SISTEM AIRBAG DOCKING KAPAL docx

SISTEM AIRBAG DOCKING KAPAL

TUGAS MATA KULIAH

ALAT PENGANGKUT DAN PEMINDAH MATERIAL

NAMA : IKHSAN ARIF GUMELAR

NRP : 1603030119

JURUSAN : TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi dalam dunia perkapalan akhir-akhir ini cepat berkembang, salah satunya yaitu dengan digunakannya sistem kantong udara atau airbag system sebagai sarana untuk peluncuran dan sarana untuk naik turun kapal yang akan atau telah direpair. Airbag system pertama kali digunakan pada 20 Januari 1981 di galangan kapal Xiao Qinghe di kota Jinan provinsi Shangdong China, pada saat itu airbag digunakan untuk meluncurkan barge dengan ukuran 60 DWT. Dalam kurun waktu sekitar 10 tahun ini, sistem peluncuran kapal dengan airbag telah berkembang, tidak hanya dari segi airbagnya saja tetapi juga dari segi penggunaannya. Airbag generasi pertama dibuat dengan menggunakan kanvas yang dicelupkan ke dalam karet sebagai lapisan penguat untuk membentuk ruang udara, namun pada jaman sekarang teknologi pelapisan utuh digunakan dalam manufakturnya. Airbag yang ada saat ini lebih kuat 15x daripada airbag generasi pertama. Teknologi peluncuran dan pendaratannya juga telah berkembang. Beberapa galangan kapal yang ada di Indonesia sudah menggunakan airbag sebagai sarana untuk peluncuran kapal yang telah dibangun, selain itu airbag juga digunakan sebagai sarana untuk menaikkan kapal yang akan direparasi dan menurunkan kapal yang telah direparasi. Namun,masih banyak galangan yang belum menerapkan sistem airbag ini. Oleh karena itu, dalam makalah ini akan dilakukan perhitungan elemen-elemen mesin yang menunjang sistem docking airbag ini, sehingga dapat diaplikasikan langsung ke galangan-galangan yang masih menggunakan sistem docking konvensional.

1.2 Perumusan Masalah

a) Bagaimana spesifikasi dari elemen-elemen mesin yang menunjang sistem airbag docking?

1.3 Tujuan

Mengetahui proses merancang sistem galangan berbasis airbag beserta elemen-elemen alat pengangkut dan pemindah material yang digunakan.

1.4 Batasan Masalah

a) Berat total kapal adalah 6500 [ton]

b) Gradien kemiringan landasan galangan adalah berkisar dari 1/22 sampai 1/8.

c) Panjang landasan adalah 400 [m]

d) Kecepatan tarik adalah 0.1 [m/s]

e) Panjang daerah kontak antara alas kapal dan airbag adalah 1 [m]

1.5 Garis Besar Metode Penyelesaian Masalah

BAB II STUDI PUSTAKA

2.1 Pengertian Airbag, Slipway dan Produktivitas dari Galangan Jenis Slipway

A. Airbag

Merupakan suatu metode yang bisa digunakan untuk meluncurkan kapal dan sarana untuk docking undocking dalam kegiatan reparasi kapal. Contoh airbag dapat dilihat pada Gambar 1.

Gambar 1. Airbag

1. Material Airbag

Bahan dasar airbag berupa lapisan-lapisan rubber lebih tepatnya disebut lapisan synthetic-cord-reinforced rubber, yaitu jenis airbag silinder dengan ujung-ujung kepalanya berbentuk hemispherical. Semuanya divulkanisir bersamaan, kemudian dimasukkan udara bertekanan yang memungkinkan terjadinya perputaran. Berikut ini merupakan bagian-bagian dari airbag:

1) Lapisan terluar

Lapisan luar rubber yang merupakan lapisan terluar pada airbag untuk melindungi kawat (cord) dari abrasi dangaya luar lainnya. Bahan lapisan terluar ini cukup lentur dan kuat menahan sobekan di berbagai macam cuaca dan perlakuan yang keras.

2) Synthetic-tyre-cord layer for reinforcement

Lapisan penguat berupa kawat (cord) pada peluncuran dengan airbag system yang mana terbuat dari synthetictyre-cord, yang biasa digunakan pada ban yang disusun dengan sudut yang ideal agar bisa menahan tekanan dari dalam dan mendistribusikan tegangan secara sama.

3) Bagian ujung

Pada bagian ujung dari airbag ini merupakan air tightness dan airbag safety air inlet.

2. Klasifikasi Airbag

1) Spesifikasi standart

Airbag yang diproduksi mempunyai standart sebagai berikut:

a) Diameter airbag antara 0,8 meter sampai 2 meter.

b) Panjang efektif airbag antara 6 meter sampai 18 meter.

c) Total panjang airbag antara 7 meter sampai 19,5 meter.

B. Slipway

turun dengan bantuan kabel baja yang ditarik mesin derek dengan bantuan kabel baja yang ditarik mesin derek (winch).

Slipway ada dua jenis, yaitu slipway memanjang dan slipway melintang. Keuntungan menggunakan slipway adalah:

a. Pengoperasiannya lebih mudah, murah dan lebih cepat dibandingkan dengan tipe sarana pokok yang lain.

b. Sangat efektif untuk reparasi dan bangunan baru.

c. Kapasitas angkatnya cukup besar.

d. Pengembangan kapasitas produksi kerja murah.

e. Biaya pembuatan cukup murah.

C. Produktivitas

Produktivitas mengandung pengertian sikap mental yang selalu mempunyai pandangan bahwa mutu kehidupan hari ini harus lebih baik daripada kemarin dan hari esok harus lebih baik daripada hari ini. Secara sederhana harus dirumuskan sebagai hasil produksi riil per satuan waktu (jam, hari, minggu, bulan atau tahun). Umumnya produktivitas dirumuskan sebagai konsep yang menggambarkan hubungan antara hasil berupa barang atau jasa dengan sumber daya produksi (material, tenaga, mesin atau peralatan, metode dan modal). Beberapa pengertian produktivitas yang lain dapat dijelaskan disini, yaitu :

1) Menurut OECD (Organization for Economic Cooperation and Development), bahwa produktivitas pada dasarnya adalah output dibagi dengan elemen produksi yang dimanfaatkan.

3) Menurut EPA (European Productivity Agency), bahwa pada prinsipnya produktivitas adalah tingkat efektifitas pemanfaatan elemen produksi.

4) Menurut tulisan Vinay Goel yang termuat dalam “Toward Higher Productivity”, bahwa produktivitas adalah hubungan antara keluaran yang dihasilkan dengan masukan yang dipakai pada waktu tertentu.

Produksi merupakan perubahan bahan mentah menjadi bahan jadi atau setengah jadi dengan menggunakan sumber daya produksi yang ada. Peningkatan produksi menunjukkan pertambahan jumlah hasil yang dicapai dengan mengabaikan cara perbaikan pencapaian hasil produksi, sedangkan peningkatan produktivitas mengandung pengertian pertambahan hasil produksi dan perbaikan atau mengoptimalkan cara pencapaian hasil produksi. Peningkatan produksi tidak selalu disebabkan oleh terjadinya peningkatan produktivitas, karena produksi itu sendiri dapat meningkat walaupun produktivitas menurun atau tetap. Dalam proses peningkatan produktivitas, sumber daya manusia mempunyai peranan utama, karena alat produksi dan teknologi, metode, modal dan prinsipnya merupakan hasil karya manusia untuk mempermudah proses produksi.

2.2 Titik Berat

Pada umumnya suatu sistim gaya terbagi merata adalah gaya tarik gravitasi yang bekerja pada suatu benda terhadap bumi. Berat suatu benda adalah besaran dari resultan gaya Tarik pada tiap bagian benda. Titik dimana terletak resultan gaya disebut pusat massa atau pusat gravitasi atau titik berat.

2.3 Faktor Keamanan

Besar factor keamanan berdasar pada ultimate strength untuk material yang berbeda dan tipe beban yang diberikan ditunjukan pada tabel berikut ;

Tabel 1 – Besar factor keamanan

2.4 PerMen Tentang Pesawata Angkat dan Angkut

Berdasarkan Peraturan Menteri Tenaga Kerja Republik Indonesia Nomor PER.05/MEN/1985, diketahui bahwa:

1) Garis tengah tromol gulung sekurang-kurangnya berukuran 30 kali diameter tali baja dan 300 kali diameter kawat baja yang terbesar.

2) Tromol gulung harus dilengkapi dengan flensa pada setiap ujungnya, sekuran-kurangnya memproyeksikan 2.5 kali garis tengah tali baja.

3) Ujung tali baja pada tromol gulung harus dipasang dengan kuat pada bagian dalam tromol dan sekurang-kurangnya harus dibelit 2 kali secara penuh pada tromol saat kait beban berada pada posisi yang paling rendah.

4) Tali baja yang digunakan untuk mengangkat harus:

a. Terbuat dari bahan baja yang kuat dan berkualitas tinggi;

b. Mempunyai faktor keamanan sekurang-kurangnya 3.5 kali beban maksimum;

c. Tidak boleh ada sambungan;

5) Tali baja harus diberi pelumas yang tidak mengandung asam atau alkali

2.5 Gaya Tarik Roll Blok dan Bobot Kapal

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Perhitungan Gaya dan Dimensi Tali Baja

Diketahui skema dimensi landasan dan penempatan winch dan kapal dapat dilihat di Gambar 2 berikut.

Gambar 2. Skema Galangan Sistem Airbag

Berat Kapal beserta muatannya adalah 6500 [ton], ambil estimasi berat Kapal dalam keadaan kosong atau tanpa muatan adalah 40% x 6500 [ton]. Jadi Berat kapal dalam keadaan kosong adalah 2600 [ton].

Diketahui kisaran gradien kemiringan dari landasan slipway adalah 1/22 ~ 1/8; ambil nominal derajat kemiringan untuk perhitungan adalah 2 derajat.

Maka untuk megetahui gaya tarik yang dihasilkan sistem sling adalah:

W< F

μ .cosa+sina

Dimana:

W = berat kapal tanpa muatan = 2600 [ton]

μ = koefisien gesek rolling antara airbags dengan kapal = 0.01

F = gaya tarik = ? [ton]

a = sudut kemiringan landasan rampway = 2o

Maka:

W< F

μ .cosa+sina

W(μ .cosa+sina)<F

2600

(

0.0 1.cos 2o+sin2o

)

<F

2600(0.0998)<F

117<F

Jadi: F=f .117[ton]

Dengan f = faktor keamanan

F=3.5.117

[

ton

]

=408.5

[

ton

]

Tabel 2. Standar Ukuran dan Kekuatan Tarik Tali Baja

Diketahui tegangan tarik dari tali baja (materialnya medium carbon steel) yakni 1960 [Mpa]. Sehingga untuk menentukan diameter tali baja adalah:

τ=F

A= F

1 4. π . D

2

Dengan:

F = Gaya Tarik = 408.5 [ton]

F = 4 085 000 [N] (ambil percepatan gravitasi = 10 [m/s2_])

A = Luas penampang tali [mm2_]

Jadi, diameter tali yang dipakai adalah 52 [mm]

Untuk menghitung panjang tali baja yang dibutuhkan maka harus mengacu pada skema landasan pada Gambar 2.

L (panjang tali baja) = ((500 [m] – 400 [m]) / cos (2o_{) )+ 400 [m]}

L = (100 [m] / 0.999) + 400 [m] = 500.061 [m] ≅ 500.1 [m]

Tetapi aktual panjang tali adalah = 500.1 + 2 x keliling drum winch Laktual = 500.1 + 2 x π x 1.86 = 511.787 ≅ 511.8 [m]

Jadi, panjang tali baja yang dibutuhkan adalah 511.8 [m]

3.2 Perhitungan Winches, Daya Motor Listrik dan Airbag

Untuk menghitung panjang; diameter dan diameter flange drum winches/tromol gulung maka kita dapat mengacu pada PerMen No. 05 Tahun 1985 Pasal 8 Ayat 3; bahwa pada posisi paling rendah harus dibelit 2 kali secara penuh pada tromol; dan Pasal 8 Ayat 1; bahwa garis tengah tromol gulung adalah 30 kali diameter tali baja yang terbesar; serta Pasal 8 Ayat 2 ; bahwa flensa sekurang-kurangnya memproyeksikan 2.5 kali garis tengah tali baja.

a. Menghitung diameter drum tromol gulung/winch Diketahui:

D = diameter tromol gulung = ? [mm]

D = diameter berdasarkan Pasal 8 Ayat 1 = 30 x diameter tali baja Maka:

D = 30 x 52 = 30 x 52 = 1560 [mm] ≅ 1.56 [m] Jadi, diamater tromol gulung adalah 1.56 [m]

b. Menghitung diameter flange tromol gulung Diketahui:

d = diameter tali baja = 58 [mm]

D = diameter tromol gulung = 1.86 [m] = 1860 [mm] Df = diamater flange tromol gulung = ? [mm]

Df = diameter tromol gulung + 2.5 x diameter tali baja Maka:

Df = D + (2.5 +2) x d = 1560 [mm] + 4.5 x 52 [mm] = 1794 [mm] ≅ 1.80 [m] Jadi, diameter flange tromol gulung adalah 1.80 [m]

c. Menghitung panjang drum tromol gulung Diketahui:

L = panjang tali baja = 511.8 [m]

D = diameter drum tromol gulung = 1.56 [m] LD = panjang drum tromol gulung = ? [m]

Berdasarkan Permen, gulungan tromol sebanyak-banyaknya adalah 3 lapis gulungan

Maka:

LD = L / ( π x D) = 511.8 /( π x 3 x 1.56) = 34.8 [m] ≅ 35 [m] Jadi, panjang drum tromol gulung yang dibutuhkan adalah 35 [m]

d. Menghitung daya motor winch Diketahui:

F = Gaya yang diperlukan untuk menarik kapal = 245 [ton] = 245000 [kg] v = Kecepatan tarik yang direncanakan = 0.1 [m/s]

P = Daya motor listrik = ? [HP] 1 [HP] = 75 [kg.m/s]

P = F x v

P = 245000 x 0.1 = 24500 [kg.m/s] P = 326.667 [HP] ≅ 330 [HP]

Paktual = η x P + P = 0.75 x 330 + 330 = 577 [HP]

Jadi, daya motor listrik yang dibutuhkan untuk menggerakkan tromol gulung adalah 557 [HP]

3.3 Kesimpulan

Berikut ini adalah spesifikasi yang direkomendasikan untuk membuat sistem galangan kapal menggunakan airbag jenis slipway: