Desain II-42121105021-Stevan Manuky Putra

TUGAS DESIGN II (ME 091318) PERANCANGAN PROPELLER & POROSSTEVAN MANUKY PUTRA (4212 105 021)

Perhitungan Tahanan Kapal dengan Metode HARVALD

INPUT PARAMETER DESIGNLpp : 196.250 meter Cwp = (0,248+0,778*Cbwl)Lwl : 202.138 meter 0.83928B : 27.400 meter Fn = Vs/(gxLwl)^0.5H : 16.400 meter = 0.176T : 10.990 meter Rn = (VsxLwl)/υCb : 0.770 = 1330481275.8

Vs : 15.2 knots 0.000001188

7.819 m/sCbwl : 0.760 ▼= Lwl x B x T x CbwlCp : 0.780 = 46260.331 m³Cm : 0.989 ∆ = Lwl x B x T x Cbwl x ρLcb : 4.382 didepan midship = 47416.839 tonRadius : 800 mil laut ρ = 1.025 ton/m³lama : 2.80 hariTujuan : Singapura - Surabaya

DETAIL PERHITUNGANa. Perhitungan Tahanan Kapal1 PERHITUNGAN VOLUME DISPLACEMENT (▼)

▼= Lwl x B x T x Cbwl

= 46260.331

2 PERHITUNGAN DISPLACEMENT ( ∆ )ρ = 1.025 ton/m^3

1025 kg/m^3∆ = Lwl x B x T x Cbwl x ρ

= 47416.839 ton

3 LUAS PERMUKAAN BASAH (S)berdasarkan versi rumus Mumford (HARVALD 5.5.31, TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL) hal 133)

S = 1.025 Lpp (CbxB+1.7T)

= 8002.197

4 MENENTUKAN HARGA BILANGAN FROUDE DAN ANGKA REYNOULDVs = 15.2 knot 1 knot = 0.51444 m/s

= 7.819 m/s υ = 0.000001188

g = 9.8 m/s^2sehingga :

Fn = Vs/(gxLwl)^0.5 Rn = (VsxLwl)/υ= 0.176 = 1330481275.75758

5 MENCARI Cf dari DIAGRAMkoefisien tahanan gesek didapat dari rumusan :

Cf = 0.075/(logRn-2)^2 (HARVALD 5.5.14,TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL,hal 119)= 0.001478

6 MENENTUKAN HARGA Cr Dari DIAGRAMtahanan sisa kapal dapat ditentukan melalui diagram Guldhammer-Harvald dengan rumussebagai berikut :

Lwl/▼^1/3 = 5.631koefisien presmatik (φ)= Cb/β

β = (0,08*CB)+0,93= 0.9916sehingga : (φ)= 0.777 untuk mencari Cr pada diagram koef tahanan sisa

Fn= 0.176 untuk mencari Cr pada diagram koef tahanan sisa

υ (15o)=

m3

m2

pada suhu 150

dalam hal ini tidak ada koreksi anggota badan kapal yg meliputi daun kemudi, lunas bilga, boss baling-baling, dan poros baling-baling, karena permukaan basah anggota badan kapal relatif kecil, sehingga dapat diabaikan.

dari interpolasi diagram pada diagram Guldhammer-harvald diperoleh :

L/V^1/3 10^3 CR4 1.30

4.5 1.005 0.90

5.5 0.806 0.70

6.5 0.607 0.50

7.5 0.458 0.40

Dari persamaan y= -0.2083x + 1.9889 maka didapat nilai Cr1 yaitu: 0.00081598= 0.82

a. Bentuk Badan KapalKarena bentuk badan kapal yang ada standart, maka tidak ada koreksi.

b. Rasio B/TKarena diagram tersebut dibuat berdasarkan rasio lebar-sarat B/T = 2.5 maka harga Cr untuk kapal yang mempunyai rasio lebar-sarat lebih besar atau lebih kecil daripada harga tersebut

B/T = 2.49

0.814893 Cr = { Cr+(0,16*(B/T-2,5)) / 1000 }

Cr2 = 0.000814893

c. Adanya penyimpangan LCBLCB dari Tugas Rencana Garis adalah LCB : e% = 2.200% di depan midship

Ldisp = 199.194 metere%*Ldisp= 4.382 meter

PROPULSI KAPAL hal. 130, gambar 5.5.15

1.80% 3.585 m di depan midship

karena letak LCB kapal di depan LCb standart maka harus dilakukan koreksi, sbb :∆ LCB = LCB-LCBstandart

= 2.22%-1.8%= 0.42%

= 0.8150

0.0008150 (HARVALD)

d. Anggota badan Kapaldalam hal ini yang perlu dikoreksi adalah boss baling-baling :untuk kapal penuh Cr dinaikkan sebesar 3-5%, diambil 5%, sehingga :

Cr4 = (1+5%)*Cr

= 0.00085564

7 TAHANAN TAMBAHANdari perhitungan awal diperoleh displacement kapal sebesar = 47416.839 ton

Interpolasi Ca

Displasement LOG Disp

1000 3 0.610000 4 0.4

100000 5 0

harus dikoreksi, sesuai pada buku TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL SV. AA HARVALD hal. 119

103Cr2 =

Penentuan LCB standart dalam % dengan acuan grafik LCB Standart, buku TAHANAN DAN

LCB Std =

103CR = 103CR(standart)+(d103CR/dLCB)*∆LCB

dimana CR(standart) didapat dari diagram 5.5.16

CR3 =

Dengan menginterpolasi data displacement pada buku TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL hal. 132 yaitu maka didapat tahanan tambahan yaitu :

103 Ca

2 3 4 5 6 7 8 90.00

0.50

1.00

1.50

f(x) = − 0.208333333333333 x + 1.98888888888889

Chart Title

INTERPOLASI

Linear (IN-TERPOLASI)

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5

-0.8

-0.4

0

0.4

0.8

f(x) = − 0.4 x + 1.9

INTERPOLASI

Interpolasi

Linear (In-terpolasi)

1000000 6 -0.647416.84 4.676 0.0296269588

Sehingga : Ca = 0.00002962696Ca = { (-0,4*LOG Disp+1,9)/1000 }

8 TAHANAN UDARAKarena data mengenai angin dalam perancangan kapal tidak diketahui maka disarankan untuk mengoreksi koefisien tahanan udara (HARVALD 5.5.26 hal 132)

Caa = 0.00007

9 TAHANAN KEMUDIberdasarkan HARVALD 5.5.27 hal. 132 koreksi untuk tahanan kemudi mungkin sekitar :

Cas = 0.00004

10 MENGHITUNG TAHANAN TOTAL KAPALKoefisien tahanan total kapal atau Ct, dapat ditentukan dengan menjumlahkan seluruh koefisien - koefisien tahanan kapal yang ada :

Cf + Cr + Ca + Cas

= 0.0024031Maka Ct = 0.0024731

Caa

= 0.00007

= 602.592 kN

= 0.000528015459 kN

= 602.592 kN

Rt (dinas) = (1+15%)*RT= 692.981 KN

Perhitungan Daya Motor Penggerak Utama

1. MENGHITUNG DAYA EFEKTIF KAPAL (EHP)

1 HP = 0.7457 kWEHP = Rtdinas x Vs EHP = Rttrial x Vs

= 5418.76 KW = 4711.96 KW= 7266.67 HP = 6318.85 HP

2. MENGHITUNG DAYA PADA TABUNG POROS BURITAN BALING-BALING (DHP)

DHP = EHP/Pc Dimana, Pc = ηH x ηrr x ηo

CTair =

CTudara =

Rtair = Ctair x 0.5 x ρ airlaut x Vs2 x S

Rtudara = Ctudara x 0.5 x ρ udara x Vs2 x luasan kompartemen bagian depan

Dalam hal ini tahanan total masih dalam pelayaran percobaan, untuk kondisi rata-rata pelayaran dinas harus diberikan kelonggaran tambahan pada tahanan dan daya efektif. Kelonggaran rata-rata untuk pelayaran dinas disebut sea margin/service margin. Untuk rute pelayaran Surabaya-Biak sea marginnya adalah sebesar 15-20%.

RT total = RT udara + RT air

Daya Efektif atau EHP adalah daya yang diperlukan untuk menggerakkan kapal di air atau untuk menarik kapal dengan kecepatan v. Perhitungan daya efektif kapal (EHP) menurut buku HARVARD,TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL, 6.2.1 hal. 135 sebagai berikut :

Adalah daya yang diserap oleh propeller dari sistem perporosan atau daya yang dihantarkan oleh sistem perporosan ke propeller untuk diubah menjadi daya dorong (thrust )

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5

-0.8

-0.4

0

0.4

0.8

f(x) = − 0.4 x + 1.9

INTERPOLASI

Interpolasi


(1-t)/(1-w)–. Menghitung Wake Friction (w)

w = 0.5Cb-0.05

= (0.5 x 0.77) - 0.05= 0.34

–. Menghitung Thrust Deduction Factor (t)nilai t dapat dicari dari nilai w yang telah diketahui yaitu

t = k.w nilai k antara 0.7-0.9 dan diambil nilai k = 0.85

= 0.8 x 0,32 (Principal of Naval Architecture hal 158 )= 0.285

(1-t)/(1-w)= 1.076

b. Efisiensi Relatif Rotatif (ηrr)

ηrr = 1.05

c. Efisiensi Propulsi (ηo)

ηo= 50%

d. Coeffisien Propulsif (Pc)Pc = ηH x ηrr x ηo

= 1.076 x 1.05 x 0.50= 0.5647

DHP = EHP/Pc THP = EHP / ηH= 12868.86 Hp = 6756.15 Hp

= 9596.31 Kw = 5038.06 Kw

3. MENGHITUNG DAYA PADA POROS BALING-BALING (SHP)

SHP = DHP/ηsηb= 13131.49 HP = 9792.15 Kw

4. MENGHITUNG DAYA PENGGERAK UTAMA YANG DIPERLUKANa. BHPscr

BHPscr = SHP/ηG= 13399.48 HP= 9991.99 kw

b. BHPmcr

daya BHPscr diambil 85%BHPmcr = BHPscr/0,85

= 15764.09 HP= 11755.28 KW

a. Effisiensi lambung ( ηH ) ηH =

Wake friction atau arus ikut merupakan perbandingan antara kecepatan kapal dengan kecepatan air yang menuju ke propeller. Dengan menggunakan rumus yang diberikan oleh Taylor ,maka didapat :

( Resistance,Propulsion and Steering of Ships, Van Lammeren, hal178 )

maka, ηH =

harga ηrr 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 :

adalah open water efficiency yaitu efficiency dari propeller pada saat dilakukan open water test.nilainya antara 40-70%, dan diambil :

maka,daya pada tabung poros baling-baling dihitung dari perbandingan antara daya efektif dengan koefisien propulsif, yaitu :

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%

Adanya pengaruh effisiensi roda sistem gigi transmisi (ηG), pada tugas ini memakai sistem roda gigi reduksi tunggal atau single reduction gears dengan loss 2% untuk arah maju sehingga ηG = 0,98

HP mcr adalah daya output dari motor penggerak keluaran pabrik (Maximum Continuous Rating = 100%) . dimana besarnya 80% - 85%, maka daya yang diambil sebesar 85%. Sehingga cukup dengan daya 85% dari MCR kapal dapat bergerak dengan kecepatan (vs)

Pemilihan Motor Induk & Gear Box

Adapun data-data utama motor induk ini antara lain :MesinJenis : MAN B&WType : L 70MC-CCylinder : 2 StrokesDaya Max : 10480 kW

: 14054Jml.Sylinder : 4Bore : 700 mmPiston Stroke : 2360 mmRPM : 91 RPMMEP : 19 barSFOC : 172

Data-data dimensi utama motor induk yang dipilih yaitu :Dimensi Panjang : 6591 mmLebar : 3842 mm Tinggi : 11623 mmA : 1323 mmB : 3842 mmE : 1190 mmH1 : 11225 mmH2 : 10500 mmH3 : 10300 mmH4 : mmLmin : 6591 mmDry masses in tons : 396 ton

kW HpBHP (MCR) 10480.0 BHP (MCR) 14053.9BHP (SCR) 8908 BHP (SCR) 11945.822717SHP 8908 SHP 11946DHP 8729.8 DHP 11706.9

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

2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5

-0.8

-0.4

0

0.4

0.8

f(x) = − 0.4 x + 1.9

INTERPOLASI

Interpolasi


Pemilihan Motor Induk & Gear Box

Adapun data-data utama motor induk ini antara lain :

Mesin

Jenis : MAN B&W WARTSILA WARTSILA

Type : L 70MC-C RT-flex60C RT-flex60C

Cylinder : 2 Strokes 2 Strokes 2 Strokes

Daya Max : 12440 kW 12100 kW 12100 kW

: 16682 16226 16226

Jml.Sylinder : 4

Bore : 700 mm 600 mm 600 mm

Piston Stroke : 2360 mm 2250 mm 2250 mm

RPM : 108 RPM 114 RPM 114 RPM

MEP : 19 bar 20 bar 20 bar

SFOC : 172 170 170

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

MesinJenis : MAN B&WType : L 70MC-CCylinder : 2 StrokesDaya Max : 10480 kW

: 14054Jml.Sylinder : 4Bore : 700 mmPiston Strok : 2360 mmRPM : 91 RPMMEP : 19 barSFOC : 172

Data-data dimensi utama motor induk yang dipilih yaitu :Dimensi Panjang : 6591 mmLebar : 3842 mm Tinggi : ### mmA : 1323 mmB : 3842 mmE : 1190 mmH1 : 11225 mmH2 : 10500 mmH3 : 10300 mmH4 : mmLmin : 6591 mmDry masses in tons : 396 ton

PERHITUNGAN PROPELLER

Y max propeller = 0,7 x T = 5.11 Va = (1-w).VsD.propeller yang diperbolehkan = D.maxpropeller (D) -0,08D = 2.69 Va = 10.108 knot

= 5.200 m/s

BP - δ DiagramPertama -tama yang dilakukan adalah memprediksi seri berapa saja yang digunakan unutk design propeller, dan dipilih seri B3, B4, dan B5

Untuk mendapatkan nilai dari Bp1, maka dibutuhkan nilai dari advance speed (Va) sebesar = 9.18 knot

Setelah menentukannya, maka langkah selanjutnya adalah mendapatkan nilai Bp1 dengan rumus sebagai berikut :dan didapatkan nilai Bp1 sebesar = 60.41615 dengan nilai dari P adalah nilai dari DHP

Untuk mendapatkan nilai-nilai yang terdapat pada Diagram Wegningen B-Series, maka dilakukan perhitungan sebagai berikut :0,1739.√Bp1 didapatkan nilai sebesar 1.17

Jenis Prop. DHP (HP) N (RPM) N.Prop (RPM) w Vs (knot) Va (knot) Bp1 0,1739.√Bp1 B3-35 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35B3-50 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35B3-65 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35B3-80 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35

B4-40 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35B4-55 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35B4-70 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35B4-85 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35

B4-100 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35

B5-45 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35B5-60 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35B5-75 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35

Bp1 = N x P^ 0.5 / Va^2.5

B5-90 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35B5-105 12868.8585 173 173 0.335 13.5 10.108 60.41614804 1.35

Memotongkan nilai BP1 dengan optimum line, dan didapatkan nilai dari P/Do dan 1/JoUntuk mendapatkan nilai dari δo, maka digunakan rumus : 1/Jo / 0,009875

Setelah mendapatkan nilai dari δo, maka langkah selanjutnya adalah mendapatkan nilai dari Do dengan persamaanUntuk nilai Do dalam british unit (ft), maka Va dalam (knot) dan N dalam rpm.Besarnya Db tergantung dari jumlah propeller yang dipakai

Untuk Single-Screw Propeller Db = 0.96 DoUntuk Twin-Screw Propeller Db = 0.98 DoSehingga, untuk kapal ini yang menggunakan single-screw propeller.

Di dapatkan nilai dari Db yang memenuhi adalah jenis B4-70 , B4-85, B4-100, B5-45, B5-60, B5-75, B5-90, dan B5-105.

Jenis Prop.B3-35 0.67 2.43 246.0759493671 14.38 13.66 4.16 2.69 Coba LagiB3-50 0.67 2.42 245.0632911392 14.32 13.60 4.15 2.69 Coba LagiB3-65 0.7 2.35 237.9746835443 13.90 13.21 4.03 2.69 Coba LagiB3-80 0.73 2.25 227.8481012658 13.31 12.65 3.85 2.69 Coba Lagi

B4-40 0.71 2.31 233.9240506329 13.67 12.98 3.96 2.69 Coba LagiB4-55 0.72 2.31 233.9240506329 13.67 12.98 3.96 2.69 Coba LagiB4-70 0.73 2.25 227.8481012658 13.31 12.65 3.85 2.69 Coba LagiB4-85 0.77 2.21 223.7974683544 13.08 12.42 3.79 2.69 Coba Lagi

B4-100 0.84 2.14 216.7088607595 12.66 12.03 3.67 2.69 Coba Lagi

B5-45 0.710 2.22 224.8101265823 13.14 12.48 3.80 2.69 Coba LagiB5-60 0.740 2.25 227.8481012658 13.31 12.65 3.85 2.69 Coba LagiB5-75 0.740 2.24 226.835443038 13.25 12.59 3.84 2.69 Coba Lagi

catatan : dalam hal ini harus diperhitungkan/dipertimbangkan pula diameter maksimal propeller yang bisa dipasang, dimana nilai dari D.max = Y / 1,08. Y adalah nilai dari 0,6~0,7 x T.

P/D0 1/J0 δ0 D0 (ft) Db (ft) Db (m) Dmax (m) Db < Dmax

B5-90 0.780 2.18 220.7594936709 12.90 12.25 3.73 2.69 Coba LagiB5-105 0.830 2.12 214.6835443038 12.54 11.92 3.63 2.69 Coba Lagi

Untuk mendapatkan nilai δb, didapatkan melalui persamaan :

Lalu didapatkan nilai 1/Jb memelalui persamaan sebagai berikut : δb x 0,009875Memotongkan kembali nilai Bp1 dengan 1/Jb, didapatkan nilai P/Db serta η.

Menghitung nilai Ao, Ad, dan Ae

nilai dari Ad = Ae

Jenis Prop. η Ae/Ao Ao Ae Ad = Ae Va (m/s)B3-35 233.7721519 2.31 0.684 0.59 0.35 146.45137926 51.25798274 51.25798274 5.195512B3-50 232.8101266 2.30 0.68 0.525 0.5 145.24849828 50.8369744 50.8369744 5.195512B3-65 226.0759494 2.23 0.72 0.553 0.65 136.96722077 47.93852727 47.93852727 5.195512B3-80 216.4556962 2.14 0.77 0.530 0.8 125.55845272 43.94545845 43.94545845 5.195512

B4-40 222.2278481 2.19 0.730 0.57 0.4 132.34418955 46.32046634 46.32046634 5.195512B4-55 222.2278481 2.19 0.730 0.57 0.55 132.34418955 46.32046634 46.32046634 5.195512B4-70 216.4556962 2.14 0.780 0.565 0.7 125.55845272 43.94545845 43.94545845 5.195512B4-85 212.6075949 2.10 0.780 0.545 0.85 121.13383486 42.3968422 42.3968422 5.195512

B4-100 205.8734177 2.03 0.810 0.53 1 113.58172644 39.75360425 39.75360425 5.195512

B5-45 213.5696203 2.11 0.780 0.554 0.45 122.23254882 42.78139209 42.78139209 5.195512B5-60 216.4556962 2.14 0.770 0.560 0.60 125.55845272 43.94545845 43.94545845 5.195512

Karena yang memenuhi syarat diameter hanya beberapa jenis di atas, maka untuk perhitungan selanjutnnya dilakukan hanya terhadap jenis-jenis propeller diatas.

Nilai dari Ae/Ao bergantung dari propeller yang dipilih, jika yang dipilih adalah B4-85, maka nilai dari Ae/Ao = 0,85dalam ft2

dalam ft2

δb 1/Jb P/Db

B5-75 215.4936709 2.13 0.810 0.565 0.75 124.44485776 43.55570021 43.55570021 5.195512B5-90 209.721519 2.07 0.820 0.548 0.90 117.86745496 41.25360924 41.25360924 5.195512

B5-105 203.9493671 2.01 0.860 0.535 1.05 111.46862418 39.01401846 39.01401846 5.195512

Menghitung Ap

(Principles naval architecture, hal 181, pers 59)

Menghitung Vr, τc, σ0,7R dan menentukan terjadinya kavitasi atau tidak

(Tahanan dan propulsi kapal, hal 199)T = Thrust of Propeller = Rt / (1-t) =

(Principles naval architecture, hal 181) T = 968.8655379 kN

(Principles naval architecture, hal 181, pers 61)

h = Jarak sarat air dengan centerline propellerh = 7.3 - 2.4 = 4.9 m

Jenis Prop. Ap (m^2) N (rps) Vr^2 T (kN) Τc hitungan σ 0.7R Tc burril Kavitasi ?B3-35 46.6634222 2.8833333 723.1369154667 968.87 0.06 0.39 0.18 Tidak KavitasiB3-50 46.32671803 2.8833333 717.419128007 968.87 0.06 0.40 0.18 Tidak KavitasiB3-65 43.24630422 2.8833333 678.0548139292 968.87 0.07 0.42 0.19 Tidak KavitasiB3-80 39.14090148 2.8833333 623.8242524563 968.87 0.08 0.46 0.19 Tidak Kavitasi

B4-40 41.68054523 2.8833333 656.0796472802 968.87 0.07 0.43 0.18 Tidak KavitasiB4-55 41.68054523 2.8833333 656.0796472802 968.87 0.07 0.43 0.18 Tidak KavitasiB4-70 39.04026638 2.8833333 623.8242524563 968.87 0.08 0.46 0.19 Tidak KavitasiB4-85 37.66450667 2.8833333 602.7922260068 968.87 0.09 0.47 0.19 Tidak Kavitasi

B4-100 35.04319969 2.8833333 566.8939521623 968.87 0.10 0.50 0.20 Tidak Kavitasi

dalam ft2

Vr2=Va2+(0.7+π×n×D )2

Tc=T

Ap×0,5×ρ×(Vr )2

σ 0 .7R=188 ,2+19 ,62h

Va2+( 4 ,836 xn2 xD2)

B5-45 38.0061331 2.8833333 608.0148648617 968.87 0.08 0.47 0.19 Tidak KavitasiB5-60 39.14090148 2.8833333 623.8242524563 968.87 0.08 0.46 0.19 Tidak KavitasiB5-75 38.3947853 2.8833333 618.5308780864 968.87 0.08 0.46 0.19 Tidak KavitasiB5-90 36.27099831 2.8833333 587.2657804721 968.87 0.09 0.48 0.19 Tidak Kavitasi

B5-105 33.9445369 2.8833333 556.8495090373 968.87 0.10 0.51 0.20 Tidak Kavitasi

nilai σ0,7R ini digunakan untuk mengetahui nilai angka kavitasi pada diagram burill. Dipotongkan dengan kurva merchant ship propeller.

1. Diameter propeller yg dipilih harus kurang dari diameter max2. Tidak terjadi kavitasi pada propeller3. propeller yang dipilih mempunyai efisiensi yang paling bagus.

Sehingga didapatkan kesimpulan, propeller yang dipilih adalah:type B4-70Db 3.50 m

P/Db 0.780ηp 0.570n 173 Rpm

Korelasi besarnya daya Main Engine dengan effisiensi propeller behind the ship

Perhitungan efective horse power t= 0.5 Cp - 0.12

EHP= 7266.67 hp = 0.27

karena besarnya angka kavitasi dari hasil perhitungan lebih kecil dari angka kavitasi dari hasil pembacaan pada grafik buril maka tidak terjadi kavitasi

Dengan mempertimbangkan Perhitungan kavitasi ini di coba dihitung untuk semua tipe propeller, dan ketentuan untuk mengambil keputusan mana propeller yang di pakai adalah :

Dengan diketahuinya nilai efisiensi propeller yang baru maka dapat dikoreksi kembali besarnya kebutuhan daya motor penggerak utama.

Perhitungan koefisien propulsif

a. Efisiensi lambung (ηH) t = 0.27

(1-t)/(1-w) w = 0.335= 1.097744 Sv.Aa.Harvald, Tahanan dan Propulsi Kapal; hal.136

b. Efisiensi relatif rotatif (ηrr)

ηrr= 1.05

c. efisiensi propeller (ηp)

ηp = 0.570

d. koefisien propulsif (PC)

PC= ηrr x ηp x ηH

= 0.657

Perhitungan delivered horse power (DHP)

DHP = EHP/PC

= 11060.38 hp

Perhitungan daya pada poros baling-baling, shaft horse power(SHP)

SHP= DHP/ηsηb Sv.Aa.Harvald, Tahanan dan Propulsi Kapal; hal.257

= 11286.11 hp

Perhitunngan daya penggerak utama

daya pada perhitungan ini adalah daya untuk bergerak maju, maka :

BHPscr = SHP/ηg

= 11286.11 hp

ηH =

Pada kapal dengan menggunakan single screw, nilai efisiensi relatif rotatif berkisar antara 1.02 - 1.05 perencanaan ini efisiensi relatif rotatifnya

efisiensi propulsif adalah efisiensi yang dihitung dengan mengalikan harga efisiensi lambung, efisiensi propeller, dan efisiensi relatif rotatif.

Kerugian transmisi poros umumnya diambil diambil sekitar 2% untuk kamar mesin di belakang, dan 3% untuk kamar mesin di tengah.

Pada perhitungan daya penggerak utama kapal, harga efisiensi reduction gears, maka tidak dipengaruhi oleh gear box. Tetapi tetap ada efisiensi yang kita hitung karena reversing pada engine.

BHPmcr = BHPmcr/0.85 p = 0.746 kW

= 13277.77 hp 9901.23 kW

Dengan demikian kebutuhan daya masih dapat dipenuhi oleh main engine yang dipilih diatas.

SeriesDiameterP/D

ENGINE PROPELLER MATCHING

Data Propellertype B4-70Db 3.50 m

P/Db 0.780ηp 0.570n 173.000 Rpm

Data MesinJenis : MAN B&WType : S 35MCCylinder : 2 StrokesDaya Max : 2960 kW

3969.4247 HPJml.Sylinder : 4Bore : 350 mmPiston Stroke : 1400 mmRPM : 173 RPMMEP : 76.254079 bar

Data yang didapatkan dari perhitungan sebelumnya602.59 kN

ρ = 1025.000692.98 kN

###

S = 8002.20 J

Vs = 13.50 Knot7.819 m/s 0 0.00 0.00

T = 968.8655379 kN 0.1 0.01 0.02

t = 0.28475 0.2 0.04 0.10

Va = 5.195512 m/s 0.3 0.09 0.22

w = 0.335 0.4 0.16 0.40

0.5 0.25 0.62

Menghitung koefisien α 0.6 0.36 0.89

Rt= 0.7 0.49 1.22

Rt= 0.8 0.64 1.59

α= 0.9 0.81 2.01

sehingga : 1 1.00 2.48

α clean hull 9855.233

α service = 11333.518

β = α

2.482.85

Rt trial=

kg/m3

Rt service=

CT = Tabel KT - J Clean Hull

m2 J2 KTHull

0.5xρxCtxSxVs2

αxVs2

Rt/Vs2

Menghitung nilai β

(1-t)x(1-w)2xρxD2

β clean hull =β sercice =

Grafik Hubungan antara Kt & J

Perhitungan Nilai Propeller

B4-70P/Db 0.780

J KT 10 KQ η Type Propeller =

0 0.37 0.485 0 Diameter Propeller =

0.1 0.338 0.45 0.13 Putaran Propeller (rpm)=

0.2 0.3 0.414 0.253 Efisiensi Propeller =

0.3 0.265 0.372 0.37 P/Db =

0.4 0.228 0.325 0.4840.5 0.184 0.276 0.580.6 0.136 0.214 0.6350.7 0.085 0.153 0.6260.8 0.028 0.09 0.44

0.85 0 0.06 0

0.9 0 0.03 0

KT = β x J2

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

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00

Diagram Kt- J

KT clean Hull

KT ser-vice

J

Kt

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Kurva Open Water Test B4-70 P/Db 0,78

Kt

10Kq

eff

Kt Clean Hull

Column L

KT service

J

Kt 1

0Kq

Eff

PEMBACAAN GRAFIK PADA KURVA OPEN WATER B SERIES B4-40

Berdasarkan pembacaan grafik maka didapatkan hasil :

1. Titik operasi propeller pada kondisi trial :

J = 0.48KT = 0.18

10KQ = 0.028η = 0.57

2. Titik operasi propeller pada kondisi kondisi service:

J = 0.47KT = 0.2

10KQ = 0.030

η = 0.55

Dimana :

J = Koefisien advance

KT = Koefisien gaya dorong

10KQ = Koefisien torsi

Efisiensi propeller behind the ship

n = Va / JxD= 3.09 rps= 185.55 rpm

185.55Rps = Rpm / 60 BHP = DHP/(ηG)

Q =

DHP = Q x n x 2π

SHP =

Perhitungan koefisien propulsif

Pada kapal dengan menggunakan single screw, nilai efisiensi relatif rotatif berkisar antara

1.02 - 1.05 perencanaan ini efisiensi relatif rotatifny 1.05

harga efisiensi propeller sebesar = 0.55

Dari kurva di atas kita dapat memotongan KT hull dengan Kt propeller, sehingga di dapat harga J dan dari perpotongan tersebut kita buat garis vertikat untuk mendapatkan harga KT, 10KQ dan effisiensi.

η =

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

pada rpm propeller tersebut, putaran mesinnya adalah =

(KQ x ρ x Db5 x n2)

DHP/(ηsηb)

1. efisiensi relatif rotatif (ηrr)

2. efisiensi propeller (ηp)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7


Kt

10Kq

eff

Kt Clean Hull

Column L

KT service

JKt

10K

q Eff

3. koefisien propulsif (PC)

PC= ηrr x ηp x ηH

= 1.05 x 0.50 x 1.1029

= 0.63

Perhitungan delivered horse power (DHP)

DHP= EHP/PC

= 11462.58 HP

Perhitungan daya pada poros baling-baling, shaft horse power(SHP)

SHP= DHP/ηsηb

= 11696.5093 HP

Perhitungan daya penggerak utama

Pada perhitungan daya penggerak utama kapal, harga efisiensi reduction gears, yang

nilainya :

1. ηg = 98% untuk single reduction gears

2. ηg = 99% reversing reduction gears

daya pada perhitungan ini adalah daya untuk bergerak maju, maka :

BHPscr = SHP

= 11696.5093 HP

BHPmcr = BHPmcr/0.85

= 13760.59917 HP

= 10120.92069 KW

Clean hulln-engine n-propeller Q DHP SHP

(rpm) (rpm) (rps) % (HP) (HP)0 0 0.000 0.00 0 0.00 0.00

10 10 0.167 5.78 0.424697717 0.44 0.4520 20 0.333 11.56 1.6987908681 3.56 3.6330 30 0.500 17.34 3.8222794531 12.00 12.2540 40 0.667 23.12 6.7951634722 28.45 29.0350 50 0.833 28.90 10.617442925 55.56 56.7060 60 1.000 34.68 15.289117813 96.02 97.9870 70 1.167 40.46 20.810188134 152.47 155.5880 80 1.333 46.24 27.180653889 227.59 232.2490 90 1.500 52.02 34.400515078 324.05 330.67

100 100 1.667 57.80 42.469771701 444.52 453.59

efisiensi propulsif adalah efisiensi yang dihitung dengan mengalikan harga efisiensi lambung, efisiensi propeller, dan efisiensi relatif rotatif.

Kerugian transmisi poros umumnya diambil diambil sekitar 2% untuk kamar mesin di belakang, dan 3% untuk kamar mesin di tengah.

110 110 1.833 63.58 51.388423759 591.65 603.73120 120 2.000 69.36 61.15647125 768.13 783.80130 130 2.167 75.14 71.773914175 976.60 996.53140 140 2.333 80.92 83.240752535 1219.75 1244.65150 150 2.500 86.71 95.556986328 1500.24 1530.86160 160 2.667 92.49 108.72261556 1820.74 1857.90170 170 2.833 98.27 122.73764022 2183.91 2228.48

173 173 2.883 100.00 127.10777973 2301.58 2348.55

Rough Hulln-engine n (propeller) Q DHP SHP

(rpm) (rpm) (rps) % (HP) (HP)0 0 0.000 0.00 0 0.00 0.00

10 10 0.167 5.78 0.4441381055 0.46 0.4720 20 0.333 11.56 1.7765524219 3.72 3.7930 30 0.500 17.34 3.9972429492 12.55 12.8140 40 0.667 23.12 7.1062096875 29.75 30.3650 50 0.833 28.90 11.103452637 58.11 59.2960 60 1.000 34.68 15.988971797 100.41 102.4670 70 1.167 40.46 21.762767168 159.45 162.7080 80 1.333 46.24 28.42483875 238.01 242.8790 90 1.500 52.02 35.975186543 338.89 345.80

100 100 1.667 57.80 44.413810547 464.86 474.35110 110 1.833 63.58 53.740710762 618.73 631.36120 120 2.000 69.36 63.955887188 803.29 819.68130 130 2.167 75.14 75.059339824 1021.31 1042.15140 140 2.333 80.92 87.051068672 1275.59 1301.62150 150 2.500 86.71 99.93107373 1568.92 1600.94160 160 2.667 92.49 113.699355 1904.09 1942.94170 170 2.833 98.27 128.35591248 2283.88 2330.49

173 173 2.883 100.00 132.92609359 2406.94 2456.06

Tabel diatas 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), pada kondisi sebaliknya (rough hull) terdapat

0 40 80 120 160 2000.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00Power Prediction

Clean Hull

Rough Hull

RPM

BHP

(HP)

Engine Envelope

Engine Type Power

Bore 350 mmL1 173 2960

L3 173 2380

Stroke 1400 mmL2 147 2520

L4 147 2020

Perhitungan Speed Power Prediction

Pc 0.63

Rt 602.59 KN EHP 4711.96Rt (dinas) 692.98 KN EHP 5418.76

EHP =

EHP =

λ = λ =

λ = 1.92 λ = 2.20

tabel speed-power prediction curve

RPM BHPclean BHPrough DHP EHP Vs (Knot)0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

10 0.46 0.48 0.44 0.28 0.15 0.5320 3.70 3.87 3.56 2.25 1.18 1.0630 12.50 13.07 12.00 7.61 3.97 1.5840 29.62 30.98 28.45 18.04 9.42 2.1150 57.86 60.50 55.56 35.23 18.39 2.64

LayOut Point

Engine Speed

0.5 x ρ x Ct x S x Vs3

λ x Vs3

EHPdesain/ Vs3 EHPservice/ Vs3

Vs3 (m/s)

0 40 80 120 160 2000.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00Power Prediction

Clean Hull

Rough Hull

RPM

BHP

(HP)

100 120 140 160 180500

1000

1500

2000

2500

3000

3500ENGINE PROPELLER MATCHING

L1-L3

L2-L4

L1-L2

L3-L4

Clean Hull

Rough Hull

rpm

BH

P

60 99.97 104.55 96.02 60.87 31.78 3.1770 158.76 166.02 152.47 96.66 50.47 3.7080 236.98 247.82 227.59 144.28 75.34 4.2290 337.41 352.86 324.05 205.43 107.27 4.75

100 462.85 484.03 444.52 281.80 147.14 5.28110 616.05 644.25 591.65 375.08 195.85 5.81120 799.80 836.41 768.13 486.95 254.26 6.34130 1016.87 1063.42 976.60 619.12 323.27 6.86140 1270.05 1328.18 1219.75 773.26 403.76 7.39150 1562.10 1633.61 1500.24 951.08 496.61 7.92160 1895.82 1982.60 1820.74 1154.25 602.70 8.45173 2273.96 2378.05 2183.91 1384.49 722.92 8.97

RPM BHPclean BHPrough DHP EHP Vs (m/s)0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

10 0.46 0.48 0.46 0.29 0.13 0.5120 3.70 3.87 3.72 2.36 1.07 1.0230 12.50 13.07 12.55 7.96 3.61 1.5340 29.62 30.98 29.75 18.86 8.56 2.0550 57.86 60.50 58.11 36.84 16.73 2.5660 99.97 104.55 100.41 63.66 28.90 3.0770 158.76 166.02 159.45 101.08 45.90 3.5880 236.98 247.82 238.01 150.89 68.51 4.0990 337.41 352.86 338.89 214.84 97.55 4.60

100 462.85 484.03 464.86 294.70 133.81 5.11110 616.05 644.25 618.73 392.25 178.10 5.63120 799.80 836.41 803.29 509.24 231.22 6.14130 1016.87 1063.42 1021.31 647.46 293.98 6.65140 1270.05 1328.18 1275.59 808.66 367.17 7.16150 1562.10 1633.61 1568.92 994.61 451.60 7.67160 1895.82 1982.60 1904.09 1207.09 548.08 8.18173 2273.96 2378.05 2283.88 1447.86 657.40 8.70

Vs3 (m/s)

ENGINE PROPELLER MATCHING

0.00

0.03

0.11

0.26

0.46

0.71

1.03

1.40

1.83

2.31

2.85

- J Clean Hull

KTservice

B4-703.5

173.0000.570

0.78

Perpotongan J Perpotongan Kt Perpotongan 10Kq0.47 0 0.153 0.220.47 0.1 0.153 0.220.47 0.2 0.153 0.220.47 0.3 0.153 0.220.47 0.4 0.153 0.220.47 0.5 0.153 0.220.47 0.6 0.153 0.220.47 0.7 0.153 0.23

Pemilihan type propeller dilakukan dengan cara memvariasikan P/D kemudian diplotkan dengan kurva open water test sehingga

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7


Kt

10Kq

eff

Kt Clean Hull

Column L

KT service

J

Kt 1

0Kq

Eff

Dari kurva di atas kita dapat memotongan KT hull dengan Kt propeller, sehingga di dapat harga J dan dari perpotongan

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 10

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7


Kt

10Kq

eff

Kt Clean Hull

Column L

KT service

J

Kt 1

0Kq

Eff

RPM (HP) (%) (%)0.00 0.00 0.000.46 4.00 0.023.70 8.00 0.13

12.50 12.00 0.4229.62 16.00 1.0057.86 20.00 1.9599.97 24.00 3.38

158.76 28.00 5.36236.98 32.00 8.01337.41 36.00 11.40462.85 40.00 15.64

BHPSCR BHPSCR

616.05 44.00 20.81799.80 48.00 27.02

1016.87 52.00 34.351270.05 56.00 42.911562.10 60.00 52.771895.82 64.00 64.052273.96 68.00 76.82

2396.48 69.20 80.96

BHP RPM BHP(HP) (%) (%)0.00 0.00 0.000.48 4.00 0.023.87 8.00 0.13

13.07 12.00 0.4430.98 16.00 1.0560.50 20.00 2.04

104.55 24.00 3.53166.02 28.00 5.61247.82 32.00 8.37352.86 36.00 11.92484.03 40.00 16.35644.25 44.00 21.77836.41 48.00 28.26

1063.42 52.00 35.931328.18 56.00 44.871633.61 60.00 55.191982.60 64.00 66.982378.05 68.00 80.34

2506.18 69.20 84.67

Tabel diatas 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), pada kondisi sebaliknya (rough hull)

0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 15.000.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

Speed prediction

kecepatan Design

Kecepatan Service

Knot

kW

Series B4-70

Diameter 3.5 mP/D 0.78

η Open water 0.55η Propeller max 2.81 rps

10KQ 0.30J 0.47

KT 0.2

0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 15.000.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

Speed prediction

kecepatan Design

Kecepatan Service

Knot

kW

Perpotongan Eff0.520.520.520.520.520.520.520.52

0.00 3.00 6.00 9.00 12.00 15.000.00

500.00

1000.00

1500.00

2000.00

2500.00

Speed prediction

kecepatan Design

Kecepatan Service

Knot

kW


Diameter propeller = 3.5 (m) = 3500.00Jari-jari = 1.75 (m) = 1750.00Panjang Blade elemen = ( D / 0,4)x 0,2187 x ( Fa / F )

= 4,56/0,4*0,2187*0,70untuk Fa/F : 0,70 = 1.3395375 (m) = 1339.54Ketebalan maksimum(St) = 0.045xD

= 0.1575 (m) = 157.50Skala keseluruhan = 1:100

Jarak garis bagi jari-jari :r/R Jarak (m) mm Skala 1:1000.2 0.3500 350.000 3.5000.3 0.5250 525.000 5.2500.4 0.7000 700.000 7.0000.5 0.8750 875.000 8.7500.6 1.0500 1050.000 10.5000.7 1.2250 1225.000 12.2500.8 1.4000 1400.000 14.0000.9 1.5750 1575.000 15.7501 1.7500 1750.000 17.500

Center line ke Leading Edge(ar) = L 0.6 R x Kr/R L 0,6 R (mm) Konstanta Ordinat (mm) Skala 1:1000.2 1339.54 46.90% 628.2430875 6.2820.3 1339.5375 52.64% 705.13254 7.0510.4 1339.5375 56.32% 754.42752 7.5440.5 1339.5375 57.60% 771.5736 7.7160.6 1339.5375 56.08% 751.21263 7.5120.7 1339.5375 51.40% 688.522275 6.8850.8 1339.5375 41.65% 557.91736875 5.5790.9 1339.5375 25.35% 339.57275625 3.3961 1339.5375 0.00% 0 0.000

Ketebalan maksimum blade tiap elemen(sr)= k x Dr/R Konstanta (%D) Ordinat (mm) Skala 1:1000.2 3.66% 128.1000000 1.2810.3 3.24% 113.4000000 1.1340.4 2.82% 98.7000000 0.9870.5 2.40% 84.0000000 0.8400.6 1.98% 69.3000000 0.6930.7 1.56% 54.6000000 0.5460.8 1.14% 39.9000000 0.3990.9 0.72% 25.2000000 0.2521 0.30% 10.5000000 0.105

DISTRIBUSI PITCHP/D = 0.78P/D = 2.73 m Skala 1:100 = 27.300

0.434713375796178 m Skala 1:100 = 4.347P/2p =

PERHITUNGAN PROPELLERCenter line ke Trailing Edge ( Dr = cr - ar)

mm r/R L 0.6 R (mm) Konstanta Ordinat (mm)mm 0.2 1339.5375 29.18% 390.8770425

0.3 1339.5375 33.32% 446.3338950.4 1339.5375 37.30% 499.6474875

mm 0.5 1339.5375 40.78% 546.26339250.6 1339.5375 43.92% 588.32487

mm 0.7 1339.5375 46.68% 625.2961050.8 1339.5375 48.35% 647.66638130.9 1339.5375 47.00% 629.5826251 1339.5375 20.14% 269.7828525

Panjang elemen total (cr)= L 0,6 R x K r/R L 0.6 R(mm) Konstanta Ordinat (mm)0.2 1339.5375 76.08% 1019.120130.3 1339.5375 85.96% 1151.4664350.4 1339.5375 93.62% 1254.0750080.5 1339.5375 98.38% 1317.8369930.6 1339.5375 100% 1339.53750.7 1339.5375 98.08% 1313.818380.8 1339.5375 90.00% 1205.583750.9 1339.5375 72.35% 969.15538131 1339.5375 0.00% 0

Jarak ordinat Tebal maksimum dari Leading Edge (br) = K x crr/R Konstanta (%D) Ordinat(mm) Skala 1:1000.2 35.0% 356.6920455 3.5670.3 35.0% 403.0132523 4.0300.4 35.0% 438.9262526 4.3890.5 35.5% 467.8321323 4.6780.6 38.9% 521.0800875 5.2110.7 44.3% 582.0215423 5.8200.8 47.9% 577.4746163 5.7750.9 50.0% 484.5776906 4.846

Distribusi Pitch= P/D x K x 1000r/R Konstanta (%D) Ordinat (mm) Skala0.2 82.20% 357.3343949 3.5730.3 88.70% 385.5907643 3.8560.4 95.00% 412.977707 4.1300.5 99.20% 431.2356688 4.3120.6 100.00% 434.7133758 4.3470.7 100.00% 434.7133758 4.3470.8 100.00% 434.7133758 4.347

0.9 100.00% 434.7133758 4.347

mmmm

Skala 1:1003.9094.4634.9965.4635.8836.2536.4776.2962.698

Skala 1 : 10010.19111.51512.54113.17813.39513.13812.0569.6920.000

JARAK ORDINAT TEBAL PROPELLER DARI ORDINAT MAKSIMUM

Tebal maksimum x %Ordinat

Ordinat Back Trailing Edge belum di skalar/R 20% Ordinat(mm) 40% Ordinat(mm)0.2 96.45% 123.552 86.90% 111.3190.3 96.80% 109.771 86.80% 98.4310.4 97.00% 95.739 86.55% 85.4250.5 96.95% 81.438 86.10% 72.3240.6 96.80% 67.082 85.40% 59.1820.7 96.65% 52.771 84.90% 46.3550.8 96.70% 38.583 85.30% 34.0350.9 97.00% 24.444 87.00% 21.924

Ordinat Back Trailing Edger/R 20% Ordinat(mm) 40% Ordinat(mm)0.2 96.45% 12.355 86.90% 11.1320.3 96.80% 10.977 86.80% 9.8430.4 97.00% 9.574 86.55% 8.5420.5 96.95% 8.144 86.10% 7.2320.6 96.80% 6.708 85.40% 5.9180.7 96.65% 5.277 84.90% 4.6360.8 96.70% 3.858 85.30% 3.4030.9 97.00% 2.444 87.00% 2.192

Ordinat Back Leading edge sebelum di skala = sr x k obt r/R 20% Ordinat (mm) 40% Ordinat (mm)0.2 98.60% 126.307 94.50% 121.0540.3 98.40% 111.586 94.00% 106.5960.4 98.20% 96.923 93.25% 92.0380.5 98.10% 82.404 92.40% 77.6160.6 98.10% 67.983 91.25% 63.2360.7 97.60% 53.290 88.80% 48.4850.8 97.00% 38.703 85.30% 34.0350.9 97.00% 24.444 87.00% 21.924

Ordinat Back Leading edger/R 20% Ordinat (mm) 40% Ordinat (mm)0.2 98.60% 12.631 94.50% 12.1050.3 98.40% 11.159 94.00% 10.660

0.4 98.20% 9.692 93.25% 9.2040.5 98.10% 8.240 92.40% 7.7620.6 98.10% 6.798 91.25% 6.3240.7 97.60% 5.329 88.80% 4.8480.8 97.00% 3.870 85.30% 3.4030.9 97.00% 2.444 87.00% 2.192

Ordinat face Trailing Edge sebelum di skalar/R 20% Ordinat (mm) 40% Ordinat (mm)0.2 1.55% 1.986 5.45% 6.981450.3 0.00% 0.000 1.70% 1.92780.4 0.00% 0.000 0.00% 00.5 0.00% 0.000 0.00% 00.6 0.00% 0.000 0.00% 00.7 0.00% 0.000 0.00% 00.8 0.00% 0.000 0.00% 00.9 0.00% 0.000 0.00% 0

Ordinat face Trailing Edge r/R 20% Ordinat (mm) 40% Ordinat (mm)0.2 1.55% 0.199 5.45% 0.6980.3 0.00% 0.000 1.70% 0.1930.4 0.00% 0.000 0.00% 0.0000.5 0.00% 0.000 0.00% 0.0000.6 0.00% 0.000 0.00% 0.0000.7 0.00% 0.000 0.00% 0.0000.8 0.00% 0.000 0.00% 0.0000.9 0.00% 0.000 0.00% 0.000

Ordinat Face Leading Edge sebelum di skala= sr x kr/R 20% Ordinat(mm) 40% Ordinat(mm)

0,2 0.45% 0.576 2.30% 2.9460,3 0.05% 0.057 1.30% 1.4740,4 0.00% 0.000 0.30% 0.2960,5 0.00% 0.000 0.00% 0.0000,6 0.00% 0.000 0.00% 0.0000,7 0.00% 0.000 0.00% 0.0000,8 0.00% 0.000 0.00% 0.0000,9 0.00% 0.000 0.00% 0.000

Ordinat Face Leading Edger/R 20% Ordinat(mm) 40% Ordinat(mm)

0,2 0.45% 0.058 2.30% 0.2950,3 0.05% 0.006 1.30% 0.1470,4 0.00% 0.000 0.30% 0.0300,5 0.00% 0.000 0.00% 0.0000,6 0.00% 0.000 0.00% 0.000

0,7 0.00% 0.000 0.00% 0.0000,8 0.00% 0.000 0.00% 0.0000,9 0.00% 0.000 0.00% 0.000

Radius dari hidung propellerr/R %D Ordinat(mm) Skala

0,2 0.115% 4.025 0.4030,3 0.105% 3.675 0.3680,4 0.095% 3.325 0.3330,5 0.085% 2.975 0.2980,6 0.070% 2.45 0.2450,7 0.055% 1.925 0.1930,8 0.040% 1.4 0.1400,9 0.040% 1.4 0.140TIP 0.040% 1.4 0.140

60% Ordinat(mm) 80% Ordinat(mm)72.65% 93.065 53.35% 68.34171.60% 81.194 50.95% 57.77770.25% 69.337 47.70% 47.08068.40% 57.456 43.40% 36.45667.15% 46.535 40.20% 27.85966.90% 36.527 39.40% 21.51267.80% 27.052 40.95% 16.33970.00% 17.640 45.15% 11.378

60% Ordinat(mm) 80% Ordinat(mm)72.65% 9.306 53.35% 6.83471.60% 8.119 50.95% 5.77870.25% 6.934 47.70% 4.70868.40% 5.746 43.40% 3.64667.15% 4.653 40.20% 2.78666.90% 3.653 39.40% 2.15167.80% 2.705 40.95% 1.63470.00% 1.764 45.15% 1.138

60% Ordinat (mm) 80% Ordinat (mm) 90% Ordinat (mm) 95%87.00% 111.447 74.40% 95.306 64.35% 82.432 56.95%85.80% 97.297 72.50% 82.215 62.65% 71.045 54.90%84.30% 83.204 70.40% 69.485 60.15% 59.368 52.20%82.30% 69.132 67.70% 56.868 56.80% 47.712 48.60%79.35% 54.990 63.60% 44.075 52.20% 36.175 43.35%74.90% 40.895 57.00% 31.122 44.20% 24.133 35.00%68.70% 27.411 48.25% 19.252 34.55% 13.785 25.45%70.00% 17.640 45.15% 11.378 30.10% 7.585 22.00%

60% Ordinat (mm) 80% Ordinat (mm) 90% Ordinat (mm) 95%87.00% 11.145 74.40% 9.531 64.35% 8.243 56.95%85.80% 9.730 72.50% 8.221 62.65% 7.105 54.90%

84.30% 8.320 70.40% 6.948 60.15% 5.937 52.20%82.30% 6.913 67.70% 5.687 56.80% 4.771 48.60%79.35% 5.499 63.60% 4.407 52.20% 3.617 43.35%74.90% 4.090 57.00% 3.112 44.20% 2.413 35.00%68.70% 2.741 48.25% 1.925 34.55% 1.379 25.45%70.00% 1.764 45.15% 1.138 30.10% 0.759 22.00%

60% Ordinat (mm) 80% Ordinat (mm) 100% Ordinat (mm)10.90% 13.963 18.20% 23.3142 30.00% 38.4305.80% 6.577 12.20% 13.8348 23.35% 26.4791.50% 1.481 6.20% 6.1194 17.85% 17.6180.00% 0.000 1.75% 1.47 9.70% 8.1480.00% 0.000 0.00% 0 5.10% 3.5340.00% 0.000 0.00% 0 0.00% 0.0000.00% 0.000 0.00% 0 0.00% 0.0000.00% 0.000 0.00% 0 0.00% 0.000

60% Ordinat (mm) 80% Ordinat (mm) 100% Ordinat (mm)10.90% 1.396 18.20% 2.331 30.00% 3.8435.80% 0.658 12.20% 1.383 23.35% 2.6481.50% 0.148 6.20% 0.612 17.85% 1.7620.00% 0.000 1.75% 0.147 8.95% 0.8150.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00% 0.3530.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00% 0.0000.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00% 0.0000.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00% 0.000

60% 80% Ordinat(mm) 90% Ordinat(mm) 95%

5.90% 7.558 13.45% 17.229 20.30% 26.004 26.20%4.60% 5.216 10.85% 12.304 16.55% 18.768 22.20%2.65% 2.616 7.80% 7.699 12.50% 12.338 17.90%0.70% 0.588 4.30% 3.612 8.45% 7.098 13.30%0.00% 0.000 0.80% 0.554 4.45% 3.084 8.40%0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.40% 0.218 2.45%0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00%0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00%

60% 80% Ordinat(mm) 90% Ordinat(mm) 95%

5.90% 0.756 13.45% 1.723 20.30% 2.600 26.20%4.60% 0.522 10.85% 1.230 16.55% 1.877 22.20%2.65% 0.262 7.80% 0.770 12.50% 1.234 17.90%0.70% 0.059 4.30% 0.361 8.45% 0.710 13.30%0.00% 0.000 0.80% 0.055 4.45% 0.308 8.40%

Ordinat(mm)

Ordinat(mm)

0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.40% 0.022 2.45%0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00%0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00% 0.000 0.00%

3.071 4.936 8.0073.507 5.540 9.0473.926 5.928 9.8544.292 6.062 10.3544.623 5.902 10.5254.913 5.410 10.3235.089 4.384 9.4734.947 2.668 7.6152.120 0.000 2.120

Ordinat (mm)72.95362.25751.52140.82430.04219.11010.1555.544

Ordinat (mm) r/R 20% 10% 5%7.295 0.2 23.326 4.6652 2.3326 1.16636.226 0.3 26.25 5.2500 2.625 1.3125

5.152 0.4 28.59 5.7180 2.859 1.42954.082 0.5 30.48 6.0960 3.048 1.5243.004 0.6 33.95 6.7900 3.395 1.69751.911 0.7 37.92 7.5840 3.792 1.8961.015 0.8 37.69 7.5380 3.769 1.88450.554 0.9 31.57 6.3140 3.157 1.5785

Ordinat(mm) 100% Ordinat(mm)

33.562 40.00% 51.24025.175 37.55% 42.58217.667 34.50% 34.05211.172 30.40% 25.5365.821 24.50% 16.9791.338 16.05% 8.7630.000 7.40% 2.9530.000 0.00% 0.000

Ordinat(mm) 100% Ordinat(mm)

3.356 40.00% 5.1242.517 37.55% 4.2581.767 34.50% 3.4051.117 30.40% 2.5540.582 24.50% 1.698

0.134 16.05% 0.8760.000 7.40% 0.2950.000 0.00% 0.000

BAB VI

PERENCANAAN POROS DAN PERLENGKAPAN PROPELLER

VI.1. PERENCANAAN DIAMETER POROS PROPELLER

A. Daya perencanaan (Pd)

Pd = fc x p

= 14688.226 Kw Dimana :

fc = faktor koreksi daya = 1.5

p = daya motor dalam kW = 9792.2 kW

= 13131 Hp

B. Torsi (T)

T = N propeller = 173 rpm

T = 82695562.3817 kg.mm

C. Tegangan yang diijinkan (σa)

σa = σb/(sf1xsf2) material poros adalah:

= 5.50 S 55 C,σb= 66

sf1 = untuk material baja 6

sf2 = 1,3 ~ 3 diambil= 2

D. Diameter Poros Propeller (Ds)

KT = untuk beban tumbukan / Kejutan, harga KT antara 1,5 ~ 3

* diambil =1.5

Cb = diperkirakan ada beban lentur nilai Cb antara 1,2 ~ 3

* diambil =2

= 612.731652142 mm

~ 400 mm

E. Tegangan yang bekerja (σ)

σ = 5.1*T / (Ds^3)

= 6.59

*

PERHITUNGAN PERSYARATAN PEMBANDING

* Faktor Untuk Semua Instalasi

F= 100

* Faktor Untuk Tipe Poros

K= 1.15

9.74 x 105 x (Pd/N)

kg/mm2 kg/mm2

Ds = [(5,1/Ta) x KT x Cb x T]1/3

Kg/mm2

Karena σ < σa, maka diameter poros dapat dinyatakan memenuhi syarat.

* Daya Yang Ditransmisikan Poros

Shp = 9792 Kw

* Faktor Material :

CW = 560 / ( Rm + 160 )

Dimana, Rm = σb x g

= 646.8

Jadi, Cw = 560 / (646.8 + 160 )

= 0.69

* Putaran Poros :

N = 173.00 Rpm

Sehingga

Ds ≥

400 ≥ 390.945 mm

Maka diameter poros dapat dinyatakan memenuhi syarat.

VI.2. PERENCANAAN PERLENGKAPAN PROPELLER

PERHITUNGAN BOSS PROPELLER

A. Diameter Boss Propeller (Db)

Db = 0.167 X Dprop

= 584.5 mm

tr = 0.045 x Dprop

= 157.5 mm

B. Diameter Boss Terkecil (Dba)

Dba/Db = 0.85 sampai 0.9, diambil 0.9

= O.9 X Db

Dba 526 mm

F x K ( SHP x Cw/N )1/3

C. Diameter Boss Propeller Terbesar ( Dbf)

Dbf/Db= 1.05 sampai 1.1, Diambl 1.05

= 1.05 x Db

Dbf= 613.725 mm

D. Panjang Boss Propeller (Lb)

Lb/Ds= 1.8 sampai 2.4, Diambil 2.4

= 2,4 x Ds

Lb = 960 mm

E. Panjang Lubang Dalam Boss Propeller (Ln)

a Ln/Lb= 0.3

= 0.3 X Lb

Ln= 288.000 mm

b tb/tr= 0.75

= 0.75 x tr

tb= 118.125 mm

c rf/tr= 0.75

= 0.75 x tr

rf= 118

d rb/tr= 1

= 1 x tr

rb= 158

F. Tebal Sleeve (s)

Menurut BKI tebal sleeve adalah,

S ≥ 0,03 Ds + 0,75

jadi S ≥ 12.75 mm

VI.3. BENTUK UJUNG POROS PROPELLER

A. Panjang Konis

Panjang Konis atau Lb berkisar antara 1.8 sampai 2.4 diameter poros

Diambil, Lb = 2,4x Ds

= 960 mm

B. Kemiringan Konis

x= 1/12.5 x Lb

= 76.800 mm

C. Diameter Terkecil Ujung Konis

Da= Ds - 2*x

Biro Klasifikasi Indonesia menyarankan harga kemiringan konis berkisar antara 1/10 sampai 1/15. Diambil sebesar = 1/12.5

= 246.400 mm

= 246 mm

VI.4. MUR PENGIKAT PROPELLER

A. Diameter Ulir Luar (d)

Diameter luar ulir(d) ≥ diameter konis yang terbesar :

d≥ 0.6 x Ds

d≥ 240 mm

Diambil d = 240 mm

B. Diameter Inti

Dari sularso untuk diameter luar ulir >3 mm, maka diameter inti adalah :

di= 08 x d

= 192 mm

C. Diameter Luar Mur (Do)

Do = 1.5x d

= 360 mm

D. Tebal/Tinggi Mur (H)

Dari sularso untuk ukuran standar tebal mur adalah (0,8~1) diameter poros,

sehingga H = 0.8 x d

= 192 mm

VI.5. PERENCANAAN PASAK PROPELLER

A. Momen Torsi (Mt) Pada Pasak :

Dalam menentukan dimensi dan spesifikasi pasak propeller yang diperlukan, berikut ini urutan perhitungannya :

Mt=DHPx75 x 60

2xπ xNkg .m

Dimana = MT= Momen Torsi (Kg.m)

DHP= Delivery Horse Power (Hp) 8729.84

N= Kecepatan Putar Propeller (R 173

1086.44

Jadi :

Mt= 8.04 Kg.m

B. Parameter yang Dibutuhkan

a. Diameter Poros (Ds) = 400 mm

b. Panjang Pasak (L) :

Panjang pasak (L) antara (0,75–1,5) Ds

L= 1.3 x Ds

= 1.3 x 400 mm

= 600 mm

L diambil = 600 mm

c Lebar Pasak (B)

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

B= 25% x Ds

= 0.25 x 400

= 100 mm

D Tebal Pasak (t)

t= 1/6 x Ds

= 1/6 x 400

= 66.66666667 mm

E Radius Ujung Pasak (R):

R= 0.125 x Ds

= 0.125 x 400

= 50 mm

F Luas Bidang Geser (A) :

A= 0.25 x Ds^2 mm

= 0.25 x 400^2 mm

= 40000 mm

= 49149503.815 kgmm = 286 x 10^5 Kg.mm

Bila momen rencana T ditekankan pada suatu diameter poros (Ds), maka gaya sentrifugal (F) yang terjadi pada permukaan poros adalah :

Mt=DHPx75 x 60

2xπ xNkg .m

59,74 10Pd

TN

F= T0 .5 xDs

=286 .105

0 . 5x 400

= 245747.5191 Kg

= umumnya diambil 6 (material baja)

= 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

Kg/mm2

Sedangkan tegangan gesek yang terjadi pada pasak adalah ;

= 4.095792 Kg/mm2

G. Penampang Pasak

= BxT

= 10000 mm2

H Kedalaman Alur Pasak (t1)

t1= 0.5xt

= 33.33333333 mm

C. Perhitungan Kekuatan Pasak Propeller

Pd= Fc x P (Kw)

Dimana : Fc=

Sedangkan tegangan gesek yang diijinkan (tka) untuk pemakaian umum pada poros diperoleh dengan membagi kekuatan tarik sb dengan faktor keamanan (Sf1 x Sf2), sedang harga untuk Sf umumnya telah ditentukan ;

Sf1

Sf2

Karena beban pada propeller itu dikenakan secara tiba-tiba, maka diambil harga Sf2 = 1,5. Bahan pasak digunakan S 45 C dengan harga sb = 58 kg/mm2.

karena tk < tka maka pasak dengan diameter tersebut memenuhi persyaratan bahan.

Jika daya P (dalam Kw) adalah daya normal output suatu motor penggerak, maka berbagai faktor keamanan biasanya dapat diambil dalam perencanaan sehingga koreksi pertama dapat dibuat kecil. Jika faktor koreksi adalah Fc dan daya perencanaan Pd sebagai patokan maka didapatkan :

faktor koreksi daya yang akan ditransmisikan, ”

yaitu antara 1,0 – 1,5 (diambil 1)

F= T0 .5 xDs

=286 .105

0 . 5x 400

1 2

586,444

6 1,5b

ka Sf Sf

τ k=FB . L

Maka : Pd= 1x 2343 Kw

= 2343 Kw

Sehingga momen puntir yang terjadi (T) adalah ;

T= Kg

= 13426430.2277 kgmm = 140 x 10^5 Kg.mm

= 12.2873759538 Kg/mm2

VI.6. KOPLING

Kopling direncanakan sebagai berikut

Jumlah Baut Kopling

* Direncanakan = 12 buah baut.

A. Ukuran Kopling

* panjang tirus (BKI) untuk kopling :

l = (1.25 – 1.5) x Ds

diambil l = 1.5 x Ds

jadi,l= 600 = 600 mm

* Kemiringan tirus :

Untuk konis kopling yang tidak terlalu panjang maka direncanakan nilai terendahnya

untuk menghitung kemiringan :

x = 1/10 x l = 60 mm

* Diameter terkecil ujung tirus :

Da = Ds – 2 x 280 mm

* Diameter luar kopling :

= 1200 mm

* Ketebalan flange kopling

= 66.94808584

Di samping perhitungan di atas, juga diperlukan perhitungan untuk menghindari dari kerusakan permukaan samping pasak yang disebabkan oleh tekanan bidang.

Sedangkan harga tekanan permukaan untuk poros dengan diameter yang besar (> 100 mm) adalah Pa = 10 kg/mm2. Karena harga P< Pa, maka dengan dimensi tersebut telah memenuhi persyaratan.

Dout = (3 – 5,8) x Ds

Diambil, Dout = 5xDs =

Sfl =

59,74 10Pd

TN

P=F

L .( t 1ataut 2)=

370Pw Cw

n D

= 33 mm

* Diameter lingkaran baut kopling :

Db= 2.5x Ds

= 2.5 x400

= 1000 mm

* Panjang Kopling

L= (2.5-5.5)Ds x 0.5

= 5 x 400x 0.5

= 1000 mm

B. Baut Pengikat Flens Kopling

* Diameter Minimum Ulir baut Kopling (Df) adalah :

Berdasarkan BKI 1988 Volume III section 4D 4.2

Df= 16 x

Dimana : SHP Pw= 8908.00 Kw

D= 1000 mm

Rm= 646.8

n= 173.00 mm

z= Jumlah Baut,12 buah

Jadi :

Df= 106.145803916

= 30 mm

C. Mur Pengikat Flens Kopling

* Diameter Ulir Luar (d)

diameter luar ulir(d) ≥ diameter konis yang terbesar :

d≥ 0.6 x Ds

d≥ 0.6 x400

d≥ 240 mm

Diambil d = 240 mm

N/mm2

√ Pw⋅106

n⋅D⋅z⋅Rm

* Diameter Inti

Dari sularso untuk diameter luar ulir >3 mm, maka diameter inti adalah :

di= 0.8 x d

= 24 mm

* Diameter Luar Mur

D0= 2 x Df

D0= 2 x 250

D0= 60 mm

* Tinggi Mur

H= (0.8~1)ds

H= 0.8 x 400

H= 320 mm

VI.7. PERENCANAAN PASAK KOPLING

A.

* σb = 58

* Sf1 = 6

* Sf2 = 1.5

B. Tegangan Geser Yang Diijinkan (τa) :

C. Gaya Tangensial Permukaan Poros (F) :

= 82695562.3817 = 235 x 10^5 Kg.mm

Sedangkan,

F= 2T/Ds

= 413477.811908 Kg

D. Lebar Pasak (B) :

B= (0.25~0.35)Ds

= 0.25 x 400

= 100 mm

= 100 mm

E. Tegangan Geser Yang Bekerja :

F/B x L

= 113185.68/(104xL)

Dengan Syarat ta tk, maka nilai "L" dapat diketahui sebagai berikut :

6.444

L 641.6477528

Syarat pasak (0,75 – 1,5) x Ds , dalam perhitungan ini diambil nilai 0.75 ;

Bahan Pasak Yang Digunakan adalah S 45 C denagan Spesifikasi Sebagai Berikut :

Kg/mm2

τa =

tk =

1 2

586,444

6 1,5b

Sfk Sfk

59,74 10Pd

TN

113185. 68104 xL

L= (0.75)x400

300 mm

Sehingga panjang pasak diambil = 300 mm

F. Tebal Pasak (t) :

t= 1/6 x Ds Dimana:Ds = 400 mm

66.6666666667 mm

G. Radius Ujung Pasak :

R= 0.0125 x Ds

= 5 mm

H. Luas Bidang Geser (A) :

A= 0.25 x Ds^2

40000 mm

I.

50% x t

= 0.5 x 66.66

= 33.3333333333 mm

J.

69.34-34.67

33.3333333333 mm

Di samping perhitungan di atas, juga diperlukan perhitungan untuk menghindari dari

kerusakan permukaan samping pasak yang disebabkan oleh tekanan bidang.

P= F/L x t

= 113185.68/(312 x 69.34)

= 20.6738905954

Harga tekanan permukaan untuk poros dengan diameter yang besar (> 100 mm)

adalah,Pa = 10 kg/mm2. Karena harga P< Pa, maka dengan dimensi tersebut telah memenuhi

persyaratan.

K. Koreksi Perencanaan Jumlah Baut :

Dimana, diketahui :

* Tegangan yang diijinkan :

6.44444444444

* Gaya yang Bekerja Pada Seluruh Baut : :

F= 2T/Db

= 2T/951.6

= 165391.124763 Kg

* Gaya yang Bekerja Pada Sebuah Baut : :

Fb= F/Ne Ne = Jumlah Baut = 8 buah

= 13782.5937303 Kg

*

Kedalaman Alur Pasak Pada Poros (t1) :

t1=

Kedalaman Alur Pasak Pada naf (t2) :

t2= t - t1

t2=

t2=

Dalam hal ini tekanan permukaan P (kg/mm2) , adalah ;

Kg/mm2

τa = Kg/mm2

Tegangan Geser yang Bekerja Pada Sebuah Baut (τsb) :

Fb/As

= 19.5082713804 As= 706.5

*

Fb/Ac

= 13.9218118488 Ac = 990

Koreksi :

1 Syarat = memenuhi

2 Syarat = memenuhi

BAB VII

PERENCANAAN STERN TUBE

VII.1. JENIS PELUMASAN

VII.2. PANJANG TABUNG POROS PROPELLER (Ls)

Panjang stern tube disesuaikan dengan jarak antara stern post dengan sekat

belakang kamar mesin dalam hal ini diperoleh berdasarkan jarak gading yaitu

600 mm sehingga diperoleh :

Ls= 5 x jarak gading

= 8 x 600

= 4800 mm

VII.3. PERENCANAAN BANTALAN

i.

ii. Panjang Bantalan Belakang (Lsa) :

Lsa= 2 x Ds

= 2 x 400

= 800 mm

iii. Panjang Bantalan Depan (Lsf) :

Lsf= 0.8 x Ds

= 0.8 x400

= 320 mm

~ 320 mm

iv. Tebal Bantalan (B) :

τsb = Dimana : As =1/4 x π x df2

Kg/mm2 mm2

Tegangan Kompresi yang Bekerja Pada Sebuah Baut (τc) :

τc = Dimana : Ac =df x SfL

Kg/mm2 mm2

τa > τsb =

τa > τc =

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 :

Jenis pelumasan poros propeller kapal ini direncanakan menggunakan sistem pelumasan air laut.

Bahan bantalan yang digunakan adalah : Lignum Vitae

((Ds30 )×3 ,175)

B=

=

= 42.33333333 mm

~ 43 mm

v. Jarak maximum yang diijinkan antara bantalan / bearing (lmax) :

lmax = k1 x (Ds^0.5)

280 - 350 (untuk pelumasan dengan air laut)

= 350 x (400^0.5)

= 5600 mm

vi. Rumah bantalan (Bearing Bushing )

a. Bahan Bushing Bearing yang digunakan adalah : manganese bronze

b. Tebal Bushing Bearing ( tb )

tb= 0.18 x DS

tb= 0.18 x 400

tb= 72 mm

VII.4. TEBAL STERN TUBE

T=

T=

= 39.05 mm

VII.5. PERLENGKAPAN PACKING

Dari Marine Engineer’s Handbook, menghitung besarnya :

d1 = diameter tempat packing

dB = diameter baut penekan packing

l1 = panjang tempat packing

t = tebal dari rumah packing

t1 = tebal flange rumah packing

t2 = tebal flange permukaan packing

Ds= 400 mm

N= Jumlah Baut 12

i.

Db= 1.6[(0.12 x D) + 12.7] / √N

= 1.6[(0.12 x 400) + 12.7] / √12

= 16.19 mm

Dimana, k1 =

Diameter baut penekan packing (dB)

((Ds30 )×3 ,175)

((Ds20 )+(3×25 .44 ))

((41620 )+(3×25 . 4

4 ))

~ 16.5 mm

diambil diameter baut penekan packing =16.5 mm

ii. Diameter Lingkaran Baut :

D1= 2 x Ds

D1= 2 x 400

D1= 800 mm

iii. Penekan Packing (t) :

ta =

= (0.1 x 400+ 15)

= 55 mm

~ 55 mm

tb=

= (0.1 x 400 + 3.3)

= 43.3 mm

~ 44 mm

iv. Clearance (s) :

s= 0.04 x Ds + 0.2

= 0.04 x 400 + 0.2

= 16.2 mm

v. Tebal Packing (tpac) :

diambil tpac= 416 mm 63.24555vi. Panjang Packing (h) : 31.62278

h= 5 x tpac

= 5 x 40

= 2080 mm

vii.

(0.4 x Ds) + 1

= (0.4 x 416) + 1

= 161 mm

VII.6. STERN POST

Tinggi buritan berbentuk segi empat untuk panjang kapal L £ 125 m, maka :

i. Lebar = (1.4 L) + 90 Dimana : L = 136 m

= (1.4 x 98.60) + 90

= 280.4 mm

~ 280 mm

ii. Tinggi= (1.6 L) + 15

= (1.6 x 98.60) + 15

(0.1 x Ds + 15)

(0.1 x Ds + 3.3)

Tebal Packing yang disyaratkan adalah 1 ~ 2√Ds untuk Ds = 416 mm direncanakan tebal rumah packing adalah 20 sampai dengan 40 mm,

Panjang Tempat Packing (l1) :

l1=

= 232.6

~ 233 mm

VII.6. PERENCANAAN GUARD

Perencanaan gambar untuk guard adalah sebagai berikut :

i. Panjang Guard = 190 mm

ii. Tebal Guard = 20 mm

Perencanaan Filling Pipe :

Perencanaan sistem filling pipe, maka direncanakan untuk system pengunci

menggunakan system pipa dengan diameter 12 x M20 sesuai dengan gambar.

Perencanaan Inlet Pipe :

* Diameter ulir luar ø 30 mm

* Diameter ulir dalam ø 20 mm

Perencanaan system lubricating inlet pipe menggunakan diameter yang disesuaikan dengan perencanaan yang ada pada gambar dimana diameternya direncanakan sebagai berikut :

Daya Perencanaan

Daya Poros

SHP = 24815 HP

= 18504.5 KW

Faktor koreksi daya

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

b. fc = 0,8 - 1,2 (Daya rata – rata)

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

Diambil fc = 1.5 ; Sehingga :

Pd = fc x SHP

1,5 x 3220.49

27756.75 KW

Menghitung Kebutuhan Torsi

DIMANA Pd = 27756.75N = 91

T = 9.74 x 10^5 x (27756.75/91)T = 297088731 29.708873

Menghitung Tegangan Yang Diizinkan

Bahan poros yang digunakan adalah S 40 C dengan sB = 55 Kg/mm2

Faktor keamanan

6 (material baja)

1,3 - 3

2

Sehingga, Tegangan geser yang diijinkan (tA):

tA = =

= 4.5833333 Kg/mm2

Menghitung Diameter Poros

11-1.5

Kejutan / Tumbukan 1.5-3 Diambil 1.5

1

1. sf1 =

2. sf2 =

Diambil sf2 =

· Factor koreksi tegangan / momen puntir : Beban Halus =

Sedikit Kejutan =

· Factor koreksi beban lentur / bending momen : Bila dianggap tidak ada lenturan =

59,74 10Pd

TN

1 2

ba sf sf

σBsf 1 xsf 2

556×2

1.2-2.3Diambil 2Sehingga

Ds = 997.23778 mmdiambil 1000 mm

Syarat 1515152.5

< tA = 1515152.5269 < 297088731

, maka diameter poros dapat dinyatakan memenuhi syarat

Pemeriksaan Persyaratan (Koreksi)Persyaratan Diameter poros menurut BKI adalah sebagai berikut :Berdasarkan BKI vol. III section 4 . C.2 tentang sistem dan diameter poros adalah ;

Dimana :

F = 100

a. untuk poros antara = 100b. untuk poros propeller = 100

K = 1.4

k = 1.1 untuk poros antara penyatuan dengan flans koplingk = 1.4 untuk propeller shaft

Pw = SHP 18504.5 KW

Cw = dimana : Rm = x g

; = 55 x 9,8

= 539

=

Cw = 0.8011445

n = 91 rpm

764.6165

600.7701

163.8464

836.1536

Bila dianggap ada lenturan=

< a

= =

Karena t

1. Faktor untuk semua instalasi

2. Faktor untuk tipe poros

3. Daya yang ditransmisikan poros

4. Faktor material

5. Putaran poros

Ds=[( 5,1τa )xKt×Cb×T ]

13

560(Rm+160 )

σB

560(539+160 )

Sehingga : Ds

764.61645532 mm 152.92

Diameter poros 1000 ≥ 764.62 sehingga dapat dinyatakan memenuhi syarat

Perencanaan Boss PropellerDb = 0.167 X Dprop

= 1252.500 mm

tr = 0.045 x Dprop

= 337.500 mm

Diameter Boss Terkecil (Dba)

Dba/Db = 0.85 sampai 0.9, diambil 0.9

= O.9 X Db

Dba 1127.250 mm 563.625

Diameter Boss Propeller Terbesar ( Dbf)

Dbf/Db= 1.05 sampai 1.1, Diambl 1.05

= 1.05 x Db

Dbf= 1315.125 mm 657.5625

Panjang Boss Propeller (Lb)

Lb/Ds= 1.8 sampai 2.4, Diambil 2.4

= 2,4 x Ds

Lb = 2400 mm

Panjang Lubang Dalam Boss Propeller (Ln)

Ln/Lb= 0.3

= 0.3 X Lb

Ln= 720.000 mm

tb/tr= 0.75

= 0.75 x tr

tb= 253.125 mm

rf/tr= 0.75

= 0.75 x tr

rf= 253

rb/tr= 1

= 1 x tr

rb= 337

Tebal Sleeve (s)

Menurut BKI tebal sleeve adalah,

S ≥ 0,03 Ds + 0,75

jadi S ≥ 30.75 mm

VI.3. BENTUK UJUNG POROS PROPELLER

A. Panjang Konis

Panjang Konis atau Lb berkisar antara 1.8 sampai 2.4 diameter poros

Diambil, Lb = 2,4x Ds

= 2400 mm

B. Kemiringan Konis

x= 1/12.5 x Lb

= 192.000 mm

C. Diameter Terkecil Ujung Konis

Da= Ds - 2*x

= 616.000 mm

= 616 mm 0.066667 86.6667 173.3333 826.6667

Biro Klasifikasi Indonesia menyarankan harga kemiringan konis berkisar antara 1/10 sampai 1/15. Diambil sebesar = 1/12.5

memenuhi syarat

Desain II-42121105021-Stevan Manuky Putra

Documents

Transcript of Desain II-42121105021-Stevan Manuky Putra