View
233
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 1/95
1
Haris AriCahyon (4207 100 070)
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan Berkat dan
Rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Propeller dan Sistem Perporosan
ini tepat waktu sesuai dengan yang direncanakan, walaupun masih banyak kekurangan –
kekurangan yang terdapat dalam laporan ini.
Ucapan terima kasih saya ucapkan kepada dosen pembimbing Tugas Sistem
Propeller dan Perporosan saya Bapak Irfan Syarif Arif ST MT atas kesabarannya dalam
membimbing saya dalam menyelesaikan Tugas Propeller dan Sistem Perporosan ini, dan
juga teman-teman saya angkatan 2006, dan kakak-kakak senior yang banyak membantu
dalam penyelesaian Tugas Sistem Propeller dan Perporosan ini.
Dengan selesainya tugas ini semoga dapat menunjang kelanjutan tugas-tugas yang
lain di masa mendatang. Saya berharap selain laporan ini bermanfaat bagi saya juga
bermanfaat bagi rekan – rekan lain yang membaca laporan ini.
Akhir kata saya mohon maaf bila ada kekurangan – kekurangan dalam laporan saya
ini, dan saya berharap kritikan dan saran untuk menyempurnakan laporan – laporan yang
akan saya buat untuk tugas – tugas yang akan datang. Terima kasih.
Penulis,
BAB I
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 2/95
2
Haris AriCahyon (4207 100 070)
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 yangakan 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 kita
menghitung 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.
2. Perhitungan dan penentuan type propeler.
• Perhitungan type propeller
• Perhitungan kavitasi
• Perhitungan dimensi gambar propeler
3. Perhitungan dan penentuan sistem perporosan
• Perhitungan diameter poros propeller
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 3/95
3
Haris AriCahyon (4207 100 070)
• Perhitungan perlengkapan propeller
BAB II
PERHITUNGAN TAHANAN KAPAL DENGAN METODE HARVALD
II.1 DATA KAPAL :
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 4/95
4
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Lpp : 123 m
Lwl : 127,92 m
B : 22,6 m
H : 11,2 m
T : 7,7 m
Cb : 0,632
Cbwl : 0,60769
Vs : 17 knot = 8,744 m/s
II.2. Alogaritma Perhitungan:
II.2.1. Volume Displasemen ( ∇)
∇ = Lpp x B x T x Cbwl
II.2.2. Displasemen (∆)
∆ = ∇ x ρair laut
II.2.3. Koefisien tahanan total
CT = RT1/2ρV2S atau CT = CR + CF + CA + CAA + CAS
II.2.4. Koefisien tahanan sisa
103 CR = 103CR(B/T=2,5)+0,16(B/T – 2,5 ) atau
Koefisien tahanan sisa untuk bentuk kapal yang standard dapat diambil dari diagram
(Gb.5.5.5 – 5.5.13)
II.2.5. Koefisien tahanan gesek
CF = 0,075(Log10Rn-2)2
Koefisien tahanan tambahan (CR ) tegantung pada cara penentuan koefisien tahanan
sisa dan koefisien tahanan gesek
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 5/95
5
Haris AriCahyon (4207 100 070)II.2.6. Froude number (Fn)
Fn = VgL
II.2.7. Reynold number
R n =VLWLϑ
II.2.8. Luas permukaan basah
S = 1,025 Lpp (δpp B+1,7T)
II.2.9. Tahanan total (R t)
R T = Ct . ½ . ρ . V
2
. S
II.2.10. Tahanan total pada waktu dinas
R Tdinas = R T + 15%R T (dimana 15% adalah sea margin)
II.2.11. Efektive horse power (EHP)
EHP = R Tdinas x Vs
II.2.12. Thrust Horse Power (THP)
THP = T x Va atau EHPηH
II.2.13. Hull efisiensi (ηH)
ηH = 1-t1-ω
II.2.14. Delevery Horse Power (DHP)
DHP = THPηB
II.2.15. Effisiensi behind propeller (ηB)
ηB = η0 . ηrr
Asumsikan η0
II.2.16. Shaft Horse Power (SHP)
SHP = DHPηs
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 6/95
6
Haris AriCahyon (4207 100 070)II.2.17. Effisiensi shaft ηs antara (96% - 97%)
II.2.18. Brake Horse Power (BHPscr )
BHPscr = SHPη0
II.2.19 Brake Horse Power (BHPmcr )
BHPmcr = BHPscr x 0,85 (engine margin)
II.3. Perhitungan Detail :
II.3.1. PERHITUNGAN VOLUME DISPLACEMENT (▼)
▼=Lwl x B x T x C
= 13527,57 m3
(harvald, tahanan dan propulsi kapal 6)
II.3.2. PERHITUNGAN DISPLACEMENT ( ∆ )
ρ = 1,025 ton/m
3
= 1025 kg/m3
∆ = Lwl x B x T x Cb x ρ
= 13865,76 ton
II.3.3. LUAS PERMUKAAN BASAH (S)
S = 1.025Lpp(CbxB+1.7T)
= 3451,08 m2
(Harvald 5.5.31, tahanan dan propulsi kapal 133)
II.3.4. MENENTUKAN HARGA BILANGAN FROUDE DAN ANGKA REYNOULD
Vs = 17 knot 1 knot = 0,5144 m/s
= 8,7448 m/s
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 7/95
7
Haris AriCahyon (4207 100 070)
g = 9,8 m/s2 ϑ=1,8831 x 10-6
Fn = Vs/(gxLwl)^0.5
= 0,247
(Harvald5.5.9, tahanan dan propulsi kapal hal 118)
Rn = (VsxLwl)/ ϑ
= 941366155,3
(harvald, tahanan dan propulsi kapal hal 118)
II.3.5. MENCARI Cf dari DIAGRAM
Koefisien tahanan gesek spesifik adalah garis korelasi model kapal ITTC 1957. Dipakai untuk
menentukan koefisien tahanan gesek :
Cf =0.075/(log10 R n-2)2
= 0,00154
(harvald 5.5.7, tahanan dan propulsi kapal hal 118)
II.3.6. MENENTUKAN HARGA Cr Dari DIAGRAM
tahanan sisa kapal dapat ditentukan melalui diagram Guldhammer-Harvald dengan hasil
sebagai berikut :
Lwl/▼1/3 = 5,368
(harvald, tahanan dan propulsi kapal hal 118)
koefisien presmatik (φ)= Cb/β
β=(0,08*Cb)+0,93 = 0,98056
sehingga (φ)= 0,644529657 (untuk mencari Cr pada diagram koef tahanan sisa)
Fn= 0,247 (untuk mencari Cr pada diagram koef tahanan sisa)
dari interpolasi diagram pada diagram Guldhammer-harvald diperoleh :
a b
Lwl/▼^1/3 Cr
Interpolasi
= (1b + (2a-1a)x(3b-1b))/(3a-1a)
5 1,59E-03 = 1,30E-03
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 8/95
8
Haris AriCahyon (4207 100 070)5,368 1,30E-03 Jadi Cr = 1,30E-03
5,5 1,20E-03
Gambar diagram I.3.1. (tahanan dan propulsi kapal hal122)
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 9/95
9
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Gambar diagram I.3.2. (tahanan dan propulsi kapal hal123)
II.3.7. Koreksi Koeffisien Tahanan Sisa Kapal (Cr)
II.3.7.1.Bentuk Badan Kapal
Karena bentuk badan kapal yang ada standart, maka tidak ada koreksi.
II.3.7.2.Rasio B/T
Karena 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 maka harus dikoreksi.
B/T = 2,935064935
Maka ,
103CR=103CR(B/T=2.5) + 0.16 ( B/T - 2.5 )
= 0,00137257
II.3.7.3. Adanya penyimpangan LCB
LCB dari Tugas Rencana Garis adalah LCB
= e%*Ldisp e% =-0,23%
= -0,2910672 Ldisp =125,46
Penentuan LCB standart dalam % dengan acuan grafik LCB Standart, buku
TAHANAN DAN PROPULSI kapal hal 130 gambar 5.5.15
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 10/95
10
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Gambar I.3.3.( harvald, tahanan dan propulsi kapal hal 130)
LCBstandar = -1,2% (dilihat dari grafik diatas)
karena letak LCB di depan LCB standart maka perlu dikoreksi.(harvald, tahanan dan
propulsi kapal hal 130)
∆ LCB =LCB - Standart LCB
= -0,23% - (1,2%)
= 0,97%
10^3 Cr = 10^3 Cr (standard) + (δ10^3Cr/δ LCB) |∆ LCB|
Cr= (103 x0,00137257)+(0,1x0,97%)/1000
= 0,001374
II.3.7.4.Anggota badan Kapal (harvald, tahanan dan propulsi kapal hal. 132)
dalam hal ini yang perlu dikoreksi adalah :
– Daun kemudi = tidak ada koreksi bentuk standar sudah mencakup daun kemudi
– Lunas bilga = tidak ada koreksi
– Bos = Untuk kapal penuh CR dinaikan sebesar 3 – 5%
– Braket dan poros baling – baling = untuk kapal ramping CR dinaikkan sebesar 5 – 8%
II.3.7.5.Menghitung CR akibat pengaruh Bos baling – baling
CR = (1+5%)x Cr
= (1+5%)x 0,001374
= 0,001442
(diambil 5% karena pada waktu perhitungan pasti ada margin eror sehingga saya mengambil
5% supaya pada waktu terjadi kesalahan dapan ditutupi oleh 5% ini sehingga dayang
diahisilkan nanti terpenuhi)
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 11/95
11
Haris AriCahyon (4207 100 070)II.3.7.6.Menghitung Cr akibat pengaruh braket dan poros baling – baling
Cr = (1+6%)x Cr
= (1+6%)x0,001442
= 0,001529
(karena kapal saya ramping maka terjadi penambahan Cr sebesar 5-8%)
II.3.8. TAHANAN TAMBAHAN
(harvald, tahanan dan propulsi kapal hal 132)
Koefisien penambahan tahanan untuk model – kapal umumnya ditentukan sebesar CA =
0,0004. Namun demikian, penngalaman lebih lanjut menunjukan bahwa cara demikian itu
tidak selalu benar.karena itu, diusulkan koreksi untuk pengaruh kekasaran dan pengaruh
sebagai berikut.
Dikarenakan displacement hasil perhitungan = 13865,76 ton maka,
displacemen
t Ca
10000 0,0004
100000 0
(harvald, tahanan dan propulsi kapal hal 132)
Hasil interpolasi =
a b
displacement CA
Interpolasi
= (1b + (2a-1a)x(3b-1b))/(3a-1a)
10000 4,00E-04 = 3,83E-04
13865,78 3,83E-04 Jadi CA = 3,83E-04
100000 0,00E+00
Sehingga hasil CA = 0,000383
II.3.8.1 Tahanan Udara dan Tahanan Kemudi
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 12/95
12
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Jika data mengenai angin dalam perancangan kapal tidak diketahui maka disarankan untuk
mengoreksi 103 CR sebagai berikut
103CAA = 0,07
Koreksi untuk tahanan kemudi sekitar
103CAS = 0,04
II.3.9. MENGHITUNG TAHANAN TOTAL KAPAL
Koefisien tahanan total kapal atau Ct, dapat ditentukan dengan menjumlahkan s eluruh
koefisien - Koefisien tahanan kapal yang sudah ada
CT = Cf + Cr + Ca + Caa + Cas
= 0,00154 + 0,001529 + 0,000383 + 0,00007 + 0,00004
= 0,003562
Sehingga tahanan total,
R T = Ct . ½ . ρ . V2 . S
= 0,003562 x 0,5 x 1,025 x 8,7442 x 3451,08
= 481,6849859 KN
II.3.9.1.Tahanan kapal pada waktu pelayaran dinas
R T dinas = (1+15%)xR T
= (1+15%)x481,6849
= 552,96 KN
= 552960 N
(karena jalur pelayaran ke asia timur jadi sea marginnya 15%-20%. Harvald, tahanan dan
propulsi kapal hal 133).
II.3.10. PERHITUNGAN DAYA MOTOR PENGGERAK UTAMA
II.3.10.1. MENGHITUNG DAYA EFEKTIF KAPAL (EHP)
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 13/95
13
Haris AriCahyon (4207 100 070)
perhitungan daya efektif kapal (EHP) menurut buku TAHANAN DAN PROPULSI KAPAL
hal. 135
EHP = RTdinas*Vs
= 4835,51 KW
= 6521,25 hp
II.3.10.2. MENGHITUNG WAKE FRICTION (w)
pada perencanaan ini digunakan tipe twin screw propeller sehingga nilai w adalah
w = 0.55Cb-0.05
= 0,266
II.3.10.3. 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= 0,7)
= 0,266 x 0,7
= 0,1862
II.3.10.4. MENGHITUNG SPEED OF ADVANCE (Va)
Va = (1-w)*Vs
= (1-0,266) x8,744
= 6,42 m/s
II.3.10.5. MENGHITUNG EFISIENSI PROPULSIF
a. Efisiensi Relatif Rotatif (ηrr)
harga ηrr untuk kapal dengan propeller tipe single screw berkisar 2. pada perencanaan
propeller dan tabung poros propeller ini diambil harga ηrr sebesar 1.05
b. Efisiensi Propulsi (ηp)
nilainya antara 40-70%, dan diambil 60 %
c. Efisiensi Lambung (ηH)
η H = (1-t)/(1-w)
= (1- 0,1862)/(1-0,266)
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 14/95
14
Haris AriCahyon (4207 100 070)
= 1,1087
d. Coeffisien Propulsif (Pc)
Pc = ηrr*ηp*ηH
= 0,70
II.3.10.6. MENGHITUNG DAYA PADA TABUNG POROS BURITAN BALING-BALING (DHP)
Daya pada tabung poros baling-baling dihitung dari perbandingan antara daya efektif
dengan koefisien propulsif, yaitu :
DHP = EHP/Pc
= 6521,25 /0,70
= 9336,17 hp
II.3.10.7. MENGHITUNG DAYA DORONG (THP)
THP =EHP/ηH
= 6521,25/1,1087
= 5881,79 hp
II.3.10.8. MENGHITUNG 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%. Pada perencanaan ini kamar mesin di bagian belakang
sehingga mengalami losses atau efisiensi transmisi porosnya (ηsηb) sebesar 0,98
SHP = DHP/ηsηb
= 9336,17/0,98
= 9526,70 hp
II.3.10.9. MENGHITUNG DAYA PENGGERAK UTAMA YANG DIPERLUKAN
a. BHPscr
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 shg ηG = 0,98
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 15/95
15
Haris AriCahyon (4207 100 070)
BHPscr = SHP/ηG
= 9526,70/0,98
= 9721,12 hp
b. BHPmcr
daya keluaran pada kondisi maksimum dari motor induk, dimana besarnya
daya BHPscr= 85% dari BHPmcr (kondisi maksimum)
BHPmcr = BHPscr/0,85
= 9721,12/0,85
= 11436,62 hp
= 8531,72 Kw
II.3.11. Kesimpulan
no unit simbol nilai satuan
1 propeller max diameter Dmaks 4.831 meter
2 wake fraction w 0.266
3 thrust deduction factor t 0.18624 hull efficiency ηH 1.1087
5 efficiency relative rotative ηRR 1.05
6 propulsive efficiency ηO 0.6
7 propulsive coefficient PC 0.7
8 effective horse power EHP 4835.51 KW
9 delevery horse power DHP 6964.78 KW
10 thrust horse power THP 4387.81 KW
11 shaft horse power SHP 7106.92 KW
12 break horse power (service continous rating) BHPscr 7251.96 KW
13 break horse power (maximum continous
rating)BHPmcr 8531.72 KW
II.3.11. Pemiliahan Motor Induk
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 16/95
16
Haris AriCahyon (4207 100 070)
N
o
ENGINE
CHARACTERISTIC UNIT
WARTSIL
A MAN B&W MaK
1 2 3 4 5
1 Type 18V32
18V32/40/P
GI 9 M 43 C
2 Engine Speed RPM 750 720 500
3 Engine Output kW 9000 8100 8100
4 Cylinder Output kW/cyl 725
5 Fuel Type MDF/HFO HFO MDO
6
Fuel consumption at
100% load g/kWh 172 176
7
Oil consumption at
100% load g/kWh
8 Length Overall mm 8385 12550 105289 Height Overall mm 4365 4960 4749
10 Breadth Overall mm 3030 3470 2878
11 Weight
metric
tons 88 107 126
II.3.12. Pemilihan gearbox
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 17/95
17
Haris AriCahyon (4207 100 070)
BAB III
PERENCANAAN PROPELLER DAN PEMERIKSAAN KAVITASI
III.1. PEMILIHAN PROPELER
Tujuan dari pemilihan type propeller adalah menentukan karakteristik propeller yang sesuai dengan
karakteristik badan kapal dan besarnya daya yang dibutuhkan sesuai dengan kebutuhan misi kapal.
Dengan diperolehnya karakteristik type propeller maka dapat ditentukan efisiensi daya yang
ditransmisikan oleh motor induk ke propeller. Langkah – langkah dalam pemilihan type propeller :
1. Perhitungan dan pemilihan type propeller
2. Perhitungan syarat kavitasi
3. Design dan gambar type propeller
III.2 PROPELLER DESIGN
III.2.1 UNIT dan SIMBOL
• Va Velocity advanced
• BP Power adsorpsion
• P Pitch
• P/D Pitch ratio
• J Advanced coefficient
• D Diameter
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 18/95
18
Haris AriCahyon (4207 100 070)
• η Effisiency
• Ae/AO Expanded area ratio
• AP/AO Projected area ratio
• AD/AO Developed area ratio
• AO Disk Area / Area of tip circle
• AD Developed Area of blade
• AP Projected Area of blade
• Vr Relative velocity
• T Thrust Propeller
• C Thrust Coefficient
• σ0.7R Local cavitation number
III.1. LANGKAH PERHITUNGAN
1) Menghitung ulang daya-daya pada kapal Setelah mesin dan gear box dipilih, maka daya pada kapal
perlu dihitung kembali. Dari data mesin yang ada maka hasil perhitungan adalah sebagai berikut:
a) BHPMCR Brake horse power ( maksimum continuous rating)
Dapat dilihata pada spesifikasi mesin yang sudah kita pilih
b) BHPSCR Brake horse power ( Service continuous rating)
BHPSCR = BHPMCR x e/m
c) SHP Shaft horse power
SHP = BHPSCR x η G
d) DHP Delivered horse power
DHP = SHP x η s
e) EHP Effective horse power
EHP = DHP x η C
f) THP Effective horse power
THP EHP/ η H
2) Memilih propeller dengan metode BP - δ
Pembacaan grafik Bp dilakukan untuk memperoleh nilai P/D dan 1/J0. Sebelum membaca
grafik, terlebih dahulu dihitung nilai dari 0.1739 Bp , nilai inilah yang akan menjadi patokan dalam
pembacaan grafik. Cara pembacaan grafik adalah dengan menarik garis lurus keatas dari nilai 0.1739
Bp yang sudah dihitung sampai memotong garis lengkung memanjang. Kemudian dari perpotongan
ini ditarik garis lurus horizontal sehingga diperoleh nilai P/D. Untuk mengetahui nilai 1/J0 maka dari
perpotongan tadi dibuat garis melengkung yang serupa dengan garis melengkung yang terdekat. Nilai
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 19/95
19
Haris AriCahyon (4207 100 070)1/J0 digunakan untuk menghitung koefisien advance (δ0) yang digunakan untuk menghitung
coefficient advance.
a) NP putaran propeller
NP = Nm/e / ratio(G/B)
b) Va velocity advanced
Va = (1-w) VS
c) BP1 Power adsorbtion
BP1 = NP SHP0.5 / Va2.5
d) 0.1739 Bp1 Dari pembacaan grafik didapatkan
P/DO
1/JO
e) δ O = (1/JO) / 0.009875
f) DO = δ O (Va/N)
g) DB = 0.95 DO
h) Syarat pertama dalam pemilihan propeller yaitu jika Db < Dmax
i) δ B = DB (Va/N)
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 20/95
20
Haris AriCahyon (4207 100 070)
j) 1/JB = δ B x 0.009875
k) Setelah nilai 1/JB didapatkan, maka kembali pada pembacaan grafik akan didapatkan
P / DB
η
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 η dari propeller maka
dari perpotongan tadi ditarik garis lengkung sejajar dengan grafik effisiensi yang terdekat sehingga
didapatkan η nya.
3) Menghitung 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.
a) AO Disk Area / Area of tip circle
AO = π ( D/2 )2
(principles of naval architecture vol II, page 138)
b) Ae = AO x (Ae/AO)
c) AP Projected Area of bladeAP = AD x ( 1.067 – 0.229 x P/D)
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 21/95
21
Haris AriCahyon (4207 100 070)
(Ship Resistance and propulsion, page 30)
d) Vr2 = Va2 + ( 0.7 π n D)2
e) T ThrustT = EHP / ((1-t) VS)
(Ship Resistance and propulsion, page 30)
f) τ C Thrust Coefficient
τ C = T / ( AP 0.5 ρ Vr2)
(Ship Resistance and propulsion, page 30)
g) 0.7R Local cavitation number
σ 0.7R =(188.2+(19.62 x H))/(Va2+(4.836 x (N2) x (Db x 0.3048) 2))
(Ship Resistance and propulsion, page 30)
h) Dari pembacaan Burril’s diagram maka akan didapatkan nilai τ C
Diagram Burril
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 22/95
22
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Setelah nilai σ 0.7R diketahui, maka nilai τc dapat diketahui dengan pembacaan diagram
Burril. Cara pembacaan diagram adalah dengan menarik garis vertical keatas pada nilai σ 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 τc. Suatu propeller dikatakantidak mengalami kavitasi apabila :
τc hitungan < τc diagram.
i) Syarat kedua dalam pemilihan propeller yaitu jika τC hitungan < τC diagram. Dalam keadaan ini
artinya propeller bebas kavitasi
4) Menghitung clearance propeller
Besarnya clearane propeller dapat diperoleh setelah perhitungan kavitasi dilakukan.
clearance prop = (Db x 0.3048)+(0.04 x Db x 0.3048)+(0.08x Db x 0.3048)
clearance propeller akan terpenuhi apabila 0.7 T < clearance prop.
Akhirnya, pemilihan propeller dapat dilakukan dengan memilih type propeller yang clearance
propellernya terpenuhi, tidak mengalami kavitasi, diameternya terpenuhi, dan yang memiliki effisiensi
tertinggi.
III.4. Perhitungan Detail.
III.4.1. Penentuan effiseinsi yang paling bagus
BP - δ Diagram
Menentukan nilai P/Db (pitch diameter propeller ratio) dan (advance coefficient) δ0 dari
pembacaan Bp - δ Diagram Dari pembacaan grafik didapatkan :
1. P/Do 1feet = 0.3048 m
2. δ0
Bp=Np1/2/Va2
.5
Jenis
Prop
DHP (b
Hp)
N
(Rpm)
Ratio
G/B
N.prop
(Rpm) w
Vs
(knot
)
Va
(knot) Bp
B3-359336.17
750 3.962
189.29
8 0.266 17 12.478 33.26
B3-50 9336.17 750 3.962
189.29
8 0.266 17 12.478 33.26
B3-65 9336.17 750 3.962
189.29
8 0.266 17 12.478 33.26
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 23/95
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 24/95
24
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Nilai – nilai yang dibutuhkan untuk menghitung daya :
EHP = RTdinas*Vs
= 4835,51 KW
= 6521,25 hp
w = 0.55Cb-0.05
= 0,266
t =k*w (nilai k antara 0.7-0.9 dan diambil nilai k= 0,7)
= 0,266 x 0,7
= 0,1862
Va = (1-w)*Vs
= (1-0,266) x8,744
= 6,42 m/s
ηrr = 1,05
ηp = 0,581 (setelah dilakukan perhitungan dan pembacaan BP - δ
Diagram)
η H = (1-t)/(1-w)
= (1- 0,1862)/(1-0,266)
= 1,1087
Pc = ηrr*ηp*ηH
= 1,05 x 0,592 x 1,1087
= 0.67636
DHP = EHP/Pc
= 6521,25 /0.67636
= 9642.0198 hp
THP = EHP/ηH
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 25/95
25
Haris AriCahyon (4207 100 070)
= 6521,25/1,1087
= 5881,79 hp
SHP = DHP/ηsηb
= 9642.0198/0,98
= 9838.7957 hp
BHPscr = SHP/ηG
= 9838.7957/0,98
= 10039.58748 hp
BHPmcr= BHPscr/0,85
= 10039.58748 /0,85
= 11811.279 hp
= 8811.2144 kW
(dikarenakan besar daya yang dibutuhkan kapal setelah dilakukan perhitungan dengan memasukkan
nilai effisiensi yang dketahui besar daya masih dapat dipenuhi oleh daya motor diesel yang sudah
dipilih sebesar 9000 kW.)
III.4.3. Perhitungan Kavitasi
angka kavitasi
σ0,7R=(1,882+19,62(h))/Va2+4,836n2D2 (harvald, tahanan dan propels kapal
hal.199)
dimana
h = jarak sarat air dengan center line propeller
h = T - (0,04 x T) - (0,35 x T)
= 7,7 – (0,04 x 7,7) – (0,35 x 7,7)
= 4,697 m
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 26/95
26
Haris AriCahyon (4207 100 070)
nilai σ0,7R ini digunakan untuk mengetahui nilai angka kavitasi pada diagram burill.
Dipotongkan dengan kurva merchant ship propeller.
Gambar I.3.15.1. (Harvald. Tahanan dan propulsi kapal hal.201)
Perhitungan trust coefficient
tC = (T/ Ap) / ( 1/2 x r x VR 2)
tC = T/( 1/2 x r x x Ap x VR 2)
T = EHP / ((1-t) x Vs x 0.5144)
= 916.317882
Dimana,
Ap = projected Area dari propeller
Ap = AD*( 1,067 -( 0,229[P/Db])
VR 2 = Va2 + ( 0,7 x p x n x D)2
Va = 6.42 m/s
nmesin = 189,813 rpm
= 3,1635 rps
Dmax = 4,83 m
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 27/95
27
Haris AriCahyon (4207 100 070)
r = 1,025 kg/m3
makaAo = 1/4 x x Db
2
Type
propeller
Ae/Ao Ao (ft2) Ae atau
AD
(ft2)
Ap
(ft2)
Va
(m/s)
n (rps)
B3-35 0.35 187.15 65.50 60.89 6.42 3.15
B3-50 0.50 155.62 77.81 70.55 6.42 3.15
B3-65 0.65 144.95 94.22 83.70 6.42 3.15
B4-40 0.40 181.06 72.43 66.91 6.42 3.15
B4-55 0.55 150.76 82.92 73.95 6.42 3.15
B4-70 0.7 164.13 114.89 105.22 6.42 3.15
Type
propeller
Vr 2 Τc
itungan
σ 0.7R τC Kavitasi
?
B3-35 1106.33 0.027 0.085 0.060 TIDAK
B3-50 926.89 0.027 0.101 0.060 TIDAK
B3-65 866.19 0.025 0.108 0.063 TIDAK
B4-40 1071.69 0.025 0.088 0.060 TIDAK
B4-55 899.25 0.027 0.104 0.063 TIDAK
B4-70 975.30 0.017 0.096 0,06 TIDAK
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 :
1. Diameter propeller yang dipilih harus kurang dari diameter max
2. Tidak terjadi kavitasi pada propeller
3. propeller yang dipilih mempunyai efisiensi yang paling bagus.
Sehingga didapatkan kesimpulan, propeller yang dipilih adalah:
Type : B4 – 40
Db : 4,41 m
P/Db : 0,75
ηb : 0,581
n : 189,298 rpm
III.5. Kesimpulan
no unit simbol nilai satuan
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 28/95
28
Haris AriCahyon (4207 100 070)
1 shaft horse power SHP9838.79
6hp
2 delevery horse power DHP 9642.02 hp
3 putaran mesin Nm 750 RPM
4 ratio gearbox 3.925 putaran propeller Np 189.298 RPM
6 velocity advanced VA 6.42 m/s
7 wake fraction w 0.7
8 thrust deduction factor t 0.1862
9 power adsorbtion Bp 219.36
jenis propeller B4-40
10 jumlah daun z 4
11 pitch ratio P/D 0.75
12 effisiensi η 0.581
13 diameter D 4.41 m
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 29/95
29
Haris AriCahyon (4207 100 070)
BAB IV
ENGINE PROPELLER MATCHING
Langkah berikutnya 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
➢DATA AWAL
Data awal ini berasal dari perhitungan tahanan kapal.
t = 0.1862
w = 0.7
Vs = 17 knot =0.8745 m/s
Ρ air laut = 1025 kg/m3
➢ DATA PROPELLER
Data propeller ini berasal dari type propeller yang telah dipilih.
Ratio gear box = 1 : 3.92
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 30/95
30
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Type Propeller = B4 – 40
η propeller = 0.581
(P/D) = 0.75
Diameter (m) = 4.41Rpm Propeller = 189,298 rpm
Tahanan total pada saat clean hull (lambung bersih, tanpa kerak)
Rt trial = 480.83 kN
Tahanan total pada saat service (lambung telah ditempeli oleh fouling)
Rt service = 552.96 kN
IV.1 UNIT dan SIMBOL
α konstanta
β konstanta
KT Koefisien Gaya Dorong (Thrust ) Baling-baling
J Koefisien Advanced Baling-baling
KQ Koefisien Torsi Baling-baling
Q Torsi
IV.2 LANGKAH PERHIITUNGAN
1) Menghitung Koefisien α
Rt = 0.5 x ρ x Ct x S x Vs2
Rt = α x Vs2
α = Rt / Vs2
2) Menghitung Koefisien β
β = α / ((1-t) (1-w)2 ρ D2)3) Membuat Kurva hubungan KT-J
Dimana KTSHIP diperoleh dari rumusan berikut
KT = β x J2
4) Membaca grafik KTPROP – KQ - η kurva open water test
Pembacaan kurva dilakukan sesuai dengan jenis propeller yang kita pilih
5) Mendapatkan titik operasi propeller
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 31/95
31
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Setelah didapatkan KTSHSIP dan KTPROPELLER maka kedua kurva tersebut kita
potongkan. Perpotongan tersebut merupakan titik operasi propeller, dimana kita akan mendapatkan
nilai-nilai berikut
KT Thrust CoefficientKQ Torque Coefficient
J Advanced Coefficient
η Efficiency
Dengan diketahuinya nilai efisiensi propeller yang baru maka dapat dikoreksi kembali besarnya
kebutuhan daya motor penggerak utama.
6) Membuat Tabel Clean Hull Condition dan Service Condition
a) Menghitung Putaran Engine
b) Menghitung putaran Propeller
Menghitung putaran propeller dapat dilakukan dengan membagi putaran engine dengan
rasio gearbox.
c) Menghitung Torsi(Q)
Dalam menghitung torsi atau torque(Q) kita dapat menggunakan rumus:
Q = KQ x x D5 x n2
(Dwi Priyanta Lecturer for PKM 2)
d) Menghitung Delivered Horse Power
Dengan mengetahui nilai torsi maka kita dapat mencari nilai delivered horse power(DHP).
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 32/95
32
Haris AriCahyon (4207 100 070)
e) Menghitung Brake Horse Power
Dengan mengetahui nilai DHP maka kita dapat mencari nilai Brake horse power(BHP).
Rumusnya adalah:
(S.W.Adjie, Engine Propeller
Matching)
f) Menghitung Persentase RPM
Rumusnya adalah:
g) Menghitung Persentase Power
Rumusnya adalah:
IV.3 Perhitungan Detail
Engine Propeller Matching
data yang diperlukan
data propeller :type B4-40
Db 4,41 m
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 33/95
33
Haris AriCahyon (4207 100 070)P/Db 0,75
ηb 0,581
n 189,892 Rpm 3,164867
data mesin :Jenis
Wartsila
type = 18V32
Daya out put = 9000
RPM = 750
Thrust yang dihasilkan oleh propeller harus dengan thrust yang di perlukan oleh kapal
Tship = T propeller 0.5 C T S
Va2 = K T n 2 D4
(1-t) (1-w)2
K T = 0.5 CT S Va2
(1-t) (1-w)2 D2 n2 D2
0.5 CT S adalah konstan, maka dapat diasumsikan sebagai
(1-t) (1-w)2 D2
K T = Va2
n2 D2
K T = J 2
Untuk harga sendiri =
=
0.5 CT S(1-t) (1-w)2 D2
S =
1.025xLppx(
CbLppxB+1.7xT)
= 3451,07619 m2
= 0,719421876
J = Va2
n2 D2
J = 0,211529726Tabel K T - J untuk lambung kapal
J J2 KT
0 0 0
0,1 0,01 0,01
0,2 0,04 0,03
0,3 0,09 0,060,4 0,16 0,12
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 34/95
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 35/95
35
Haris AriCahyon (4207 100 070)
n = Va
J D
= 2,970605914 rps
= 178,2363549 rpm
sekarang kita cari power yang bekerja pada putaran yang didapat diatas (n =176.08 rpm) dengan
membuat tabel berikut :
Mesin Propeller Q (Nm)
DHP
(Watt)
SHP
(Watt)
BHP
(Watt)
BHP
(kW)
n (rpm) n (rpm) n (rps)
(KQ n2
D5) (2 π Q n) (DHP ηs)
0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
25 6,36 0,11 261,50 174,15 177,71 181,34 0,18
50 12,73 0,21 1045,99 1393,24 1421,67 1450,69 1,45
75 19,09 0,32 2353,49 4702,18 4798,14 4896,06 4,90
100 25,45 0,42 4183,98 11145,91 11373,38 11605,49 11,61
125 31,81 0,53 6537,46 21769,36 22213,63 22666,97 22,67
150 38,18 0,64 9413,95 37617,45 38385,15 39168,52 39,17
175 44,54 0,74 12813,43 59735,11 60954,19 62198,16 62,20
200 50,90 0,85 16735,90 89167,28 90987,02 92843,90 92,84
225 57,27 0,95 21181,38 126958,88 129549,88 132193,75 132,19
250 63,63 1,06 26149,85 174154,84 177709,02 181335,74 181,34
275 69,99 1,17 31641,32 231800,09 236530,71 241357,87 241,36
300 76,36 1,27 37655,78 300939,57 307081,19 313348,15 313,35
325 82,72 1,38 44193,24 382618,19 390426,72 398394,61 398,39
350 89,08 1,48 51253,70 477880,89 487633,56 497585,26 497,59
375 95,44 1,59 58837,16 587772,59 599767,95 612008,11 612,01
400 101,81 1,70 66943,61 713338,23 727896,16 742751,18 742,75
425 108,17 1,80 75573,06 855622,74 873084,43 890902,48 890,90
450 114,53 1,91 84725,51
1015671,0
4
1036399,0
2
1057550,0
2
1057,5
5
475 120,90 2,01 94400,95
1194528,0
6
1218906,1
8
1243781,8
2
1243,7
8
500 127,26 2,12
104599,3
9
1393238,7
3
1421672,1
8
1450685,9
0
1450,6
9
525 133,62 2,23
115320,8
3
1612847,9
9
1645763,2
6
1679350,2
6
1679,3
5
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 36/95
36
Haris AriCahyon (4207 100 070)
550 139,98 2,33
126565,2
7
1854400,7
6
1892245,6
7
1930862,9
3
1930,8
6
575 146,35 2,44
138332,7
0
2118941,9
6
2162185,6
7
2206311,9
1
2206,3
1
600 152,71 2,55
150623,1
3
2407516,5
3
2456649,5
2
2506785,2
3
2506,7
9
625 159,07 2,65
163436,5
5
2721169,4
0
2776703,4
7
2833370,8
9
2833,3
7
650 165,44 2,76
176772,9
8
3060945,5
0
3123413,7
8
3187156,9
1
3187,1
6
675 171,80 2,86
190632,4
0
3427889,7
5
3497846,6
9
3569231,3
1
3569,2
3
700,290638
2 178,24 2,97
205185,0
9
3827811,0
2
3905929,6
2
3985642,4
7
3985,6
4
725 184,53 3,08
219920,2
3
4247462,4
4
4334145,3
5
4422597,2
9
4422,6
0
750 190,89 3,18
235348,6
4
4702180,7
3
4798143,6
0
4896064,9
0
4896,0
6
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
Mesin n BHP (kW) BHP (KW)
n (rpm) (rpm) (rps) (%) (clean hull) (%) (rough hull) (%)
0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
25 6,36 0,11 3,33 0,18 0,00 0,19 0,00
50 12,73 0,21 6,67 1,45 0,02 1,52 0,02
75 19,09 0,32 10,00 4,90 0,05 5,14 0,06
100 25,45 0,42 13,33 11,61 0,13 12,19 0,14
125 31,81 0,53 16,67 22,67 0,25 23,80 0,26
150 38,18 0,64 20,00 39,17 0,44 41,13 0,46
175 44,54 0,74 23,33 62,20 0,69 65,31 0,73
200 50,90 0,85 26,67 92,84 1,03 97,49 1,08225 57,27 0,95 30,00 132,19 1,47 138,80 1,54
250 63,63 1,06 33,33 181,34 2,01 190,40 2,12
275 69,99 1,17 36,67 241,36 2,68 253,43 2,82
300 76,36 1,27 40,00 313,35 3,48 329,02 3,66
325 82,72 1,38 43,33 398,39 4,43 418,31 4,65
350 89,08 1,48 46,67 497,59 5,53 522,46 5,81
375 95,44 1,59 50,00 612,01 6,80 642,61 7,14
400 101,81 1,70 53,33 742,75 8,25 779,89 8,67
425 108,17 1,80 56,67 890,90 9,90 935,45 10,39
450 114,53 1,91 60,00 1057,55 11,75 1110,43 12,34
475 120,90 2,01 63,33 1243,78 13,82 1305,97 14,51
500 127,26 2,12 66,67 1450,69 16,12 1523,22 16,92525 133,62 2,23 70,00 1679,35 18,66 1763,32 19,59
550 139,98 2,33 73,33 1930,86 21,45 2027,41 22,53
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 37/95
37
Haris AriCahyon (4207 100 070)
575 146,35 2,44 76,67 2206,31 24,51 2316,63 25,74
600 152,71 2,55 80,00 2506,79 27,85 2632,12 29,25
625 159,07 2,65 83,33 2833,37 31,48 2975,04 33,06
650 165,44 2,76 86,67 3187,16 35,41 3346,51 37,18
675 171,80 2,86 90,00 3569,23 39,66 3747,69 41,64700,2906382 178,24 2,97 93,37 3985,64 44,28 4184,92 46,50
725 184,53 3,08 96,67 4422,60 49,14 4643,73 51,60
750 190,89 3,18
100,0
0 4896,06 54,40 5140,87 57,12
BAB V
PERHITUNGAN DAN PEMBUATAN DESAIN PROPELLER
V.1 PERHITUNGAN DESAIN PROPELLER
V.1.1- ALGORITMA PERHITUNGAN
a.) Mengitung besarnya Cr , ar dan br dari tabel rasio dimensi 3 daun Wegeningen B-Screw Series (r/R),
Cr = chord length dari blade section pada setiap radius r/R;
ar = jarak antara leading edge ke generator line;
Sr = maximum blade thickness pada setiap radius r/R.
br = jarak ketebalan maksimum dengan leading edge.
b.) Menggitung nilai V1 dan V2 telah disajikan pada table dibawah ini. Maka dapat ditentukan nilai-
nilai tersebut pada setiap r/R sebagai berikut :
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 38/95
38
Haris AriCahyon (4207 100 070)
V1 ; V2 adalah angka-angka yang ditabulasikan sebagai fungsi dari r/R dan P, yang mana P
sendiri merupakan koordinat non-dimensional sepanjang pitch line dari posisi maximum
thickness ke leading edge (P=1), dan dari posisi maximum thickness ke trailing edge (P= -1).
c.) Tabel Harga V1 & V2 digunakan menghitung dalam persamaan-persamaan yFACE dan yBACK
tmax a= maximum blade thickness = Sr
tt.e. = ketebalan blade section pada bagian trailing edge
tl.e. = ketebalan blade section pada bagian trailing edge
d.) Menghitung Distribusi Pitch dan Radius hidung propeller
e.) Menggambar balde section pandangan depan yang telah ditabelkan di bawah ini untuk setiap radius
r/R: (Titik-titik koordinat yang dibutuhkan dari profiles dapat dihitung dengan formulasi yang
diberikan oleh Van Gent, et al (1973) dan Van Oossanen(1974), adalah sebagai berikut ):
V.1.2- INPUT PARAMETER DESAIN
a.) Tabel raio dimensi 3 daun dari Wegeningen B-Screw Series (r/R)
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 39/95
39
Haris AriCahyon (4207 100 070)
r/R crZ ar/cr br/cr Sr/D
DAE/Ao ar
0.2 1.662 0.62 0.35 0.053
0.3 1.882 0.61 0.35 0.046
0.4 2.05 0.6 0.35 0.04
0.5 2.152 0.59 0.35 0.034
0.6 2.187 0.56 0.389 0.028
0.7 2.144 0.52 0.443 0.022
0.8 1.97 0.46 0.479 0.015
0.9 1.582 0.35 0.5 0.009
1 --- 0 --- 0.003
b.) Tabel V1 & V2 (p<0)
Value V1 (p<0)
r/R P -1 -0.95 -0.9 -0.8
0.7-1 0 0 0 0
0.6 0 0 0 00.5 0.0522 0.042 0.033 0.019
0.4 0.1467 1200 0.0972 0.063
0.3 0.2306 0.204 0.179 0.1333
0.25 0.2598 0.2372 0.2115 0.1651
0.2 0.2826 0.263 0.24 0.1967
0.15 0.3 0.2824 0.265 0.23
-0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.2 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 40/95
40
Haris AriCahyon (4207 100 070)
0.01 0.004 0.0012 0 0 0
0.0395 0.0214 0.0116 0.0044 0 0
0.0943 0.0623 0.0376 0.0202 0.0033 0
0.1246 0.0899 0.0579 0.035 0.0084 00.157 0.1207 0.088 0.0592 0.0172 0
0.195 0.161 0.128 0.0955 0.0365 0
Value V2 (p<0)
r/R P -1 -0.95 -0.9 -0.8 -0.7
0.9-1 0 0.0975 0.19 0.36 0.51
0.85 0 0.0975 0.19 0.36 0.51
0.8 0 0.0975 0.19 0.36 0.51
0.7 0 0.0975 0.19 0.36 0.51
0.6 0 0.0965 0.1885 0.3585 0.511
0.5 0 0.095 0.1865 0.3569 0.514
0.4 0 0.0905 0.181 0.35 0.504
0.3 0 0.08 0.167 0.336 0.4885
0.25 0 0.0725 0.1567 0.3228 0.474
0.2 0 0.064 0.1455 0.306 0.4535
0.15 0 0.054 0.1325 0.287 0.428
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
-0.6 -0.5 -0.4 -0.2 0
0.64 0.75 0.84 0.96 1
0.64 0.75 0.84 0.96 1
0.64 0.75 0.84 0.96 1
0.64 0.75 0.84 0.96 1
0.6415 0.753 0.8426 0.9613 1
0.6439 0.758 0.8456 0.9639 1
0.6353 0.7525 0.8415 0.9645 1
0.6195 0.7335 0.8265 0.9583 1
0.605 0.7184 0.8139 0.9519 1
0.5842 0.6995 0.7984 0.9446 1
0.5585 0.677 0.7805 0.936 1
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 41/95
41
Haris AriCahyon (4207 100 070)
c.) Tabel V1 & V2 (p>0)
Value V1 (p>0)
r/R P 1 0.95 0.9 0.85 0.8
0.7-1 0 0 0 0 0
0.6 0.0382 0.0169 0.0067 0.0022 0.0006
0.5 0.1278 0.0778 0.05 0.0328 0.0211
0.4 0.2181 0.1467 0.1088 0.0833 0.06370.3 0.2923 0.2186 0.176 0.1445 0.1191
0.25 0.3256 0.2513 0.2068 0.1747 0.1465
0.2 0.356 0.2821 0.2353 0.2 0.1685
0.15 0.386 0.315 0.2642 0.223 0.187
0.7 0.6 0.5 0.4 0.2 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0.0085 0.0034 0.0008 0 0 0
0.0357 0.0189 0.009 0.0033 0 0
0.079 0.0503 0.03 0.0148 0.0027 0
0.1008 0.0669 0.0417 0.0224 0.0031 0
0.118 0.0804 0.052 0.0304 0.0049 0
0.132 0.092 0.0615 0.0384 0.0096 0
Value V2 (p>0)
r/R P 1 0.95 0.9 0.85 0.8
0.9-1 0 0.0975 0.19 0.2775 0.36
0.85 0 0.1 0.195 0.283 0.366
0.8 0 0.105 0.2028 0.2925 0.3765
0.7 0 0.124 0.2337 0.33 0.414
0.6 0 0.1485 0.272 0.3775 0.462
0.5 0 0.175 0.3056 0.4135 0.5039
0.4 0 0.1935 0.3235 0.4335 0.522
0.3 0 0.189 0.3197 0.4265 0.513
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 42/95
42
Haris AriCahyon (4207 100 070)
0.25 0 0.1758 0.3042 0.4108 0.4982
0.2 0 0.156 0.284 0.3905 0.4777
0.15 0 0.13 0.26 0.3665 0.452
0.7 0.6 0.5 0.4 0.2 0
0.51 0.64 0.75 0.84 0.96 1
0.516 0.6455 0.755 0.845 0.9615 1
0.5265 0.6545 0.7635 0.852 0.9635 1
0.5615 0.684 0.785 0.866 0.9675 1
0.606 0.72 0.809 0.879 0.969 1
0.643 0.7478 0.8275 0.888 0.971 10.659 0.7593 0.8345 0.8933 0.9725 1
0.6505 0.752 0.8315 0.892 0.975 1
0.6359 0.7415 0.8259 0.8899 0.9751 1
0.619 0.7277 0.817 0.8875 0.975 1
0.5995 0.7105 0.8055 0.8825 0.976 1
V.1.3- OUTPUT PARAMETER DESAIN
a.) besarnya nilai Cr , ar dan br dari tabel rasio dimensi 3 daun Wegeningen B-Screw Series pada setiap
r/R
b.) besarnya nilai V1 & V2 untuk masing-masing r/R pada p<0 & p>0
c.) besarnya nilai Yface & Yback untuk masing-masing r/R pada p<0 & p>0
d.) gambar balde section pandangan depan yang telah ditabelkan di bawah ini untuk setiap radius r/R
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 43/95
43
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 44/95
44
Haris AriCahyon (4207 100 070)
V.2. Perhitungan Detail
Engine Propeller Matching
data yang diperlukan
data propeller :
type B4-40
Db 4,41 m 2,205
P/Db 0,75
ηb 0,581
n 189,892 Rpm
3,16486
7data mesin :
Jenis Wartsila
type = 18V32
Daya out put = 9000
RPM = 750
r/R cr*Z/(D*Ae/A0) ar/cr br/cr (Sr/D)/ar cr ar br sr
0,2 1,662 0,617 0,35 0,0526 0,732942 0,45222521 0,25653 0,10490087
0,3 1,882 0,613 0,35 0,0464 0,829962 0,50876671 0,290487 0,10410588
0,4 2,05 0,601 0,35 0,0402 0,90405 0,54333405 0,316418 0,09632335
0,5 2,152 0,586 0,35 0,034 0,949032 0,55613275 0,332161 0,08338654
0,6 2,187 0,561 0,389 0,0278 0,964467 0,54106599 0,375178 0,06633361
0,7 2,144 0,524 0,443 0,0216 0,945504 0,4954441 0,418858 0,04719402
0,8 1,97 0,463 0,479 0,0154 0,86877 0,40224051 0,416141 0,02731776
0,9 1,582 0,351 0,5 0,0092 0,697662 0,24487936 0,348831 0,00993525
1 0,003 0 0 0 0
r/R Sr V1
-1 Yface -0,95 Yface -0,9 Yface -0,8 Yface -0,7 Yface
0,2 0,104901 0,2826 0,02964499 0,263 0,02758893 0,24 0,02517621 0,1967 0,020634 0,157 0,01646944
0,3 0,104106 0,2306 0,02400682 0,204 0,0212376 0,179 0,01863495 0,1333 0,01387731 0,0943 0,00981718
0,4 0,096323 0,1467 0,01413064 0,12 0,0115588 0,0972 0,00936263 0,063 0,00606837 0,0395 0,00380477
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 45/95
45
Haris AriCahyon (4207 100 070)
0,5 0,083387 0,0522 0,00435278 0,042 0,00350223 0,033 0,00275176 0,019 0,00158434 0,01 0,00083387
0,6 0,066334 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,7 0,047194 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,8 0,027318 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,9 0,009935 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
-0,6 Yface -0,5 Yface -0,4 Yface -0,2 Yface 0 Yface
0,1207
0,0126615
4 0,088 0,009231 0,0592
0,0062101
3 0,0172 0,0018043 0 0
0,0623 0,0064858 0,0376 0,003914 0,0202
0,0021029
4 0,0033
0,0003435
5 0 0
0,0214
0,0020613
2 0,0116 0,001117 0,0044
0,0004238
2 0 0 0 0
0,004
0,0003335
5 0,0012 0,0001 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 46/95
46
Haris AriCahyon (4207 100 070)
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r/R Sr V2
-1 Yback -0,95 Yback -0,9 Yback -0,8 Yback -0,7 Yback
0,2 0,104901 0
0,0296449
9 0,064
0,0343025
9 0,1455
0,0404392
9 0,306
0,0527336
7 0,4535
0,0640419
8
0,3 0,104106 0
0,0240068
2 0,08
0,0295660
7 0,167
0,0360206
3 0,336
0,0488568
9 0,4885
0,0606729
1
0,4 0,096323 0
0,0141306
4 0,0905
0,0202760
6 0,181
0,0267971
6 0,35
0,0397815
4 0,504
0,0523517
4
0,5 0,083387 0
0,0043527
8 0,095
0,0114239
6 0,1865
0,0183033
5 0,3569 0,031345 0,514
0,0436945
5
0,6 0,066334 0 0 0,0965
0,0064011
9 0,1885
0,0125038
9 0,3585 0,0237806 0,511
0,0338964
7
0,7 0,047194 0 0 0,0975
0,0046014
2 0,19
0,0089668
6 0,36
0,0169898
5 0,51
0,0240689
5
0,8 0,027318 0 0 0,0975
0,0026634
8 0,19
0,0051903
7 0,36
0,0098343
9 0,51
0,0139320
6
0,9 0,009935 0 0 0,0975
0,0009686
9 0,19 0,0018877 0,36
0,0035766
9 0,51
0,0050669
8
1 0 0 0 0,0975 0 0,19 0 0,36 0 0,51 0
-0,6 Yback -0,5 Yback -0,4 Yback -0,2 Yback 0 Yback
0,5842
0,0739446
3 0,6995 0,082609 0,7984
0,0899629
9 0,9446
0,1008936
6 1
0,1049008
7
0,6195
0,0709793
9 0,7335 0,080276 0,8265
0,0881464
5 0,9583
0,1001082
1 1
0,1041058
8
0,6353 0,0632555 0,7525 0,073601 0,8415 0,0814799 0,9645 0,0929038 1 0,0963233
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 47/95
47
Haris AriCahyon (4207 100 070)
4 2 7 5
0,6439
0,0540261
4 0,758 0,063307 0,8456
0,0705116
6 0,9639
0,0803762
9 1
0,0833865
4
0,6415
0,0425530
1 0,753 0,049949 0,8426 0,0558927 0,9613 0,0637665 1
0,0663336
1
0,64
0,0302041
7 0,75 0,035396 0,84
0,0396429
8 0,96
0,0453062
6 1
0,0471940
2
0,64
0,0174833
7 0,75 0,020488 0,84
0,0229469
2 0,96
0,0262250
5 1
0,0273177
6
0,64
0,0063585
6 0,75 0,007451 0,84
0,0083456
1 0,96
0,0095378
4 1
0,0099352
5
0,64 0 0,75 0 0,84 0 0,96 0 1 0
r/R Sr V1
1 Yface 0,95 Yface 0,9 Yface 0,8 Yface 0,7 Yface
0,2 0,104901 0,356
0,0373446
7 0,2821
0,0295925
4 0,2353
0,0246831
8 0,1685 0,0176758 0,118 0,0123783
0,3 0,104106 0,2923
0,0304301
2 0,2186
0,0227575
5 0,176
0,0183226
3 0,1191
0,0123990
1 0,079
0,0082243
6
0,4 0,096323 0,2181 0,0210081 0,1467
0,0141306
4 0,1088
0,0104799
8 0,0637 0,0061358 0,0357
0,0034387
4
0,5 0,083387 0,1278
0,0106567
9 0,0778
0,0064874
7 0,05
0,0041693
3 0,0211
0,0017594
6 0,0085
0,0007087
9
0,6 0,066334 0,0382
0,0025339
4 0,0169
0,0011210
4 0,0067
0,0004444
4 0,0006 3,98E-05 0 0
0,7 0,047194 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,8 0,027318 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0,9 0,009935 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 48/95
48
Haris AriCahyon (4207 100 070)
0,6 Yface 0,5 Yface 0,4 Yface 0,2 Yface 0 Yface
0,0804
0,0084340
3 0,052 0,005455 0,0304
0,0031889
9 0,0049
0,0005140
1 0 0
0,0503
0,0052365
3 0,03 0,003123 0,0148
0,0015407
7 0,0027
0,0002810
9 0 0
0,0189
0,0018205
1 0,009 0,000867 0,0033
0,0003178
7 0 0 0 0
0,0034
0,0002835
1 0,0008 6,67E-05 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
r/R Sr V2
1 Yback 0,95 Yback 0,9 Yback 0,8 Yback 0,7 Yback
0,2 0,104901 0
0,0373447
1 0,156
0,0459570
7 0,284
0,0544750
2 0,4777
0,0677869
4 0,619
0,0773119
4
0,3 0,104106 0
0,0304301
5 0,189
0,0424335
6 0,3197
0,0516052
8 0,513
0,0658053
3 0,6505
0,0759452
4
0,4 0,096323 0
0,0210081
2 0,1935 0,0327692 0,3235
0,0416405
8 0,522
0,0564165
8 0,659
0,0669158
3
0,5 0,083387 0 0,0106568 0,175
0,0210801
2 0,3053
0,0296272
4 0,5039
0,0437779
4 0,643
0,0543263
3
0,6 0,066334 0
0,0025339
4 0,1485
0,0109715
8 0,272
0,0184871
8 0,462
0,0306859
3 0,606
0,0401981
7
0,7 0,047194 0 0 0,124
0,0058520
6 0,2337
0,0110292
4 0,414
0,0195383
3 0,5615
0,0264994
4
0,8 0,027318 0 0 0,105 0,0028683 0,2028 0,0055400 0,3765 0,0102851 0,5265 0,0143828
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 49/95
49
Haris AriCahyon (4207 100 070)
7 4 4
0,9 0,009935 0 0 0,0975
0,0009686
9 0,19 0,0018877 0,36
0,0035766
9 0,51
0,0050669
8
1 0 0 0 0,0975 0 0,19 0 0,36 0 0,51 0
0,6 Yback 0,5 Yback 0,4 Yback 0,2 Yback 0 Yback
0,7277 0,0847704 0,817
0,09115
9 0,8875
0,0962885
1 0,975
0,1027923
7 1
0,1049008
7
0,7520,0835241
5 0,83150,08968
7 0,8920,0944032
1 0,9750,1017843
2 10,1041058
8
0,7593
0,0749588
3 0,8345
0,08124
9 0,8933
0,0863635
1 0,9725
0,0936744
6 1
0,0963233
5
0,7478
0,0626399
7 0,8275
0,06906
9 0,888
0,0740472
5 0,971
0,0809683
4 1
0,0833865
4
0,72 0,0477602 0,809
0,05366
4 0,879
0,0583072
4 0,969
0,0642772
7 1
0,0663336
1
0,684
0,0322807
1 0,785
0,03704
7 0,866
0,0408700
2 0,9675
0,0456602
2 1
0,0471940
2
0,6545
0,0178794
8 0,7635
0,02085
7 0,852
0,0232747
3 0,9635
0,0263206
6 1
0,0273177
6
0,64
0,0063585
6 0,75
0,00745
1 0,84
0,0083456
1 0,96
0,0095378
4 1
0,0099352
5
0,64 0 0,75 0 0,84 0 0,96 0 1 0
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 50/95
50
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 51/95
51
Haris AriCahyon (4207 100 070)Pembuatan Gambar Propeller Jumlah blade = 4UKURAN UTAMA
PROPELER 1. Diameter
Propeler 220,5 22,05
Diameter (D) : 4410 mm gambar : 441 mm 44,1
2. Panjang Blade Elemen (Lt)
Untuk Fa/F = 0,7 R = 2205 220,5
L 0,6R : 1688 mm3. Ketebalan Propeler Maksimum di Dekat Garis Tengah Poros (sh) :
sh : 198,45 mm
4. Skala
Gambar
=
1:99.43
RADIUS DARI HIDUNG PROPELER DISTRIBUSI PITCH
r/R %Dia Ordinat Gambar Ho/D : 0,75
0,2 0,115% 5,072 0,51 Ho : 3307,5 mm
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 52/95
52
Haris AriCahyon (4207 100 070)0,3 0,105% 4,631 0,46 Ho/2n :
526,67197
5 mm
0,4 0,095% 4,190 0,42 r/R %Ho/2n Ordinat Gambar
0,5 0,085% 3,749 0,37 0,167 80,00% 421,33758 42,13
0,6 0,070% 3,087 0,31 0,2 82,20%
432,92436
3 43,29
0,7 0,055% 2,426 0,24 0,3 88,70%
467,15804
1 46,72
0,8 0,040% 1,764 0,18 0,4 95%
500,33837
6 50,03
0,9 0,040% 1,764 0,18 0,5 99,20%
522,45859
9 52,25
1 0,040% 1,764 0,18 0,6 100%
526,67197
5 52,67
TIP 0,040% 1,764 0,18 0,7 100%
526,67197
5 52,67
0,8 100%
526,67197
5 52,67
0,9 100%
526,67197
5 52,67
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 53/95
53
Haris AriCahyon (4207 100 070)
EXPENDED
0.2 R
0.3 R
0.4 R
0.5 R
0.6 R
0.7 R
0.8 R
0.9 R
R
Trailing Edge
Leading Edge
Back
Face
20 0304050607080901 00 20 30 40 50 60 70 80 90 1 00
2030405060708090100 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0
100908070605040302002030405060708090100
1 00 9 0 80 70 60 50 4 0 30 20 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0
100908070605040302002030405060708090100
100 9 0 80 70 60 50 40 30 20 0 20 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 00
100908070605040302002030405060708090100
1 00 9 0 8 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 0 2 0 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0
PROJECTED AND DEVELOPED
0.2 R
0.3 R
0.4 R
0.5 R
0.6 R
0.7 R
0.8 R
0.9 R
R
projected
Developed
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 54/95
54
Haris AriCahyon (4207 100 070)
SIDE VIEW
0.2 R
0.3 R
0.4 R
0.5 R
0.6 R
0.7 R
0.8 R
0.9 R
R
Blade Maks imum Th icknes
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 55/95
55
Haris AriCahyon (4207 100 070)
BAB VI
PERENCANAAN POROS DAN PERLENGKAPAN PROPELLER
• 6.1 UNIT dan SIMBOL
• T Torsi
• Fc Factor koreksi daya
• Pd Daya perencanaan
• Ds Diameter poros τ
• τ Tegangan
• Lb Panjang boss propeller
• Ln Panjang Lubang dalam boss propeller
• s Selubung poros
• x kemiringan
• Da Diameter terkecil ujung konis
• dn Diameter luar pengikat boss
• d diameter luar ulir
• Do Diameter luar mur
• Mt Momen torsi
• L panjang
• B Lebar
• t tebal
• R radius ujung pasak
• t1 kedalaman alur pasak
• Dba Diameter boss propeller pada bagian belakang
• Dbf Diameter boss propeller pada bagian depan
• Db Diameter boss propeller
• Lb Panjang boss propeller
• LD Panjang bantalan duduk dari propeller
• tR Tebal daun baling – baling
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 56/95
56
Haris AriCahyon (4207 100 070)
• tB Tebal poros boss propeller
• rF Jari – jari dari blade face
• rB Jari – jari dari blade back
6.2 LANGKAH PERHITUNGAN
1) PERENCANAAN DIAMETER POROS PROPELLER
1. Menghitung daya perencanaan
Factor Koreksi Daya :
a) fc = 1.2 – 2.0 (Daya maksimum)
b) fc = 0.8 – 1.2 (Daya rata-rata)
c) fc = 1.0 – 1.5 (Daya normal)
maka daya perencanaan :
Pd = fc x SHP
2. menghitung kebutuhan torsi
3. menghitung tegangan yang diijinkan
4. Menghitung diameter poros
a) Factor koreksi tegangan / momen puntir :
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 57/95
57
Haris AriCahyon (4207 100 070)➢ Beban Halus = 1
➢ Sedikit Kejutan = 1 – 1.5
➢ Kejutan / Tumbukan = 1.5 – 3
b) Factor koreksi beban lentur / bending momen :
➢ Bila dianggap tidak ada lenturan = 1
➢ Bila dianggap ada lenturan = 1.2 – 2.3
c) Diameter Poros
Syarat
τ < τ a
(Ir. Sularso, MSME DASAR PEMILIHAN DAN PERENCANAAN ELEMEN MESIN)
Tegangan yang Bekerja pada Poros (τ )
5. 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 ;
2) PERENCANAAN PERLENGKAPAN PROPELLER
1. Boss Propeller
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 58/95
58
Haris AriCahyon (4207 100 070)a) Diameter Boss Propeller
Db = 0,167 x Dprop
tr = 0,045 x Dprop
b) Diameter Boss Propeller terkecil (Dba)Dba/Db = 0,85 s/d 0,9 diambil 0,9
Dba = 0,9 x Db
c) Diameter Boss Propeller terbesar (Dbf)
Dbf/Db = 1,05 -1,1 diambil 1,1
Dbf = 1.1 x Db
d) Panjang Boss Propeller (Lb)
Lb/Ds = 1,8- 2,4 diambil 2.4
Lb = 2.4 x Ds
e) Panjang Lubang Dalam Boss Propeller
Ln/ Lb = 0,3
Ln = 0,3 x Lb
tb/tr = 0,75
tb = 0,75 x tr
rf/tr = 0,75
rf = 0,75 x tr
rb/tr = 1
rb = 1 x tr
2. Selubung poros
s ≥ 0,03 Ds + 7,5
3. Bentok ujung poros propeller
a) Panjang Konis
Panjang konis atau Lb berkisar antara 1,8 sampai 2,4 diameter poros.
Diambil Lb = 2 Ds
b) Kemiringan Konis
Biro Klasifikasi Indonesia menyarankan harga kemiringan konis berkisar antara 1/10 sampai 1/15.
Diambil sebesar 1/15.
1/15 = x / Lb
x = 1/15 x Lb
c) Diameter Terkecil Ujung Konis
Da = Ds - 2xd) Diameter Luar Pengikat Boss
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 59/95
59
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Biro Klasifikasi Indonesia menyarankan harga diameter luar pengikat boss atau Du tidak boleh
kurang dari 60 % diameter poros.
dn = 60%. Ds
4. Mur pengikat propeller
a) Diameter Luar Ulir(d)
Menurut BKI Vol. III, diameter luar ulir(d) diameter konis yang besar :
d≥ 0,6 x Ds
b) Diameter Inti
Dari sularso untuk diameter luar ulir >3 mm maka diameter inti adalah :
di = 0,8 x d
c) Diameter luar mur
Do = 2 x d
d) 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
tebal flens = 0,2. diameter mur
diameter = 1,5. diameter mur
5. Perencanaan Pasak Propeller
a) Momen Torsi pada pasak
Momen torsi (Mt) yang terjadi pada pasak yang direncanakan adalah sebagai berikut :
Panjang pasak (L) antara 0,75–1,5 Ds dari buku DP dan PEM hal. 27 diambil 1.5
L = 1.5 x Ds
Lebar pasak (B) antara 25 % - 30 % dari diameter poros menurut buku DP dan PEM hal 27
(diambil 27 %)
B = 27 % x Ds
Tebal pasak (t)
t = 1/6 x Ds
Radius ujung pasak (R)
R = 0,0125 x Ds
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 60/95
60
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Bila momen rencana T ditekankan pada suatu diameter poros (Ds), maka gaya sentrifugal (F) yang
terjadi pada permukaan poros adalah ;
Sedangkan tegangan gesek yang diijinkan (τka) untuk pemakaian umum pada poros diperoleh dengan
membagi kekuatan tarik b dengan faktor keamanan (Sf1 x Sf2), sedang harga untuk Sf umumnya
telah ditentukan ;
Sf1 = umumnya diambil δ (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
Kedalaman alur pasak pada poros (t1)
t1 = 0, 5 x t
Jari-Jari Pasak
r5 = 7 mm
r4 > r3 > r2 > r1
r4 = 8 mm
r3 = 7 mm
r2 = 6 mm
r1 = 5 mm
r6 = 0,5 x B
6. Kopling
Ukuran Kopling
panjang tirus (BKI) untuk kopling :
l = (1,25 – 1,5) x Ds
Kemiringan tirus :
Untuk konis kopling yang tidak terlalu panjang maka direncanakan nilai terendahnya untuk
menghitung kemiringan :
x = 1/10 x l
Diameter terkecil ujung tirus :
Da = Ds – 2 x
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 61/95
61
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Diameter Lingkaran Baut yang Direncanakan
Db = 2,47 x Ds
Diameter luar kopling :
Dout = (3 – 5,8) x Ds Ketebalan flange kopling
Berdasarkan BKI Volume III section 4
Panjang kopling :
L = (2,5 s/d 5,5) x Ds x 0,5 diambil 4
Baut Pengikat Flens Kopling
Berdasarkan BKI 2005 Volume III section 4D 4.2
Dimana :
Pw = 3657.71 kW
N = 145.349 Rpm
Z = Jumlah baut = 8 buah
Rm = 550 N/m2
Mur Pengikat Flens Kopling
a. Diameter luar mur
D0 = 2 xdiameter luar ulir (df)
b. Tinggi mur
H = (0,8~1) x df
7. Mur Pengikat Kopling
Direncanakan dimensi mur pengikat kopling sama dengan dimensi mur pengikat propeller yaitu :
a) menurut BKI ”78 Vol. III, diameter luar ulir(d) diameter konis yang besar:
d 0,6 x Ds
b) Diameter inti
Dari sularso untuk diameter luar ulir >3 mm maka diameter inti adalah :
di = 0,8 x d
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 62/95
62
Haris AriCahyon (4207 100 070)c) Diameter luar mur
Do = 2 x d
d) Tebal/tinggi mur
Dari sularso untuk ukuran standar tebal mur adalah (0,8~1) diameter luar ulir, sehingga:H = 0,8 x d
Untuk menambah kekuatan mur guna menahan beban aksial direncanakan jenis mur yang
digunakan mengguanakan flens pada salah satu ujungnya dengan dimensi sbb. :
tebal flens = 0,2. diameter mur
diameter = 1,2. diameter mur
8. Kopling Poros Antara
`
a) Momen torsi
b) Jumlah gaya yang bekerja pada seluruh baut
c) Gaya yang bekerja pada sebuah baut
d) Tegangan geser yang bekerja pada sebuah baut
e) Tegangan kompresi yang bekerja pada sebuah baut
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 63/95
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 64/95
64
Haris AriCahyon (4207 100 070)
b) Gaya tangensial permukaan poros (F) ;
Pd = daya perencanaan
N = putaran propeller
c) Lebar pasak ;
B = (0,25 – 0,35 ) x Ds
d) Tegangan geser yang bekerja (τk) ;
Syarat pasak (0,75 – 1,5) x Ds , dalam perhitungan ini diambil nilai ;
L = 0,75 x Ds
e) Tebal pasak (T) ;
t = 1/6 x Ds
f) Radius ujung pasak (R) ;
R = 0,0125 x Ds
g) Penampang pasak ;
= B x t
h) Kedalaman alur pasak pada poros (t1) ;
t1 = 50 % x t
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 65/95
65
Haris AriCahyon (4207 100 070)i) Kedalaman alur pasak pada naf (t2) ;
t2 = t – t1
Di samping perhitungan di atas, juga diperlukan perhitungan untuk menghindari dari kerusakan permukaan samping pasak yang disebabkan oleh tekanan bidang.
Dalam hal ini tekanan permukaan P (kg/mm2) , adalah ;
VI.3. Perhitungan Detail
VI.3.1 Perhitungan Poros
VI.3.1 Daya Perencanaan
1. Daya poros
SHP = 9838.795 HP
= 7336.7894 kW
2. Faktor koreksi daya (fc)
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
DHP = fc x SHP
= 1,5 x 7336.7894
= 11005.1815 kW
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 66/95
66
Haris AriCahyon (4207 100 070)
VI.3.2. Momen torsi (T)
T = 9,74 x 105 x (DHP / N )
= 9,74 x 105 x (11005.1815 / 189.928)
= 56448135.57 Kg/mm
VI.3.3 Tegangan Geser yang diijinkan (tA)
Bahan Poros
Bahan poros yang digunakan adalah S40 C dengan σ B = 55 Kg/mm2
Faktor keamanan
1. sf 1 = 6
2. sf 2 = 1,3 - 3
Diambil sf 2 = 2
Sehingga, Tegangan geser yang diijinkan (tA):
τ A = σ B / ( sf 1.sf 2)
= 55 / (6x2) = 4,5833 Kg/mm2
VI.3.4 Faktor Konsentrasi Tegangan
Kt = 1,0 ( Tumbukan halus )
Kt = 1,0 - 1,5 ( Sedikit tumbukan )
Kt = 1,5 - 3,0 ( Tumbukan kasar )
Diambil Kt = 1,5
VI.3.5 Faktor Beban Lentur
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 67/95
67
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Cb = 1 ( Tidak mengalami lenturan )
Cb = 1,2 – 2,3 ( Mengalami lenturan )
Diambil Cb = 2
Sehingga, Diameter poros yang direncanakan (Ds) (Sularso) :
Ds = [ ( 5,1 / τ A ) x Kt x Cb x T ]1/3
= [ ( 5,1 / 4,5833 ) x 1,5 x 2 x56448135.57]1/3
=573.306 mm
Pemeriksaan Persyaratan
Syarat τ (tegangan yang terjadi pada poros) < τ A
t = ( 5,1.T ) / ds3
= ( 5,1 x 56448135.57) / 573.306 3
= 1.5277823 Kg/mm2 (memenuhi)
Karena τ < τ A, maka diameter poros dapat dinyatakan memenuhi syarat.
VI.3.6 Perhitungan Persyaratan Pembanding
Menurut Peraturan Biro Klasifikasi Indonesia Volume III tahun 1996 sec 4.C.2
1. Faktor untuk semua instalasi
F = 100
2. Faktor untuk tipe porosK = 1,15
3. Daya yang ditransmisikan poros
SHP = 7336.789432 kW
4. Faktor material
Cw = 560 / (Rm + 160) ; Rm =
Bσ
x g = 55 x 9,8= 539
Cw = 0,801144492
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 68/95
68
Haris AriCahyon (4207 100 070)
5. Putaran poros
N = 189.928 RPM
Sehingga:
Ds ≥ F x K ( SHP x Cw/N )1/3
³ 100 x 1,15 x ((7336.789432 x 0,801144492)/ 189.928)1/3
≥ 361.0782 mm
Diameter poros memenuhi syarat.
VI.3.7 Tebal Sleeve
Sleeve atau selubung poros dipakai sebagai perlindungan terhadap adanya korosi
S ³ 0,03 Ds + 7,5
³ ( 0,03 x 573.306) + 7,5
³ 24.699 mm
Tebal sleeve yang direncanakan adalah sebesar 20 mm
(BKI, 1996)
VI.4 Perhitungan Poros Menurut Aturan BKI
VI.4.1 Minimum diameter
d >
3
4
1
−
a
i
ww
d
d nx
xC P FxKx
d (mm)required outside diameter of shaft
di (mm)diameter of shaft bore, where present. If the bore in the shaf is <= 0,4xd the expression
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 69/95
69
Haris AriCahyon (4207 100 070)
0,11
4
=
−
a
i
d
d
may be applied.
da (mm)actual shaft diameter
Pw (kW)rated power transmitted by shaft
N (rpm)rated shaft speed
F factor for the typ of propulsion installation
Cw material factor=
160
560
+m R
=
Rm (N/mm2)tensiel strength of the shaft material
k factor for the type of shaft
VI.5 Perencanaan Boss Propeller
VI.5.1 Diameter Boss (Db)
Db = 1,8 x Ds
= 1,8 x 573.306
= 1032 mm
tr = 0,045 x Dprop
= 0,045 x 4410
= 198.45 mm
(Dr.Ir. W. P. A. Van Lammern, “Resistance Propulsion and Steering of Ship”)
VI.5.2 Diameter Terkecil Boss Propeler (Dba)
Diameter terkecil boss propeler atau Dba berkisar antara 0,85 sampai 0,9 diameter boss propeler.
Diambil Dba =0,85. Db
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 70/95
70
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Dba = 0.85 Db
= 0,85 x 1032
= 877.15 mm
VI.5.3 Diameter Terbesar Boss Propeler (Dbf)
Diameter terbesar boss propeler atau Dbf berkisar antara 1,05 sampai 1,2 kali diameter boss propeler.
Diambil Dbf = 1,05 Db
Dbf = 1,05 Db
= 1,05 x 1032
= 1083.54 mm
VI.5.4 Panjang lubang dalam boss propeller (Ln)
Lb = 1.8 - 2.4
= 2,2
Lb = 2,2 x Ds
= 2,2 x 573.306
= 1261.273 mm
VI.5.4 Panjang lubang dalam boss propeller (Ln)
Ln/ Lb = 0,3
Ln = 0,3 x Lb
= 0,3 x 1261.273
= 378.38 mm
tb/tr = 0,75
tb = 0,75 x tr
= 0,75 x 198.45
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 71/95
71
Haris AriCahyon (4207 100 070)
= 149 mm
rf/tr = 0,75
rf = 0,75 x tr
=0,75 x 198.45
=149 mm
rb/tr = 1
rb = 1 x 198.45
= 198.45
Gambar 18
Propeller Fitting
VI.6 Bentuk Ujung Poros Propeller
VI.6.1 Panjang Konis
Panjang konis atau Lb berkisar antara 1,8 sampai 2,4 diameter poros
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 72/95
72
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Diambil Lb = 2 Ds
Lb = 2 Ds
= 2 x 573.306
= 1146.612mm
VI.6.2 Kemiringan Konis
BKI menyarankan harga kemiringan konis berkisar antara 1/10 sampai 1/15.
Diambil sebesar 1/12
1/12 = x / Lb
x = 1/12 .Lb
= 1/12 x 1146.612
= 95.551 mm
VI.6.3 Diameter Terkecil Ujung Konis (Da)
Da = Ds - 2x
= 573.306 - ( 2 x 80)
= 382.204 mm (O’brien, T, 1962)
VI.6.4 Diameter Luar Pengikat Boss
Biro Klasifikasi Indonesia menyarankan harga diameter luar pengikat boss atau Du tidak boleh kurang
dari 60 % diameter poros.
Du = 60% x Ds
= 0,6 x 573.306
= 343.98 mm
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 73/95
73
Haris AriCahyon (4207 100 070)
VI.6.5 Mur Pengikat Propeller
Berdasarkan BKI 1988 Volume III Bab IV
• Diameter luar ulir (d)
Menurut BKI”78 Vol. III, diameter luar ulir(d) ≥ diameter konis yang
terbesar :
d ≥ 0,6 x Ds
d ≥ 0,6 x 573.306
d ≥ 344 mm
• Diameter inti (di)
Di = 0,8 x d
= 0,8 x 344
= 275mm
• Diameter luar mur (Do)
Do = 2 x d
= 2 x 344
= 688 mm
• Tebal/tinggi mur (H)
Berdasarkan sularso, untuk ukuran standar tebal mur adalah 0,8 - 1
diameter konis, diambil 0,8 sehingga :
H = 0,8 x d
= 0,8 x 344
= 275.2 mm
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 74/95
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 75/95
75
Haris AriCahyon (4207 100 070)VI.7.2 Parameter yang dibutuhkan
Diameter poros (Ds) =573.306 mm
VI.7.3 Panjang pasak (L)
antara 0,75–1,5 Ds dari buku DP dan PEM hal. 27.diambil 1,3
L = 1,2 x Ds
= 1,2 x 573.306
= 688 mm
VI.7.4 Lebar pasak (B)
antara 25 % - 30 % dari diameter poros menurut buku DP dan PEM hal.
27. diambil 27 %
B = 27 % x Ds
= 27 % x573.306
= 155 mm
VI.7.5 Tebal pasak (t)
t =1/6 x Ds
=1/6 x 573.306
=95.5 mm
Bila momen rencana T ditekankan pada suatu diameter poros (Ds), maka
gaya sentrifugal (F) yang terjadi pada permukaan poros adalah ;
T =
N
Pd x x 5
1074,9
=
892.189 7192.700941074,9
5 x x
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 76/95
76
Haris AriCahyon (4207 100 070)
=36894289.27 Kg. Mm
F =
xDs
T
5,0
=
306.5735,0
736894289.2
x
= 128706.136 kg
Gambar 20
Pasak
Sedangkan tegangan gesek yang diijinkan (τka) untuk pemakaian umum pada poros diperoleh dengan
membagi kekuatan tarik σb dengan faktor keamanan (Sf1 x Sf2), sedang harga untuk Sf umumnya
telah ditentukan ;
Sf1 = umumnya diambil 6 (material baja)
Sf2 = 1,0 – 1,5 , (beban dikenakan secara tiba-tiba)
= 1,5 – 3,0 , (beban dikenakan tumbukan ringan)
= 3,0 – 5,0 , (beban dikenakan secara tiba-tiba dan tumbukan berat)
Beban pada propeller yang terjadi secara tiba-tiba adalah karena gelambang laut, namun sifatnya
terjadi secara lunak, maka Sf2 = 1,5.
Bahan pasak digunakan S 45 C dengan harga σb = 58 kg/mm2.
Sehingga :
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 77/95
77
Haris AriCahyon (4207 100 070)
τka =
21 xsf sf
bσ
=
5,16
58
x
= 6,44 kg/mm2
Sedangkan tegangan gesek yang terjadi pada pasak adalah ;
τk =
BxL
F
=
688155
128706.136
x
= 1.2069 kg/mm2
karena τk < τka, maka pasak dengan diameter tersebut memenuhi
persyaratan bahan.
VI.7.6 Kedalaman alur pasak pada poros (t1)
t1 = 0, 5 x t
t1 = 0,5 x 95.5
= 47.77 mm
= diambil kedalaman alur pasak 48 mm
VI.7.7 Jari-jari pasak (i)
Diameter poros (Ds) = 573.306 mm
rs = 5 mm
r4 > r3 > r2 > r1
r4 = 6 mm
r3 = 5 mm
r2 = 4 mm
r1 = 3 mm
r6 = 0,5 x B
= 0,5 x 155
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 78/95
78
Haris AriCahyon (4207 100 070)
= 77.5 mm
VI.8 Perencanaan Bentuk Ujung Poros Kopling
VI.8.1 Panjang Konis
Panjang konis atau Lk berkisar antara 1,25 sampai 1,5 kali diameter poros
Diambil Lk = 1,5 Ds
Lk = 1,5 Ds
= 1,5 x 573.306
= 859.959 mm
= diambil panjang konis 860mm
(T. O’brien , Design Marine Screw Propeller)
VI.8.2 Kekonisan yang Disarankan
Biro Klasifikasi Indonesia menyarankan harga kekonisan ujung poros kopling adalah sebesar
1/10 dari Lk
x = 1/10 . Lk
= 1/10 x 860
= 85.995 mm
VI.8.3 Diameter Terkecil Ujung Poros
Da = Ds - 2x
= 573.306- ( 2 x 86 )
= 401.31mm
= diambil diameter terkecil ujung poros 401 mm
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 79/95
79
Haris AriCahyon (4207 100 070)
VI.8.4 Diameter Lingkaran kopling yang Direncanakan
Db = 2,47 x Ds
= 2,47 x 573.306
= 1416 mm
VI.8.5 Diameter luar kopling :
Dout = (3 – 5,8) x Ds
Diambil Dout = 3 x Ds
= 3.4 x 573.306
=1949.24 mm
VI.8.6 Panjang Kopling
Panjang kopling atau L adalah berkisar antara 2,5 sampai 5,5 dari setengah diameter poros.
Diambil L =4,8 x 0,5 x Ds
= 4,8 x 0,5 x 573.306
= 1375.93 mm
= diambil panjang kopling 1376 mm
VI.8.7 Tebal Flens
Tebal flens tanpa konstruksi poros menurut Biro Klasifikasi Indonesia adalah paling sedikit
sebesar 25% dari diameter poros.
Diambil sebesar 30%
a = 30% . Ds
= 0,3 x 573.306
= 171.9 mm
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 80/95
80
Haris AriCahyon (4207 100 070)
= diambil tebal flens 172 mm
V.8.8 Diameter Minimum Baut Pengikat Kopling
Tenaga poros penggerak
SHP = 7336.789 kW
Putaran poros N =189.892 RPM
Jumlah baut Z = 8
Diameter baut yang direncanakan Db = 1416 mm
Kekuatan tarik material Rm = 500 /mm2
Sehingga
Df =
2/16
1016
×××
×
Rm Z Db N
P
=
2/16
50081416892.189
73367891016
×××
×
mm
= 109.14 mm
VI.8.9 Diameter luar mur (D0)
D0 = 2 x Df
= 2 x 109.14
= 218.286 mm
VI.8.10 Tinggi mur (H)
H = (0,8 - 1) x df
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 81/95
81
Haris AriCahyon (4207 100 070)
= 0,8 x 109.14
= 87 mm
VI.8.11 Diameter luar ulir poros pengikat kopling (dn)
Dn = 0,6 .Ds
= 0,6 x 573.306
= 343.98 mm
VI.9 Perhitungan Pasak Kopling
VI.9.1 Diameter Tengah Konis Propeler
Dsa = ( Ds + Da ) / 2
= ( 573.306+401.132) / 2
= 487.301 mm
VI.9.2 Bahan Pasak
Bahan atau material untuk pasak dipilih yang memiliki kekuatan yang lebih rendah dari
kekuatan poros. Dalam hal ini bahan pasak yang diambil adalah S 30 C dengan sB = 48 Kg/mm2.
VI.9.3 Tegangan Geser yang Diijinkan
Faktor keamanan
1. sf1 = 6 (untuk material baja)
2. sf2 = 1,3 - 3
Diambil sf2 = 1,5
Sehingga
τ ka = sB / ( sf1 . sf2 )
= 48 / ( 6 x 1,5 )
= 5,3 Kg/mm
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 82/95
82
Haris AriCahyon (4207 100 070) Gaya Tangensial pada Permukaan Poros
F = T / (
2
Dsa
)
=
( )2/331.487
1005.27×
= 151420.17 Kg
VI.9.4 Lebar pasak
Lebar pasak kopling atau b berkisar antara 0,25 sampai dengan 0,85 kali diameter poros propeler.
Diambil b = 0,3 Ds
b = 0,25 . Ds
= 0,25 x 573.306
= 143 mm
VI.9.5 Panjang Pasak
Bahan pasak yang diambil adalah S 30 C
Tinjauan terhadap faktor keamanan
Dimana
τ k = F / ( b.l )
Sehingga
τ ka ³ τ k
≥ F / ( b.l )
l ³
( )kaxb
F
τ
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 83/95
83
Haris AriCahyon (4207 100 070) ≥
1433,5
151420.17
x
≥ 198.088mm
Dalam perencanaan ini panjang pasak dibatasi berkisar antara 0,75 sampai dengan 1,5 kali diameter
poros propeler.
Diambil l = 0,8 Ds
Sehingga
l = 0,8 Ds
= 0,8 x 573.306
=458.64 mm
VI.9.6 Kedalaman alur pasak
Tekanan permukaan yang diijinkan
Pa ≥ 10 Kg/mm2
Pa ≥ F / ( l.t )
t ³
( ) Paxl
F
t ³
64.45810
151420.17
x
³33 mm
VI.9.7 Tinggi pasak
Tinggi = 1/6 x Ds
= 1/6 x 573.306
= 96 mm
Dimensi atau ukuran pasak propeler ini adalah
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 84/95
84
Haris AriCahyon (4207 100 070)Panjang = 459 mm
Lebar = 143 mm
Tinggi = 96 mm
VI.9.8 Mur Pengikat Kopling
Direncanakan dimensi mur pengikat kopling sama dengan dimensi mur pengikat propeller yaitu :
• Diameter luar ulir (d)
menurut BKI ”78 Vol. III, diameter luar ulir(d) ≥ diameter konis yang besar :
d ≥ 0,6 x Ds
d ≥ 0,6 x 573.306
d ≥ 344 mm
• Diameter inti (di)
di = 0,8 x d
= 0,8 x 344
= 275.2 mm
• Diameter luar mur (Do)
Do = 2 x d
= 2 x 344
= 688 mm
• Tebal/tinggi mur (H)
Berdasarkan sularso untuk ukuran standar tebal mur adalah (0,8 - 1)
diameter poros, sehingga:
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 85/95
85
Haris AriCahyon (4207 100 070)
H = 0,8 x d
= 0,8 x 344
= 275.2 mm
VI.10 Perhitungan Intermediate Kopling
Data perhitungan:
Kopling flens
- Putaran kerja 189.892 rpm
- Diameter poros (ds) 573.306 mm
- Diameter baut 40 mm
- Bahan baja S45 C dengan sB = 58 Kg/mm2
- kwalitas pembuatan biasa
- perkiraan awal jumlah baut yang memenuhi adalah 8 buah
B D
=
b s d d 5+
=573.306 + 200
= 773.306 mm
B D
=
b B d d 3+(tinggi flens)
=773.306 + 120
= 893.306 mm
VI.10.1 Momen torsi
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 86/95
86
Haris AriCahyon (4207 100 070)
T =
N
Pd x x 5
1074,9
=
892.189
7192.700941074,9
5 x x
=36894289.27 Kg. Mm
VI.10.2 Jumlah gaya yang bekerja pada seluruh baut
F
=
B D
T 2
=
893.306
27.368942892 x
= 97327.8117 kg
VI.10.3 Gaya yang bekerja pada sebuah baut
b F
=
8
97327.8117
= 12165.97 kg
VI.10.4 Tegangan geser yang bekerja pada sebuah baut
sbτ
=
s
b
A
F
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 87/95
87
Haris AriCahyon (4207 100 070)
=
2
41
b
b
xd x
F
π
=
240
41
97.12165
x xπ
= 9.686 kg/mm2
VI.10.5 Tegangan kompresi yang bekerja pada sebuah baut
cbτ
=
c
b
A
F
=
b
b
txd
F
=
4060
97.12165
x
= 5.069 kg/mm2
VI.10.6 Tegangan yang diijinkan
aτ
=
21 xsf sf
Bσ
Bahan yang digunakan adalah S45 C dengan σ B = 58 Kg/mm2
Faktor keamanan
1. sf 1 = 6
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 88/95
88
Haris AriCahyon (4207 100 070)2. sf 2 = 1,3 - 3
Diambil sf 2 = 2
Sehingga, Tegangan geser yang diijinkan (τ A):
aτ
=
26
58
x
= 4,833 Kg/mm2
Karena
sb
τ
dan
cb
τ
<
a
τ
, maka kopling tersebut harus memenuhi persyaratan dan desain perhitungan
tersebut dapat diterapkan.
VI.11 Perhitungan Bantalan
Berdasarkan Peraturan Biro Klasifikasi Indonesia.
VI.11.1 Tetapan jenis bantalan
Ki = 280 ~350 ; diambil Ki = 300
Sehingga
s(Max) = Ki . Ds 1/2
= 300 x
306.573
= 7183.14
VI.11.2 Panjang Bantalan
1. Panjang bantalan belakang atau L1
L1 = 2 Ds
= 2 x 573.306
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 89/95
89
Haris AriCahyon (4207 100 070)
= 1146.612mm
2. Panjang bantalan muka atau L2
L2 = 0,8 Ds
= 0,8 x 573.306
= 458.644 mm
c. Tebal efektif bantalan
b =
175,330
x Ds
=
175,330
306.573 x
= 61 mm
VI.11.3 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 573.306
= 103.19 mm
VI.11.4 Jarak maximum yang diijinkan antara bantalan/bearing (Imax)
Imax = k1 x Ds Dimana : k1 = 450 (untuk pelumasan dengan minyak)
Imax = 450 x (573.306)0,5
= 10774.714 mm
Pada perencanaan ini digunakan sebuah bearing yang diletakkan pada
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 90/95
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 91/95
oil in
ketebalanstern post
stern tube pipe
propeller shaft sleeve
bantalan
rumah bantalan
91
Haris AriCahyon (4207 100 070)
a = 0,75 m (jarak stiffener)
h = 100 Ton/m (untuk poros dengan bantalan kayu pok)
k = 1 (faktor material untuk baja)
tk = 1,5 (ketebalan material terhadap korosi)
Sehingga
δ p = Cp.a.( h.k )1/2 + tk
= 2,9 x 0,75 x ( 100 x 1 )1/2 + 1,5
= 23.25
Gambar 22
Stern Post
VI.13.2 Tebal stern post
Untuk kapal dengan panjang kurang dari 120 m
Tsp = 1,4.Lpp + 90
= ( 1,4 x 123) + 90
= 262.2 mm
tsp diambil sebesar 262 mm
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 92/95
rope guard
92
Haris AriCahyon (4207 100 070)
VI.13.3 Penebalan stern post
b = 1,6.Lpp + 1,5
= ( 1,6 x 123) + 1,5
= 198.3 mm
b diambil 198 mm
VI.13.4 Tebal dinding boss dari propeller post
t = 0,6 x b
= 0,6 x 198
= 118
t diambil 119 mm
VI.14.5 Perencanaan Rope guard
Perencanaan gambar untuk guard adalah sebagai berikut :
Panjang guard = 304.6 mm
Tebal guard =16 mm
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 93/95
inlet pipe
outle tpipe
inlet pipe
outlet pipe
93
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Gambar 23
Rope Guard
VI.14 Perencanaan Inlet dan outlet Pipe
Sistem sirkulasi minyak pelumas berdasarkan gaya gravitasi, saluran inlet pipe pada stern
tube dan outlet pipe direncanakan satu buah dengan diameter luar pipa sebesar 5.6 mm dan untuk
outletnya sebesar 7.7 mm.
Gambar 24
Perencanaan Pipa Pelumasan
DAFTAR PUSTAKA
Harvald, A, Tahanan dan Propulsi Kapal, 1988, Airlangga Press, Surabaya
Lammern, Van, Resistance Propulsion and Steering of Ship.
Sularso. Suga, Kiyokatsu. Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, 2002, PT.
Pradya Paramita, Jakarta.
Widodo Adji, Suryo, Propeller Design, 1999, Teknik Sistem Perkapalan, Surabaya.
BKI 1988 Volume III
Priyanta, Dwi,Turbine Propeller Matching, Teknik Sistem Perkapalan, Surabaya.
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 94/95
94
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan
8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070
http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 95/95
95
Haris AriCahyon (4207 100 070)
Recommended