Laporan Rudder

(1)

PENDAHULUAN PENDAHULUAN 1.

1. Ukuran utama kapalUkuran utama kapal Type

Type Kapal Kapal : : OIL OIL TANKERTANKER Nama Ka

Nama Kapal pal : : KM. CHA-SRIKM. CHA-SRI Lpp Lpp : : 89 89 mm B B : : 12,6 12,6 mm H H : : 7,8 7,8 mm T T : : 5,4 5,4 mm Vs Vs : : 11 11 knot knot = = 5,66 5,66 m/sm/s Δ Δ : : 4779,35 4779,35 tonton Rute

Rute Pelayaran Pelayaran : : SurabayaSurabaya – – Dumai Dumai Radius

Radius Pelayaran Pelayaran : : ± ± 595 595 mil mil lautlaut

2.

2. DefinisiDefinisi

Gambar rencana kemudi merupakan gambar perencanaan type kemudi serta Gambar rencana kemudi merupakan gambar perencanaan type kemudi serta konstruksinya dan bagian-bagian penunjang pada kemudi yang berdasarkan pada bentuk badan konstruksinya dan bagian-bagian penunjang pada kemudi yang berdasarkan pada bentuk badan kapal dengan

kapal dengan tujuan untuk mtujuan untuk mendapatkan kecepatan mendapatkan kecepatan manuver seperti anuver seperti yang diharapkan dyang diharapkan dalamalam perencan

perencanaan.aan.

3.

3. Langkah-langkah pelaksanaan rencana kemudiLangkah-langkah pelaksanaan rencana kemudi a.

a. Perencanaan Type KemudiPerencanaan Type Kemudi b.

b. Perencanaan dan Perhitungan Rudder AreaPerencanaan dan Perhitungan Rudder Area c.

c. Perhitungan Gaya dan Daya Torsi KemudiPerhitungan Gaya dan Daya Torsi Kemudi d.

d. PerencanaPerencanaan dan an dan Perhitungan Dimensi Kemudi Perhitungan Dimensi Kemudi serta bagian-bagiannyaserta bagian-bagiannya.. e.

e. PerePerencancanaan naan JeniJenis Pes Pengelangelasan san yang yang DiguDigunakanakann

A. PERENCANAAN TYPE KEMUDI A. PERENCANAAN TYPE KEMUDI

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

1. Type kemudi Type kemudi menggantungmenggantung

2.

2. _{Type kemudi setengah menggantung}_{Type kemudi setengah menggantung} 3.

3. _{Type kemudi dengan menggunakan sepatu l}_{Type kemudi dengan menggunakan sepatu linggi.}_inggi.

Adapun type kemudi yang digunakan pada kapal ini adalah

Adapun type kemudi yang digunakan pada kapal ini adalahtypetypemenggantunmenggantun g .g .

B. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN DIMENSI RUDDER B. PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN DIMENSI RUDDER

1.

1. Menurut BKI 1996 VoMenurut BKI 1996 Volume II section 14.Alume II section 14.A.3, Luas daun kem.3, Luas daun kemudi tidak bolehudi tidak boleh kurang dari : kurang dari : 100 100 75 75 .. 1 1 4 4 3 3 2 2 1 1 xC xC xC xC xC xC x x xLxT xLxT C C A A



Dimana: Dimana: C

C11 = = 1,0 1,0 ( ( secara secara umum umum ))

C

C22 = = 1,0 1,0 ( ( secara secara umum umum ))

C

(2)

C4 = 1,0 ( untuk kemudi di dalam arus baling-baling ) T = 5,4 m L = 89 m 100 4 , 5 89 75 , 1 0 , 1 0 , 1 0 , 1 0 , 1 x x x x x x A



=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 V2x k 1x k 2x k 3x k t

Dimana : 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 ) c = 2 2 1 x x



, x1 = 3 x2 = 3,5 c = 2 5 , 3 3



= 3,25 m b = C A = 25 , 3 41 , 8 = 2,59 m

At = A + area of Rudder Horn

= 8,41 + 0,8 ( m2) = 9,21 m2

(3)



₌ t A b2 = 21 , 9 ) 59 , 2 ( 2 = 0,73 m2 k 1 = (



+ 2 ) / 3 = (0,73 + 2 ) / 3 = 0,91 CR = 132 x A x V2x K 1x K 2x K 3x K t = 132 x 8,41 x (5,66)2x 0,91 x 1,1 x 1,0 x 1,0 =35598,92 N 2. Perhitungan torsi : k b = A Ar = 41 , 8 55 , 1 = 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

(4)

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 k r= factor material 75 . 0 Re 235













h = 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 = 57898,03 N = F .b a = 0,65 m Sehingga : M = 57898,03 x 0,65 = 37633,72 Nm M = F . b F = M / b = 37633,72 / 1,3 = 28949,02 N

(5)

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 = ₆ ₂ 10 235 20264,31 m N x Nm = 86,23 x 10-6 m3 = 86,23 cm3 WB’ =  ' MB = ₆ ₂ 10 235 10132,16 m N x Nm = 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 ; t = 10 mm F = 13 cm2 h = 150 mm ; t = 10 mm fs = 15 cm2 b = 130 mm ; t = 10 mm f = 13 cm2

(6)

Sehingga : f/F = 1 fs/F = 1,15 Diperoleh : w = 1,14 W = w . F . h = 1,14 . 13 . 15 = 222.3 cm3 Ukuran Profil T 150 x 10 130 x 10  WB’ = 646,55 cm3 Direncanakan : em1 = 80 mm ; t = 10 mm F = 8 cm2 h = 100 mm ; t = 10 mm fs = 11 cm2 b = 80 mm ; t = 10 mm f = 8 cm2 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 n ds = 0,6 6 92 = 22,6 mm  Flange baut

Tebal dari flange pada baut tiller tidak boleh kurang dari :

ts = 0,66

n ds

(7)

= 0,66 6 92

= 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 = 65 , 0 3437,88 =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

B1 = CR . c b = 57898,03 x 42 , 3 3 =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 230835,7 = 4,80 mm

t min = 8 mm [for metalic material] direncanakan mengguna-kan material Bronze.

7.Rudder Coupling

- Berdasarkan BKI 2006 Vol II Section 14.D.1 _{didapat beberapa aturan untuk}

(8)

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_{, ukuran – ukuran coupling adalah sbb :}

a. Diameter baut coupling

Db = 0,62 e n kr kb D . . . 3 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 : Db = 0,62 5 , 120 6 66 , 0 66 , 0 923 x x x = 20,35 mm



21 mm

b. Tebal flens coupling

Tf = 0,62 e n kr kf D . . . 3 Dimana :

kf = 0,66 [ faktor material untuk flens kopling ] sehingga : t min = 0,9 db = 0,9. 21 = 18,9 mm tf = 0,62 5 , 120 6 66 , 0 66 , 0 923 x x x = 20,35 mm



21 mm

c. Perencanaan Bentuk Kemudi

(9)

X

C

C = lebar kemudi = 3000 mm

X/C = harga dari tabel NACA Sehingga :

(10)

ATAS c = lebar = 2.64 M tinggi = 3.03 M NACA 00-20 x/c X y/c y 0.0000 0.000 0.04420 0.11669 0.0125 0.033 0.03156 0.08332 0.0250 0.066 0.04356 0.11500 0.0500 0.132 0.05924 0.15639 0.1000 0.264 0.07804 0.20603 0.1500 0.396 0.08910 0.23522 0.2000 0.528 0.09562 0.25244 0.2500 0.660 0.09902 0.26141 0.3000 0.792 0.10000 0.26400 0.4000 1.056 0.09672 0.25534 0.4500 1.188 0.00000 0.00000 0.5000 1.320 0.08824 0.23295 0.6000 1.584 0.07606 0.20080 0.7000 1.848 0.06106 0.16120 0.8000 2.112 0.04372 0.11542 0.9000 2.376 0.02414 0.06373 1.0000 2.640 0.00210 0.00554

(11)

NACA 00-20 x/c x y/c y 0.0000 0.000 0.04420 0.09370 0.0125 0.027 0.03156 0.06691 0.0250 0.053 0.04356 0.09235 0.0500 0.106 0.05924 0.12559 0.1000 0.212 0.07804 0.16544 0.1500 0.318 0.08910 0.18889 0.2000 0.424 0.09562 0.20271 0.2500 0.530 0.09902 0.20992 0.3000 0.636 0.10000 0.21200 0.4000 0.848 0.09672 0.20505 0.4500 0.954 0.00000 0.00000 0.5000 1.060 0.08824 0.18707 0.6000 1.272 0.07606 0.16125 0.7000 1.484 0.06106 0.12945 0.8000 1.696 0.04372 0.09269 0.9000 1.908 0.02414 0.05118 1.0000 2.120 0.00210 0.00445 BAWAH c = lebar = 1.74 m tinggi = 3.03 m NACA 00-20 x/c x y/c y 0.0000 0.000 0.04420 0.07691 0.0125 0.022 0.03156 0.05491 0.0250 0.044 0.04356 0.07579 0.0500 0.087 0.05924 0.10308 0.1000 0.174 0.07804 0.13579 0.1500 0.261 0.08910 0.15503 0.2000 0.348 0.09562 0.16638 0.2500 0.435 0.09902 0.17229 0.3000 0.522 0.10000 0.17400 0.4000 0.696 0.09672 0.16829 0.4500 0.783 0.00000 0.00000 0.5000 0.870 0.08824 0.15354 0.6000 1.044 0.07606 0.13234 0.7000 1.218 0.06106 0.10624 0.8000 1.392 0.04372 0.07607 0.9000 1.566 0.02414 0.04200 1.0000 1.740 0.00210 0.00365 TENGAH c = lebar = 2.12 m tinggi = 3.03 m

(12)

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 Pr xk



tk

Dimana: a = jarak tidak tertumpu lebar terkecil dari 1 plate = 0,3 m

Pr = A Cr xT ₃ 10 10



= 893 , 5 10 25 , 140644 9 , 4 10 ₃ x x



= 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_{, tebal Web tidak boleh kurang dari :}

t = 70% t = 70% . 13 = 9 mm

t min = 9 k k = 0,91 untuk Reh = 265 N/mm2 = 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

(13)

 Main piece Tm = 8.5+0.5 Ds = 14.47 mm = 15 mm 9. 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 B .₁ Kr

= 0.35 170655 x,6 0,657 = 117,18 mm ~ 120 mm

 Tebal dari rumah atau bush tidak boleh kurang dari :

t = 0,01 B₁

= 0,01 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

(14)

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

(15)

DAFTAR PUSTAKA