Laporan Rudder

Laporan Rudder Arrangement

Lembar Pengesahan Laporan Tugas Gambar Rudder Arrangement

Menyetujui, Dosen Pembimbing

Ir. Hariyanto S, MT.

Ir Nasri Dawo.

Nip. 195709201987011001. 195709201987011001.

Nip. 196010271987011001 196010271987011001

Mahasiswa :

Dwiky Syamcahyadi R. NRP. 6210 030 003

PROGRAM STUDI TEKNIK BANGUNAN KAPAL JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2011 MV. DAMEN TANKER TANKER 13 (Shipbuilding)

6210030003

1


KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas selesainya Tugas Gambar Rudder Arrang Arrangeme ement nt ini. ini. Tidak Tidak sediki sedikitt kendal kendalaa yang yang mengha menghadan dang g penyus penyusun un dalam dalam meny menyel eles esai aika kan n

tuga tugasn snya ya,,

namu namun n

berk berkat at

rahm rahmat at

dan dan

hida hidaya yahh-Ny Nyaa

tela telah h

membim membimbin bing g penyus penyusun un untuk untuk terus terus berusa berusaha ha menyel menyelesai esaikan kan salah salah satu mata mata kuliah di Jurusan Teknik Bangunan Kapal - ITS ini. Saya juga ucapkan terima kasih kepada: 1. Bapa Bapak, k, Ibu Ibu sert sertaa kelu keluar arga ga yang yang sela selalu lu memb member erik ikan an moti motiva vasi si dan dan doa doa dengan sepenuh hati sehingga terselesainya tugas gambar ini. 2. Bapa Bapak k Ir. Ir. Hari Hariya yant nto o Soer Soeros oso, o, MT. dan dan Ir. Nasri Nasri Dawo. Dawo. seba sebaga gaii dose dosen n pembimbing yang selama ini memberikan pengarahan dan pengertian sehingga tereselesainya tugas gambar ini. 3. Teman - teman seperjuangan seperjuangan SB’10, SB’10, senior-sen senior-senior ior TBK, TBK, dan dan teman-teman teman-teman di Politeknik Perkapaln Negeri Surabay, saya ucapkan terima kasih atas dukungan dan bantuannya. Penyusun harus mengakui, laporan ini masih sangat jauh dari sempurna, semua karena keterbatasan waktu dan pengetahuan serta kemampuan penyusun sebagai sebagai manusia manusia biasa. Untuk itu penyusun penyusun memohon maaf bila ada kekurangan kekurangan dan kesalahan yang terjadi di dalam penyusunan laporan dan gambar Rudder Arrangement ini. Namun penyusun tetap berharap semoga tugas ini dapat bermanfaat khususnya bagi penyusun secara pribadi, dan semuanya pada umumnya.

Surabaya, 2 April 2012

MV. DAMEN TANKER TANKER 13 (Shipbuilding)

6210030003

2


PENDAHULUAN 1.

2.

Ukuran utama kapal Type Kapal

: TANKER SHIP

Nama Kapal

: MV. Damen Tanker 13

Lpp

:

81.12

m

B

:

17,00

m

H

:

8,95

m

T

:

6,30

m

Vs

:

12,50 knot

Daerah pelayaran

: Balikpapan-Surabaya

Radius pelayaran

: 485 mil laut

Definisi Gambar rencana kemudi merupakan gambar perencanaan type kemudi serta konstruksinya dan bagian-bagian penunjang pada kemudi yang berdasarkan pada bentuk badan kapal dengan tujuan untuk mendapatkan kecepatan manuver seperti yang diharapkan dalam perencanaan.

3.

Langkah-langkah pelaksanaan rencana kemudi 1. Perencanaan Type Kemudi 2. Perencanaan dan Perhitungan Rudder Area 3. Perhitungan Gaya dan Daya Torsi Kemudi 4. Perencanaan dan Perhitungan Dimensi Kemudi serta bagian-bagiannya. 5. Perencanaan Jenis Pengelasan yang Digunakan

MV. DAMEN TANKER 13 (Shipbuilding)

6210030003

3


A. PERENCANAAN TYPE KEMUDI Type kemudi yang digunakan pada kapal ini adalah type kemudi semi menggantung . B. PERENCANAAN dan PERHITUNGAN RUDDER AREA

1. Menurut BKI 1996 Volume III section 14.A.3, Luas daun kemudi tidak boleh kurang dari :

A

=

C 1 xC 2 xC 3 xC 4 x1.75 xLxT 100

Dimana: C1

= 1.0 ( Umum )

C2

= 0.9 ( Setengah menggantung)

C3

= 1.0 untuk Naca – profiles and plate rudder

C4

= 1.0 untuk rudders di propeller jet

T

= 6,30 m

L

= 81,12 m A =

1 x 0,9 x1 x1 x1 .75 x81,12 x 6,30 100

= 8.04913 m2 = 8,2798 m2 (Luas sebenarnya) 2. Luas balansir Af

≤ 23 % x A ≤ 23 % x 8.04913


6210030003

4

Laporan Rudder Arrangement ≤ 1.851 m2 = 1.695 m2 (Luas balansir sebenarnya) 3. Rencana bentuk profil menggunakan tabel “ Hydromechanic Schift ” dimana tabel tersebut berisi tabel ordinat dan absis untuk kemudi. foil-foil tersebut digunakan untuk merencanakan bentuk-bentuk dari horizontal web.

C. PERHITUNGAN GAYA DAN DAYA TORSI KEMUDI

1. Perhitungan gaya kemudi menurut BKI 1996 vol. III section 14.B.1.1 sebesar: Cr = 132 x A x V 2x k 1x k 2 x k 3 x k t Dimana : Cr = gaya kemudi ( Rudder Force )

x

c =

c =

1

A

= luas daun kemudi

V

= kecepatan untuk ahead condition

k 2

= 1.1 ( Naca .00 series gottinger profiles )

k 3

= 1.0 (Untuk Kapal tanpa Propeller jet )

k t

= 1

C

= Lebar dari Luas daun kemudi

+ x 2

,

2

( Normal )

x1 = 2.046 x 2 = 1.7915

2.046 +1.7915 2

= 1,919 m


6210030003

5

Laporan Rudder Arrangement B

= Tinggi dari Luas daun kemudi

b =

At

A

=

C

8.2798 1.919

= 4.316 m

= A + Area of Rudder Horn = 8.2798 + 1.3220 = 9.60 m2

A

=

b

2

At =

4.316 2 9.60

=1.940 m2

k 1 = ( Λ+ 2 ) / 3 = ( 1.940 + 2 ) / 3 = 1,31 CR = 132 x A x V2 x K 1 x K 2 x K 3 x K t = 132 x 8.2798 x (12,5) 2 x 1,31 x 1,1 x 1.15 x 1 =

283686.16

N

2. Perhitungan torsi tiap-tiap bagian kemudi( Rudder Torque) Qr :

Bidang Daun kemudi dibagi menjadi 2 (dua) dengan luas A1 dan A2 :


6210030003

6


Maka diketahui : A

= 8.2798 m2 A1

= 3.0070 m2

A2

= 5,2728 m2

A1f

= 0,2200 m2

A2f

= 1.4750 m2

Maka beban yang terjadi pada tiap luasan adalah : Luasan 1

>>

CR1 = CR . (A1/A) CR1 =

Luasan 2

>>

103027.2

N

180659

N

CR2 = CR . (A2/A) CR2 =

Rudder Torque : Qr1 = Cr1 x r1

= 43815.48 Nm


6210030003

7

Laporan Rudder Arrangement Qr2 = Cr2 x r2

= 19151.59 Nm

Dimana : r1 = c1(α – kb1) = 0,4253 m r2 = c2(α – kb2) = 0,1060 m kb1 = A1f : A1 = 0,073 kb2 = A2f : A2 = 0,280 c1 = A1 : b1 = 1.656

b1= 1.816 m

c2 = A2 : b2 = 2,109

b2= 2,5 m

α

= 0,33

Tottal Rudder Torque :

Qr tot

= Qr1 + Qr2 =62967.07 Nm

Qr min = (R1 . r1.2 min) = 55162.77 Nm r1.2 min = ( 0,1/A) . (c1 . A1 + c2 . A2) = 0,19445 m


6210030003

8


D. PERENCANAAN dan PERHITUNGAN DIMENSI KEMUDI serta

bagian-bagiannya 1. Perhitungan Dimensi Kemudi

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

Dt = 4.2

3

Qr .k r

Dimana : Dt = diameter rudder stock QR = torsi kemudi Menggunakan St60 Rn = 60 Kg/mm 2= 600 N/mm 2 = 420 N/mm 2

Reh = 0,7 x 600

0 .75

k r = factor material

Dt = 4,2 Dt = 4,2

3

3

 235  Re h   

= 0.65

Qr . Kr

62967 .07 x0,65

= 145 mm

B. Diameter rudder stock digunakan untuk menentukan dimensi dari steering gear, stopper, locking device dan bagian pendukung lainnya.


6210030003

9

Laporan Rudder Arrangement E. Horizontal Coupling

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

Diameter baut coupling 3

Db

= 0,62

D .kb kr .n.e

dimana : D

= 145 mm

[diameter rudder stock ]

kb

= 0,74

[ faktor material untuk baut ]

kr

= 0,65

[ faktor material untuk rudder stock ]

n

= 8

[ jumlah baut ]

e

= 125 mm

[ jarak pusat tiap baut ke Rudder Stock ]

sehingga : 3

Db

= 0,62

145 x0,74 0,65 x8 x125

= 36.65 mm b.

≈

38 mm

Tebal flens coupling

Tf

= 0,62

D 3 .kf kr .n.e

Dimana : kf

= 0,65

[ faktor material untuk flens kopling ]

sehingga : t min = 0,9 db = 0,9. 38= 32.99 mm 3

tf

= 0,62

145 x0,65 0,65 x8 x125

= 34.23 mm

≈

34 mm


6210030003

10

Laporan Rudder Arrangement Maka diameter Coupling :

Diameter Coupling = Dt + (2e – Dt) + (2.1.2Db) = 145 + (2.125 – 145) + 91.12 = 342 mm Gambar Perencanaan Rudder Coupling


6210030003

11


F. Perencanaan Bentuk Kemudi

X/C = harga dari tabel NACA Sehingga : Xn

= X/C . C

atas lebar

2.87

m

naca x/c x 0.000

NACA 00-20 y/c y 0.0442

0 0.012

0.000

0 0.0315

0.127

5 0.025

0.036

6 0.0435

0.091

0 0.050

0.072

6 0.0592

0.125

0 0.100

0.144

4 0.0780

0.170

0 0.150

0.287

4 0.0891

0.224

0 0.200

0.431

0 0.0956

0.256

0 0.250

0.575

2 0.0990

0.275

0 0.300

0.719

2

0.285

0 0.400

0.862

00

0.287

0 0.450

1.150 0.09672

0.278

0 0.500

1.293

0 0.600

1.437 1.725

0.100

0.0882 4 0.0760


0.254 0.219 6210030003

12


0 0.700

6 0.0610

0 0.800

2.012

6 0.0437

0.176

0 0.900

2.300

2 0.0241

0.126

0 1.000

2.587

4 0.0021

0.069

0

2.874

0

0.006

tenga h lebar

2.21

m

x/c x 0.000

NACA 00-20 y/c y 0.0442 0.097

0 0.012

0.000

0 0.0315

9 0.069

5 0.025

0.028

6 0.0435

9 0.096

0 0.050

0.055

6 0.0592

4 0.131

0 0.100

0.111

4 0.0780

2 0.172

0 0.150

0.221

4 0.0891

8 0.197

0 0.200

0.332

0 0.0956

3 0.211

0 0.250

0.443

2 0.0990

7 0.219

0 0.300

0.553

2 0.100

2 0.221

0

0.664

00

4


6210030003

13


0.400

0.214

0 0.450

0.886 0.09672

0 0.500

0.996

0 0.600

1

0.0882

0.195

1.107

4 0.0760

4 0.168

0 0.700

1.328

6 0.0610

4 0.135

0 0.800

1.550

6 0.0437

2 0.096

0 0.900

1.771

2 0.0241

8 0.053

0 1.000

1.993

4 0.0021

4 0.004

0

2.214

0

6


6210030003

14


bawa h lebar

x/c

1.93

x

m

NACA 00-20 y/c y 0.0442

0.000

0.000

0 0.0315

0.085

0.013

0.024

6 0.0435

0.061

0.025

0.048

6 0.0592

0.084

0.050

0.097

4 0.0780

0.115

0.100

0.193

4 0.0891

0.151

0.150

0.290

0 0.0956

0.172

0.200

0.387

2 0.0990

0.185

0.250

0.483

2

0.191

0.100

0.300 0.400 0.450

0.580 00 0.773 0.09672 0.870 0.0882

0.193 0.187

0.500

0.967

4 0.0760

0.171

0.600

1.160

6 0.0610

0.147

0.700

1.353

6 0.0437

0.118

0.800

1.547

2

0.085


6210030003

15


0.0241 0.900

1.740

4 0.0021

0.047

1.000

1.933

0

0.004


6210030003

16


G. Rudder Plating

Sesuai dengan BKI 1996 vol.II section 14.E.2.1, tebal dari rudder plating tidak boleh kurang dari : T= 1,74 x a

Pr xk + 2.5

Dimana:

a = jarak tidak tertumpu lebar terkecil dari

1 plate = 0,68 m

Pr =

10 xT +

Cr 3

10 A

= 10 x 6,3 +

283686 .16 3

10 x8.28

= 97.26 kN/m3 k = 0,91 t =

1,74 x 0,68

97.26 x 0,91

1.5 +

= 12.63 mm ~ 14 mm •

Webs (Penegar)

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

= 70% t = 70% . 14 = 9.8 mm

t min = 8 = 8

k

k = 0,91 untuk Reh = 265 N/mm 2

0,91

= 7,63 mm ≈

10 mm


6210030003

17

Laporan Rudder Arrangement •

Nose plate BKI 1996 section 14.E.3.1. tebal nose plate harus lebih tebal 25% dari plate sisi. tn = (25% . ts) + ts = (25%.14)+14 = 17.5 mm ≈ 18 mm

•

Top plate dan bottom plate Menurut LR1975 d 2217 tebal top plate dan bottom plate minimal sama dengan tebal plate sisi kemudi Tb = th = ts = 14 mm

•

Face plate Menurut NV section 18 C 600 lebar face minimal 50 mm Direncanakan : lebar = 50 mm Tebal = 12 mm

•

Main piece Tm = 8.5+0.56

Ds

= 8.5 + 0,56 = 15.2439 mm

145

= 16 mm`


6210030003

18

Laporan Rudder Arrangement •

Slot Welding Menurut LR d 2220 1. Panjang slot welding Panjang slot welding minimal (Lw) = 75 mm Direncanakan : Lw = 75 mm 2. Lebar slot welding Lebar slot welding minimal (bw) = 2 x tebal side platting = 2 x 14 = 32 mm Direncanakan : bw = 25 mm 3. Jarak maksimum antara slot welding (r 1) = 200 mm Direncanakan : r 1 =170 mm Gambar Perencanaan Rudder Planting dan slot weld


6210030003

19

Laporan Rudder Arrangement H. Menghitung Bearing (Upper & Lower Bearing)

Berdasarkan BKI 2006 Vol II Section 14.E.4, Bearing direncanakan berdasarkan besarnya tenaga pada Rudder Horn dan Neck Bearing. 

Gaya Tumpuan pada Tanduk kemudi B1 = Cr ×

= Cr ×

b c

2.4747 1.93

= 363242.169 N 

Tenaga pada Neck Bearing B2 = Cr- B1 = 283686.16 - 363242.169 =-79556.009N



Tebal liner dan bush bearing Berdasarkan BKI 2006 Vol II Section 14.E.5.2, Tebal liner tidak boleh kurang dari : = 0,01 B1

t

= 0,01

363242

= 6.03mm t min = 8 mm [ for metalic material ] Direncanakan tebal liner = 8 mm



Menghitung tinggi bearing A= A=

B 2 q

dimana q= 2,5 N/mm2 (untuk bahan kayu pok)

79556.009 2 .5

A=31822.4 MV. DAMEN TANKER 13 (Shipbuilding)

6210030003

20


Tinggi bearing = =

A

L

dimana L=Dt

31822.4 145

= 219.46 mm ≈ direncanakan 220 mm Tebal bearing

= =

1 4

1 4

xdt

x145

= 36.25 mm ≈ direncanakan 38 mm Gambar Perencanaan Upper dan Lower Bearing UPPER BEARING


6210030003

21

Laporan Rudder Arrangement LOWER BEARING


6210030003

22

Laporan Rudder Arrangement I. Perencanaan Rudder Carrier

Sesuai dengan catalog diatas maka direncanakan dimensi dari rudder carrier sebagai berikut Bore diameter Diameter Diameter Diameter Bolts, Number and diameter Height Height Adm. Axial Load Adm. Radial Load Weight

(mm) D (mm) R (mm) LK (mm) (mm) H (mm) H1 (mm) Fa (KN) Fr (KN) kg

145 870 650 830 12 x 24 285 45 1500 500 600


6210030003

23

Laporan Rudder Arrangement Gambar Perencanaan Rudder Carrier

J. Tiller

1. Momen pada daun kemudi M = Cr . a

Cr

= 283686.16. 0.54

a

= 283686.16 N = 0.54 m

= 153190.53 Nm


6210030003

24

Laporan Rudder Arrangement 2. Momen pada tiler Perencanaan Tiller •

Gaya total =

Momenkemud i lengantota l

= 153190.53 / 1 F = 153190.5262 N Sehingga gaya yang digunakan mesin kemudi F=153190.5262 N •

Untuk A : Moment di A = F total . lengan A = 153190.5262. 0,8 = 122552.42 Nm σ

= 235 N/mm2 (factor bahan)

WA

= Moment di A /

σ

=122552.42/( 235x10 6) = 0.0005215 m 3=521.50 cm 3 •

Untuk B : Moment di B = F total . lengan B = 153190.5262. 0.4 = 61276.21 Nm σ

= 235 N/mm2 (factor bahan)

WB

= Moment di B /

σ

=61276.21 /( 235x10 6) = 0.00026075 m 3=260.75 cm3

•

Untuk Profil A : Area F = 1 cm x 23 cm = 23 cm 2 Area Fs = 1cm x 21 cm = 21 cm 2 Area f = 1 cm x 23 cm = 23 cm 2 Perbandingan : 1. Fs/F = 21/23 = 0.91 2. f/F = 23/23 = 1,0

•

Untuk Profil B : Area F = 1cm x 17 cm = 17 cm 2 Area Fs = 1 cm x 15 cm= 15 cm 2


6210030003

25

Laporan Rudder Arrangement Area f = 1cm x 17 cm = 17 cm 2 Perbandingan : 1. fs/F = 15/17 = 0.88 2. f/F = 17/17 = 1,0 Dari perbandingan 1 dan 2 masing – masing profil di atas didapatkan harga (w) dari grafik di BKI •

Untuk Profil A : Didapatkan w = 1,15 W=w.F.h Dimana : F = luas daerah F = 23 cm 2 h = tinggi Fs = 21 cm W = 1,15 . 23 . 21 = 555.45 cm 3

•

Untuk Profil B : Didapatkan w = 1,13 W=w.F.h Dimana : F = luas daerah F = 17 cm 2 h = tinggi Fs = 15 cm W = 1,13 . 17 . 15 =288.15 cm3 Hasil W dari grafik harus lebih besar dari W perhitungan awal, untuk perencanaan di atas sudah sesuai dan baru bisa direncanakan bentuk Tiller

L. Pintles •

Pinles harus mengikuti kondisi bearing, diameter pinles tidak boleh kurang dari : d = 0,35 = 0.35

B1. Kr

363242.2 x0.65


6210030003

26

Laporan Rudder Arrangement = 170.07 mm ~ 172 mm •

Tebal dari rumah atau bush tidak boleh kurang dari : t = 0,01 = 0,01

B1

363242.2

= 6.03 mm t min = 8 mm = untuk material metal dan sintetis •

Panjang ketirusan pintles Lt = 1,2 x d pintles = 1,2 x 172 = 206.4 mm


6210030003

27

Laporan Rudder

Recommend Documents