sf1



sf 2 

Dimana material poros yang digunakan dalam hal ini adalah S 42 MC, dengan memiliki harga: b = 58 kg/mm2 = 580 N/mm2

Sf 1 = 6 (untuk material baja karbon) Sf 2 = 1,3 – 3 , dalam perhitungan ini diambil nilai 1,5 Sehingga ;

 a

58 

6 x1,5



6,44

kg mm 2

KT = untuk beban kejutan/tumbukan, nilainya antara 1,5 – 3, diambil 2 Cb = diperkirakan adanya beban lentur,nilainya antara 1,2 – 2,3,diambil 2 4. Menghitung Diameter Poros 

Diameter Poros

=

 ,         

Ds = [ ( 5.1 /6.44) x 2 x 2 x 6149929,753 ]⅓ Ds = 278,3746896 mm Diambil 280 mm sebagai perencanaan,  Syarat  < a 

Tegangan yang Bekerja pada Poros (  )  =

,   

(kg/mm2)

= 1,43 kg/mm2

(Syarat Terpenuhi)

5. Pemeriksaan Persyaratan (Koreksi) Berdasarkan ABS Rules Part 4 Chapter 3 Section 2 Hlm 192

where: D = required solid shaft diameter, except hollow shaft; mm (mm, in) H = power at rated speed; kW (PS, hp) (1 PS = 735W; 1 hp = 746W) K = shaft design factor, see 4-3-2/Table 1 or 4-3-2/Table 2 R = rated speed rpm U = minimum specified ultimate tensile strength of shaft material (regardless of the actual minimum specified tensile strength of the material, the value of U used in these calculations is not to exceed that indicated in 4-3-2/Table 3; NURHADI SISWANTORO 210 100 006

42


Berdasarkan H=

1315,437 KW

K=

1,26

R=

250

U=

580

Ds’ =

RPM

199,71 dibulatkan menjadi 200 mm

Sehingga dari persyaratan harga Ds berdasarkan perhitungan telah memenuhi syarat ; 280 mm > 200 mm Ds  Ds’ Pemilihan diameter direncanakan antara range batas minimum dari peraturan BKI dan batasan maksimum hasil perhitungan , dengan demikian maka diameter poros berada pada range tersebut.

PERENCANAAN PERLENGKAPAN PROPELLER

Keterangan Gambar : Dba

= Diameter boss propeller pada bagian belakang ( m )

Dbf

= Diameter boss propeller pada bagian depan ( m )

Db

= Diameter boss propeller ( m ) = ( Dba + Dbf )/2

Lb

= Panjang boss propeller ( m )

LD

= Panjang bantalan duduk dari propeller ( m )

tR

= Tebal daun baling – baling ( cm )

tB

= Tebal poros boss propeller ( cm )

r F

= Jari – jari dari blade face ( m )

r B

= Jari – jari dari blade back ( m )

Boss Propeller 1. Diameter Boss Propeller


43


Db =

tr

2 x Dprop

=

2 x 280

=

560 mm

=

0.045 x Dprop

=

0.045 x 2630

=

118,35 mm

2. Diameter Boss Propeller terkecil (Dba) Dba/Db

= 0.85 s/d 0.9 diambil 0.85

Dba

= 0.85 x Db = 0.85 x 560 = 504 mm

3. Diameter Boss Propeller terbesar (Dbf) Dbf/Db Dbf

= 1.05



1.1 diambil 1.05

= 1.05 x Db = 1.05 x 560 = 588 mm

4. Panjang Boss Propeller (Lb) Lb/Ds Lb

= 1.8



2.4 diambil 2

= 2,4 x Ds =2,4 x 280 = 672 mm

5. Panjang Lubang Dalam Boss Propeller Ln/ Lb Ln

= 0.3 = 0.3 x Lb = 0.3 x 560 = 168 mm

tb/tr tb

= 0.75 = 0.75 x tr = 0.75 x 118,35 = 88,76 mm dibulatkan menjadi 89 mm

rf/tr

= 0.75

rf

= 0.75 x tr = 0.75 x 118,35 = 88,76 mm dibulatkan menjadi 89 mm

rb/tr rb

=1 = 1 x tr = 118,35 mm


44


Perencanaan Selubung Poros Sleeve atau selubung poros merupakan selongsong yang digunakan sebagai bantalan penumpu bearing untuk mengurangi gesekan bearing dengan poros juga sebagai seal untuk mencegah kebocoran minyak pelumas (jika digunakan pelumasan minyak) atau sebagai pencegah korosi akibat air laut jika digunakan pelumasan air. Ketebalan sleeve ditentukan sebagai berikut : s  0.03 Ds + 7.5  ( 0.03 x 280) +7.5  16 mm

(BKI, Volume 3, 2006) Maka tebal sleeve yang direncanakan adalah sebesar 16 mm. Bentuk Ujung Poros propeller 1. Panjang Konis Panjang konis atau Lb berkisar antara 1,8 sampai 2,4 diameter poros. Diambil Lb

= 2 Ds = 2,4 x 280 = 672 mm

2. Kemiringan Konis Biro Klasifikasi Indonesia menyarankan harga kemiringan konis berkisar antara 1/10 sampai 1/15 Lb. Diambil sebesar 1/12 Lb. 1/12 = x / Lb x

= 1/12 x Lb = 1/12 x 656 = 23.33 mm dibulatkan menjadi 24 mm (BKI, Volume 3, 2006)

3. Diameter Terkecil Ujung Konis Da

= Ds - 2x = 328 - ( 2 x 24) = 232 mm

4. Diameter Luar Pengikat Boss Biro Klasifikasi Indonesia menyarankan harga diameter luar pengikat boss atau Du tidak boleh kurang dari 60 % diameter poros. dn

= 60%. Ds = 0,6 x 280 = 168 mm (BKI, Volume 3, 2006)


45


Mur Pengikat Propeller 1. Diameter Luar Ulir(d) Menurut BKI Vol. III, diameter luar ulir(d)  diameter konis yang besar : d  0,6 x Ds d  0,6 x 280 d  168 mm Dalam hal ini d diambil 169 mm 2. Diameter Inti Dari sularso untuk diameter luar ulir >3 mm maka diameter inti adalah : di

= 0,8 x d = 135,2 mm diambil 135 mm

3. Diameter luar mur Do = 2 x d = 336 mm 4. Tebal/Tinggi Mur Dari sularso untuk ukuran standar tebal mur adalah 0,8~1 diameter luar ulir, diambil 0,8. sehingga: H

= 0,8 x d = 134,4 mm dibulatkan menjadi 135 mm

Perencanaan Pasak propeller Dalam menentukan dimensi dan spesifikasi pasak propeller yang diperlukan, berikut ini urutan perhitungannya : 1. Momen Torsi pada pasak Momen torsi (Mt) yang terjadi pada pasak yang direncanakan adalah sebagai berikut :

 60 = 2 75  dimana : Mt

= momen torsi (Kg.m)

DHP

= delivery horse power = 1727,362 HP

N

= putaran poros atau putaran propeller

Sehingga: Mt = 4951,04 Kg.m 2. Parameter Yang Dibutuhkan 

Diameter poros (Ds) = 288 mm



Panjang pasak (L) antara 0.75 –1.5 Ds dari buku DP dan PEM hal. 27 diambil 1.2 L = 1.2 x Ds = 1.2 x 280


46


= 336 mm L diambil 336 mm 

Lebar pasak (B) antara 25 % - 35 % dari diameter poros menurut buku DP dan PEM hal 27 (diambil 27 %) B

= 27 % x Ds = 27 % x 280 = 75,6 mm = 76 mm



Tebal pasak (t) t

= 1/6 x Ds = 1/6 x 280 = 46.67 mm dibulatkan menjadi 47 mm



Radius ujung pasak (R) R

= 0.125 x Ds = 0.125 x 280 = 35 mm

Bila momen rencana T ditekankan pada suatu diameter poros (Ds), maka gaya sentrifugal (F) yang terjadi pada permukaan poros adalah ; T = 9.74 x 105 x (Pd/N) T = 6149929,75 kg.mm

 = ,   F = 43928,06967 kg Sedangkan tegangan gesek yang diijinkan ( ka) untuk pemakaian umum pada poros diperoleh dengan membagi kekuatan tarik b 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 50 C dengan harga b = 58 kg/mm2. Sehingga ;

 ka

58 



6.1,5

6,44

kg mm 2

Sedangkan tegangan gesek yang terjadi pada pasak adalah ; F 

k





B. L

1,720240823 kg/mm2

karena k  ka maka pasak dengan diameter tersebut memenuhi persyaratan bahan. NURHADI SISWANTORO 210 100 006

47


Kedalaman alur pasak pada poros (t 1 )



t1 = 0, 5 x t t1 = 23,5 mm

Jari-Jari Pasak



Di ameter poros (Ds ) = 280 mm r5

= 5 mm

r4 > r3 > r2 > r1 r4

= 4 mm

r3

= 3 mm

r2

= 2 mm

r1

= 1 mm

r6

= 0,5 x B = 37,8 mm

Kopling Kopling yang direncanakan diesesuaikan dengan kopling gear box yang digunakan. Bahan material yang digunakan adalah S F 55 dengan kekuatan tarik sebesar 60 kg/mm2. Berikut ini perencanaannya.Jumlah Baut Kopling. Jumlah Kopling Direncanakan 8 buah baut. Ukuran Kopling 

panjang tirus (BKI) untuk kopling : lk = (1.25 – 1.5) x Ds diambil

lk = 1.3 x Ds = 1.3 x 280 = 364 mm



Kemiringan tirus : Untuk konis kopling yang tidak terlalu panjang maka direncanakan nilai terendahnya untuk menghitung kemiringan : x = (1/2 x 1/15) x lk


48


x = 12,13 mm = 14 mm 

Diameter terkecil ujung tirus : Da = Ds – 2 x Da = 280 – (2 x 14) = 252 mm



Diameter Lingkaran Baut yang Direncanakan Db

= 2.5 x Ds = 2.5 x 280 = 700 mm



Diameter luar kopling : Dout = (3 – 5.8) x Ds Diambil Dout

= 3 x Ds = 3 x 280 = 840 mm



Ketebalan flange kopling Berdasarkan BKI Volume III section 4 Sfl = 370 

Pw  Cw n D

= 29,81 mm Harga minimum diambil 29 mm. 

Panjang kopling : L = (2,5 s/d 5,5) x Ds x 0,5 diambil 4.2 L = 4.2 x 280 x 0.5 = 588 mm



Baut Pengikat Flens Kopling Berdasarkan BKI 2005 Volume III section 4D 4.2 Df = 16 x

Pw  10

6

n  D  z  Rm

Dimana : Pw

= 1578,524 kW

N

= 250 Rpm

Z

= Jumlah baut = 8 buah

Rm

= 568,4 N/m2

Maka : Df = 17,99 mm direncanakan df sebesar 18 mm. 

Mur Pengikat Flens Kopling a. Diameter luar mur


49


D0

= 2 xdiameter luar ulir (df) = 2 x 18 = 36 mm

b. Tinggi mur H = (0.8~1) x df = 1 x 18 = 18 mm Mur Pengikat Kopling Direncanakan dimensi mur pengikat kopling sama dengan dimensi mur pengikat propeller yaitu : a. menurut BKI 2006 diameter luar ulir(d)  diameter konis yang besar: d  0,6 x Ds d  0,6 x 280 d  168 mm Dalam hal ini d diambil 169 mm b. Diameter inti Dari sularso untuk diameter luar ulir >3 mm maka diameter inti adalah : di

= 0.8 x d = 0.8 x 168,5 =135,2 mm dibulatkan menjadi 136 mm

c.

Diameter luar mur Do = 2 x d = 2 x 169 = 338 mm

d. Tebal/tinggi mur Dari sularso untuk ukuran standar tebal mur adalah (0,8~1) diameter luar ulir, sehingga: H

= 0.8 x d = 0.8 x 169 = 135,2 mm dibulatkan menjadi 136 mm


50


PERENCANAAN PASAK KOPLING 

Bahan pasak yang digunakan adalah S 50 C dengan spesifikasi sebagai berikut ; = 58 kg/mm

b

Sfk1 = 6 Sfk2 = 1.5 

Tegangan geser yang diijinkan ( ka) ; ka =



 b

58 

sfk 1 xsfk 2

6.1,5



6,44

kg kg/mm2 mm2

Gaya tangensial permukaan poros (F) ; F=

T

0,5  Ds

, dimana : Ds = 280 mm

F = 46240,07 kg 

Lebar pasak ; B = (0.25 – 0.35 ) x Ds , diambil nilai 0.27 x Ds sehingga : B = 0.27 x 280 = 75,6 mm



Tegangan geser yang bekerja ( k) ; k =

F B  L

Dengan syarat ka L





k maka nilai L dapat diketahui sebagai berikut ;

94,91 mm

Syarat pasak (0.75 – 1.5) x Ds , dalam perhitungan ini diambil nilai ; L = 0.9 x Ds = 0.9 x 280= 252 mm 

Tebal pasak (T) ; t

= 1/6 x Ds = 1/6 x 280 = 46,7 mm



Radius ujung pasak (R) ; R = 0.125 x Ds = 0.125 x 280 = 35 mm


51


BAB VII PERENCANAAN STERN TUBE Jenis Pelumasan 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 :

Panjang Stern Tube Panjang tabung poros propeller

= Diambil 5 jarak gading = 3,4464 m

Tebal tabung

= (Ds/20)+(0.75x25.4) = 33,05 mm dibulatkan menjadi 36 mm

Perencanaan Bantalan Berdasarkan dari BKI vol. III Sec. IV. a.

Bahan bantalan yang digunakan adalah : Li g num Vi tae

b.

Panjang bantalan belakang =2 x Ds =2 x 280 = 560 mm

c.

Panjang bantalan depan

= 0.8 x Ds = 0.8 x 280 = 224 mm

d.

Tebal bantalan Menurut BKI 2006 tebal bantalan efektif adalah sebagai berikut :

t = 16,30 mm e.

Jarak maximum yang diijinkan antara bantalan Imax

= k1 x

Ds

Dimana , k1 = 300 (untuk pelumasan dengan air)

= 300 x √280 = 5019,960 mm f.

Rumah Bantalan (Bearing Bushing) a. Bahan Bushing Bearing yang digunakan adalah : manganese bronze b. Tebal Bushing Bearing ( tb ) tb = 0.18 x Ds


52


= 0.18 x 280 = 50,4 mm dibulatkan menjadi 51 mm STERN POST Berdasarkan BKI 2006 vol. II untuk kapal dengan panjang L 

Lebar = (1,4 Lpp) + 90



125 m, maka :

Lpp = 104 m

= 235,6 mm 

Tebal = (1.6 Lpp) + 15 = (1,6 x 104) + 15 = 181,4 mm


53


BAB VIII KESIMPULAN Dari perencanaan propeller dan sistem perporosannya dapat disimpulkan : 1. Jenis propeller yang digunakan disesuaikan dengan type kapal, konfigurasi sistem transmisi dan jenis motor penggeraknya. 2. Dalam pemilihan propeller, hubungan antara badan kapal dan propeller (hull ship and propeller interaction) harus diperhatikan dimana thrust yang dibutuhkan oleh kapal harus sama dengan thrust yang dihasilkan oleh propeller agar diperoleh kecepatan dinas. 3. Semakin besar diameter propeller maka semakin besar effisiensinya, begitu juga jika semakin besar ratio diskus (blade area ratio) effisiensi propeller akan meningkat pula. 4. Clearance antara boss propeller dengan stern post disesuaikan dengan panjang seal (pelumasan air), jika menggunakan pelumasan air laut maka harus dipertimbangkan berapakah panjang efektif sehingga diperoleh effisiensi propeller yang baik. 5. Terdapat dua jenis sistem pelumasan poros propeller (stern tube), yaitu pelumasan dengan minyak dan pelumasan dengan air laut. Pemilihan jenis pelumasan disesuaikan dengan kebutuhan dan pertimbangan teknis. 6. Pada pelumasan minyak, digunakan seal sebagai penyekat agar tidak terjadi kebocoran dan pada sistem pelumasan air laut tidak menggunakan seal tetapi menggunakan packing yang dipasang pada sekat belakang kamar mesin. 7. Diperlukan

poros

antara

(intermediate

shaft)

untuk

mempermudah

pemasangan/pelepasan dan perbaikan poros. 8. Konstruksi stern tube diusahakan sedemikian rupa sehingga dapat menahan stern tube bearing agar tidak bergeser. 9. Material dari stern tube disesuaikan dengan tipe pelumasannya. Pada perencanaan kopling, diameter dan jumlah baut kopling harus sesuai dengan diameter dan jumlah baut dari flens gearbox. 10. Umumnya terdapat dua jenis kopling yang digunakan pada sistem perporosan yaitu kopling flens kaku dan tempa. 11. Fungsi lubang pada bagian inti dari boss propeller adalah sebagai tempat penyimpanan cadangan pelumas (grease) yang digunakan untuk melumasan permukaan poros propeller dengan boss dan juga untuk menghindari terjadinya korosi akibat pengaruh air laut untuk pemakaian lama.


54

engine propeller matching.docx

Recommend Documents