Laporan Rudder

PENDAHULUAN 1. Ukuran utama kapal Type Kapal  Nama Kapal Kapal Lpp B H T Vs Δ

: : : : : : : :

Rute Pelayaran Radius Pelayaran

OIL TANKER KM. CHA-SRI 89 m 12,6 m 7,8 m 5,4 m 11 knot = 5,66 m/s 4779,35 ton : :

Surabaya –  Surabaya  –  Dumai  Dumai ± 595 mil laut

2. Definisi Gambar rencana kemudi merupakan gambar perencanaan type kemudi serta konstruksinya dan bagian-bagian penunjang pada kemudi yang berdasarkan pada bentuk badan kapal dengan tujuan untuk mendapatkan mendapatkan kecepatan manuver manuver seperti yang diharapkan dalam dalam  perencanaan.  perencanaan. 3. Langkah-langkah pelaksanaan rencana kemudi a. Perencanaan Type Kemudi  b. Perencanaan dan Perhitungan Rudder Area c. Perhitungan Gaya dan Daya Torsi Kemudi d. Perencanaan Perencanaan dan Perhitungan Dimensi Kemudi serta bagian-bagiannya. bagian-bagiannya.

e.

Perenca Perencanaan naan Jenis Jenis Pengela Pengelasan san yang Digunaka Digunakan n

A. PERENCANAAN TYPE KEMUDI

Type kemudi yang digunakan ada 3 macam, yaitu: 1. Type kemudi menggantung 2.

Type kemudi setengah menggantung

3.

Type kemudi dengan menggunakan sepatu l inggi. Adapun type kemudi yang digunakan pada kapal ini adalah type menggantun g .

B. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN DIMENSI RUDDER

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

 A 

C 1 xC 2 xC 3 xC    4 x1.75xLxT  100

Dimana: C1

= 1,0 ( secara umum )

C2

= 1,0 ( secara umum )

C3

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

1

C4

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

T

= 5,4 m

L

= 89 m

 A 

1,0 x1,0 x1,0 x1,0 x1,75 x89 x5,4 100 = 8,41 m2

2. Luas balansir Af

= 23 % x A = 23 % x 8,41 m2 = 2,36 m2

3. Rencana bentuk profil menggunakan tabel “ H ydr omechanic Schif t  ” dimana tabel tersebut berisi tabel ordinat dan absis untuk kemudi. foil-foil tersebut digunakan untuk merencanakan bentuk-bentuk dari horizontal web.

C. PERHITUNGAN GAYA KEMUDI DAN MOMEN TORSI

1. Perhitungan gaya kemudi menurut BKI 1996 vol. II section 14.B.1.1 sebesar: Cr = 132 x A x V 2x k 1x k 2 x k 3 x k t

Dimana :

c =

c =

 b =

At

 x 1   x 2 2 3  3,5 2  A C 

=

Cr

= gaya kemudi

A

= luas daun kemudi

V

= kecepatan untuk ahead condition

k 2

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

k 3

= 1,0 ( Propeller jet )

k t

= 1,0 ( Normal )

,

x1 = 3 x2 = 3,5

  = 3,25 m 8,41 3,25

 = 2,59 m

= A + area of Rudder Horn = 8,41 + 0,8 ( m2 ) = 9,21 m2

2

  =

k 1

b

2

 At 

=

(2,59) 2 9,21

  = 0,73 m2

= (+ 2 ) / 3 = (0,73 + 2 ) / 3 = 0,91

CR 

= 132 x A x V2 x K 1 x K 2 x K 3 x K t = 132 x 8,41 x (5,66)2 x 0,91 x 1,1 x 1,0 x 1,0 = 35598,92 N

2. Perhitungan torsi :

k  b

= =

 Ar   A

1,55 8,41

= 0,18

r

= c (α –  k  b) = 3 (0,25 –  0,18) = 0,21

QR

= CR  x r = 35598,92 x 0,21 = 7475,77 Nm

3

D. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN DIMENSI TONGKAT KEMUDI SERTA BAGIAN-BAGIANNYA a. Garis Tengah Tongkat Kemudi

1. Dari BKI (II) sec. 14.C.1.1 diperoleh harga rudder stock tidak kurang dari : Dt = 4.2

3

Qr .k r 

Dimana : Dt = diameter rudder stock QR   = torsi kemudi

 235  k r = factor material    Re h 

0.75

= 0,657

Reh =411,6 N/mm2 Dt  = 4,2

3

7475,77 x0,657

= 71,39 mm ~ 72 mm 2. Diameter rudder stock digunakan untuk menentukan dimensi dari steering gear, stopper, locking device dan bagian pendukung lainnya. 3. Panjang dan tinggi dari sisi quadran untuk tiller tidak boleh kurang dari : Tongkat kemudi di daerah Tiller : Besar sisi bujur sangkar = 70,7 ~ 71 Tinggi sisi bujur sangkar = 80,8 ~ 81 Diameter tongkat bagian atas untuk menyalurkan puntiran dari instalasi mesin kemudi = 100,8 ~ 101 4. Tiller Direncanakan dengan ukuran panjang  b = 1,3 m    = 235 N/mm2 maka : M = Cr . a Cr = F .b a Sehingga : M = 57898,03 x 0,65 = 37633,72 Nm M = F.b

F

= 57898,03 N = 0,65 m

= M/b = 37633,72 / 1,3 = 28949,02 N

4

F 0,5 b

MA’ MB’ 0,35 m

0,35 m

Titik yang ditinjau untuk ditentukan ukuran profilnya : MA’ = F . 0,7 = 28949,02 x 0.7 = 20264,31 Nm MB’

= F . 0,35 = 28949,02 x 0,35 = 10132,16 Nm Perhitungan modulus penampang tiap titik acuan

WA’

=

 MA'   

=

20264,31 Nm 6

235 x10  N  m

2

= 86,23 x 10-6 m3 = 86,23 cm3 WB’

=

 MB '   

=

10132,16 Nm 6

235 x10  N  m

2

= 43,12 x 10-6 m3 = 43,12 cm3

Perhitungan ukuran Profil berdasarkan modulus tiap titik acuan 

WA’

= 86,23 cm3

Direncanakan : em1 = 130 mm ; F = 13 cm2 h = 150 mm ; fs = 15 cm2  b = 130 mm ; f = 13 cm2

t t

= 10 mm = 10 mm

t

= 10 mm

5

Sehingga : f/F fs/F Diperoleh : w W

Ukuran Profil

= 1 = 1,15 = 1,14 = w.F.h = 1,14 . 13 . 15 = 222.3 cm3 T 150 x 10 130 x 10 = 646,55 cm3

WB’ Direncanakan : em1 = 80 mm ; t = 10 mm 2 F = 8 cm h = 100 mm ; t = 10 mm fs = 11 cm2  b = 80 mm ; t = 10 mm 2 f = 8 cm Sehingga : f/F = 1 fs/F = 1,3 Diperoleh : w = 1,3 W = w.F.h = 1,3 . 8 . 10 = 104 cm3 Ukuran Profil T 110 x 10 90 x 10 

5. Boss Menurut LR 1975 tinggi baut tidak boleh kurang dari diameter rudder stock : 

Direncanakan tinggi boss 200 mm.



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



Diameter baut pada filter dan quadrangle tidak boleh kurang dari : db = 0,6

= 0,6

ds n

92 6

= 22,6 mm 

Flange baut Tebal dari flange pada baut tiller tidak boleh kurang dari : ts = 0,66

ds n

6

92

= 0,66

6

= 24,88 mm  25 mm 

M esin kemudi

Mesin kemudi yang digunakan minimal harus memiliki gaya sebesar : F = Qr/a Dimana : F = gaya mesin kemudi ( N ) Qr = torsi kemudi ( Nm ) a = lengan tiller ( m ) F =

3437,88 0,65

 = 5289,05,82 N

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

Bearing direncanakan berdasarkan  besarnya tenaga pada Rudder Horn dan Neck Bearing. 

Tenaga pada Rudder Horn b

B1 = CR  .

c

= 57898,03 x

3 3,42

= 50787,75 Nm



Tenaga pada Neck Bearing B2 = CR  –  B1 = 57898,03 –  50787,75 ( Nm ) = 7110,28 Nm

A. Tebal liner dan bush bearing  Berdasarkan BKI 2006 Vol II Section 14.E.5.2,

diameter pintle tidak boleh kurang dari :

t

= 0,01  B1 = 0,01 t min

230835,7

= 4,80 mm = 8 mm [for metalic material] direncanakan menggunakan material Bronze.

7.Rudder Coupling - Berdasarkan BKI 2006 Vol II Section 14.D.1 didapat beberapa aturan untuk  perencanaan rudder couplings yang meliputi :

7

a. Couplings didesain untuk memungkinkan agar torsi dapat diteruskan secara maksimal dari rudder stock.  b. Baut couplings dipasang dengan murnya secara efektif untuk mengunci. -Berdasarkan BKI 2006 Vol II Section 14.D.2,

a.

ukuran – ukuran coupling adalah sbb :

Diameter baut coupling

Db

= 0,62

 D 3 .kb kr .n.e

dimana : D

= 99 mm

[diameter rudder stock ]

kb

= 0,66

[ faktor material untuk baut ]

kr

= 0,66

[ faktor material untuk rudder stock ]

n

= 6

[ jumlah baut ]

e

= 120,5 mm

[ jarak pusat tiap baut ]

sehingga : 3

Db

= 0,62

92  x0,66 0,66 x6 x120,5

= 20,35 mm    21 mm

b.

Tebal flens coupling

Tf

= 0,62

 D 3 .kf   kr .n.e

Dimana : kf

= 0,66

[ faktor material untuk flens kopling ]

sehingga : t min

= 0,9 db = 0,9. 21 = 18,9 mm 3

tf

= 0,62

92  x0,66 0,66 x6 x120,5

= 20,35 mm    21 mm

c.

Perencanaan Bentuk Kemudi

Y

8

X C C

= lebar kemudi = 3000 mm X/C = harga dari tabel NACA Sehingga : Xn = X/C . C

9

ATAS 2.64 3.03

c = lebar = tinggi =

x/c 0.0000 0.0125 0.0250 0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500 0.3000 0.4000 0.4500 0.5000 0.6000 0.7000 0.8000 0.9000 1.0000

X 0.000 0.033 0.066 0.132 0.264 0.396 0.528 0.660 0.792 1.056 1.188 1.320 1.584 1.848 2.112 2.376 2.640

M M

 NACA 00-20 y/c y 0.04420 0.11669 0.03156 0.08332 0.04356 0.11500 0.05924 0.15639 0.07804 0.20603 0.08910 0.23522 0.09562 0.25244 0.09902 0.26141 0.10000 0.26400 0.09672 0.25534 0.00000 0.00000 0.08824 0.23295 0.07606 0.20080 0.06106 0.16120 0.04372 0.11542 0.02414 0.06373 0.00210 0.00554

10

c = lebar = tinggi = x/c 0.0000 0.0125 0.0250 0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500 0.3000 0.4000 0.4500 0.5000 0.6000 0.7000 0.8000 0.9000 1.0000

c = lebar = tinggi = x/c 0.0000 0.0125 0.0250 0.0500 0.1000 0.1500 0.2000 0.2500 0.3000 0.4000 0.4500 0.5000 0.6000 0.7000 0.8000 0.9000 1.0000

TENGAH 2.12 3.03

x 0.000 0.027 0.053 0.106 0.212 0.318 0.424 0.530 0.636 0.848 0.954 1.060 1.272 1.484 1.696 1.908 2.120

 NACA 00-20 y/c y 0.04420 0.09370 0.03156 0.06691 0.04356 0.09235 0.05924 0.12559 0.07804 0.16544 0.08910 0.18889 0.09562 0.20271 0.09902 0.20992 0.10000 0.21200 0.09672 0.20505 0.00000 0.00000 0.08824 0.18707 0.07606 0.16125 0.06106 0.12945 0.04372 0.09269 0.02414 0.05118 0.00210 0.00445

BAWAH 1.74 3.03

x 0.000 0.022 0.044 0.087 0.174 0.261 0.348 0.435 0.522 0.696 0.783 0.870 1.044 1.218 1.392 1.566 1.740

m m

m m

 NACA 00-20 y/c y 0.04420 0.07691 0.03156 0.05491 0.04356 0.07579 0.05924 0.10308 0.07804 0.13579 0.08910 0.15503 0.09562 0.16638 0.09902 0.17229 0.10000 0.17400 0.09672 0.16829 0.00000 0.00000 0.08824 0.15354 0.07606 0.13234 0.06106 0.10624 0.04372 0.07607 0.02414 0.04200 0.00210 0.00365

11

8. Rudder Plating

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

Pr  xk   tk 

a = jarak tidak tertumpu lebar terkecil dari 1 plate = 0,3 m Pr = 10 xT  

Cr  103 A

= 10 x 4,9 

140644,25 103 x5,893

= 287,63 kN/m3 k=1 tk = 1,5 t = 1,74 x0,4 287,63 x1  1,5 = 13,30 mm ~ 13 mm 

Webs (Penegar)

 Berdasarkan BKI 1996 Vol II Section 14.E.2.3,

t

tebal Web tidak boleh kurang dari :

= 70% t = 70% . 13 = 9 mm k = 0,91 untuk Reh = 265 N/mm2

t min = 9 k  = 9

0,91

= 8,55 mm  8 mm 

 Nose plate BKI 1996 section 14.E.3.1. tebal nose plate harus l ebih tebal 25% dari plate sisi. tn = (25% . ts) + ts = (25%.13)+13 = 16,25 mm



Top plate dan bottom plate Menurut LR1975 d 2217 tebal top plate dan bottom plate minimal sama dengan tebal plate sisi kemudi Tb = th = ts = 13



Face plate Menurut NV section 18 C 600 lebar face minimal 50 mm Direncanakan : lebar = 50 mm Tebal = 13 mm

12

Main piece



Tm = 8.5+0.5

 Ds

= 14.47 mm 9.

= 15 mm

Pintles

 penirusan 1 : 10 >> 0,1 c = 0,13

du = 109 mm

do = 120 mm

l

= 180 mm

dimension of slugging nut height : hn = 46,8 mm outer diameter : dn = 129,6 mm external thread diameter : dg = 78mm dm = 114,5 mm

(diameter ulir dalam)

l = 180 mm diameter ujung baut yang muncul : 0,1 x hn = 4,68 mm atau 0,2 x hn = 9,36 mm Diameter ulir dalam : 1/9 x dg = 8,67 mm 

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

 B1. Kr 

170655,6 x0,657

= 117,18 mm ~ 120 mm 

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

 B1 170655,6

= 4,13 mm t min = 6 mm = untuk material metal dan sintetis 

Panjang ketirusan pintles Lt = 1,2 x d pintles = 1,2 x 120 = 144 mm 10. Stopper and Locking Device

a. Stopper Pergerakan quadrant atau tiller dibatasi dengan stopper pada setiap sisinya.Stopper dan pondasinya dihubungkan dengan badan kapal .Yield

13

 point dari material yang digunakan tidak boleh melebihi perencanaan moment yield dari rudder stick.  b. Locking device Setiap steering gear dilengkapi dengan locking device untuk menahan rudder  pada posisinya . Alat tersebut sebaik pondasi pada badan kapal . Bila kecepatan kapal melebihi 12 knots, perencanaan moment yield memerlukan harga perhitungan diameter stock berdasarkan kecepatan Vo = 12 knots.

11. Slot Welding

Menurut LR d 2220 1. Panjang slot welding Panjang slot welding minimal (Lw) = 75 mm Direncanakan : Lw = 75 mm 2. Lebar slot welding Lebar slot welding minimal (bw) = 25 mm Direncanakan : bw = 25 mm 3. Jarak maksimum antara slot welding (r 1) = 8 x bw = 8 x 25 = 200 mm Direncanakan : r 1 = 200 mm

14

DAFTAR PUSTAKA

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

15