laporan rudder

Laporan Rudder Arrangement

Lembar Pengesahan

Laporan Tugas Gambar Rudder Arrangement

Menyetujui,

Dosen Pembimbing

Ir. Hariyanto S, MT.

Nip. 195709201987011001.

Ir Nasri Dawo.

Nip. 196010271987011001

Mahasiswa :

Dwiky Syamcahyadi R.

NRP. 6210 030 003

PROGRAM STUDI TEKNIK BANGUNAN KAPAL

JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

MV. DAMEN TANKER 13 (Shipbuilding) 6210030003

1


2011

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas selesainya Tugas Gambar Rudder

Arrangement ini. Tidak sedikit kendala yang menghadang penyusun dalam

menyelesaikan tugasnya, namun berkat rahmat dan hidayah-Nya telah

membimbing penyusun untuk terus berusaha menyelesaikan salah satu mata

kuliah di Jurusan Teknik Bangunan Kapal - ITS ini. Saya juga ucapkan terima

kasih kepada:

1. Bapak, Ibu serta keluarga yang selalu memberikan motivasi dan doa

dengan sepenuh hati sehingga terselesainya tugas gambar ini.

2. Bapak Ir. Hariyanto Soeroso, MT. dan Ir. Nasri Dawo. sebagai dosen

pembimbing yang selama ini memberikan pengarahan dan pengertian

sehingga tereselesainya tugas gambar ini.

3. Teman - teman seperjuangan SB’10, senior-senior TBK, dan teman-teman

di Politeknik Perkapaln Negeri Surabay, saya ucapkan terima kasih atas

dukungan dan bantuannya.

Penyusun harus mengakui, laporan ini masih sangat jauh dari sempurna,

semua karena keterbatasan waktu dan pengetahuan serta kemampuan penyusun

sebagai manusia biasa. Untuk itu penyusun memohon maaf bila ada kekurangan

dan kesalahan yang terjadi di dalam penyusunan laporan dan gambar Rudder

Arrangement ini.

Namun penyusun tetap berharap semoga tugas ini dapat bermanfaat

khususnya bagi penyusun secara pribadi, dan semuanya pada umumnya.

Surabaya, 2 April 2012


2


PENDAHULUAN

1. Ukuran utama kapal

Type Kapal : TANKER SHIP

Nama Kapal : MV. Damen Tanker 13

Lpp : 81.12 m

B : 17,00 m

H : 8,95 m

T : 6,30 m

Vs : 12,50 knot

Daerah pelayaran : Balikpapan-Surabaya

Radius pelayaran : 485 mil laut

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

kecepatan manuver seperti yang diharapkan dalam perencanaan.

3. Langkah-langkah pelaksanaan rencana kemudi

1. Perencanaan Type Kemudi

2. Perencanaan dan Perhitungan Rudder Area

3. Perhitungan Gaya dan Daya Torsi Kemudi

4. Perencanaan dan Perhitungan Dimensi Kemudi serta bagian-bagiannya.

5. Perencanaan Jenis Pengelasan yang Digunakan


3


A. PERENCANAAN TYPE KEMUDI

Type kemudi yang digunakan pada kapal ini adalah type kemudi

semi menggantung .

B. PERENCANAAN dan PERHITUNGAN RUDDER AREA

1. Menurut BKI 1996 Volume III section 14.A.3, Luas daun

kemudi tidak boleh kurang dari :

Dimana:

C1 = 1.0 ( Umum )

C2 = 0.9 ( Setengah menggantung)

C3 = 1.0 untuk Naca – profiles and plate rudder

C4 = 1.0 untuk rudders di propeller jet

T = 6,30 m

L = 81,12 m

= 8.04913 m 2

= 8,2798 m 2 (Luas sebenarnya)

2. Luas balansir

Af ≤ 23 % x A

≤ 23 % x 8.04913


4


≤ 1.851 m 2

= 1.695 m 2 (Luas balansir sebenarnya)

3. Rencana bentuk profil menggunakan tabel “Hydromechanic Schift” dimana

tabel tersebut berisi tabel ordinat dan absis untuk kemudi. foil-foil tersebut

digunakan untuk merencanakan bentuk-bentuk dari horizontal web.

C. PERHITUNGAN GAYA DAN DAYA TORSI KEMUDI

1. Perhitungan gaya kemudi menurut BKI 1996 vol. III section

14.B.1.1 sebesar:

Cr = 132 x A x V2x k1x k2 x k3 x kt

Dimana : Cr = gaya kemudi ( Rudder Force )

A = luas daun kemudi

V = kecepatan untuk ahead condition

k2 = 1.1 ( Naca .00 series gottinger profiles )

k3 = 1.0 (Untuk Kapal tanpa Propeller jet )

kt = 1 ( Normal )

C = Lebar dari Luas daun kemudi

c = , x1 = 2.046 x2 = 1.7915

c = = 1,919 m


5


B = Tinggi dari Luas daun kemudi

b = = = 4.316 m

At = A + Area of Rudder Horn

= 8.2798 + 1.3220

= 9.60 m 2

A =

=

=1.940 m 2

k1 = ( + 2 ) / 3

= ( 1.940 + 2 ) / 3

= 1,31

CR = 132 x A x V2 x K1 x K2 x K3 x Kt

= 132 x 8.2798 x (12,5)2 x 1,31 x 1,1 x 1.15 x 1

= 283686.16 N

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

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


6


Maka diketahui :

A = 8.2798 m2

A1 = 3.0070 m2

A2 = 5,2728 m2

A1f = 0,2200 m2

A2f = 1.4750 m2

Maka beban yang terjadi pada tiap luasan adalah :

Luasan 1 >> CR1 = CR . (A1/A)

CR1 = 103027.2 N

Luasan 2 >> CR2 = CR . (A2/A)

CR2 = 180659 N

Rudder Torque :


7


Qr1 = Cr1 x r1 = 43815.48 Nm

Qr2 = Cr2 x r2 = 19151.59 Nm

Dimana :

r1 = c1(α – kb1) = 0,4253 m

r2 = c2(α – kb2) = 0,1060 m

kb1 = A1f : A1 = 0,073

kb2 = A2f : A2 = 0,280

c1 = A1 : b1 = 1.656 b1= 1.816 m

c2 = A2 : b2 = 2,109 b2= 2,5 m

α = 0,33

Tottal Rudder Torque :

Qr tot = Qr1 + Qr2

=62967.07 Nm

Qr min = (R1 . r1.2 min) = 55162.77 Nm

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


8


D. PERENCANAAN dan PERHITUNGAN DIMENSI KEMUDI

serta bagian-bagiannya

1. Perhitungan Dimensi Kemudi

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

kurang dari : Dt = 4.2

Dimana : Dt = diameter rudder stock

QR = torsi kemudi

Menggunakan St60

Rn = 60 Kg/mm2= 600 N/mm2

Reh = 0,7 x 600 = 420 N/mm2

kr = factor material = 0.65

Dt = 4,2

Dt = 4,2

= 145 mm

B. Diameter rudder stock digunakan untuk menentukan dimensi

dari steering gear, stopper, locking device dan bagian

pendukung lainnya.


9


E. Horizontal Coupling

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

sbt :

a. Diameter baut coupling

Db = 0,62

dimana :

D = 145 mm [diameter rudder stock ]

kb = 0,74 [ faktor material untuk baut ]

kr = 0,65 [ faktor material untuk rudder stock ]

n = 8 [ jumlah baut ]

e = 125 mm [ jarak pusat tiap baut ke Rudder Stock ]

sehingga :

Db = 0,62

= 36.65 mm 38 mm

b. Tebal flens coupling

Tf = 0,62

Dimana :

kf = 0,65 [ faktor material untuk flens kopling ]

sehingga :

t min = 0,9 db

= 0,9. 38= 32.99 mm

tf = 0,62

= 34.23 mm 34 mm


10


Maka diameter Coupling :

Diameter Coupling = Dt + (2e – Dt) + (2.1.2Db)

= 145 + (2.125 – 145) + 91.12

= 342 mm

Gambar Perencanaan Rudder Coupling


11


F. Perencanaan Bentuk Kemudi

X/C = harga dari tabel NACA

Sehingga :

Xn = X/C . C

atas

lebar 2.87 m

naca

NACA 00-20

x/c x y/c y

0.0000 0.000 0.04420 0.127

0.0125 0.036 0.03156 0.091

0.0250 0.072 0.04356 0.125

0.0500 0.144 0.05924 0.170

0.1000 0.287 0.07804 0.224

0.1500 0.431 0.08910 0.256

0.2000 0.575 0.09562 0.275

0.2500 0.719 0.09902 0.285

0.3000 0.862 0.10000 0.287

0.4000 1.150 0.09672 0.278

0.4500 1.293

0.5000 1.437 0.08824 0.254

0.6000 1.725 0.07606 0.219

0.7000 2.012 0.06106 0.176

0.8000 2.300 0.04372 0.126

0.9000 2.587 0.02414 0.069

1.0000 2.874 0.00210 0.006


12


tengah

lebar 2.21 m

NACA 00-20

x/c x y/c y

0.0000 0.000 0.04420 0.0979

0.0125 0.028 0.03156 0.0699

0.0250 0.055 0.04356 0.0964

0.0500 0.111 0.05924 0.1312

0.1000 0.221 0.07804 0.1728

0.1500 0.332 0.08910 0.1973

0.2000 0.443 0.09562 0.2117

0.2500 0.553 0.09902 0.2192

0.3000 0.664 0.10000 0.2214

0.4000 0.886 0.09672 0.2141

0.4500 0.996

0.5000 1.107 0.08824 0.1954

0.6000 1.328 0.07606 0.1684

0.7000 1.550 0.06106 0.1352

0.8000 1.771 0.04372 0.0968

0.9000 1.993 0.02414 0.0534

1.0000 2.214 0.00210 0.0046


13


bawah

lebar 1.93 m

NACA 00-20

x/c x y/c y

0.000 0.000 0.04420 0.085

0.013 0.024 0.03156 0.061

0.025 0.048 0.04356 0.084

0.050 0.097 0.05924 0.115

0.100 0.193 0.07804 0.151

0.150 0.290 0.08910 0.172

0.200 0.387 0.09562 0.185

0.250 0.483 0.09902 0.191

0.300 0.580 0.10000 0.193

0.400 0.773 0.09672 0.187

0.450 0.870

0.500 0.967 0.08824 0.171

0.600 1.160 0.07606 0.147

0.700 1.353 0.06106 0.118

0.800 1.547 0.04372 0.085

0.900 1.740 0.02414 0.047

1.000 1.933 0.00210 0.004


14


G. Rudder Plating

Sesuai dengan BKI 1996 vol.II section 14.E.2.1, tebal dari

rudder plating tidak boleh kurang dari :

T= 1,74 x a

Dimana: a = jarak tidak tertumpu lebar terkecil dari

1 plate = 0,68 m

Pr =

=

= 97.26 kN/m3

k = 0,91

t =

= 12.63 mm ~ 14 mm

Webs (Penegar)

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

dari :

t = 70% t

= 70% . 14

= 9.8 mm

t min = 8 k = 0,91 untuk Reh = 265 N/mm2

= 8

= 7,63 mm

10 mm


15


Nose plate

BKI 1996 section 14.E.3.1. tebal nose plate harus lebih tebal 25%

dari plate sisi.

tn = (25% . ts) + ts

= (25%.14)+14

= 17.5 mm ≈ 18 mm

Top plate dan bottom plate

Menurut LR1975 d 2217 tebal top plate dan bottom plate minimal

sama dengan tebal plate sisi kemudi

Tb = th = ts = 14 mm

Face plate

Menurut NV section 18 C 600 lebar face minimal 50 mm

Direncanakan : lebar = 50 mm

Tebal = 12 mm

Main piece

Tm = 8.5+0.56

= 8.5 + 0,56

= 15.2439 mm = 16 mm`

Slot Welding


16


Menurut LR d 2220

1. Panjang slot welding

Panjang slot welding minimal (Lw) = 75 mm

Direncanakan : Lw = 75 mm

2. Lebar slot welding

Lebar slot welding minimal (bw) = 2 x tebal side platting = 2

x 14 = 32 mm

Direncanakan : bw = 25 mm

3. Jarak maksimum antara slot welding (r1) = 200 mm

Direncanakan : r1 =170 mm

Gambar Perencanaan Rudder Planting dan slot weld


17


H. Menghitung Bearing (Upper & Lower Bearing)

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

direncanakan berdasarkan besarnya tenaga pada Rudder Horn dan Neck

Bearing.

Gaya Tumpuan pada Tanduk kemudi

B1 =

=

= 363242.169 N

Tenaga pada Neck Bearing

B2 = Cr- B1

= 283686.16 - 363242.169

=-79556.009N

Tebal liner dan bush bearing

Berdasarkan BKI 2006 Vol II Section 14.E.5.2, Tebal liner tidak

boleh kurang dari :

t = 0,01

= 0,01

= 6.03mm

t min = 8 mm [ for metalic material ]

Direncanakan tebal liner = 8 mm

Menghitung tinggi bearing

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

A=

A=31822.4


18


Tinggi bearing = dimana L=Dt

=

= 219.46 mm ≈ direncanakan 220 mm

Tebal bearing =

=

= 36.25 mm ≈ direncanakan 38 mm

Gambar Perencanaan Upper dan Lower Bearing

UPPER BEARING


19


LOWER BEARING


20


I. Perencanaan Rudder Carrier

Sesuai dengan catalog diatas maka direncanakan dimensi dari rudder

carrier sebagai berikut

Bore diameter (mm) 145Diameter D (mm) 870Diameter R (mm) 650Diameter LK (mm) 830Bolts, Number and diameter (mm) 12 x 24Height H (mm) 285Height H1 (mm) 45Adm. Axial Load Fa (KN) 1500Adm. Radial Load Fr (KN) 500Weight kg 600


21


Gambar Perencanaan Rudder Carrier

J. Tiller

1. Momen pada daun kemudi

M = Cr . a Cr = 283686.16 N

= 283686.16. 0.54 a = 0.54 m

= 153190.53 Nm


22


2. Momen pada tiler

Perencanaan Tiller

Gaya total =

= 153190.53 / 1

F = 153190.5262 N

Sehingga gaya yang digunakan mesin kemudi F=153190.5262 N

Untuk A :

Moment di A = F total . lengan A

= 153190.5262. 0,8 = 122552.42 Nm

= 235 N/mm2 (factor bahan)

WA = Moment di A /

=122552.42/( 235x106) = 0.0005215 m3=521.50 cm3

Untuk B :

Moment di B = F total . lengan B

= 153190.5262. 0.4 = 61276.21 Nm

= 235 N/mm2 (factor bahan)

WB = Moment di B /

=61276.21 /( 235x106) = 0.00026075 m3=260.75 cm3

Untuk Profil A :

Area F = 1 cm x 23 cm = 23 cm2

Area Fs = 1cm x 21 cm = 21 cm2

Area f = 1 cm x 23 cm = 23 cm2

Perbandingan : 1. Fs/F = 21/23

= 0.91

2. f/F = 23/23

= 1,0

Untuk Profil B :

Area F = 1cm x 17 cm = 17 cm2

Area Fs = 1 cm x 15 cm= 15 cm2

Area f = 1cm x 17 cm = 17 cm2


23


Perbandingan : 1. fs/F = 15/17

= 0.88

2. f/F = 17/17

= 1,0

Dari perbandingan 1 dan 2 masing – masing profil di atas didapatkan

harga (w) dari grafik di BKI

Untuk Profil A :

Didapatkan w = 1,15

W = w . F . h

Dimana : F = luas daerah F = 23 cm2

h = tinggi Fs = 21 cm

W = 1,15 . 23 . 21

= 555.45 cm3

Untuk Profil B :

Didapatkan w = 1,13

W = w . F . h

Dimana : F = luas daerah F = 17 cm2

h = tinggi Fs = 15 cm

W = 1,13 . 17 . 15

=288.15 cm3

Hasil W dari grafik harus lebih besar dari W perhitungan

awal, untuk perencanaan di atas sudah sesuai dan baru bisa

direncanakan bentuk Tiller

L. Pintles

Pinles harus mengikuti kondisi bearing, diameter pinles tidak

boleh kurang dari :

d = 0,35

= 0.35

= 170.07 mm ~ 172 mm


24


Tebal dari rumah atau bush tidak boleh kurang dari :

t = 0,01

= 0,01

= 6.03 mm

t min = 8 mm = untuk material metal dan sintetis

Panjang ketirusan pintles

Lt = 1,2 x d pintles

= 1,2 x 172

= 206.4 mm


25

laporan rudder

Documents