Haris Ari C. 4207100070

95
1 Haris Ari Cahyon (4207 100 070) KATA PENGANTAR Puji syukur kehadi rat Tuha n Yang Maha Esa yang telah memberi kan 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 say a ucapkan kep ada dosen pembimbi ng Tug as Si stem 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 menda tan g. Saya berhar ap selain lapor an ini ber man faa t bag i say a jug a 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

Transcript of Haris Ari C. 4207100070

Page 1: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 2: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 3: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 4: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 5: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 6: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 7: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 8: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 9: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 10: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 11: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 12: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 13: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 14: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 15: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 16: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 17: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 18: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 19: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 20: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 21: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 22: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 23: Haris Ari C. 4207100070

8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070

http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 23/95

Page 24: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 25: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 26: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 27: Haris Ari C. 4207100070

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

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

Page 28: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 29: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 30: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 31: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 32: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 33: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 34: Haris Ari C. 4207100070

8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070

http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 34/95

Page 35: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 36: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 37: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 38: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 39: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 40: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 41: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 42: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 43: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 44: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 45: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 46: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 47: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 48: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 49: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 50: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 51: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 52: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 53: Haris Ari C. 4207100070

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 

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 

projected

Developed

 Jurusan Teknik Sistem Perkapalan

Page 54: Haris Ari C. 4207100070

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 

Blade Maks imum Th icknes

 Jurusan Teknik Sistem Perkapalan

Page 55: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 56: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 57: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 58: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 59: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 60: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 61: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 62: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 63: Haris Ari C. 4207100070

8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070

http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 63/95

Page 64: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 65: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 66: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 67: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 68: Haris Ari C. 4207100070

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 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

Page 69: Haris Ari C. 4207100070

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

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

Page 70: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 71: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 72: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 73: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 74: Haris Ari C. 4207100070

8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070

http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 74/95

Page 75: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 76: Haris Ari C. 4207100070

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

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

Page 77: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 78: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 79: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 80: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 81: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 82: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 83: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 84: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 85: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 86: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 87: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 88: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 89: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 90: Haris Ari C. 4207100070

8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070

http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 90/95

Page 91: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 92: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 93: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 94: Haris Ari C. 4207100070

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

Page 95: Haris Ari C. 4207100070

8/6/2019 Haris Ari C. 4207100070

http://slidepdf.com/reader/full/haris-ari-c-4207100070 95/95

95

Haris AriCahyon (4207 100 070)