ISI :A. Perhitungan Permesinan Bantu B. Perhitungan Berat Konstruksi dan Permesinan

Rev.TanggalKeteranganDikerjakan OlehDisetujui Oleh

NamaParafDosen PembimbingParaf

Honey Rambu AnarkiIr. Hari Prastowo, M. Sc

II.3.3.a PERHITUNGAN PERMESINAN BANTUPermesinan bantu adalah seluruh permesinan yang digunakan di kapal selain dari main engine. Permesinan geladak adalah salah satu dari permesinan bantu. Contoh permesinan geladak adalah steering gear, anchor windlasses, berbagai macam winch, cranes, capstan, semua jenis peralatan akses cargo, bow thrusters, rudders, serta fin stabiliser. Seluruh peralatan tersebut dihitung sedemikian rupa agar penggunaannya sesuai dengan kondisi kapal yang didesain dan juga dapat bekerja secara optimal.

Steering GearTipe-tipe steering gear terdapat dalam berbagai macam variasi yang biasanya dibedakan menurut tenaga utamanya, dapat kita sebutkan disini tiga macam tipe steering gear, yaitu :1. Steam Steering Gear, tipe ini menggunakan tenaga uap untuk unit tenaganya.2. Electric Steering Gear, tipe ini menggunakan tenaga utama dari arus listrik.3. Hydraulic Steering Gear, tipe ini memakai aliran fluida guna membangkitkan tenaga penggerak.

JangkarJangkar digunakan pada saat kapal berlabuh dan umumnya digunakan pada saat kapal menunggu giliran untuk masuk ke dalam suatu pelabuhan. Sehingga disimpulkan bahwa jangkar digunakan di daerah sekitar pelabuhan. Jangkar berfungsi untuk menahan kapal tetap dalam kondisi stasioner pada saat diberikan gaya dari luar. Gaya-gaya dari luar yang mungkin diberikan adalah: 1. Gaya oleh arus pada dasar kapal2. Gaya oleh angin pada bagian atas kapal3. Gaya inersia akibat pitching dan rolling.Tipe-tipe Jangkar :1. Danforth Anchor

(Gambar 4. Jangkar Jenis Danforth Anchor)Jangkar jenis ini tergolong ringan (khususnya jika terbuat dari aluminium) dengan power untuk menahan yang besar berdasarkan pengukuran efisiensi jangkarnya. Cocok digunakan pada dasar yang berpasir, berlumpur, dan tanah liat.

2. Kedge Anchor

(Gambar 5. Jangkar Jenis Kedge Anchor)Jangkar jenis ini lebih berat dari jangkar diatas namun memiliki kemampuan yang besar untuk mencengkeram sampai ke dasar. Cocok digunakan pada kondisi dasar laut yang berumput maupun berbatu.

3. Mushroom Anchor

(Gambar 6. Jangkar Jenis Mushroom Anchor)Kebanyakan jangkar ini digunakan pada kapal-kapal kecil seperti rowboats, jonboats, atau canoes. Berdasarkan desainnya, kekurangannya yakni dalam mencengkeram dasar laut. Jangkar ini juga digunakan untuk menghubungkan pelampung penambat untuk penambat permanen.

4. Plow Anchor

(Gambar 7. Jangkar Jenis Plow Anchor)Jangkar jenis ini cocok untuk mencengkram dasar laut yang dalam namun lembut. Poros engkolnya membantu jangkar untuk menjaga tenaga cengkramannya bahkan saat kapal mengubah arahnya.

Peralatan penambat meliputi:-Jangkar (anchor)-Rantai jangkar (anchor chain)-Lubang masuk dan keluar jangkar dan rantainya (hawspipe holes)-Stopper-Peralatan penarik jangkar (anchor handling equipment)Peralatan penambat yang dipasang pada kapal harus memenuhi kriteria sebagai berikut:-Melepaskan jangkar secara cepat sampai kedalaman yang disyaratkan dan dapat menghentikan gerak rantai dengan halus.-Mengangkat rantai beserta jangkarnya-Dapat menahan kapal pada posisi penjangkaran-Siap untuk menyimpan jangkar dan rantainya.

WindlassWindlass adalah salah satu dari permesinan bantu yang digunakan sebagai penarik rantai jangkar. Kegunaan utama dari windlass adalah sebagai penghubung atau penarik tali (rantai) jangakar. Windlass mempunyai kemampuan untuk mengangkat jangkar pada kecepatan rata-rata 5-6 fathoms/menit dari kedalaman 30-60 fathoms.

(Gambar 3.3: Windlass)Pemilihan windlass dilihat dari segi ukurannya tergantung dari beberapa hal antara lain ;-Ukuran kapal-Service dari kapal-Berat jangkar dan rantai jangkar-Losses akibat gelombang air-Losses akibat gesekan dari hawspipe (30%-40%)Pada beberapa kapal, windlass digunakan sebagai alat emergency dan dapat dikombinasikan dengan mooring winch dan warping head pada kapal container, tanker, ro-ro, dan kapal penumpang.Tipe Windlass1. Horizontal windlass2. Vertikal windlassII.3.3.b DefinisiAdapun istilah-istilah yang dipakai di dalam dokumen ini adalah sebagai berikut. RudderDaun kemudi pada kapal. (Berat Displasemen) Adalah berat air yang dipindahkan oleh badan kapal. FreeboardBagian kapal dari sarat air sampai main deck yang juga digunakan sebagai daya apung cadangan. c1 Faktor untuk tipe kapal. c2 Faktor untuk tipe kemudi. c3 Faktor untuk profil daun kemudi yang digunakan. c4 Faktor dari peletakkan daun kemudi. A Luasan dari daun kemudi kapal.

Af Luasan di depan sumbu poros daun kemudi yang disebut juga sebagai luas balansir. hTinggi daun kemudi. K1Koefisien berdasarkan aspek rasio . K2Koefisien yang tergantung tipe kemudi dan profil kemudi. K3Koefisien yang tergantung dari lokasi kemudi, K4Koefisien tergantung pada koefisien thrust, CrGaya Pada Daun Kemudi, QrTorsi Pada Kemudi, DtDiameter tangkai daun kemudi (Rudder Stock) untuk mentransmisikan momen torque. KrFaktor material rudder, WindlassPermesinan bantu pada kapal yang dipakai untuk menarik rantai jangkar. NRSNilai daya pada steering gear. NSTDaya motor yang harus dihasilkan oleh stering gear untuk menggerakan daun kemudi. NSGNilai efisiensi steering gear.

Equipment number (Z)Nilai untuk menentukan peralatan jangkar, rantai jangkar, kawat seling, tali temali. ALuas Pandangan samping lambung kapal, bangunan atas (superstructure/deck structure) di atas garis air muat. TclGaya Tarik Pengangkat Jangkar. GaBerat Jangkar. PaBerat rantai jangkar. LaPanjang rantai yang menggantung. MclTorsi pada Cable Lifter. DclDiameter efektif kabel lifter. clEfisiensi dari kabel lifter. MmTorsi pada Poros Motor. NclPutaran kabel lifter . nmPutaran motor penggerak. DclDiameter efektif kabel lifter. iaPerbandingan gigi mekanis.

a effisiensi peralatan, untuk worm. neDaya Motor Penggerak Windlass. WstWst adalah berat baja kapal. EParameter berat baja kapal. kk adalah faktor koreksi baja. WoaBerat Outfitting Kapal. WrBerat reminder Kapal. WmtWp adalah berat instalasi permesinan. WresWres adalah berat cadangan pada kapal yang dilakukan untuk menghindari kesalahan perhitungan yang tidak disengaja akibat perkiraan yang salah atau yang belum terhitung.. LWTBerat komponen kapal yang tidak dapat dipindahkan seperti berat konstruksi badan kapal dan berat permesinan .

Data ukuran utama kapal yang diperoleh dari kapal pembanding selanjutnya dilakukan perhitungan dan perencanaan unuk mendapatkan data utama kapal yang lain yang belum diketahui dari kapal pembanding. Seperti mencari nilai dari koefisien-koefisien yang ada pada perencanaan lambung kapal dengan diagram NSP. Serta dapat diperoleh nilai dari letak Lcb kapal yang akan direncanakan. Kemudian dari data tersebut dapat diperoleh data-data untuk perencanaan garis. Sehingga dapat menentukan letak dari sekat tubrukan, sekat buritan dan sekat pada kamar mesin yang erat kaitannya dengan perencanaan poros dan stern tube pada tugas kali ini. Beberapa data pada gambar lines plan dapat dilihat di bawah ini serta pada Lampiran laporan ini. Lpp: 99,20 m Lwl: 101,184 m B: 16 m H: 8,1 m T: 6,264 CBWL: 0,732 CBPP: 0,747 CM: 0,986 CP: 0,749 Vs: 12 knot Lcb: 1,9134 m (di depan midship): 1,913% Rute Pelayaran: Balikpapan Merauke ( 1653,48 nauctical miles) Jarak yang direncanakan: 1653,48 nauctical miles

1. Peralatan Kemudi (Steering Gear)Kemudi merupakan peralatan paling utama di kapal yang berfungsi sebagai pengendali gerakkan kapal (manouver). Perencanaan kemudi pada kapal ini adalah jenis semi-spade rudder dengan pendukung utamanya adalah belalai kemudi (rudder horn). Secara umum perencanaan kemudi diatur pada regulasi kelas LR section 2 part 3 chapter 13. A. Penentuan Luasan Daun KemudiBerdasarkan aturan Biro Klasifikasi Indonesia 2009 Vol.2 section 14, untuk mencapai kemampuan manuver kapal yang baik, ukuran luasan daun kemudi (A) tidak kurang dari perumusan berikut ini:m2 Dimana : c1 =Faktor untuk tipe kapal1,0 untuk kapal umumc2 =Faktor untuk tipe kemudi0.9 untuk setengah menggantungc3 =Faktor untuk profil daun kemudi yang digunakan 1,0 untuk NACA Profilec4 =Faktor dari peletakkan daun kemudi1,0 untuk kemudi pada aliran arus propellerL =LppT =Sarat KapalSehingga diperoleh Luasan minimum daun kemudi sebagai berikut : A =1 x 0,9 x 1 x 1 x ((1.75 x 196.25 x 10.99 )/100)) =9.787m2Direncanakan luasan daun kemudi adalah 10 m2

B. Dimensi utama daun kemudi Berdasarkan Van Lamerens Resistance, propulsion and steering of ship untuk daun kemudi pada kapal dengan single propeller memiliki luasan di depan sumbu poros daun kemudi (balansir) kurang dari 23% Amaka A didepan rudder stock (A1f + A2f) = A' = 23% A =23% x 10 A' = 2.300 m2Sedangkan persyaratan dalam perancangan ukuran daun kemudi adalah sebagai berikut :b/c = 1.8; b = 1.8 c dan A=b x c =1.8 c x c = 2.357 m b = 1.8 c = 4.243 mA1 =50% A total - A1fA2 =50% A total - A2fA1f = 35% A' = 0.805m2A2f = 65% A' = 1.495m2A1 = (50% A total) - A1f) = 4.195m2A2 =(50% Atotal) - A2f) = 3.505m2Untuk jarak C1 dan C2 ditentukan dengan rumusan sebagai berikut : C1 =1.978m C2 =1.652mC. Menentukan gaya- gaya pada daun kemudiBiro Klasifikasi Indonesia Vol.2, 2008 memberikan rumusan yang digunakan dalam perhitungan gaya pada daun kemudi. Adapun rumusnya adalah sebagai berikut : Cr =132 . A . v2 . k1 . k2 . k3 . kt dalam NUntuk menentukan gaya pada daun kemudi maka perlu juga diketahui terlebih dahulu beberapa koefisien- koefisien yang nantinya akan digunakan dalam perhtungan gaya pada daun kemudi.Koefisien - koefisien yang digunakan : k1 = (A + 2 )/3 aspect ratio (L) adalah perbandingan antara kuadrat b dengan Atdimana At = A + A rudder horndalam hal ini aspect ratio tdk boleh >2At =10.69L =1.68k1 =1.23k2 =1.10(karena dipakai profil NACA dan pada keadaan maju)k3 =1.00(karena kemudi terletak di belakang semburan propeller)kt =1.00(Jika tidak diketahui maka kt = 1) Sehingga gaya total pada daun kemudi adalahCr =251275.32 N =251.28kNKarena yang digunakan adalah semi spade rudder, maka harus dicari distribusi gayanyaGaya - gaya pada luasan trapesiodal daun kemudi adalah :1. Pada luasan A1CR1 =CR.A1/ACR1 =105409.9979Newton = 105.41kN2. Pada luasan A2CR2 =CR.A2/ACR2 =88072.00066Newton = 88.07 kND. Menentukan Torsi Pada Tongkat KemudiDalam perhitungan torsi pada tongkat kemudi (rudder stock) untuk rudder jenis semi-spade Biro Klasifikasi Indonesia Vol. II, 2008, memberikan acuan yang ditentukan berdasarkan sebagai berikut :QR =CR . r QR1 = CR1 . r1 dan QR2 = CR2 . r2 r = c ( - kb) kb = Af / AMaka, r1 =c1 ( - kb1) r =c2 ( - kb2)kb1 =A1f / A1kb2 =A2f / A2Sehingga didapatkan ,kb =0.230kb1 =0.192kb2 =0.427r =0.236r1 =0.273r =-0.159QR =59226.16158Nm =59.22616158kNmQR1 =68625.35342Nm =68.625kNmQR2 =-40078.34354Nm =-40.08kNmE. Menentukan Daya Mesin KemudiSebelum menghirtung daya mesin kemudi terlebih dahulu menghitung daya pada tongkat kemudi. Berdasarkan rumusan dalam buku "Marine auxiliary Machinary and System" oleh M. Khetagurov daya yang dibutuhkan untuk memutar tangkai daun kemudi adalh sebagai berikut :Nrs =Dimana : wrs = a =merupakan sudut putar kemudi 35o t =merupakan waktu putar kemudi 28 detikMaka,Nrs =34.43891618HPSehingga dengan demikian daya motor yang harus dihasilkan oleh steering gear untuk menggerakan kemudi adalah sebagai berikut :Dimana:SG =Efisiensi steering gear (0,35 1,0) Diambil 0,5 NST =68.878HP50.6596457 KW2. Perencanaan Jangkar, Rantai Jangkar Dan Tali Tambat (Anchoring And Mooring Sistem)Equipment NumberPeralatan jangkar, rantai jangkar, kawat seling, tali temali ditentukan berdasarkan Equipment Number (BKI vol. II section 18), dimana dihitung dari rumus dibawah ini: Equipment Number = 2/3 + 2. B.H + A/10Dimana : :Displacement Kapal pada sarat penuh kapal (ton)B :Lebar kapal maksimal(m)H :Tinggi freeboard (tinggi kapal tidak tercelup air) yang diukur dari garis muat sampai puncak teratas rumah geladak (m)A :Luas proyeksi lambung kapal bangunan atas rumah geladak diatas garis muat musim panas dalam batas L (m2) Maka : =7608.841232tonH =Tinggi kapal dikurangi Tinggi sarat kapal + Tinggi bangunan atas= (8.1 - 6.264) + (3.0 + 3.0 + 3.0 + 3.0)=13.836m A =(LWL fb) + ( luas bangunan atas dilihat dari samping)=Lwl(H - T)+[(p main deck x t main deck)+(p poop deck x t poop deck)+(p boat deck x t boat deck)+(p nav deck x t nav deck)]=380.713824m2 Sehingga,Eq.N =2/3 + 2 x BxH + A/10 =684.1241261Dari perhitungan diatas, maka direncanakan kapal menggunakan peralatan Jangkar, Rantai Jangkar dan Tali Tambat sebagai berikut :a) Jumlah jangkar: 2 buahb) Berat jangkar: 2100 kgc) Rantai jangkar :Panjang : 440 mDiameterd1: 46 mm untuk ordinary quality d2: 40 mm untuk special quality d3: 36 mm untuk extra special quality

d) Tali tarik :Panjang minimal : 190 mBeban putus: 405 kN e) Tali Tambat :Jumlah : 4 buahPanjang minimal @ : 160 mBeban putus : 160 kNChain LockerBerdasarkan BKI, volume II section 18 chain locker dapat dihitung dengan rumusan yang ada di bawah ini. Sehingga dapat dicari sebagai berikut :S =1,1 x d2 x l / 105( m3 )Dimana :d =diameter rantai(mm) l =panjang rantai(m)Maka :S =10.24144m3Gaya Tarik Pengangkatan Jangkar (windlass):Gaya tarik pengangkatan untuk satu buah jangkar ditentukan berdasarkan data - data berikut :a. Berat jangkar(Ga) Ga = 2100Kgb.Ukuran balok rantai(dc) dc Ga 45.83mmdiambil nilai dc diatas =46 mmc. Berat rantai jangkar permeter(pa) Untuk rantai stud-link Pa = 0.0218dc2 = 45.78Kgd. Panjang rantai jangkar yang menggantung(La) La = 100 me. factor gesekan yang terjadi adalah (f) = 37.5 Sehingga gaya tarik jangkar :Z = d2(f + 0,218 (h-100)) [N] = 79350 NZmax =119025N