laporan mv.paladin ver.2

8/6/2019 Laporan MV.palaDIN Ver.2

1/74

MV.PALADIN Laporan Desain II 2010

BAB 1

PENDAHULUAN

Propeller merupakan bentuk alat penggerak kapal yang paling umum digunakan dalam

menggerakkan kapal. Sebuah propeller yang digunakan dalam kapal mempunyai bagian daun

baling baling ( blade ) yang menjorok kearah tertentu dari hub atau bos. Bos ini dipasang pada

poros yang digerakkan oleh mesin penggerak utama kapal.

Sebuah kapal berjalan dengan menggunakan suatu daya dorong yang dalam istilahnya disebut

sebagai thrust. Daya dorong tersebut dihasilkan oleh suatu motor atau engine yang

ditransmisikan melalui suatu poros (sistem transmisi yang banyak digunakan) kemudian daya

tersebut disalurkan ke propeller. Daya dorong yang ditransmisikan tersebut dalam

menggerakkan kapal akan sangat dipengaruhi oleh bagaimana kita mendesain propeller itu

sendiri. Semakin baik desainnya baik dari segi bentuk, effisiensi, jumlah daun, dan lain

sebagainya maka akan semakin besar daya dorong yang akan dihasilkan.

Untuk mendesain propeller pertama-tama kita harus tahu dulu ukuran utama daripada kapal

yang akan ditentukan atau direncanakan propellernya tersebut. Kemudian dari data itu kitamenghitung tahanan total dari kapal. Dalam laporan ini metode yang digunakan untuk

menghitung tahanan total kapal adalah metode Harvald.

Langkah-Langkah Pengerjaan Tugas Gambar

1. Pemilihan motor penggerak utama

Perhitungan tahanan kapal.

Perhitungan daya motor penggerak utama kapal. Pemilihan motor penggerak utama kapal.

1. Perhitungan dan penentuan type propeler.

Perhitungan type propeller

Perhitungan kavitasi

Perhitungan dimensi gambar propeler

Rizky Firdaus 4208 100 085Page 1


2/74


1. Perhitungan dan penentuan sistem perporosan

Perhitungan diameter poros propeller Perhitungan perlengkapan propeller



3/74


BAB II

PERHITUNGAN DAYA KAPAL DAN PEMILIHAN MESIN INDUK

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 penggerak utama kapal.

3. Menentukan jenis dan type dari motor penggerak utama kapal.

2.1 PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL

Definisi dari tahanan kapal adalah gaya fluida yang bekerja pada kapal sedemikian rupa

sehingga melawan gerakan kapal tersebut. Pada perhitungan tahanan, pertama

ditentukan dulu koefisien masing-masing tahanan yang diperoleh dari diagram dan

tabel. Pedoman dalam perhitungan merujuk pada buku tahanan dan propulsi kapal

(Holtrop).

Untuk menentukan daya mesin kapal yang digunakan maka sebelumnya kita harus

menghitung tahanan kapal. Salah satu cara untuk menghitung tahanan kapal yaitu

dengan menggunakan metode HOLTROP. Hal ini dikarenakan kapal ini merupakan

kapal besar, dan lambat. Data-data yang diambil ialah nilai dari Fn < 0,2 yang

merupakan kapal lambat dan nilai dari L/B = 8,90 9,00 yang merupakan kapal besar.Tahanan total kapal adalah sebagai berikut :

Data utama kapal :

Nama : MV.PALADIN

Tipe : TANKER



4/74


Dimensi Utama kapal :

LPP : 134,12 meter

LWL : 139,48 meter

B : 22,8 meter

H : 10 meter

T : 7,341 meter

Cb : 0,751

Vs : 13,8 Knots

Rute Pelayaran : Surabaya Abu Dhabi

Radius pelayaran : 4140 Nautical mil

2.1.1. VOLUME DISPLASEMENT()

= Lwl x B x T x Cb wl

= 139,48 x 22,8 x 7,341 x 0,72

= 16858,68 m3

(Handout mata kuliah Teori Bangunan Kapal)

2.1.2. DISPLASEMENT KAPAL ()

= x air laut

= 16858,68 x 1,025

= 17280,15 ton

(Handout mata kuliah Teori Bangunan Kapal)



5/74


2.1.3. WETTED SURFACE AREA / LUASAN PERMUKAAN BASAH (S)

Luasan ini merupakan jumlah luasan kapal yang tercelup oleh air. Besar luasan tersebutadalah :

S = Lwl.(2T+B).Cm0,5.(0,453 + 0,4425Cbwl 0,2862Cm 0,003467 B/T + 0,3696Cwp)+ 2,38 ABT / Cbwl

S = 4044,07 m2

(An approximate power prediction method, page 1)

2.1.4. FROUD NUMBER (Fn)

Angka froud number berhubungan dengan kecepatan kapal. Semakin besar angka froud

maka semakin besar kecepatan kapal tersebut.

Fn =

=

= 0,18923

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

2.1.5. REYNOLDS NUMBER (Rn)

Angka Reynold juga berhubungan dengan kecepatan kapal. Namun berbeda dengan

angka froud, angka Reynold berbanding terbalik dengan kecepatan kapal. Selain itu,

angka Reynold juga berhubungan dengan tahanan gesek yang dialami kapal.

Untuk nilai viskositas standart air asin adalah pada suhu 150 adalah diasumsikan

sebagai berikut : (V)

V = 1,18831E-06

Rn =

)( LwlxVs


Lwlg

Vs

48.1398.9

8.13

x


6/74


Rn =

6-1.8831E

)48.1398.13( x

Rn = 8,232412777 x 108


2.1.6 KOEFISIEN TAHANAN GESEK (Cf)

a. berdasarkan ITTC-1957 diperoleh koefisien tahanan gesek :

Cf=0.075(log10Rn-2)2

Cf =0,001569

2.1.7. Menghitung Friction Resistance

Menghitung LR

LR adalah parameter panjang kapal terhadap kecepatannya. Dan di rumuskan

sebagai berikut :

LR = L(1-CP+0.06CPLCB/(4CP-1))



7/74


LR = 37,5408 m

Menentukan nilai Cstern sesuai dengan nilai yang ditentukan dari table berikut :

Cstern afterbody form

-25 barge shaped form

-10 V-shaped sections

0 normal shape of after body

10 U-shaped sections (with hogner stern)

Menghitung nilai C14

C14 = 1 + 0,011 Cstern

Karena bentuk After body dari kapal diasumsikan sebagai Normal Shape Of

After Body maka:

Cstern = 0

Sehingga nilai dari C14 adalah

C14 = 1 + 0,11Cstern

C14 = 1 Menghitung nilai ( 1+K1 ).

1 + k1 merupakan factor dari Viscous Resistance yang berhubungan dengan

bentuk kapal. Dan dirumuskan sebagai berikut :

(1+K1) = 0,93+0,487118 C14 (B/L)1.06806 (T/L)0.46106 (L/LR)0.121563

(L3/)0.36486 (1-CP)-0.604247

(1+k1) = 1,23030


Menghitung Friction Resistance menurut rumus ITCC (Rf).

RF(1+K1) = 0,5 salt waterV2 CF (1+k1) S

Rf(1+K1) = 195,8001 KN

2.1.8. Menghitung Apendages Resistance ( Tahanan Tambahan )



8/74


( 1+K2) -

Rudder = 1.5

Bossing = 2

Luas Permukaan basah tambahan ( SAPP )

D Boss = 0,12 x T

= 0,12 x 7,341 = 0,88092 m

S Boss = 1,5D2

= 1,5 x 3,14 x 0,880922 = 3,6551 m2

SKEMUDI = c1.c2.c3.c4(1,75.L.T/100)

SKEMUDI = 0,9 x 1 x 1 x 1 (1,75 x 139,48 x 7,341/100)

SKEMUDI = 16,12734 m2

Dengan ketentuan C1,C2,C3,C4 sebagai berikut :


Approximate 1+k2

values

1.5-3.0 rudder behind skeg

1.3-1.5 ruder behind stern

2.8 twin-screw balance rudders

3 shaft bracket

1.5-2.0 Skeg

3 strut bossing

2 hull bossing

2.0-4.0 Shafts

2.8 stabilizer fins

2.7 Dome

1.4 bilge keel


9/74


SAPP = SBOSS +SKEMUDI

SAPP = 3,6551 + 16,12734

SAPP = 19,7824 m2

type of appendageSAPP

1 + K2SAPP

(1+K2)m2

Rudder 18.05 1.50 27.075

Bossing 4.66 2.00 9.32

22.71 3.5 36.395

Menghitung Nilai (1+K2)eq dengan persamaan berikut :


c1 untuk faktor tipe kapal

1,0 untuk kapal umum1,7 untuk tug dan trawler

0,9 untuk kapal bulk carrier dan tanker dengandisplacement >50.000 ton

c2 untuk faktor tipe rudder

1,0 untuk kapal umum

0,9 semi spade rudder0,8 untuk double rudder

0,7 untuk high lift rudder

c3 untuk faktor profil rudder

1,0 untuk NACA-profil dan plat rudder

0,8 untuk hollow profil

c4 untuk rudder arrangement

1,0 untuk rudder in the propeller jet

1,5 untuk rudder outside the propeller jet


10/74


(1+K2)eq = (1+k2)SAPP/SAPP

= 31,5011 / 19,7824

= 1,5924

Menentukan nilai dari Appendages Resisstance (Rapp)

RAPP = 0,5 V2 SAPP (1+K2)eq CF

RAPP = 0,5 x 1,025 x 13,82 x 1,5924 x 0,0015647

RAPP =1,24 KN

2.1.9. Menentukan Wave Resistance (Rw).

Wave Resistance merupakan tahanan yang diakubatkan oleh gelombang air laut .

Fn = V / ( g x L )

= 13,8 / ( 9,8 x 139,48 )

= 0,18923

(Ship resistance and propulsion, page 8)

C7 = B/L

= 22,8 / 139,48

= 0,1634587


iE = 1 + 89 exp {-(L/B)0.80856 (1-CWP)0.30484 (1-CP-0,0225LCB)0.6367

(LR/B)0.34574 (100 /L3)0.16302}

= 27,63485




11/74


C1 = 2223105 C73.78613 (T/B)1.07961 (90-iE)-1.37566

= 2,33445


C3 = 0.56 ABT1.5 / { B T (0.31(ABT) +TF-hB)}

= 0,56 x 01.5 / { 20,25 x 8,285(0,31(0) +8,285 - 0)}

= 0


C2 = exp(-1,89(C3))

= exp(-1,89(0))

=1


C5 = 1-0.8 AT / (B T CM)

= 1- 0,8 x 0 / (22,8 x 7,341 x 0,987)

= 1


L/B = 139,48 / 22,8

= 6,117544

= 1,446 CP 0,03 L/B

= 1,446 x 0,73 0,03 x 139,48 / 22,8

= 0,8744


d = -0,9


C16 = 8,07981 CP 13,8673 CP2 + 6,984388 CP4



12/74


= 8,07981 x 0,73 13,8673 x 0,732 + 6,984388 x 0,733

= 1,2238(An approximate power prediction method, page 8)

m1 = 0,0140407 L/T 1,75254 1/3/L 4,79323 B/L - C16

= 0,0140407 139,48 / 7,341 - 1,75254 16858,681/3/ 127,92 4,79323 22,8 /

139,48 1,2238

= - 2,0627


L3/ = 139,483 / 16858,68

=160,974505

C15 = -1,6939


m2 = C15 CP2 exp (-0.1Fn-2)

= -1,6939 x 0,732 exp (-0,1 x 0,19561-2)

= -0,0555


RW-A0.4 = C1 C2 C5 g exp { m1 Fnd + m2 cos ( Fn-2) }

= 2,33445 x 1 x 1 x 16858,68 x 9,8 x 1,025 exp { - 2,0627 x

0,18923-0.9 +( -0,0555 cos(0,8744 x 0,189232) }

= 37,22414265 KN

2.1.10. Menghitung Tahanan Total

RT = RF (1+K1) + RAPP + RW + RB + RTR+ RA

= 195,8001 + 1,24 + 37,22414265 + 0 + 0 + 45,3771

= 279,64 kN



13/74


Dari nilai Rt diatas terdapat penambahan tahanan lagi dikarenakan rute pelayaran yang

akan dipilih,penambahan tahanan ini tergantung dari daerah rute pelayaran kita :

Jalur pelayaran Atlantik utara, ke timur, untuk musim panas 15% dan musim dingin

20%.

Jalur pelayaran Atlantik Utara, ke barat, untuk musim panas 20% dan musim dingin

30%.

Jalur pelayaran Pasifik, 15 - 30 %.

Jalur pelayaran Atlantik selatan dan Australia, 12 - 18 %

Jalur pelayaran Asia Timur, 15 - 20 %

Karena rute pelayaran kapal ini adalah Surabaya- Abu Dhabi yang termasuk Jalur

pelayaran Pasifik, 15 - 30 %. sehingga perlu penambahan tahanan sebesar 15%

dikarenakan kondisi perairan yang relative berombak, penambahan tahanan ini

dikarenakan pada saat Rt diatas hanya berlaku pada kondisi ideal saja misalnya dari

angin,gelombang,dan kedalaman air .

RT DINAS = ( 1 + 15%) RT

= ( 1 + 15%) 279,64

= 335,57 kN

2.2 PERHITUNGAN DAYA MESIN INDUK



14/74


Secara umum kapal yangbergerak di media air dengan kecepatan tertentu, maka akan

mengalami gaya hambat (resistance) yang berlawanan dengan arah gerak akapal 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.

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)

2.2.1 Menghitung Daya Effektive kapal (EHP)



15/74


Daya Efektif atau EHP adalah daya yang diperlukan untuk menggerakan kapal di air

atau untuk menerik kapal dengan kecepatan V. Perhitungan daya efektif kapal (EHP)

menurut buku "HARVALD, TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL,

EHP = Rt dinas x Vs

= 2347,77 KW

= 3192,07 HP

(Harvald 5.5.27, Tahanan dan Propulsi Kapal, hal 135)

2.2.2 Menghitung Daya Pada Tabung Poros Buritan Baling-baling (DHP)

Adalah daya yang diserap oleh propeller dari system perporosan atau daya yangdihantarkan oleh sistem perporosan ke propeller untuk diubah daya poros (trust).

a. Effisiensi Lambung ( h )

Menghitung Wake Friction ( w )Wake friction atau arus ikut merupakan perbandingan antara kecepatan kapaldengan kecepatan air yang menuju ke propeller. Dengan menggunakan rumusyang diberikan oleh Taylor ,maka didapat :w = 0,5Cb-0,05

= (0,5 x 0,751) 0,05= 0,3255

Menghitung Trust Deduction Factor (t).

t = k. w nilai k antara 0,7-0,9 dan diambil nilai k= 0,8

= 0,2604

Maka nilai Effisiensi Lambung (h).

h = (1-t)/(1-w)= (1-0,2604)/(1-0,3255)

= 1,0965

a. Efisiensi Relatif Rotatif (rr)

harga rr untuk kapal dengan propeller tipe single screw berkisar 1.0-1.1. (Principal

of Naval Architecture hal 152 ) pada perencanaan propeller dan tabung poros

propeller ini diambil harga :

rr = 1,05

b. Efisiensi Propulsi (o)



16/74


adalah open water efficiency yaitu efficiency dari propeller pada saat dilakukan

open water test.nilainya antara 40-70%, dan diambil :

o = 60%

c. Coeffisien Propulsif (Pc).

Pc = H x rr x o

= 1,0965 x 1,05 x 0,6

= 0,6908

maka,daya pada tabung poros baling-baling dihitung dari perbandingan antara daya

efektif dengan koefisien propulsif, yaitu :

DHP = EHP/Pc

= 4620,80 HP

2.2.1 Menghitung Daya Pada Poros Baling-baling.

Untuk kapal yang kamar mesinnya terletak di bagian belakang akan mengalami losses

sebesar 2%, sedangkan pada kapal yang kamar mesinnya pada daerah midship kapal

mengalami losses sebesar 3%.(Principal of Naval Architecture hal 131). Padaperencanaan ini, kamar mesin terletak dibagian belakang, sehingga losses yang terjadi

hanya 2%.

SHP = DHP/ sb

= 4620,8/0,98

= 4715,11 HP

2.2.2 Menghitung Daya penggerak Utama yang Diperlukan (BHP)

a) BHP scr

Besarnya daya mesin induk yang diperlukan pada perencanaan baling baling dabtabung poros ini tidak terlepas oleh adanya harga effisiensi sistem roda gigi transmisi

atau G . Adanya harga efisiensi sistem roda gigi transmisi ini karena direncanakan

pada hubungan sistem transmisi daya antar motor induk dengan poros propeller

terpasang roda gigi reduksi.

Sistem Roda gigi pada kapal in direncanakan menggunakan Gigi Redukksi Tunggal

atau single Reduction Gear dengan loss 2% untuk arah maju dan Gigi Pembalik atau

Reversing Gear dengan loss 1 %. Harga efisiensi sistem roda gigi transmisi atau G

dari setiap sistem adalah :



17/74


G Single Reduction Gears = 0,98

G Reversing Gears = 0,99


BHPscr = SHP/ G

= 4715,11 / 0,98

= 4811,33 HP

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

b) BHPmcrBHP (Brake Horse Power) yaitu daya yang didistribusikan untuk penggerak utama.Besarnya daya motor penggerak utama (BHP), adalah daya keluaran pada pelayaran

normal atau SCR (Srrvice Continue Rating), dimana besarnya adalah 90% dari dayakeluaran pada kondisi maksimum atau MCR (Maximum Continue Rating).Sedangkan daya keluaran pada kondisi maksimum (MCR) motor induk penggerakutama adalah :

BHPmcr = BHPscr / 0,9

= 4811.33 / 0,9

= 5345,93 HP

=3931,93 KW

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

2.2.1 Pemilihan Mesin Induk.

Pemilihan mesin induk (main angine) dilakukan setelah daya mesin penggerak utama

yang diperlukan diketahui melalui perhitungan menggunakan rumusan. Pertimbangan

dalam pemilihan mesin induk dapat dilakukan dengan optimalisasi segi teknik dan

ekonomi.Untuk segi teknis antara lain dimensi yang cukup, kehandalan, berat mesin

induk, unjuk kerja mesin, ukuran mesin induk dan masih banyak lagi seperti SFOC dansebagainya yang perlu pertimbangan. Sedangkan untuk faktor ekonomis antara lain

harga mesin induk, keawetan, spare part, bahan bakar, minyak pelumas serta

pelumasan. Adapun mengenai daya kerja dan putaran kerja yang sesuai dengan

perhitungan kondisi kapal dapat dilakukan dengan mengatur putaran kerja sehingga

diperoleh daya seperti yang telah ditentukan.

Daya yang diperkirakan. Factor kecepatan yang diinginkan

Jenis kontruksi sistemnya



18/74


Dari berbagai pertimbangan diatas, maka dalam perencanaan untuk MV.PALADINdipilih mesin induk sebagai berikut :



19/74


Keterangan :

Merek : MAN B&W

Jenis : Motor diesel 2 langkah

Tipe : L 42 MC

Jumlah silinder : 4

Bore : 420 mm

Stroke : 1360 mm

Karakteristik Daya

Daya : 3980 kW = 5411,28 HP

Putaran : 176 rad/menit

Spesifik Fuel Oil Consumption : 178 g/kWh atau 132 g/BHPh

Cylinder Oil Consumption : 0,7 g/kWh

Lubricating Oil Consumption : 0,15 g/kWh

Dimensi :

Panjang : 4406 mm

Lebar : 2460 mm

Tinggi : 6250 mm



20/74


BAB 3

PEMILIHAN PROPELLER DAN PEMERIKSAAN TERHADAP KAVITASI

3.1. Pemilihan Propeller.

Tujuan dari pemilihan type propeller adalah menentukan karakteristik propeller yang sesuai

dengan karakteristik badan kapal dan besarnya daya yang dibutuhkan sesuai dengankebutuhan misi kapal. Dengan diperolehnya karakteristik type propeller maka dapatditentukan efisiensi daya yang ditransmisikan oleh motor induk ke propeller. Langkah langkah dalam pemilihan type propeller :

1. Perhitungan dan pemilihan type propeller2. Perhitungan syarat kavitasi3. Design dan gambar type propeller

3.2. Propeller Design.

LANGKAH PENENTUAN DIAMETER PROPELLER.

1. PUTARAN PROPELLER (Np)

Putaran propeller didapatkan dari putaran main engine.

Np = 176 rpm

2. Wake Friction

Wake friction adalah perbedaan antara kecepatan kapal dengan kecepatan aliran air

yang menuju ke baling-baling, dimana perbedaan ini akan menghasilkan hargakoefisien arus ikut.

W = (0,5 x Cb) - 0,005

W = (0.5 x 0,751) 0,005

W = 0,326

3. Speed of Advance

Va = (1-w).Vs



21/74


Va = (1-0.326) x 13,8

Va = 9,1732 Knot

4. Power Absorbtion (Bp1)

Bp1 =

2/5

5.0.

AV

DHPN

Bp1 = 47,90084

Power absorbtion (Bp1) ini akan digunakan untuk menentukan besarnya P/D dan 1/J0melalui grafik Bp.

5. Pembacaan Grafik (Terlampir).

Pembacaan grafik Bp dilakukan untuk memperoleh nilai P/D dan 1/J0. sebelum

membaca grafik, terlebih dahulu dihitung nilai dari

Bp1739.0

, nilai inilah yang akan

menjadi patokan dalam pembacaan grafik.

Cara pembacaan grafik adalah dengan menarik garis lurus keatas dari nilai

Bp1739.0

yang sudah dihitung sampai memotong garis lengkung memanjang.

Kemudian dari perpotongan ini ditarik garis lurus horizontal sehingga diperoleh nilaiP/D. Untuk mengetahui nilai 1/J0 maka dari perpotongan tadi dibuat garis melengkung

yang serupa dengan garis melengkung yang terdekat.Nilai 1/J0 digunakan untuk menghitung koefisien advance (0) yang digunakan untukmenghitung diameter.

009875.0

/1 00

J=



22/74


6. Perbandingan Db dan Dmax (terlampir)

Nilai Db harus lebih kecil dari nilai Dmax.

Do = o (Va/N)

Db = 0,96 x D0

Dmax = 0,7 x T

Setelah syarat Db < Dmax terpenuhi, maka dari Db dapat dicari nilai dari b.

b = Db (N/Va)

Nilai b digunakan untuk menghitung nilai 1/Jb yang akan menjadi patokan dalam

pembacaan grafik Bp untuk mengetahui nilai dari P/Db dan effisiensi.

1/Jb = b x 0,009875



23/74


7. Effisiensi

Setelah nilai dari 1/Jb diketahui, maka pembacaan grafik Bp dapat dilakukan dengan

berpatokan pada nilai tersebut. Cara pembacaan grafik adalah dengan menarik garis

lengkung dari 1/Jb pada grafik menurut garis yang terdekat sampai memotong garis

lengkung. Kemudian dari perpotongan ini ditarik garis lurus horizontal sehingga

diperoleh nilai P/Db. Untuk mengetahui nilai dari propeller maka dari perpotongan

tadi ditarik garis lengkung sejajar dengan grafik effisiensi yang terdekat sehingga

didapatkan nya.

3.3. Perhitungan Kavitasi

Kavitasi adalah peristiwa munculnya gelembung gelembung uap air pada permukaan

daun propeller yang mana disebabkan oleh perbedaan tekanan yang besar pada tekanan

pada back dan tekanan yang terjadi pada face. Peristiwa kavitasi ini sangat merugikan bagi

propeller karena gelembung gelembung uap air yang muncul dapat bersifat korosif dan

mengikis permukaan daun propeller, sehingga mengakibatkan menurunnya effisiensi

propeller karena kerusakan pada propeller itu sendiri.

Perhitungan kavitasi sangat perlu dilakukan untuk memastikan bahwa propeller yang

dipakai bebas dari kerusakan yang disebabkan oleh proses kavitasi yang terjadi pada daun

propeller. Diagram yang digunakan dalam perhitungan kavitasi adalah diagram Burril.

Sebelum membaca diagram Burril.

LANGKAH PERHITUNGAN KAVITASI.

1. Ae dan Ap

Ao = D22Ae = Ao AeAo

Ap = Ad 1.067- 0.229 PD Ad = Ae

2. Vr2

Vr2 = Va2 + 0.7 n D2



24/74


3. Trust Deduction FactorT = EHP1-tVs

= 0,2604

4. C = TAp 0.5 Vr2

5. Pembacaan Grafik

Untuk membaca diagram Burrils terlebih dahulu dicari nilai dari 0,7R yang

merupakan patokan dalam pembacaan diagram Burril.

0,7R = (188,2 + (19,62 x 5,07)) / (Va2 + (4,836 x (N2) x (Db x 0,3048) 2))

Setelah nilai 0,7R diketahui, maka nilai c dapat diketahui dengan pembacaandiagram Burril. Cara pembacaan diagram adalah dengan menarik garis vertical



25/74


keatas pada nilai 0,7R sampai memotong garis putus putus yang kedua(Suggested upper limit for merchant ship propellers). Dari perpotongan ini maka

ditarik garis horizontal sehingga didapatkan nilai c. Suatu propeller dikatakan tidakmengalami kavitasi apabila :

c hitungan < c diagram.

Besarnya clearane propeller dapat diperoleh setelah perhitungan kavitasi dilakukan.

clearance prop = (Db x 0,3048) + (0,03 x Db x 0,3048) + (0,08 x Db x 0,3048)

clearance propeller akan terpenuhi apabila 0,7 T < clearance prop.

Akhirnya, pemilihan propeller dapat dilakukan dengan memilih type propeller yangclearance propellernya terpenuhi, tidak mengalami kavitasi, diameternya terpenuhi,dan yang memiliki effisiensi tertinggi.

Kesimpulan :


jadi, type propeller yang dipiih:

Type B4-55p 0.52

Db (ft) 13.07

Db (m) 3.98P/Db 0.74

Rpm Prop 176


26/74


BAB IV

ENGINE PROPELLER MATCHING

Langkah kedua setelah pemilihan type propeller adalah proses engine propeller matching.

Setelah dalam langkah sebelumnya didapatkan type propeller yang paling sesuai, maka

kemudian type propeller tersebut akan diperiksa apakah matching dengan mesin yang telah

dipilih ataukan tidak. Langkah-langkah mematchingkannya adalah seperti dibawah ini

Datal Awal

Data awal ini berasal dari perhitungan tahanan kapal.

t = 0,2604

w = 0,326

Vs = 13,6 knot 6,99638 m/s

air laut = 1,025 kg/m3

Data Propeller

Data propeller ini berasal dari type propeller yang telah dipilih.

Type Propeller = B4 55

propeller = 52 %

(P/D) = 0,74

Diameter (m) = 3,98

Rpm Propeller = 176

Tahanan total pada saat clean hull (lambung bersih, tanpa kerak)

Rt trial = 279,64 kN

1. Menghitung koefisien

Rt = 0,5 x x Ct x S x Vs2

(Suryo Widodo Adjie, Engine Propeller Matching)

Rt = xVs2 = Rt/Vs2



27/74


clean hull = 5712,86

2. Menghitung koefisien

22)1()1( xDxwxt

=

trial = 1,0457

(Suryo Widodo Adjie, Engine Propeller Matching)

3. Membuat kurva KT J

Sebelum membuat kurva Kt - J,dicari nilai KT terlebih dahulu dengan rumusan:

KT= x J2

Dimana nilai J untuk B4 100 berkisar antara nilai 0 - 1. Setelah itu dibuat tabel beriku

Tabel KT - J Clean Hull

J J2 KT clean hull

0 0,00 0,00

0,1 0,01 0,01

0,2 0,04 0,04

0,3 0,09 0,09

0,4 0,16 0,17

0,5 0,25 0,26

0,6 0,36 0,380,7 0,49 0,51

0,8 0,64 0,67

0,9 0,81 0,85

1 1,00 1,05

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



28/74


Lalu kurva KT - J tersebut diplotkan ke kurva open water propeller untuk mendapatkan titik

operasi propeller.

Pada langkah ini, dibutuhkan grafik open water test untuk propeller yang telah dipilih, yakni B4

100. Setelah itu dicari nilai masing-masing dari KT, 10KQ, dan behind the ship. Tentu saja

dengan berpatokan pada nilai P/Db yang telah didapat pada waktu pemilihan propeller.

Sehingga dari kurva open water B4 55 didapatkan data sebagai berikut :

P/Db 0,74

J KT 10 KQ

0,1 0,285 0,324 0,1390,2 0,255 0,297 0,273

0,3 0,22 0,266 0,396

0,4 0,183 0,231 0,503

0,5 0,142 0,193 0,588

0,6 0,1 0,15 0,632

0,7 0,055 0,104 0,585

0,8 0,008 0,053 0,187

Setelah didapatkan data diatas, maka nilai tersebut diplotkan ke dalam grafik bersama dengankurva KT - J yang telah didapat diawal.

PEMBACAAN GRAFIK PADA KURVA OPEN WATER B SERIES B4 55

Berdasarkan pembacaan grafik maka didapatkan hasil :

1. Titik operasi propeller pada kondisi trial :

J = 0,44

KT = 0,18

10KQ = 0,023

= 0,52

Dimana : J = Koefisien advance

KT = Koefisien gaya dorong

10KQ = Koefisien torsi



29/74


= Efisiensi propeller behind the ship

Dari harga J yang di dapat diatas kita dapat mengetahui harga n (putaran) propeller yangbekerja pada effisiensi tersebut.

n = Va / JxD

n = 2,6947585 rpsn = 161,69 rpm

sehingga dari putaran propeller tersebut dapat diketahui putaran mesin yang akan diinstalpada mesin sebagai berikut :

a. Torsi pada Mesin.

Q = (KQ x x Db5 x n2)

b. Daya Pada Tabung Poros Buritan Baling-baling (DHP)

DHP = Q x n x 2

c. Daya Pada Poros Baling-baling (SHP)

Untuk kapal yang kamar mesinnya terletak di bagian belakang akan mengalami

losses sebesar 2%, sedangkan pada kapal yang kamar mesinnya pada daerah

midship kapal mengalami losses sebesar 3%.(Principal of Naval Architecture

hal 131). Pada perencanaan ini, kamar mesin terletak dibagian belakang,

sehingga losses yang terjadi hanya 2%.

SHP = DHP/(sb)

d. Perhitungan daya penggerak utama (BHP)

1. g = 98% untuk single reduction gears

2. g = 99% reversing reduction gears

Karena jenis mesin adalah reversible engine dan dimana putaran Engine adalahputaran rendah, maka dalam perencanaan tidak memnggunakan Gear Box.

Sehingga nilai BHPscr = SHP

Setelah didapatkan berapa daya mesin yang baru maka kita bisa mengetahuiapakah propeller yang kita pakai sudah sesuai apa tidak dengan mesin yang kitagunakan yaitu dengan melakukan suatu perhitungan sebagai berikut :

Diketahui Spesifikasi Engine sebagai berikut :

1. Max Engine (HP) : 3980



30/74


2. Putaran Engine (rpm) : 176

3. Putaran Propeller (rpm) : 173,448

n-eng n-prop

n-propell

er Q DHP SHP BHPscr RPM BHPSCR

(rpm) (rpm) (rps) (kW) (kW) (kW) (%) (%)

0 0,00 0,000 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

10 10,00 0,1670,7764848

5 0,81 0,83 0,83 5,78 0,02

20 20,00 0,3333,1059393

9 6,50 6,63 6,63 11,56 0,15

30 30,00 0,5006,9883636

2 21,94 22,39 22,39 17,34 0,50

40 40,00 0,66712,423757

5 52,01 53,08 53,08 23,12 1,20

50 50,00 0,83319,412121

2 101,59 103,66 103,66 28,90 2,33

60 60,00 1,000

27,953454

5 175,55 179,13 179,13 34,68 4,03

70 70,00 1,16738,047757

5 278,76 284,45 284,45 40,46 6,41

80 80,00 1,33349,695030

2 416,11 424,61 424,61 46,24 9,56

90 90,00 1,50062,895272

6 592,47 604,56 604,56 52,02 13,62

100100,0

0 1,66777,648484

6 812,72 829,31 829,31 57,80 18,68

110110,0

0 1,83393,954666

4 1081,73 1103,81 1103,81 63,58 24,86

120120,0

0 2,000111,81381

8 1404,38 1433,04 1433,04 69,36 32,28

130130,0

0 2,167131,225939 1785,55 1821,99 1821,99 75,14 41,04

140140,0

0 2,333152,19103

2230,11 2275,62 2275,62 80,92 51,25

150150,0

0 2,500174,70909

2742,93 2798,91 2798,91 86,71 63,04

160160,0

0 2,667198,78012

1 3328,90 3396,84 3396,84 92,49 76,51

165168,2

0 2,803219,67719

1 3867,40 3946,33 3946,33 95,38 88,88

170170,0

0 2,833224,40412

1 3992,90 4074,39 4074,39 98,27 91,77

173173,0

0 2,883 232,39415 4208,04 4293,92 4293,92 100,00 96,71



31/74


n-eng n (propeller) BHP (kW) BHP (kW)n-

engine

(rpm) (rpm) (rps) % clean % rough hull % rpm

0 0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 010 10 0,17 5,68 0,70 0,02 0,72 0,02 10

20 20 0,33 11,36 5,59 0,14 5,76 0,14 20

30 30 0,50 17,05 18,86 0,47 19,42 0,49 30

40 40 0,67 22,73 44,70 1,12 46,04 1,16 40

50 50 0,83 28,41 87,31 2,19 89,93 2,26 50

60 60 1,00 34,09 150,87 3,79 155,40 3,90 60

70 70 1,17 39,77 239,57 6,02 246,76 6,20 70

80 80 1,33 45,45 357,62 8,99 368,34 9,25 80

90 90 1,50 51,14 509,18 12,79 524,46

13,1

8 90

100 100 1,67 56,82 698,47 17,55 719,4218,0

8 100

110 110 1,83 62,50 929,66 23,36 957,5524,0

6 110

120 120 2,00 68,18 1206,95 30,33 1243,1631,2

4 120

130 130 2,17 73,86 1534,54 38,56 1580,5739,7

1 130

140 140 2,33 79,55 1916,60 48,16 1974,1049,6

0 140

150 150 2,50 85,23 2357,33 59,23 2428,05

61,0

1 150



32/74


160 160 2,67 90,91 2860,93 71,88 2946,7674,0

4 160

176 176 2,93 100,00 3807,89 95,68 3922,1398,5

5173,44

8

a. Kurva EPM

Point Kondisi Margin Daya RPM%Daya % RPM

A Ideal No 2975,0 161,09 74,75 93,12

B Ideal Fouling 2975,0 160,50 74,75 92,77

C ServiceSeaMargin 3570,0 160,50 89,70 92,77

D ServiceEngineMargin 3927,0 160,50 98,67 92,77

Match Point 3927,0 160,5 98,67 91,19


Enginemargin

Sea mar in

Fooling


33/74


BAB V

GEOMETRI PROPELLER

Didalam melakukan perancangan propeller, pertama-tama yang harus dipahami adalahmengenai beberapa definisi yang mempunyai korelasi langsung terhadap perancangan tersebut(seperti yang ditunjukkan dalam gambar dibawah), 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 dariShafting System untuk

diubah menjadi Thrust Power (Pt).

Rate of Rotation (N), adalah putaran propeller.

Speed of Advance (Va), adalah Kecepatan aliran fluida pada disk propeller. Harga Va adalah

lebih rendah dari harga Vs (kecepatan servis kapal), yangmana hal ini secara umum disebabkan

olehfriction effects danflow displacement 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 chorddari masingmasing blade section, dsb. Dapat digunakan

tabel Wageningen B-Screw Series.



34/74


Penggambaran macam-macam dari bagian propeller dapat dilihat dan akan dijelaskan dalam

tabel wangeningen B-srew series berikut ini :

Dimana :

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

ar adalah jarak antara leading edge ke generator line pada setiap radius r/R

Sr adalah maximum blade thickness pada setiap radius r/R.

Pernyataan diatas dikutip dari Propeller Design By Bapak Suryo W. Adji yang ditampilkandibawah ini

Titik-titik koordinat yang dibutuhkan oleh profil dapat dihitung dengan formulasi yangdiberikan oleh Van Gent et al (1973) dan Van Oossanen (1974) adalah sebagai berikut :

Yang mana pernyataan dibawah ini yang dikutip dariPropeller Design By Bapak Suryo W. Adjiakan menjelaskan maksed dari rumusan yang dijelaskan diatas.

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



35/74


merupakan angka-angka yang ditabulasikan sebagai fungsi dari r/R dan P, dimana P sendirimerupakan koordinat non dimensional sepanjang pitch line dari posisi ketebalan maksimum ke

trailing edge (P=-1)

Tabel harga V1 yang digunakan dalam persamaan-persamaan Yface-Yback adalahsebagai berikut :



36/74


Tabel harga V2 yang digunakan dalam persamaan-persamaan Yface-Yback adalahsebagai berikut :



37/74


1.1. Perhitungan Gambar.

Dari perhitungan untuk mencari Y back dan Y face dapat diketahui nilainya sebagai berikut

KETERANGAN :

CL = Center Line

LE = Leading Edge

TE = Trailing Edge

Cr = chord lenght dari blade section pada setiap radius r/R

Ar = jarak antara LE ke CL pada setiap radius r/R

Br = jarak antara TE ke CL pada setiap radius r/R

Sr = maximum blade thicness pada setiap radius r/R

1. Berdasarkan formula (Cr.Z)/(D(Ae/Ao) maka kita akan meperoleh nilai Cr. Misalkanperhitungan pada r/R 0,4 maka Cr = (2,05 D x Ae/Ao)/Z.

Cr = (2,05 x 3980 x 0,55)/4= 1121,86 mm

2. Berdasarkan formula Ar/Cr = 0,601, maka kita akan memperoleh nilai Ar denganmemasukkan nilai Cr yang telah diperoleh pada perhitungan sebelumnya yaitu :

Ar = 0,601 x Cr

= 0,601 x 1121,86

= 674,24 mm



38/74


3. Untuk mencari nilai Br menggunakan formula Br/Cr = 0,35 maka kita akanmemperoleh nilai Br dengan memasukkan nilai Cr yang telah diperoleh pada

perhitungan diatas yaitu

Br = 0,35 x Cr

= 0,35 x 1121,86

= 392,65 mm

4. Untuk mencari nilai ketebalan maksimum kita menggunakan formula Sr/D = Ar-BrZ,dimana dengan nilai-nilai yang telah kita peroleh diatas maka kita akan mendapatkannilai Sr dengan algoritma sebagai berikut :

Sr = D(Ar-BrZ)

= 112,24 mm

5. Untuk memperoleh panjang bagian trailing edge maka kita mendapatkan nilai tersebutdengan mengurangkan nilai dari Cr dengan Ar yaitu sbb :

Cr Ar = 1121,86 674,24

= 447,62 mm

CL - LE CL - TE



39/74


PANJANG TOTAL (LE TE) LE TEBAL MAX.TEBAL MAX

1.1.1. Perhitungan Trailing Edge.

a. Perhitungan Y face.

Yface = V1(tmax tte).

Maka Y face pada bagian 20% panjang trailing edge adalah Nilai V1 pada tabel

trailing edge yang bernilai negatif dikalikan dengan nilai ketebalan maksimum

pada r/R 0,3 adalah :

Y face = (0,0033 x 0,1289)

= 0,00043

Dengan perhitungan yang sama maka dapat diketahui nilai-nilai panjang Y facepada Trailing Edge sebagai berikut :



40/74


b. Perhitungan Y back.

Yback = (V1 + V2) (tmax tte)

Maka Y face pada bagian 20% panjang trailing edge adalah Nilai V1 ditanbahV2 pada tabel trailing edge yang bernilai negatif dikalikan dengan nilaiketebalan maksimum pada r/R 0,3 adalah :

Y back = (0,9583 + 0,0033) x 0,1289

= 0,124

Dengan perhitungan yang sama maka dapat diketahui nilai-nilai panjang Y

back pada Trailing Edge sebagai berikut :

1.1.1. Perhitungan Leading Edge.



41/74


a. Perhitungan Y face

Yface = V1(tmax tle).

Maka Y face pada bagian 20% panjang trailing edge adalah Nilai V1 pada tabel

trailing edge yang bernilai positif dikalikan dengan nilai ketebalan maksimum

pada r/R 0,3 adalah :

Y face = 0,0027 x 0,1289

= 0,00035

Dengan perhitungan yang sama maka dapat diketahui nilai-nilai panjang Y face

pada Leading Edge sebagai berikut :

b. Perhitungan Y back.

Y back = (V1 + V2) (tmax tle)

Maka Y face pada bagian 20% panjang trailing edge adalah Nilai V1 ditanbahV2 pada tabel trailing edge yang bernilai positif dikalikan dengan nilai

ketebalan maksimum pada r/R 0,3 adalah :

Y back = (0,975 + 0,0027) x 0,1289

= 0,12608

Dengan perhitungan yang sama maka dapat diketahui nilai-nilai panjang Y face

pada Leading Edge sebagai berikut :



42/74


1.1.1. Distribusi Pitch.

D : 3980 mm

P/D : 0,74

P : 2945,2 mm

P/2 : 468,981 mm

r/R %Ho/2n Ordinat Gambar

0,167 80,00%

375,184

7 375,18

0,2 82,20%385,502

3 385,50

0,3 88,70%415,986

1 415,99

0,4 95%445,531

8 445,53

0,5 99,20% 465,229 465,23

0,6 100%468,980

9 468,98

0,7 100%468,980

9 468,98

0,8 100%

468,980

9 468,98

0,9 100%468,980

9 468,98

Gambar distribution pitch



43/74


1.1.2. Desain Gambar

Expanded

Projected and Developed



44/74


BAB VI

BAB VI

PERENCANAAN POROS DAN PERLENGKAPAN PROPELLER

6.1.Perencanaan Diameter Poros Propeller.

Langkah-langkah perhitungan perencanaan poros propeller :

1. Menghitung daya perencanaan

2. Menghitung kebutuhan torsi

3. Menghitung tegangan yang diijinkan

4. Menghitung diameter poros

5. Pemeriksaan Persyaratan (koreksi)

Perencanaaan diameter poros propeller menurut buku Elemen Mesin Soelarso adalahdiformulasikan sebagai berikut:

Ds=5,1a x Kt x Cb x T13 , mm

Langkah perhitungan :

1. Menghitung Daya Perencanaan

Daya Poros

SHP = 3980,00 HP

= 2967,886 kW

Factor Koreksi Daya :

a. fc = 1,2 2,0 (Daya maksimum)

b. fc = 0,8 1,2 (Daya rata-rata)



45/74


c. fc = 1,0 1,5 (Daya normal)

Diambil fc = 1,2

Maka Daya Perencanaan :

Pd = fc x SHP

= 1,2 x 2967,886

= 3561,463 kW

Dipilih BHP agar kekuatan poros dapat menahan beban saat mesin berputar dalamkeadaan MCR.

2. Menghitung Kebutuhan Torsi

59,74 10Pd

TN

=

dimana N adalah putaran propeller, dalam perencanaan ini putaran propeller didapatkan

sebesar = 176 Rpm

Pd = 3561,463 Kw

Sehingga:

T=9,74 x 105 x 3561,463176

T=19709461,118

T=1,97 x 107 Kg.mm

3. Menghitung Tegangan Yang Diizinkan

( )1 2

ba

sf sf

=



46/74


Dimana material poros yang digunakan dalam hal ini adalah S 55 C-D, dengan

memiliki harga:

b = 72 kg/mm = 720 N/mm2

Sf1 = 6 (untuk material baja karbon)

Sf2 = 1,3 3 , dalam perhitungan ini diambil nilai 2

Sehingga ;

265.26

72

mmkg

xa ==

KT = untuk beban kejutan/tumbukan, nilainya antara 1,5 3, diambil 1.5

Cb = diperkirakan adanya beban lentur,nilainya antara 1,2 2,3,diambil 1.6

4. Menghitung Diameter Poros.

a. Factor koreksi tegangan / momen puntir :

i. Beban Halus = 1

ii.Sedikit Kejutan = 1 1,5iii.Kejutan / Tumbukan = 1,5 3

Diambil = 1,5.

b. Factor koreksi beban lentur / bending momen :

i. Bila dianggap tidak ada lenturan = 1

ii.Bila dianggap ada lenturan = 1,2 2,3

Diambil = 1,6.

c. Diameter Poros.

Ds= 5,1a x Kt x Cb x T13

Ds= 5,16 x 1,5 x 1,6 x 19709461,11813

Ds= 342,585 mm



47/74


Diambil 380 mm sebagai perencanaan,

d. Pemeriksaan Persyaratan.

< a

Tegangan yang Bekerja pada Poros ( )

= 5,1 x TDs3 (kg/mm2)

= 5,1 x 19709461,1183803

= 1.832 kg/mm2 (Syarat Terpenuhi)

e. Pemeriksaan persyaratan Koreksi.

Persyaratan Diameter poros menurut ABS adalah sebagai berikut :

Berdasarkan ABS Rules Part 4 Chapter 2, tentang diameter poros adalah ;

Maka:

D=100 x 1.26 x 3 560600 x 160 , mm

Ds'=292 mm

Dimana :

D = Diameter poros hasil perhitungan (mm)

H = Daya BHP (Kw)K = Faktor desain poros

R = Putaran mesin (rpm)

U = Spesifikasi minimum kekuatan lentur dari material poros



48/74


6.1. 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 )

rF = Jari jari dari blade face ( m )

rB = Jari jari dari blade back ( m )



49/74


6.1.1. Boss Propeller.

ItemMaterial

RemarksManganes

e Bronze

Ni Al

Bronze Cast Iron

BossDimension

Lb/Ds 1.8 to 2.4 1.8 to 2.4 1.8 to 2.6 Db/Ds 1.8 to 2.0 1.8 to 2.0 1.8 to 2.4

Dba/Db0.85 to

0.900.85 to

0.900.85 to

0.90

Dbf/Db1.05 to

1.101.05 to

1.101.05 to

1.10Ln/Lb 0,3 0,3 0,3 Maximum

Valuetb/tr 0,75 0,75 0,75 Minimum

value ifrecressed

rf/tr 0,75 0,75 0,75

rb/tr 0,75 0,75 0,75ZeroRake

rb/tr 1 1 115 degRake

Tipthickness

ratio(before

rounding)

t(T/D) 0,0035 0,003 0,0065 Screw D> 10 ft

t(T/D) 0,004 0,0035 0,0075Scew D 10 ft

t(e/d) 0,0015 0,0015 0,0025

Scew D


50/74


Maka, jika dalam perencanaan ini menggunakan poros propeller dengan

bahan NiAl Bronze maka nilainya.

Db = 2.0 x Ds

= 2.0 x 380

= 760 mm

Tr = 0,045 x Dprop

= 0,045 x 3980

= 179,1 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 760

= 646

3. Diameter Boss Propeller terbesar (Dbf)

Dbf/Db = 1,05

1,1 diambil 1,05

Dbf = 1,05 x 760

= 798 mm diambil 800 mm

4. Panjang Boss Propeller (Lb)

Lb/Ds = 1,8 2,4 diambil 2.4

Lb = 2.4 x Ds

= 2.4 x 380

= 912 mm diambil dalam perencanaan 1000 mm

5. Panjang Lubang Dalam Boss Propeller

Ln/ Lb = 0,3



51/74


Ln = 0,3 x Lb

= 0,3 x 1000

= 300 mm

tb/tr = 0,75

tb = 0,75 x tr

= 0,75 x 179,1

= 134,325 mm diambil dalam perencanaan 130 mm

rf/tr = 0,75

rf = 0,75 x tr

= 0,75 x 179,1


rb/tr = 1

rb = 1 x tr

= 1 x 179,1


(T. Obrien , The Design Of Marine Screw Propeller)

6.1.1. Perencanaan Selubung Poros.

Sleeve atau selubung poros merupakan selongsong yang digunakan sebagai

bantalan penumpu bearing untuk mengurangi gesekan bearing dengan poros jugasebagai seal untuk mencegah kebocoran minyak pelumas (jika digunakan

pelumasan minyak) atau sebagai pencegah korosi akibat air laut jika digunakanpelumasan air. Ketebalan sleeve ditentukan sebagai berikut :

s 0,03 Ds + 7,5

( 0,03 x 380 ) + 7,5

18,9 mm diambil dalam perencanaan 19 mm

(BKI, Volume 3, 2006)



52/74


6.1.2. Perencanaan Bentuk Ujung Poros Propeller

1. Panjang Konis

Panjang konis atau Lb berkisar antara 1,8 sampai 2,4 diameter poros. DiambilLb = 2,4.

Lb = 2,4 Ds

Lb = 2,4 x Ds

= 2,4 x 380

= 912 mm

2. Kemiringan Konis

Biro Klasifikasi Indonesia menyarankan harga kemiringan konis berkisar

antara 1/10 sampai 1/15. Diambil sebesar 1/12

1/12 = 2x / Lb

2 x = 1/12 x Lb

x = 1/12 x x 912

x = 38 mm

. (BKI, Volume 3, 2006)

3. Diameter Terkecil Ujung Konis (Da)

Da = Ds - 2x

= 544 - ( 2 x 38)


(T. Obrien , The Design Of Marine Screw Propeller)

6.1.1. Mur Pengikat Propeller

1. Diameter Luar Ulir



53/74


Menurut BKI Vol. III, diameter luar ulir(d) diameter konis yang besar :

D 0,6 x DsD 0,6 x 380

D 228 mm diambil dalam perencanaan 240 mm

2. Diameter inti

Di = 0,8 x D

= 0,8 x 228

= 192 mm diambil dlam perencanaan 200 mm

3. Diameter luar mur

Do = 2 x D

= 2 x 228

= 480 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

= 0,8 x 228

= 192 mm diambil dlam perencanaan 200 mm

6.1.1. Perencanaan Pasak propeller



54/74


Dasar perancanaan pasak diambil dari buku Dasar Perencanaan dan Pemilihan

Elemen Mesin Ir. Soelarso Ms.Me. 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 :

Mt= DHP x 75 x 602 x N

dimana :

Mt = momen torsi (Kg.m)

DHP = delivery horse power = 4620,8 HP

N = putaran poros atau putaran propeller

Sehingga:

Mt= 4620,8x 75 x 602 x 176

Mt= 18812,987 kg m

2. Panjang pasak(L) antara 0,751,5 Ds dari buku DP dan PEM hal. 27 diambil

1.2

L = 1.5 x Ds

= 1.5 x 380

= 456 mm

L diambil dalam perencanaan 460 mm

3. Lebar pasak(B) antara 25 % - 30 % dari diameter poros menurut buku DP

dan PEM hal 27 (diambil 27 %)

B = 27 % x Ds

= 27 % x 380




55/74


4. Tebal pasak (t)

t = 1/6 x Ds= 1/6 x 380

= 63.33 mm diambil dalam perencanaan 65 mm

5. Radius ujung pasak (R)

R = 0,125 x Ds

= 0,125 x 380

= 47,5 mm diambil dalamperencanaan 48 mm

6. Luas Bidang geser.

A = 0,25 x Ds2

= 0,25 x (380)2

= 36100 mm2

7. Gaya Sentrifugal.

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 3561,463176

T=19709461,118

T=1,97 x 107

F= T0,5 x Ds

F= 19709461,1180,5 x 380

F= 103734,006 kg



56/74


Sedangkan tegangan gesek yang diijinkan ( ka) untuk pemakaian umum pada poros

diperoleh dengan membagi kekuatan tarikb dengan faktor keamanan (Sf1 x Sf2),

sedang harga untuk Sf umumnya telah ditentukan ;

Sf1 = umumnya diambil 6 (material baja)

Sf2 = 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 Sf2 =

1,5. Bahan pasak digunakan S 50 C dengan harga b = 62 kg/mm2.

Sehingga ;

289.665,1

62

mmkg

xka ==

Sedangkan tegangan gesek yang terjadi pada pasak adalah ;

189,2460103

006,103734

.=

==

LB

Fk

kg/mm2

karena k


57/74


r5 = mm

r4 > r3 > r2 > r1

r4 = 6 mm

r3 = 5 mm

r2 = 4 mm

r1 = 3 mm

r6 = 0,5 x B

= 51,5 mm

6.1.1. Perencanaan Kopling.

Kopling yang direncanakan diesesuaikan dengan poros engine yang digunakan.

Bahan material yang digunakan adalahS 55 Cd engan kekuatan tarik sebesar 60

kg/mm2. Berikut ini perencanaannya.Jumlah Baut Kopling.



58/74


1. panjang tirus (BKI) untuk kopling :

lk = (1,25 1,5) x Ds

diambil lk = 1,3 x Ds

lk = 1,3 x 380 = 494 mm diambil dalam perencanaan 500 mm

2. Kemiringan tirus :

Untuk konis kopling yang tidak terlalu panjang maka direncanakan nilai

terendahnya untuk menghitung kemiringan :

2x = 1/12 x lk

X = x1/12 x 494

X = 16,67 mm

3. Diameter terkecil ujung tirus :

Da = Ds 2 x

Da = 380 (2 x 16,67)

Da = 346,67 mm

4. Diameter Lingkaran Baut yang Direncanakan

Db = 2,5 x Ds

= 2,5 x 380

= 950 mm

5. Diameter luar kopling :

Dout = (3 5,8) x Ds

Diambil Dout = 3 x Ds

= 3 x 380

= 1140 mm



59/74


6. Ketebalan flange kopling

Berdasarkan BKI Volume III section 4

Sfl =

370Pw Cw

n D

950176

0.653561,463370

=


Harga minimum diambil 42 mm.

7. Panjang kopling :

L = (2,5 s/d 5,5) x Ds x 0,5 diambil 4,2

L = 4,2 x 0,5 x 380


8. Baut Pengikat Flens Kopling

Berdasarkan BKI 2005 Volume III section 4D 4.2

Df = 16 x

RmzDn

Pw

610

Dimana :

Pw =

3561,463

kW

N = 176 Rpm

Z = Jumlah baut = 11 buah

Rm = 607,6 N/m2 ( Bahan yang digunakan adalah S 55-C)



60/74


Maka :

Df =

6,60711950176

10.463,561316

6

= 26,075 mm diambil dalam perencanaan sebesar 30 mm

9. Mur Pengikat Flens Kopling

a. Diameter luar mur

D0 = 2 xdiameter luar ulir (df)

= 2 x 30

= 60 mm diambil dalam perencanaan sebesar

100 mm

b. Tinggi mur

H = (0,8~1) x df = 1 x 30

= 30 mm

6.1.1. Perencanaan Pasak Kopling.

1. Diameter Tengah Konis Propeller.

Dsa = (Ds + Da)/2

= (346,667 + 380)/2

= 363,33 mm

2. Bahan Pasak



61/74


Bahan pasak yang digunakan adalah S 55 C dengan spesifikasi sebagai

berikut ;

b = 62 kg/mm

3. Tegangan Geser ( ka)

Factor keamanan untuk tegangan geser yang diizinkan.

Sfk1 = 6 untuk material baja.

Sfk2 = 1,3-3 diambil 1,5

ka =

2

21

89.65,16

62

mmkg

xxsfksfk

b ==

4. Gaya Tangaensial Pada Permukaan poros.

F =

0,5

T

Ds

, dimana : Ds = 380 mm

T = 19709461,1

F =

kgx

006,103734

380.5,0

10.9,1 7=

5. Lebar pasak ;

B = (0,25 0,35 ) x Ds , diambil nilai 0,25 x Ds sehingga :

B = 0,27 x 380 = 102,6 mm



62/74


6. Tegangan geser yang bekerja (k) ;

k =F

B L

6,89 =

L.6,102

006,103734

Dengan syarat ka

kmaka nilai L dapat diketahui sebagai berikut ;

6,89

L6,102006,103734

L

174,21 mm

Syarat pasak (0,75 1,5) x Ds , dalam perhitungan ini diambil nilai ;

L = 0,9 x Ds

= 0,9 x 380


Sehingga panjang pasak diambil = 408 mm

7. Tebal pasak (T) ;

t = 1/6 x Ds

= 1/6 x 380




63/74


8. Radius ujung pasak (R) ;

R = 0,0125 x Ds

= 0,0125 x 380

= 4,75 mm

9. Penampang pasak ;

A = B x t

= 102,6 x 63,3

= 6494,58 mm2

10.Kedalaman alur pasak pada poros (t1)

t1 = 50 % x t

= 50 % x 63,3

= 31,65 mm

11.Kedalaman alur pasak pada naf (t2) ;

t2 = t t1 = 63,3 31,65 mm

= 31,65 mm



64/74


BAB 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 minyak. Perencanaan stern tube adalah sebagai berikut :

1.1. Perencanaan Panjang Tabung poros.

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 :

Panjang tabung poros propeller = 4 x jarak gading

= 4 x 600

= 2400 mm

1.2. Perencanaan Tebal Tabung Poros.

T =

+

4

4,253

20

Ds

=

+

4

4,253

20

380x


1.3.Perencanaan Stern Post

1. Lebar = (1,4 Lpp) + 90 Lpp = 134,12 m

= (1,4 x 134,12) + 90

= 277,768 mm, diambil dalam perencanaan 278 mm

2. Tebal = (1,6 L) + 15



65/74


= (1,6 x 134,12) + 15

= 216,092 mm, diambil dalam perencanaan 216 mm1.4.Perencanaan Bantalan.

1. Bahan bantalan yang digunakan adalah : Lignum Vitae

2. Panjang bantalan belakang =2 x Ds

= 2 x 380

= 760 mm

3. Panjang bantalan depan = 0,8 x Ds

= 0,8x 380

= 304 mm

4. Tebal bantalan

Menurut BKI III 1988 tebal bantalan efektif adalah sebagai berikut :

B =

175,330

Ds

=

175,330

380x

= 40,217 mm 41 mm

5. Jarak maximum yang diijinkan antara bantalan

Imax = k1 x

Ds

Dimana , k1 = 450 (untuk pelumasan dengan minyak)



66/74


= 450 x

380

= 8772,115 mm diambil dalam perencanaan 1400

mm

6. Rumah Bantalan (Bearing Bushing)

a. Bahan Bushing Bearing yang digunakan adalah : manganese

bronze

b. Tebal Bushing Bearing ( tb )

tb = 0,18 x Ds

= 0,18 x 380

= 68,4 mm

7. Perencanaan Guard

Perencanaan gambar untuk guard adalah sebagai berikut :

Panjang guard =304,5 mm

Tebal guard = 16 mm

8. Perencanaan Inlet dan Outlet Pipe.



67/74


Sistem sirkulasi minyak pelumas berdasarkan gaya

gravitasi, saluran inlet pipe pada stern tube dan outlet pipe

direncanakan satu buah dengan diameter luar pipa sebesar 30

mm.



68/74


DAFTAR PUSTAKA

1. Harvald, A, Tahanan dan Propulsi Kapal, 1988, Airlangga Press, Surabaya

2. Lammern, Van, Resistance Propulsion and Steering of Ship.

3. Sularso. Suga, Kiyokatsu. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, 2002, PT.Pradya Paramita, Jakarta.

4. Widodo Adji, Suryo, Propeller Design, 1999, Teknik Sistem Perkapalan, Surabaya.

5. Widodo Adji, Suryo, Engine Propeller Matching Prosedure, 1999, Teknik Sistem Perkapalan,Surabaya.

6. OBrien. T.P, The Design of Marine Screw Propeller

7. Edwar V. Lewis. Principles of Naval Architecture.

8. BKI 1988 Volume III



69/74


LAMPIRAN

1. Perhitungan Pemilihan Propeller

Jenis

Prop.

BHPscr

(HP)

N (RPM) RasioG/B N (RPM) w Vs (knot)

B3-35 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B3-50 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B3-65 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B3-80 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B4-40 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B4-55 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B4-70 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B4-85 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B4-100 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B5-45 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B5-60 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B5-75 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B5-90 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

B5-105 4811,33 176 1,000 176 0,326 13,6

Jenis

Prop. Va (knot) Bp1 0,1739.Bp1 P/D0 1/J0 0

B3-35 9,1732 47,900835 1,20 0,64 2,69 272,405063

B3-50 9,1732 47,900835 1,20 0,65 2,67 270,379747

B3-65 9,1732 47,900835 1,20 0,685 2,6 263,291139

B3-80 9,1732 47,900835 1,20 0,74 2,49 252,151899

B4-40 9,1732 47,900835 1,20 0,68 2,57 260,253165

B4-55 9,1732 47,900835 1,20 0,68 2,58 261,265823

B4-70 9,1732 47,900835 1,20 0,71 2,54 257,21519

B4-85 9,1732 47,900835 1,20 0,75 2,45 248,101266



70/74


B4-100 9,1732 47,900835 1,20 0,81 2,36 238,987342

B5-45 9,1732 47,900835 1,20 0,720 2,47 250,126582

B5-60 9,1732 47,900835 1,20 0,710 2,49 252,151899

B5-75 9,1732 47,900835 1,20 0,730 2,475 250,632911

B5-90 9,1732 47,900835 1,20 0,760 2,415 244,556962

B5-105 9,1732 47,900835 1,20 0,805 2,34 236,962025

JenisProp.

D0 (ft) Db (ft) Db (m)Dmax

(m)Db

laporan mv.paladin ver.2

Documents