1

PENDAHULUAN

1. Ukuran utama kapal

Type Kapal : OIL TANKER

Nama Kapal : KM. CHA-SRI

Lpp : 89 m

B : 12,6 m

H : 7,8 m

T : 5,4 m

Vs : 11 knot = 5,66 m/s

Δ : 4779,35 ton

Rute Pelayaran : Surabaya – Dumai

Radius Pelayaran : ± 595 mil laut

2. Definisi

Gambar rencana kemudi merupakan gambar perencanaan type kemudi serta

konstruksinya dan bagian-bagian penunjang pada kemudi yang berdasarkan pada bentuk badan

kapal dengan tujuan untuk mendapatkan kecepatan manuver seperti yang diharapkan dalam

perencanaan.

3. Langkah-langkah pelaksanaan rencana kemudi

a. Perencanaan Type Kemudi

b. Perencanaan dan Perhitungan Rudder Area

c. Perhitungan Gaya dan Daya Torsi Kemudi

d. Perencanaan dan Perhitungan Dimensi Kemudi serta bagian-bagiannya.

e. Perencanaan Jenis Pengelasan yang Digunakan

A. PERENCANAAN TYPE KEMUDI

Type kemudi yang digunakan ada 3 macam, yaitu:

1. Type kemudi menggantung

2. Type kemudi setengah menggantung

3. Type kemudi dengan menggunakan sepatu linggi.

Adapun type kemudi yang digunakan pada kapal ini adalah type menggantung .

B. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN DIMENSI RUDDER

1. Menurut BKI 1996 Volume II section 14.A.3, Luas daun kemudi tidak boleh

kurang dari :

100

75.14321 xLxTxxCxCxCCA

Dimana:

C1 = 1,0 ( secara umum )

C2 = 1,0 ( secara umum )

C3 = 1,0 ( untuk kemudi NACA dan kemudi plat )

2

C4 = 1,0 ( untuk kemudi di dalam arus baling-baling )

T = 5,4 m

L = 89 m

100

4,58975,10,10,10,10,1 xxxxxxA

= 8,41 m2

2. Luas balansir

Af = 23 % x A

= 23 % x 8,41 m2

= 2,36 m2

3. Rencana bentuk profil menggunakan tabel “Hydromechanic Schift” dimana tabel

tersebut berisi tabel ordinat dan absis untuk kemudi. foil-foil tersebut digunakan untuk

merencanakan bentuk-bentuk dari horizontal web.

C. PERHITUNGAN GAYA KEMUDI DAN MOMEN TORSI

1. Perhitungan gaya kemudi menurut BKI 1996 vol. II section 14.B.1.1 sebesar:

Cr = 132 x A x V2x k1x k2 x k3 x kt

Dimana : Cr = gaya kemudi

A = luas daun kemudi

V = kecepatan untuk ahead condition

k2 = 1,1 ( Naca .00 series gottinger profiles )

k3 = 1,0 ( Propeller jet )

kt = 1,0 ( Normal )

c = 2

21xx

, x1 = 3 x2 = 3,5

c = 2

5,33 = 3,25 m

b = C

A =

25,3

41,8 = 2,59 m

At = A + area of Rudder Horn

= 8,41 + 0,8 ( m2 )

= 9,21 m2

3

= tA

b2

= 21,9

)59,2( 2

= 0,73 m2

k1 = ( + 2 ) / 3

= (0,73 + 2 ) / 3

= 0,91

CR = 132 x A x V2 x K1 x K2 x K3 x Kt

= 132 x 8,41 x (5,66)2 x 0,91 x 1,1 x 1,0 x 1,0

= 35598,92 N

2. Perhitungan torsi :

kb = A

Ar

= 41,8

55,1

= 0,18

r = c (α – kb)

= 3 (0,25 – 0,18)

= 0,21

QR = CR x r

= 35598,92 x 0,21

= 7475,77 Nm

4

D. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN DIMENSI TONGKAT KEMUDI

SERTA BAGIAN-BAGIANNYA

a. Garis Tengah Tongkat Kemudi

1. Dari BKI (II) sec. 14.C.1.1 diperoleh harga rudder stock tidak kurang dari :

Dt = 4.2 3 . rkQr

Dimana : Dt = diameter rudder stock

QR = torsi kemudi

kr = factor material

75.0

Re

235

h= 0,657

Reh =411,6 N/mm2

Dt = 4,2 3 657,0 7475,77 x

= 71,39 mm ~ 72 mm

2. Diameter rudder stock digunakan untuk menentukan dimensi dari steering

gear, stopper, locking device dan bagian pendukung lainnya.

3. Panjang dan tinggi dari sisi quadran untuk tiller tidak boleh kurang dari :

Tongkat kemudi di daerah Tiller :

Besar sisi bujur sangkar = 70,7 ~ 71

Tinggi sisi bujur sangkar = 80,8 ~ 81

Diameter tongkat bagian atas untuk menyalurkan puntiran dari instalasi

mesin kemudi = 100,8 ~ 101

4. Tiller

Direncanakan dengan ukuran panjang

b = 1,3 m

= 235 N/mm2

maka :

M = Cr . a Cr = 57898,03 N

= F .b a = 0,65 m

Sehingga :

M = 57898,03 x 0,65

= 37633,72 Nm

M = F . b

F = M / b

= 37633,72 / 1,3

= 28949,02 N

5

F

0,5 b

MA’

MB’

0,35 m 0,35 m

Titik yang ditinjau untuk ditentukan ukuran profilnya :

MA’ = F . 0,7

= 28949,02 x 0.7

= 20264,31 Nm

MB’ = F . 0,35

= 28949,02 x 0,35

= 10132,16 Nm

Perhitungan modulus penampang tiap titik acuan

WA’ =

'MA

= 2610235

20264,31

mNx

Nm

= 86,23 x 10-6

m3

= 86,23 cm3

WB’ =

'MB

= 2610235

10132,16

mNx

Nm

= 43,12 x 10-6

m3

= 43,12 cm

3

Perhitungan ukuran Profil berdasarkan modulus tiap titik acuan

WA’ = 86,23 cm3

Direncanakan :

em1 = 130 mm ; t = 10 mm

F = 13 cm2

h = 150 mm ; t = 10 mm

fs = 15 cm2

b = 130 mm ; t = 10 mm

f = 13 cm2

6

Sehingga :

f/F = 1

fs/F = 1,15

Diperoleh :

w = 1,14

W = w . F . h

= 1,14 . 13 . 15

= 222.3 cm3

Ukuran Profil T 150 x 10

130 x 10

WB’ = 646,55 cm3

Direncanakan :

em1 = 80 mm ; t = 10 mm

F = 8 cm2

h = 100 mm ; t = 10 mm

fs = 11 cm2

b = 80 mm ; t = 10 mm

f = 8 cm2

Sehingga :

f/F = 1

fs/F = 1,3

Diperoleh :

w = 1,3

W = w . F . h

= 1,3 . 8 . 10

= 104 cm3

Ukuran Profil T 110 x 10

90 x 10

5. Boss

Menurut LR 1975 tinggi baut tidak boleh kurang dari diameter rudder stock :

Direncanakan tinggi boss 200 mm.

Tebal dari boss tidak boleh kurang dari : 0,4 ds = 39,6 mm

Diameter baut pada filter dan quadrangle tidak boleh kurang dari :

db = 0,6n

ds

= 0,6 6

92

= 22,6 mm

Flange baut

Tebal dari flange pada baut tiller tidak boleh kurang dari :

ts = 0,66 n

ds

7

= 0,66 6

92

= 24,88 mm 25 mm

Mesin kemudi

Mesin kemudi yang digunakan minimal harus memiliki gaya sebesar :

F = Qr/a

Dimana :

F = gaya mesin kemudi ( N )

Qr = torsi kemudi ( Nm )

a = lengan tiller ( m )

F = 65,0

3437,88 = 5289,05,82 N

6. Bearing

Berdasarkan BKI 2006 Vol II Section 14.E.4, Bearing direncanakan berdasarkan

besarnya tenaga pada Rudder Horn dan Neck Bearing.

Tenaga pada Rudder Horn

B1 = CR . c

b

= 57898,03 x 42,3

3

= 50787,75 Nm

Tenaga pada Neck Bearing

B2 = CR – B1

= 57898,03 – 50787,75 ( Nm )

= 7110,28 Nm

A. Tebal liner dan bush bearing

Berdasarkan BKI 2006 Vol II Section 14.E.5.2, diameter pintle tidak boleh kurang dari : t

= 0,01 1B

= 0,01 7,230835

= 4,80 mm

t min = 8 mm [for metalic material] direncanakan mengguna-

kan material Bronze.

7. Rudder Coupling

-Berdasarkan BKI 2006 Vol II Section 14.D.1 didapat beberapa aturan untuk

perencanaan rudder couplings yang meliputi :

8

a. Couplings didesain untuk memungkinkan agar torsi dapat diteruskan

secara maksimal dari rudder stock.

b. Baut couplings dipasang dengan murnya secara efektif untuk mengunci.

-Berdasarkan BKI 2006 Vol II Section 14.D.2, ukuran –ukuran coupling adalah sbb :

a. Diameter baut coupling

Db = 0,62 enkr

kbD

..

.3

dimana :

D = 99 mm [diameter rudder stock ]

kb = 0,66 [ faktor material untuk baut ]

kr = 0,66 [ faktor material untuk rudder stock ]

n = 6 [ jumlah baut ]

e = 120,5 mm [ jarak pusat tiap baut ]

sehingga :

Db = 0,62 5,120666,0

66,0923

xx

x

= 20,35 mm 21 mm

b. Tebal flens coupling

Tf = 0,62 enkr

kfD

..

.3

Dimana :

kf = 0,66 [ faktor material untuk flens kopling ]

sehingga :

t min = 0,9 db

= 0,9. 21 = 18,9 mm

tf = 0,62 5,120666,0

66,0923

xx

x

= 20,35 mm 21 mm

c. Perencanaan Bentuk Kemudi

Y

9

X

C

C = lebar kemudi

= 3000 mm

X/C = harga dari tabel NACA

Sehingga :

Xn = X/C . C

10

ATAS

c = lebar = 2.64 M

tinggi = 3.03 M

NACA 00-20

x/c X y/c y

0.0000 0.000 0.04420 0.11669

0.0125 0.033 0.03156 0.08332

0.0250 0.066 0.04356 0.11500

0.0500 0.132 0.05924 0.15639

0.1000 0.264 0.07804 0.20603

0.1500 0.396 0.08910 0.23522

0.2000 0.528 0.09562 0.25244

0.2500 0.660 0.09902 0.26141

0.3000 0.792 0.10000 0.26400

0.4000 1.056 0.09672 0.25534

0.4500 1.188 0.00000 0.00000

0.5000 1.320 0.08824 0.23295

0.6000 1.584 0.07606 0.20080

0.7000 1.848 0.06106 0.16120

0.8000 2.112 0.04372 0.11542

0.9000 2.376 0.02414 0.06373

1.0000 2.640 0.00210 0.00554

11

NACA 00-20

x/c x y/c y

0.0000 0.000 0.04420 0.09370

0.0125 0.027 0.03156 0.06691

0.0250 0.053 0.04356 0.09235

0.0500 0.106 0.05924 0.12559

0.1000 0.212 0.07804 0.16544

0.1500 0.318 0.08910 0.18889

0.2000 0.424 0.09562 0.20271

0.2500 0.530 0.09902 0.20992

0.3000 0.636 0.10000 0.21200

0.4000 0.848 0.09672 0.20505

0.4500 0.954 0.00000 0.00000

0.5000 1.060 0.08824 0.18707

0.6000 1.272 0.07606 0.16125

0.7000 1.484 0.06106 0.12945

0.8000 1.696 0.04372 0.09269

0.9000 1.908 0.02414 0.05118

1.0000 2.120 0.00210 0.00445

BAWAH

c = lebar = 1.74 m

tinggi = 3.03 m

NACA 00-20

x/c x y/c y

0.0000 0.000 0.04420 0.07691

0.0125 0.022 0.03156 0.05491

0.0250 0.044 0.04356 0.07579

0.0500 0.087 0.05924 0.10308

0.1000 0.174 0.07804 0.13579

0.1500 0.261 0.08910 0.15503

0.2000 0.348 0.09562 0.16638

0.2500 0.435 0.09902 0.17229

0.3000 0.522 0.10000 0.17400

0.4000 0.696 0.09672 0.16829

0.4500 0.783 0.00000 0.00000

0.5000 0.870 0.08824 0.15354

0.6000 1.044 0.07606 0.13234

0.7000 1.218 0.06106 0.10624

0.8000 1.392 0.04372 0.07607

0.9000 1.566 0.02414 0.04200

1.0000 1.740 0.00210 0.00365

TENGAH

c = lebar = 2.12 m

tinggi = 3.03 m

12

8. Rudder Plating

Sesuai dengan BKI 1996 vol.II section 14.E.2.1, tebal dari rudder plating tidak

boleh kurang dari :

T= 1,74 x a tkxk Pr

Dimana: a = jarak tidak tertumpu lebar terkecil dari 1 plate = 0,3 m

Pr = A

CrxT

31010

= 893,510

25,1406449,410

3 xx

= 287,63 kN/m3

k = 1

tk = 1,5

t = 5,1163,2874,074,1 xx

= 13,30 mm ~ 13 mm

Webs (Penegar)

Berdasarkan BKI 1996 Vol II Section 14.E.2.3, tebal Web tidak boleh kurang dari :

t = 70% t

= 70% . 13

= 9 mm

t min = 9 k k = 0,91 untuk Reh = 265 N/mm2

= 9 91,0

= 8,55 mm 8 mm

Nose plate

BKI 1996 section 14.E.3.1. tebal nose plate harus lebih tebal 25% dari plate sisi.

tn = (25% . ts) + ts

= (25%.13)+13

= 16,25 mm

Top plate dan bottom plate

Menurut LR1975 d 2217 tebal top plate dan bottom plate minimal sama dengan

tebal plate sisi kemudi

Tb = th = ts = 13

Face plate

Menurut NV section 18 C 600 lebar face minimal 50 mm

Direncanakan : lebar = 50 mm

Tebal = 13 mm

13

Main piece

Tm = 8.5+0.5 Ds

= 14.47 mm = 15 mm

9. Pintles

penirusan 1 : 10 >> 0,1

c = 0,13 du = 109 mm

do = 120 mm l = 180 mm

dimension of slugging nut

height : hn = 46,8 mm

outer diameter : dn = 129,6 mm

external thread diameter :

dg = 78mm

dm = 114,5 mm (diameter ulir dalam)

l = 180 mm

diameter ujung baut yang muncul :

0,1 x hn = 4,68 mm atau 0,2 x hn = 9,36 mm

Diameter ulir dalam : 1/9 x dg = 8,67 mm

Pinles harus mengikuti kondisi bearing, diameter pinles tidak boleh kurang dari :

d = 0,35 KrB .1

= 0.35 657,06,170655 x

= 117,18 mm ~ 120 mm

Tebal dari rumah atau bush tidak boleh kurang dari :

t = 0,01 1B

= 0,01 6,170655

= 4,13 mm

t min = 6 mm = untuk material metal dan sintetis

Panjang ketirusan pintles

Lt = 1,2 x d pintles

= 1,2 x 120

= 144 mm

10. Stopper and Locking Device

a. Stopper

Pergerakan quadrant atau tiller dibatasi dengan stopper pada setiap

sisinya.Stopper dan pondasinya dihubungkan dengan badan kapal .Yield

14

point dari material yang digunakan tidak boleh melebihi perencanaan

moment yield dari rudder stick.

b. Locking device

Setiap steering gear dilengkapi dengan locking device untuk menahan rudder

pada posisinya . Alat tersebut sebaik pondasi pada badan kapal . Bila

kecepatan kapal melebihi 12 knots, perencanaan moment yield memerlukan

harga perhitungan diameter stock berdasarkan kecepatan Vo = 12 knots.

11. Slot Welding

Menurut LR d 2220

1. Panjang slot welding

Panjang slot welding minimal (Lw) = 75 mm

Direncanakan : Lw = 75 mm

2. Lebar slot welding

Lebar slot welding minimal (bw) = 25 mm

Direncanakan : bw = 25 mm

3. Jarak maksimum antara slot welding (r1) = 8 x bw = 8 x 25 = 200 mm

Direncanakan : r1 = 200 mm

15

DAFTAR PUSTAKA

1. Biro Klasifikasi Indonesia ( BKI ) 2006 Vol II .