Tahanan Dan Propulsi Harvald [PDF]

Citation preview

PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL DENGAN METODE GULDHAMMER E HARVALD DATA UTAMA KAPAL Type TANKER Principal Dimension Lpp Lwl B H T Cb Vs



: : : : : : : :



86 87.97 14 7.75 6.3 0.71 12.5



m m m m m



Cm= Cp=



Knot



1 Volume Displacement (▼) ▼ = Ldisx B x T x Cb = 89.97x14x6.3x0.71 = 5508.85734 m3 2 Displacement (∆) ∆=▼xρ dimana : ρ = = 5646.5787735 ton 3 Luas Permukaan Basah (S) S = 1.025 Lpp (Cb x B + 1.7T) = 1820.2975 m2 4 Renould Number (Rn) Rn = (Vs x Lwl)/υ dimana : g = = 476133922.6 υ= 5 Froude Number (Fn) ½ Fn = Vs/(g x Lwl) = 0.2189932047 6 Koefisien Tahanan Gesek (Cf) Cf = 0.075 / (log Rn - 2)2 = 0.0016819 7 koefisien tahanan sisa (Cr) Lwl / ▼⅓ = 4.980971805 dari diagram guldhammer - Harvard untuk Lwl /▼1/3 = 4,5 Fn = 0.229 Rn = Dari diagram didapatkan : a b Lwl / ▼⅓ Cr 1 4 0.000120 2 4.9810 3 5 0.00080



=



0.71 0.72



6.43 m/s



1.025 ton/m3



9.8 m/s2 0.00000119 (pada suhu 30°)



5.0



Interpolasi = 1b + [((2a - 1a) x (3b - 1b)) / (3a - 1a)] Cr = 0.000787061



PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL DENGAN METODE GULDHAMMER e HARVALD Koreksi : a. Bentuk badan kapal Koreksi ini diperlukan jika bentuk badan kapal terlalu ekstrim berbentuk V atau U. karena bentuk badan kapal tidak terlalu ekstrim V atau U, maka tidak perlu dikoreksi b. Rasio B/T Nilai Cr di atas adalah nilai Cr berdasarkan rasio B/T = 2,5, karena kapal ini mempunyai nilai B/T tidak sama dengan 2,5 maka perlu dikoreksi sebagai berikut : B/T = 2.22 Rumus koreksi : 3 103 Cr = 10 Cr(B/T = 2.5) + 0.16 (B/T - 2.5) 0.742616383 Cr = 0.000743 c. Adanya penyipangan LCB LCB dari tugas rencana garis adalah LCB sebenarnya = e% x Ldis (0.25)% x Ldis LCB sebenarnya = 0.2174625 LCB standart dilihat pada grafik 5.5.15 diperoleh - 1.6 % LCB standart = -1.6% X Ldis LCB standart = -1.39176 ( harga minus menunjukan bahwa LCB terletak di belakang kapal) ∆ LCB = LCBsebenarnya - LCB standart( dalam persen L) ∆ LCB = 1.85 ∂10^3 Cr/ ∂LCB = 0.21 ( dilihat pada grafik 5.5.16 Buku Tahanan Kapal) 10^3 Cr = 10^3 Cr (standart) +∂10^3 Cr / ∂LCB x ∆ LCB Cr = 0.001131116 d bos propeller karena adanya bos propeller, harga Cr dinaikan 3 - 5% diambil 5 %



Llcb=



86.985



Cr = (1+4%) x 0.001480311 0.001176 e. bracket dan poros baling-baling maka harga Cr di naikan 5-8% dan diambl 8 % Cr= (1+7%) x 0.001540 Cr= 0.001258706 8 Koefisien Tahanan Tambahan (Ca) Tahanan tambahan diperlukan berdasarkan nilai displacement kapal sebagai berikut : ∆ Ca 10000 0.0006 100000 0.0004 Oleh karena displacement kapal sebesar 4535,775 ton, maka perlu dilakukan interpolasi a b ∆ Ca 1 1000 0.0006 2 5646.5787735 3 10000 0.0004



9



10



11



12



Interpolasi = 1b + [((2a - 1a) x (3b - 1b)) / (3a - 1a)] Ca = 0.0004967 Koefisien Tahanan Udara (Caa) 103 Caa = 0.07 Caa = 0.00007 Koefisien Tahanan Kemudi (Cas) 3 10 Cas = 0.04 Cas = 0.00004 Koefisien Tahanan Total Kapal (Ct) Koefisien tahanan kapal (Ct) dapat dihitung dengan menjumlahkan Koefisien-koefisien yang telah dihitung Ct = Cf + Cr + Ca + Caa + Cas = 0.0035474 Tahanan Total Kapal (Rt) Rt = Ct x (½ x ρ x Vs2 x S) = 136824.4667747 N = 136.8244667747 kN



PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL DENGAN METODE GULDHAMMER DAN HARVALD Pada saat berlayar di perairan tertentu kapal mempunyai hambatan tambahan berdasarkan perairan yang dilalui (Sea Margin). Untuk rute pelayaran pasifik mempunyai nilai tambah sebesar 15-30% dari perhitungan. Pada perancangan kapal ini diambil 25% sehingga tahanan dinasnya adalahsebagai berikut : Rt (dinas) = 20% + Rt = 164.1893601 kN 149.20 PERHITUNGAN DAYA 1 Daya efektif kapal (EHP) EHP = Rt (dinas) x Vs = 1055.7375856336 kW dimana : 1 HP = 0.735 kW = 1436.3776675287 HP 2 Wake Fraction (w) Pada perencanaan ini menggunakan tipe single screw propeller, sehingga nilai w adalah sebagai berikut : w = 0.5 Cb - 0.05 = 0.305 3 Thrust Deductioin Faktor (t) t=kxw dimana nilai k antara 0.7 - 0.9, pada perencanaan ini diambil = 0.214 k= 0.7 4 Speed of Advance (Va) Va = (1 - w) x Vs = 8.6875 knots = 4.4689 m/s 5 Efisiensi Populsif (Pc) - Effisiensi Relatif Rotatif (ηrr) Besarnya ηrr untuk kapal dengan tipe single screw berkisar antara 1.02-1.05. diambil 1.04 - Effisiensi Propulsi (ηp) Besarnya antara 40-70%, diambil 60% - Effisiensi Lambung (ηH) ηH = (1 - t) / (1 - w) = 1.1317 Pc = ηrr x ηp x ηH = 0.706 6 Delivery Horse Power (DHP) DHP = EHP / Pc = 2034.0898473692 HP 8 Daya Poros Baling-baling (SHP) Disini kapal memiliki kamar mesin di bagian belakang, sehingga losses nya sebesar 2% dengan demikian efisiensi transmisi poros (ηsηb) = 0.98 SHP = DHP / ηsηb = 2075.6018850706 HP 9 Daya Penggerak Utama (BHP) a. BHPscr



Adanya pengaruh sistem roda gigi transmisi (ηG), pada tugas ini memakai sistem roda gigi reduksi tunggal atau single reduction gears dengan losses 2% untuk arah maju, sehingga ηG =0.98 BHPscr = SHP / ηG = 2117.961107 HP PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL DENGAN METODE GULDHAMMER DAN HARVALD b. BHPmcr Daya keluaran pada kondisi maksimum dari motor induk, dimana besarnya daya BHP scr = 0.9 BHP mcr BHPmcr = BHPscr / 0.9 = 2353.290119 HP dimana 1 HP = = 1730.844883 KW BHP



735.5



W



2353.290119 HP



Pemilihan Diameter dan Putaran Propeller Advance Velocity Menurut harvard 6.2.7 hal 136, speed of advance dapat dihitung seperti berikut: 3.1 Va =(1-ψ)Vs Vs dalam knot ψ =-0.05+(0.5xCb) 8.6875 Knot 0.305 3.2 Advance Velocity Syarat diameter propeller 0.6T≤D≤0.7T 3.78 m ≤D≤



4.41 m



3.3 Nilai Bp (hal.206 van lammeren) Bp =Nx(SHP)^0.5/(Va)^2.5 0.2048 N Bp - Diagram SCREW SERIES B. 4.40 No N 97% BP 1 80 77.60 2 100 97.00 3 120 116.40 4 140 135.80 5 160 155.20 6 180 174.60 7 200 194.00 8 220 213.40 9 240 232.80



ηp 15.893 19.866 23.839 27.812 31.785 35.758 39.732 43.705 47.678



Bp - Diagram SCREW SERIES B. 4.55 No N 97% BP ηp 1 80 77.6 15.89266414 2 100 97 19.86583017 3 120 116.4 23.83899621 4 140 135.8 27.81216224 5 160 155.2 31.78532828 6 180 174.6 35.75849431 7 200 194 39.73166035 8 220 213.4 43.70482638 9 240 232.8 47.67799241 Sehingga Putaran (N) yang sesuai =



h0/d 67.90 65.00 62.60 62.00 58.50



δ 0.85 0.78 0.74 0.72 0.66



h0/d 65.5 62.3 60.8 58



140



161 183 198 225 232



δ 0.95 0.87 0.83 0.78



rpm



D(ft) D(m) 17.484 5.329 15.898 4.846 14.334 4.36912 13.962 4.256 12.597 3.840 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000



D(ft) D(m) 150 16.289063 4.96490625 170 14.76875 4.501515 180 13.03125 3.971925 198 12.286607 3.74495786 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0



4.1943528



Project : PKM2 Doc. No : 42040029-01 Rev. No : 00 Halaman :



PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL DENGAN METODE GULDHAMMER DAN HARVALD



II.1.2 Pemeriksaan terhadap kavitasi Perhitungan kavitasi sangatlah diperlukan,sebab apabila terjadi kavitasi pada propeller akan menyebabkan kurang optimalnya kerja dari propeller dan dalam jangka waktu tertentu dapat menyebabkan damage atau kerusakan pada propeller itu sendiri maupun pada body kapal disekitar daun propeller. parameter-prameter yang dibutuhkan adalah: • Sarat Kapal(T) T= 6.3 m • Jarak dasar ke sumbu propeller(E) E = 0,368xT 2.3184 m • Tinggi gelombang(H) H = 0,0075xLpp 0.645 m • Tinggi air diatas garis sumbu propeller Wh = (T-E)+H 4.627 m • Tekanan hidrostatik air laut(PH) PH = Wh x ρ air laut 4742.265 kg/m2



ρ air laut =



1025 kg/m3



• Tekanan Vapour(Pcr) = 10100 kg/m2 • Mass density untuk air laut(ρ) = 104.5 kg/m3 • Tekanan statis pada pusat poros propeller(Po-e) (Po-e) = PH+Pcr 14842.265 kg/m2 • intake velocity(Vc) Vc = (1-w)x Vs 4.46885



m/s



• Mass density air laut(ρ) = • Angka kavitasi(σ) Angka kavitasi σ = (Po-e)/(0,5xρxVc2) = 14.22402



104.5 kg s2/m4



• s/Fp = 1,84x(Po-e)^0,75xVc^0,5 5230.47159 • (s/Fp)/(Po-e) =



0.35240



Berdasarkan figure 123˚. "Chart for cavitation limits" pada buku Van Lemmern hal.186, didapati bahwa propeller tidak mengalami kavitasi karena sesuai dengan batas yang ditentukan. UKURAN UTAMA PROPELLER Diameter propeller = 4369.118 mm Panjang blade elemen (L0,6R) = 0.2187 x 2750.56 mm 955.525997 mm



II.2.1 Expanded Expanded ini adalah luasan dari propeller yang merupakan blade area atau bisa juga disebut bentuk dari propeller yang sesungguhnya. ◊ Jarak garis bagi jari-jari Jarak ini yang membagi jari-jari propeller menjadi 0,2;RO,3R sampai pada jarak 0,9R Tebal daun max Jrk Max dr Ord LE R %D t Max % Ord 0.2 3.66 159.910 35 334.434 0.3 3.24 141.559 35 334.434 0.4 2.82 123.209 35 334.434 0.5 2.4 104.859 35.5 339.212 0.6 1.98 86.509 38.9 371.700 0.7 1.56 68.158 44.3 423.298 0.8 1.14 49.808 47.9 457.697 0.9 0.72 31.458 50 477.763 ◊ Center line ke Trailling Edge kiri Jarak center line ke bagian propeller yang tertinggal atau bagian kiri gambar, nilainya masing-masing untuk jarak bagi jari-jari propeller adalah sebagai berikut: Jrk centerline ke trailling R % Lb (mm) 0.2 29.18 278.82 0.3 33.32 318.38 0.4 37.30 356.41 0.5 40.78 389.66 l 0.6 43.92 419.67 0.7 46.68 446.04 0.8 48.35 462.00 0.9 47.00 449.10 ◊ Center line ke Leading Edge kanan Jarak center line ke bagian propeller yang mendahului (yang memecah air) atau bagian



Jari2= R=



2184.56 218.46



kanan gambar, nilainya masing-masing untuk jarak bagi jari-jari propeller adalah sebagai berikut: Jrk centerline ke leading R % Lb (mm) 0.2 46.90 448.14 0.3 52.64 502.99 0.4 56.32 538.15 0.5 57.60 550.38 0.6 56.08 535.86 0.7 51.40 491.14 0.8 41.65 397.98 0.9 25.35 242.23 ○ Panjang Total Element R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9



Panjang Total % Lb (mm) 76.08 726.96 85.96 821.37 93.62 894.56 98.38 940.05 100.00 955.53 98.08 937.18 90.00 859.97 72.35 691.32



◊ Jarak Ordinat tebal maksimum dari Leading Edge Jarak Ini diukur dari leading edge yang paling kanan sendiri dari gambar kesebelah sisi kiri (letak titik ini terdapat pada jarak Center line ke Leading Edge). Jrk Max dr Ord LE R % Ord 0.2 35 334.434099 0.3 35 334.434099 0.4 35 334.434099 0.5 35.5 339.211729 0.6 38.9 371.699613 0.7 44.3 423.298017 0.8 47.9 457.696953 0.9 50 477.762999 ► Ketebalan maksimum blade tiap elemen ketebalan maksimum ini terletak pada jarak ordinat tebal maksimum dari leading edge dan merupakan titik nol, nilainya untuk tiap elemen adalah: Tebal Daun Max R %D t Max 0.2 3.66 159.910 0.3 3.24 141.559 -52.319 0.4 2.82 123.209 0.5 2.4 104.859 0.6 1.98 86.509 0.7 1.56 68.158 0.8 1.14 49.808 0.9 0.72 31.458 ► Distribusi Pitch (Pitch Distribution) P/D = 0.7 D= 4369.1175 mm P = 3058.38225 P/2π = 487.003543



R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9



Pitch Distribution % P/2π mm 82.2 400.317 88.7 431.972 95 462.653 99.2 483.108 100 487.004 100 487.004 100 487.004 100 487.004



► Jarak Ordinat tebal propeller dari ordinat maksimum Jarak-jarak yang telah kita hitung diatas tersebut dimana ujung Trailing Edge ke titik nol (tempat dimana ketebalan maksimum berada) dan titik nol ke u8jung Leading Edge dibagi menjadi lima bagian yang sama dimana nantinya menjadi titik-titk 20%, 40%, sampai 100%. ► Ordinat Back Back Trailing Edge adalah bagian propeller yang biasa disebut punggung propeller. 1 ELEMENT OF BLADE R=0,2, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



Trailing Edge Leading Edge % t Max Ord(mm) % t Max Ord(mm) 56.95 91.06857443 64.35 102.9018923 53.35 85.3118252 74.4 118.9728172 72.65 116.174397 87 139.1214394 86.9 138.96153 94.5 151.114667 96.45 154.232906 98.6 157.6709647



2 ELEMENT OF BLADE R=0,3, MX BLADE ELEMEN = Trailing Edge % Absis



159.9097005



141.559407 Leading Edge



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



% t Max 50.95 71.6 86.8 96.8



Ord(mm) % t Max 54.9 62.65 72.1245179 72.5 101.356535 85.8 122.873565 94 137.029506 98.4



3 ELEMENT OF BLADE R=0,4, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



49.8079395



Trailing Edge Leading Edge % t Max Ord(mm) % t Max Ord(mm) 25.45 12.6761206 34.55 17.2086431 40.95 20.3963512 48.25 24.03233081 67.8 33.769783 68.7 34.21805444 85.3 42.4861724 85.3 42.48617239 96.7 48.1642775 97 48.31370132



8 ELEMENT OF BLADE R=0,9, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



68.158233



Trailing Edge Leading Edge % t Max Ord(mm) % t Max Ord(mm) 35 23.85538155 44.2 30.12593899 39.4 26.8543438 57 38.85019281 66.9 45.5978579 74.9 51.05051652 84.9 57.8663398 88.8 60.5245109 96.65 65.8749322 97.6 66.52243541



7 ELEMENT OF BLADE R=0,8, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



86.5085265



Trailing Edge Leading Edge % t Max Ord(mm) % t Max Ord(mm) 43.35 37.50144624 52.2 45.15745083 40.2 34.7764277 63.6 55.01942285 67.15 58.0904755 79.35 68.64451578 85.4 73.8782816 91.25 78.93903043 96.8 83.7402537 98.1 84.8648645



6 ELEMENT OF BLADE R=0,7, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



104.85882



Trailing Edge Leading Edge % t Max Ord(mm) % t Max Ord(mm) 48.6 50.96138652 56.8 59.55980976 43.4 45.5087279 67.7 70.98942114 68.4 71.7234329 82.3 86.29880886 86.1 90.283444 92.4 96.88954968 96.95 101.660626 98.1 102.8665024



5 ELEMENT OF BLADE R=0,6, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



123.2091135



Trailing Edge Leading Edge % t Max Ord(mm) % t Max Ord(mm) 52.2 64.31515725 60.15 74.11028177 47.7 58.7707471 70.4 86.7392159 70.25 86.5544022 84.3 103.8652827 86.55 106.637488 93.25 114.8924983 97 119.51284 98.2 120.9913495



4 ELEMENT OF BLADE R=0,5, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



Ord(mm) 77.71611444 88.68696849 102.6305701 121.4579712 133.0658426 139.2944565



31.457646



Trailing Edge Leading Edge % t Max Ord(mm) % t Max Ord(mm) 22 6.92068212 30.1 9.468751446 45.15 14.2031272 45.15 14.20312717 70 22.0203522 70 22.0203522 87 27.368152 87 27.36815202 97 30.5139166 97 30.51391662



► Face Trailing Edge adalah bagian propeller yang biasa disebut muka propeller. 1 ELEMENT OF BLADE R=0,2, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40



159.9097005



Trailing Edge Leading Edge % t Max Ord(mm) % t Max Ord(mm) 30 47.9729102 40 63.9638802 26.2 41.89634153 20.3 32.4616692 18.2 29.1035655 13.45 21.50785472 10.9 17.4301574 5.9 9.43467233 5.45 8.71507868 2.3 3.677923112



20



1.55



2.47860036



0.45



2 ELEMENT OF BLADE R=0,3, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



141.559407



Trailing Edge Leading Edge % t Max Ord(mm) % t Max Ord(mm) 25.35 35.8853097 37.55 53.15555733 22.2 31.42618835 16.55 23.42808186 12.2 17.2702477 10.85 15.35919566 5.8 8.21044561 4.6 6.511732722 1.7 2.40650992 1.3 1.840272291 0.05 0.070779704



3 ELEMENT OF BLADE R=0,4, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



123.2091135



Trailing Edge Leading Edge % t Max Ord(mm) % t Max Ord(mm) 17.85 21.9928268 34.5 42.50714416 17.9 22.05443132 12.5 15.40113919 6.2 7.63896504 7.8 9.610310853 2.65 3.265041508 0.3 0.369627341 -



4 ELEMENT OF BLADE R=0,5, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



104.85882



Trailing Edge Leading Edge % t Max Ord(mm) % t Max Ord(mm) 8.95 9.38486439 30.4 31.87708128 13.3 13.94622306 8.45 8.86057029 1.75 1.83502935 4.3 4.50892926 0.7 0.73401174 -



5 ELEMENT OF BLADE R=0,6, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



Trailing Edge % t Max Ord(mm) -



86.5085265 Leading Edge % t Max Ord(mm) 24.5 21.19 8.4 7.27 4.45 3.85 0.8 0.69 -



6 ELEMENT OF BLADE R=0,7, MX BLADE ELEMEN =



% Absis 100 95 90 80 60 40 20



0.719593652



Trailing Edge % t Max Ord(mm) -



R 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 TIP



68.158233 Leading Edge % t Max Ord(mm) 16.05 10.9393964 2.45 1.669876709 0.4 0.272632932 -



Radius of Noise in % of Diameter %D mm 0.115 5.024 0.105 4.588 0.095 4.151 0.085 3.714 0.07 3.058 0.055 2.403 0.04 1.748 0.04 1.748 0.04 1.748



BAB IV PERENCANAAN POROS PROPELLER DAN PERLENGKAPANNYA



I Perencaan Poros Perencaan Diameter Poros Propeller (Ds) Perencanaan Diameter Poros Propeller menurut Buku Elemen Mesin Ir. Soelarso adalah sebagai berikut: Ds =



[(5,1/‫ד‬a) x Kt x Cb x T]^1/3 Dimana : ○ Ds ○ ‫ד‬a ○ Kt



: : :



mm



Diameter poros (mm) Tegangan yang diijinkan (kg/mm) Faktor Konsentrasi Tegangan



= = = Diambil : Kt = ○ Cb : = = Diambil : Cb = ○T :



1 (Tumbukan halus) Sedikit tumbukan) (Tumbukan Kasar) 1.5 Faktor Beban Lentur 1 (Tidak mengalami lenturan) 1.2 - 2.3 (engalami Lenturan) 2 Momen Puntir (kgmm) 1.0 - 1.5 1.5 - 3.0



Langkah Perhitungan adalah sebagai berikut : a Daya Perencanaan (Pd) Pd = fc x P Dimana : ○ Pd : ○ fc :



Daya Perencanaan (kW) Faktor Koreksi Daya 1.2 - 2.0 (Daya maksimum) 0.8 - 1.2 (Daya rata-rata) 1.0 - 1.5 (Daya normal) Diambil = 1.2 (Daya Normal) ○P= SHP (kW) 2075.601885 BHP 1526.605186 kW Sehingga Daya perencanaannya adalah sebagai berikut : Pd = fc x P Pd = 1,2 x 1271.75 Pd = 1831.926224 kW



b Momen Puntir (T) T = 9,74 x 10^5 x ( Pd/N) Dimana : N = Putaran Propeller = 140 rpm T = 9,74 x 10^5 x ( Pd/N) 12744972.44 kgmm c Tegangan yang diijinkan (‫ד‬a) Ta = σB / (sf1, sf2) Dimana : ○ Bahan poros yang digunakan adalah baja karbon JIS………dengan nilai ○ σB = kekuatan tarik = 58 kg/mm2 ○ Faktor keamanan 1, sf1 = 6 2, sf2 = 1,3 - 3 Diambil = 3 Sehingga, Tegangan geser yang diijinkan (Ta) : Ta =



σB / (sf1, sf2) 58 / (6 x 3) 3.222222222 kg/mm2



d Diameter Poros (Ds) Ds =



[(5,1/‫ד‬a) x Kt x Cb x T]^1/3



Dimana : ○ Ta = ○ Kt = ○ Cb = ○T=



mm



3.222222222 kg/mm2 1.5 2 12744972.44 kg.mm



Maka, Ds = [(5,1/‫ד‬a) x Kt x Cb x T]^1/3 mm = = 392.6072192 mm = mm (Ir. Sularso, MSME DASAR PEMILIHAN DAN PERENCANAAN ELEMEN MESIN) e Pemeriksaan Persyaratan Diameter Poros ○ Menurut BKI Berdasarkan BKI Vol,III tahun 2000 section 4,C,2 tentang sistem dan diameter poros minimum adalah sebagai berikut : ○ σB = kekuatan tarik = 61.1620795 kg/mm2 Ds ≥ F x K3 ((SHP x Cw)/(N x (1 - (di/da)^4))^(1/3) Dimana : • 1 - (di/da)^4 = •F = •K • SHP • Cw Rm



Cw •N



1 Faktor untuk tipe instalasi penggerak untuk propeller = 100 untuk semua tipe instalasi = faktor tipe poros = 1.15 = Daya yang ditransmisikan = 1526.605186 kW = Faktor bahan = 560/ (Rm + 160) 0.73684211 = σB x g = = 600 = 0.736842105 = Putaran Poros = 140 rpm



Sehingga :



Ds ≥ Ds ≥ Ds ≥ ○ T < Ta Dimana Ta T



II



F x K3 ((SHP x Cw)/(N x (1 - (di/da)^4))^(1/3) 230.3326749 230.3326749 mm (memenuhi) diambil



= =



3.222222222 (5,1 x T)/ Ds^3 = = 20.54166667



Perencanaan Boss Propeller Pada perencanaan propeller ini bahan yang dipakai adalah Berdasarkan buku Design Screw Propeller, T,P,O, Brien hal 302 dapat ditentukan : 1 Diameter Boss (Db) Db = 0,167 x Dprop = = 729.6426225 2 Ketebalan Rake (tr) Tr maks = 0,045 x Dprop = = 196.6102875 = 123.41 3 Diameter Boss terbesar Dbf/Db = 1,05 - 1,1 Dbf = 1,1 x Db = = 802.6068848 4 Diameter Boss Terkecil Dba/Db = 0,85 - 0,9 Dba = 0,9 x Db = = 656.6783603 5 Radius angkal Leading Edge tb = 0,75 x tr = = 92.5575 6 R Face Rf = 0,75 x tr = = 92.56 7 R Back Rb = 1.0 x tr = = 123.41



III



200 mm



diambil



2



mm Dprop



= 4369.1175 mm



mm mm diambil



1.1



mm diambil



0.9



mm



mm



mm (untuk rake mm



Perencanaan Bentuk Ujung Poros pada Stern tube 1 Panjang Konis (Lb) Lb antara 1,8 - 2,4 kali diameter poros diambil Lb = 2 x ds = = 785.2144383 mm



2



(Berdasarkan buku Design Screw Propeller,T,P,O,Brien hal 132)



2 Panjang Lubang Terbesar dari Boss Ln/Lb = didapat dari tabel yang mempunyai harga 0,3 (nilai maksimum) Ln = 0,3 x Lb = = 235.5643315 mm 3 Kemiringan Konis BKI menyarankan harga kemiringan konis berkisar antara 1/12 sampai 1/20 Diambil (1/15) (1/16) = x/Lb x = 1/15 x Lb x= x= 52.35 mm (BKI,Peraturan BKI Vol III tahun 2000) 4 Diameter Ujung Konis Da = Ds - 2x = Ds - () = 287.91 mm (T,O'Brien, The Design of Marine screw Propeller) 5 Diameter Luar Pengikat Boss BKI menyarankan harga diameter luar pengikat boss atau Du tidak boleh kurang dari 60% diameter poros. Du = 60% x Ds = 0,6 x = 235.5643315 mm (BKI,Peraturan BKI Vol III tahun 2000) IV



Perencanaan Pasak Propeller Sumber untuk perencanaan pasak diambil dari buku Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin karya Ir, Soelarso Ms,Me 1 Momen Torsi(Mt) momen torsi (Mt) yang terjadi pada pasak yang direncanakan adalah sebagai berikut : Mt = (σB x πds^3)/32 = = 363192403.2 kgmm2



2.4 Mur Pengikat Propeller 1. Diameter Luar ulir d≥ d≥ 2. Diameter inti di = = 3. Diameter Luar Mur Do = =



4. Tebal/tinggi Mur Dari untuk ukuran standar tebal mur adalah 0.8 - 1 diameter luar ulir, diambil 0.8. H= = Untuk menambah kekuatan mur guna menahan beban aksial direncanakan jenis m tebal flens = = diameter = =



○ Mt ○ σB ○ ds



= momen torsi (kgmm) = kekuatan tarik 61.1620795 kg/mm2 = Diameter poros propeller



2 Dimensi Pasak Parameter yang digunakan adaklah sebagai berikut : Diameter poros (Ds) = 392.607219 mm a. Panjang Pasak L = L = L = L =



(0,75 - 1,5) x Ds………,diambil 1.3 x Ds



1.3



510.3893849 mm



b. Lebar Pasak (B) B = (25% - 35%) < Ds……, B = 25% x Ds B = B = 98.15180479 mm



diambil



0.25



c. Tebal Pasak (T) T = 1/6 x Ds T = T = 65.43453653 mm d. Gaya Sentrifugal (F) Gaya sentrfugal yang terjadi pada permukaan poros : F F F



= = =



T/(0,5 x Ds) 64924.79924 kg



e. Tegangan gesek yang diijinkan (Tka) diperoleh : ○ Sf1 = umumnya diamnbil 6 (material baja) ○ Sf2 = 1,0 - 1,5 jika beban dikenakan tiba-tiba 1,5 - 3,0 jika beban dikenakan tumbukan ringan 3,0 - 5,0 jika beban dikenakan secara tiba-tiba dan tumbukan Karena beban pada propeller dikenakan secara tiba-tiba dan tumbukan, maka diambil harga Sf2 = 3 Bahan pasak digunakan S45C dengan harga ○ σB = 61.16207951 kg/mm2 Sehingga didapatkan : Tka Tka Tka



= = =



σB/(Sf1 x Sf2) 3.397893306 kg/mm2 Sedangkan tegangan gesek yang terjadi pada pasak adalah : Tk Tk Tk



= = =



F/(B x L) 1.29601698 kg/mm2



Karena 3.397893306 < tersebut memenuhi persyaratan,



1.29601698 maka dengan dimensi



f. Kedalaman ulir pasak pada poros(t1) t1 = 50,89% x T t1 = 50,89% x T t1 = 33.29963564 mm maka, t1 = 16.96 mm g. Kedalaman ulir pasak pada naf (t2) t2 = T - t1 t2 = t2 = 48.47453653 h. Panjang Pasak Aktif Panjng pasak aktif maksudnya panjang pasak aktif menerima beban jika pada boss propeller tersebut terdapat lubang 'Ln' maka panjang pasak sebenarnya adalah : Li Li Li



= = =



L + Ln 745.9537164 mm



i. Perhitungan untuk menghindari kerusakan permukaan samping pasak yang disebabkan oleh tekanan bidang, Dalam hal ini tekanan permukaan P(kg/mm2)adalah P P P



= = =



F/(Li x (t1 (atau) t2)) 5.131837376 kg/mm2



Sedangkan untuk menghindari kerusakan permukaan untuk poros dengan diameter yang besar (>100mm) adalah Pa=10kg/mm2, karena harga P100mm) adalah Pa= 10 kg/mm2, karena harga P