SISTEM TRANSMISI KAPAL PDF

Preview

Summary

SISTEM TRANSMISI KAPAL KATA PENGANTAR ASSALAMUALAIKUM Wr. Wb. Alhamdulillah kita panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberi kesehatan dan kekuatan serta keingan yang kuat untuk menyelesaikan tugas “Perencanaan Poros” yang mencangkup system transmisi permesinan. Dalam laporan ini berisi proses uku...

Description

SISTEM TRANSMISI KAPAL KATA PENGANTAR

ASSALAMUALAIKUM Wr. Wb. Alhamdulillah kita panjatkan kepada Allah SWT yang telah memberi kesehatan dan kekuatan serta keingan yang kuat untuk menyelesaikan tugas “Perencanaan Poros” yang mencangkup system transmisi permesinan. Dalam laporan ini berisi proses ukuran dan perancangan poros. Langkah-langkah yang harus dilakukan sebelum penggambaran seperti perhitungan poros, pengerjaan data lainnya serta langkah-langkah penggambaran selanjutnya. Dalam pengerjaan gambar dan perancangan poros ini banyak mengalami hambatan. Tapi kemauan kuat untuk menyelesaikannya adalah faktor kuat yang menunjang selesainya tugas dan laporan ini. Pada kesempatan ini, penyusun mengucapkan terima kasih kepada para dosen, senior serta temanteman yang telah memberi semangat. Masukan-masukan serta ilmu yang diberikan sangat bermanfaat dan membangun dalam pengerjaan tugas dan kelanjutanya. Penyusun menyadari bahwa perancangan ini masih jauh dari sempurna, sehingga memerlukan kritik dan saran yang konstruktif. Semoga perancangan ini bermanfaat bagi pembaca. Makassar,

Ibnu qoyyim ( D33113002 )

Oktober 2015

SISTEM TRANSMISI KAPAL BAB I PENDAHULUAN I.

Latar belakang System transmisi terdiri dari beberapa komponen, yang dimana jika komponenkomponen tersebut di gabungkan akan membentuk sebuah system transmisi. Perlu kita ketahui bahwa disetiap kendaraan bermotor memiliki system tranmisi. Sehingga transmisi adalah sebuah system vital pada kendaraan bermotor. Di atas kapal system tranmisi yang digunakan terdiri dari gearbox, poros, kopling flens, bantalan, dan propeller. Kemudian dihubungkan dengan main engine. Perkembangan modernisasi searah dengan perkembangan industri pula.Di Indonesia sekarang ini banyak industri yang berkembang dan menjadi komoditi perekonomian Negara.Tetapi ketatnya persaingan industri saat ini menyebabkan para perancang alat harus membuat rancangannya se-efisien mungkin.Hal ini dimaksudkan untuk menekan biaya produksi. Disamping itu,kualitas perancangan poros harus ditingkatkan agar kekutan yang dihasilkan mampu bersaing dipasaran. Perancangan poros tentunya memerlukan banyak sarana penunjang guna mendukung kekuatan poros, seperti halnya mesin-mesin pada kapal.

II. 1. 2.

3. 4.

Tujuan Adapun tujuan dari tugas ini adalah: Mahasiswa dapat mengetahui mengenai tata cara perencanaan poros Mahasiswa memahami teori dasar dan peraturan-peraturan menurut kelas BKI (Biro Klasifikasi Indonesia) didalamperencaan sistem poros baling-baling kapal langkah - langkah penggambarannya. Sebagai bahan acuan dan pertimbangan dalam pembangunan kapal bagi galangan, BKI sebagai alat keselamatan, dan faktor ekonomis dan tekniknya bagi pemilik kapal. Sebagai bahan informasi bagi ABK dalam peletakan- pelatakan bagian atau komponen yang ada diatas kapal, juga bagi penumpang, sebagai kelengkapan document

III. Manfaat penulisan Adapun manfaat perancangan poros ini yaitu dapat kita mengetahui ukuran poros, panjang poros dan putaran mesin dan propeller.

Ibnu qoyyim ( D33113002 )

SISTEM TRANSMISI KAPAL

BAB II LANDASAN TEORI

Komponen-komponen system tranmisi 1. Gear box 

Pengertian Gearbox Dalam beberapa unit mesin memiliki sistem pemindah tenaga yaitu gearbox yang berfungsi untuk menyalurkan tenaga atau daya mesin ke salah satu bagian mesin lainnya, sehingga unit tersebut dapat bergerak menghasilkan sebuah pergerakan baik putaran maupun pergeseran. Gearbox merupakan suatu alat khusus yang diperlukan untuk menyesuaikan daya atau torsi (momen/daya) dari motor yang berputar, dan gearbox juga adalah alat pengubah daya dari motor yang berputar menjadi tenaga yang lebih besar



Fungsi Gearbox Gearbox atau transmisi adalah salah satu komponen utama motor yang disebut sebagai sistem pemindah tenaga, transmisi berfungsi untuk memindahkan dan mengubah tenaga dari motor yang berputar, yang digunakan untuk memutar spindel mesin maupun melakukan gerakan feeding. Transmisi juga berfungsi untuk mengatur kecepatan gerak dan torsi serta berbalik putaran, sehingga dapat bergerak maju dan mundur. Transmisi manual atau lebih dikenal dengan sebutan gearbox, mempunyai beberapa fungsi antara lain :

1. 2. 3. 

Merubah momen puntir yang akan diteruskan ke spindel mesin. Menyediakan rasio gigi yang sesuai dengan beban mesin. Menghasilkan putaran mesin tanpa selip Prinsip Kerja Gearbox Putaran dari motor diteruskan ke input shaft (poros input) melalui hubungan antara clutch/ kopling, kemudian putaran diteruskan ke main shaft (poros utama), torsi/ momen yang ada di mainshaft diteruskan ke spindel mesin, karena adanya perbedaan rasio dan bentuk dari gigi-gigi tersebut sehingga rpm atau putaran spindel yang di keluarkan berbeda, tergantung dari rpm yang di inginkan. Berikut penjelasan beberapa part yang terdapat dalam gearbox.

Ibnu qoyyim ( D33113002 )

SISTEM TRANSMISI KAPAL

2. Input shaft (poros input) Input shaft adalah komponen yang menerima momen output dari unit kopling, poros input juga befungsi untuk meneruskan putaran dari clutch kopling ke mainshaft (poros utama), sehingga putaran bisa di teruskan ke gear-gear. Input shaft juga sebagai poros dudukan bearing dan piston ring, selain itu berfungsi juga sebagai saluran oli untuk melumasi bagian dari pada inputshaft tersebut. 3. Gear shift housing (rumah lever pemindah rpm) Gear shift housing adalah housing dari pada lever pemindah gigi yang berfungsi untuk mengatur ketepatan perpindahan gigi, apabila gigi sudah dipindahkan maka lever akan terkunci sehingga lever tidak bisa berpindah sendiri pada saat spindel sedang berputar. 4. Main shaft (poros utama) Mainshaft

yang

berfungsi

sebagai

tempat

dudukan

gear,

sinchromest, bearing dan komponen-komponen lainnya. Main shaft juga berfungsi sebagai poros penerus putaran dari input shaft sehingga putaran dapat di teruskan ke spindel, main shaft juga berfungsi sebagai saluran tempat jalannya oli. 5.

Planetary gear section (unit gigi planetari) Planetary adalah alat pengubah rpm di suatu range tertentu dimana rpm dapat di ubah sesuai dengan kebutuhan proses pengerjaan dan dapat pula mengubah arah putaran spindel.

6. Oil pump assy (pompa oli) Oil pump berfungsi untuk memompa dan memindahkan oli dari transmisi case (rumah transmisi) menuju ke sistem untuk dilakukan pelumasan terhadap komponen-komponen yang ada di dalam transmisi secara menyeluruh. 7.

Clucth housing Clutch housing adalah rumah dari clucth kopling yang berfungsi sebagai pelindung clutch kopling, clutch housing juga berfungsi sebagai tempat dudukan dari pada oil pump dan input shaft.

8. Transmisi gear/ roda gigi transmisi Transmisi gear atau roda gigi transmisi berfungsi untuk mengubah input dari motor menjadi output gaya torsi yang meninggalkan transmisi sesuai dengan kebutuhan mesin.

Ibnu qoyyim ( D33113002 )

SISTEM TRANSMISI KAPAL

9.

Bearing Bearing berfungsi untuk menjaga kerenggangan dari pada shaft (poros), agar pada saat unit mulai bekerja komponen yang ada di dalam transmisi tidak terjadi kejutan, sehingga transmisi bisa bekerja dengan smooth (halus).

10. Piston ring (ring penyekat oli). Piston ring berfungsi sebagai penyekat agar tidak terjadi kebocoran pada sistem pelumasan, piston ring juga berfungsi sebagai pengencang input shaft agar input shaft tidak rengang pada saat unit berjalan. 11. Sun gear (gigi matahari) Sun gear berfungsi untuk meneruskan putaran ke planetary gear section. Sun gear berhubungan langsung dengan gear yang ada pada unit planetary yang berfungsi sebagai penerus putaran, momen dari transmisi. 12. Oil filter (filter oli) Oil filter adalah komponen yang berfungsi untuk menyaring oli dari kotoran. Oli harus di saring, agar komponen transmisi tidak cepat aus yang disebabkan karena terjadinya gesekan antara komponen yang dapat menimbulkan geram-geram. Sehingga oli yang masuk ke sistem harus disaring dulu agar unit transmisi tetap baik. 13. Oil pipe (pipa oli) Oil pipe adalah pipa oli tipe batang, yang berfungsi sebagai saluran oli untuk menyalurkan oli dari transmisi case ke planetary gear section untuk dilakukan pelumasan terhadap unit planetary.

Ibnu qoyyim ( D33113002 )

SISTEM TRANSMISI KAPAL BAB IV PENYAJIAN DAN PENGOLAHAN DATA 

Dimensi utama kapal LWL LBP B H T V Cb Cm Cw Cph Cpv B/L Dp Z



= = = = = = = = = = = = = = =

M M M M M Knot m/s

M

Dimensi propeller

Ae/Ao

= = = = = = = = = = =

Ao

=

Ae

= = =

(Rpm) baling - baling N N P/D D P Pitch Distribution ηo Va



67.6 65 15.5 6.1 4.2 10 5.144 0.74 0.99 0.82 0.75 0.89 0.22929 2.8 4

1/J x VA/Dp x 60 230 3.833333 0.6827 2.8 1.911508 0.30438 0.6 3.49792 6.8 0.563406

6.1544 Ao x (Ae/Ao) 3.467428

Data mesin Merek : ABC (Anglo Belgian Corp) Model : 8DZC-720-166 Jml.Silinder : 8

Ibnu qoyyim ( D33113002 )

RPM RPS

m m m/s knot

SISTEM TRANSMISI KAPAL

Putaran BHP : Bore : Stroke : Berat : Panjang : 

720 1,272 256 310 13,900 4,703 4.703

Rpm kW mm mm kg mm m

Perhitungan poros Panjang poros = 2.78 m

A.

Perencanaan Poros 1. Diameter poros propeller Dari buku "BKI 1996" Vol III Sec. 4.C.2 hal. 4-1 diberikan formula : D = F x k x {Pw / (n x (1 -(di/da)4 )) x Cw }1/3 Dimana : Faktor untuk tipe instalasi F = propulsi = 100 nilai koefisien poros balingk = baling = 1.26 (untuk poros pelumasan minyak) Pw = Pd = SHP = 1228.613 kW maksudnya SHP n1 = 230 rpm 720 (1 - (di/da)4) = 1 (poros yang direncanakan tidak memiliki lubang tengah di = 0) Cw = 560 / (Rm + 160 ) Rm = Kekuatan tarik material ( 400~ 600 ) = = N/mm2 0.737 dipilih =

600 N/mm2

Maka : D = ds =

243.861 mm 0.243861 m Dari buku "Elemen Mesin" oleh Sularso tabel 1.7 hal 9 dipilh diameter poros : D = ds =

243.861 0.243861

mm m

2. Perencanaan bahan poros (ds) Dari buku "Elemen Mesin" oleh Sularso hal. 8 diberikan formula : ds = {( 5,1 / σa ) x Kt x Cb x T }1/3 Diamana : Ibnu qoyyim ( D33113002 )

SISTEM TRANSMISI KAPAL

Kt = faktor koreksi jika terjadi sedikit kejutan dan tumbukan ( 1,0 ~ 1,5 = ) dipilih = 1.5 Cb = faktor koreksi jika terjadi pembebanan lentur ( 1,2 ~ 2,3 = ) dipilih = 2.3 T = Momen puntir = 9,74 x 105 x ( Pd / n1 ) = 5202911 kg mm σa =

Tegangan geser

Maka :  ) x Kt x Cb x T}1/3 ds = a = {( 5,1 / ds3) x Kt x Cb x T } = 6.31264 kg/mm2 a = σb / (Sf1 x Sf2)



Dimana : Sf1 = Faktor keamanan untuk bahan S-C dengan pengaruh massa dan baja paduan = 6 Sf2 = Faktor keamanan karena poros memiliki alur pasak bertangga dan memiliki kekerasan permukaan ( 1,3 ~ 3,0 = ) = 1.3 Maka, kekuatan tarik τb yang dialami poros adalah :  x (Sf1 x Sf2 ) σb =  kg/mm2 49.239 Dengan demikian material bahan poros yang dipilih adalah S 42 MC S 42 MC dengan kekuatan tarik 58 kg / mm2. Bahan poros dianggap aman karena kekuatan tarik dari poros adalah 49,239 kg/mm2 lebih kecil dari kekuatan tarik bahan B. Perencanaan Lapisan Pelindung Poros (Stern Tube) 1. Tebal minimum lapisan pelindung poros S1 Dari buku "BKI 2009" Vol III Sec. 4.D.3.2.3 hal. 4-4 diberikan formula : S1 = ( 0,03 X ds ) + 7,5 = 14.81582 mm 2. Tebal minimum S2 (shaft liner) Dari buku "BKI 2009" Vol III Ssec. 4.D.3.2.3 hal. 4-4 diberikan formula : Ibnu qoyyim ( D33113002 )

SISTEM TRANSMISI KAPAL

S2 = 0,75 x S1 = 11.11186 mm C. Perhitungan Bantalan Poros 1. Panjang bantalan depan (forward bearing) L1 Dari buku "BKI 2009" Vol III Sec.D.5.2.2 hal. 4-6 diberikan formula : L1 = 0,8 x ds = 195.0884 mm

x

2. Panjang bantalan belakang (after bearing) L2 Dari buku "BKI 2009" Vol III Sec.D.5.2.2 hal. 4-6 diberikan formula : L2 = =

2,0 x ds 487.7211 mm

3. Clearance antara poros dan bantalan C Dalam "Handbook Surveyor BKI" tentang Propeller Shaft Clearance diberikan formula: C = ( 0,001 x ds ) + 0,3 mm = 0.543861 mm 4. Jarak bantalan Lmax Dari buku "BKI 1996" Vol III Sec.4.D.5.1 hal. 4-5 diberikan formula : K1 x Lmax = (ds)1/2 untuk n < 350 rpm Dimana : 450 K1 = (untuk bantalan timah putih dengan pelumasan minyak) 230 n= rpm Maka : Lmax = 7027.216 mm D. Perencanaan Kopling Poros dan Baut Kopling ( Shaft Coupling and Coupling Bolts ) Dalam perencanaan ini, desainer menggunakan kopling tetap tipe flens. Kopling ini adalah elemen mesin yang berfungsi sebagai penerus putaran dan daya dari poros pengggerak ke poros yang digerakkan secara pasti (tanpa terjadi slip), dimana sumbu kedua poros tersebut terletak pada satu garis lurus atau sedikit berbeda tapi selalu Sedangkan baut merupakan pengikat yang sangat penting untuk mencegah terjadinya kecelakaan atau kerusakan pada mesin atau poros. Pemilihan baut harus dilakukan dengan seksama untuk mendapat ukuran yang sesuai Ukuran kopling dan baut dapat ditentukan sebagai berikut : 1. Tebal flens kopling Tf Dari buku "BKI 1996" Vol III Sec.4.D.4.4 hal 4-4 diberikan formula : Tf = 25% x ds = 60.96514 mm Ibnu qoyyim ( D33113002 )

SISTEM TRANSMISI KAPAL

2.Panjang flens kopling poros Lhub Dari buku "Elemen Mesin (Elemen Konstruksi dari Bangunan Mesin)" hal 191 diberikan formula : Lhub = ( 1,25 ~ 1,5 ) x ds = 1,5 x ds = 365.7908 mm 3. Diameter taper bagian bawah du Dari buku "BKI 1996" Vol III Sec.4.D.2 hal. 4-2 dijelaskan bahwa shaft taper ( C ) untuk flens kopling berada diantara 1/10 ~ 1/20 C = ( ds - du ) / Lhub Diamana : C = rasio taper = 0.067 Maka : du = ds - (C x Lhub) = 219.4745 mm Dari rules "BKI 1996" Vol.III Sec.4.D.2 hal. 4-3, nilai diameter taper du tidak boleh kurang dari 60% ds 4. Diameter nut d1 dan diameter mur ass baling-baling d2 d1 = 60% ds d2 = d1 + ( 80% x d1 ) = 146.3163 mm = 263.369 mm 5. Diameter hub d3 dan diameter lingkar baut d4 d3 = ( 1,8 ~ 2,0 ) x ds = 2,0 x ds = 463.335 mm

d4 = ( 2,2 ~ 2,4 ) x ds = 2,4 x ds = 585.265 mm

6. Diameter flens kopling df Dari buku "Machine Design" hal 482 diberikan formula : df = ( 2 x d4 ) - d3 = 707.1956 mm 7. Diameter baut pada kopling flens dk dk = 16 x {(106 x Pw)/(n1 x z x D x Rm)}1/2 Diamana : z = jumlah baut yang direncanakan = 12 buah D = d4 = diameter jarak lingkar baut Maka : Ibnu qoyyim ( D33113002 )

SISTEM TRANSMISI KAPAL

dk = 18.014 mm E. Perencanaan Spie Pada Kopling Flens 1. Gaya tangensial pada permukaan poros F Dari buku "Elemen Mesin" oleh Sularso hal 25 diberikan formula : F = T / (ds/2) 42671.19 = 6 kg 2. Ukuran Spie Diamana :

* lebar b = ( 25 ~ 35 )% x ds

0.073158

tebal t = benaman F / (l x = P) = 17.498 mm Tekanan permukaan P = spie

121.9303 17.4982

= 10 kg/ mm2 l = panjang pasak (mm)

= 30% x ds = 73.15816 mm * panjang l = ( 0,75 ~ 1,5 ) x ds =

1 x ds

= 243.8605 mm * tinggi h = 2 x t maka : h= 34.996 mm

Ibnu qoyyim ( D33113002 )

SISTEM TRANSMISI KAPAL BAB V PENUTUP A.

KESIMPULAN

Semua bagian komponen dari shafting yang terlibat dalam transmisi torsi dari kapal pabrik Penggerak tunduk pada Aturan BKI untuk Bahan, Volume V dan Aturan untuk Welding, Volume VI harus diuji.Persyaratan ini juga mencakup logam baling-baling poros liners. Dimana propeller shaft Perjalan dalam air laut harus dilindungi terhadap air laut penetrasi bukan oleh kapal logam tetapi Dengan lapisan plastik, teknik pelapisan yang digunakan harus disetujui oleh BKI. B.

SARAN Agar Literatur mengenai shafting arrangament di perpustakaan perlu dibenahi agar mahasiswa bisa mudah mendapat referensi.

Ibnu qoyyim ( D33113002 )...