ANALISA PERBANDINGAN TEKNIS DAN EKONOMIS PENGGUNAAN BELT DAN RODA GIGI PADA KAPAL KERUK 30 M Wanda Astri Riandini Jurusan Teknik Sistem Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS Keputih Sukolilo, Surabaya 60111 Email:
[email protected]
ABSTRACT Indonesia as the largest maritime country in the world, which in 2/3 region is an area of the ocean. In the era of globalization, the attention of the Indonesian nation functions, roles, and growing maritime potential. This trend is influenced by the development of dynamic development, exacerbating the potential for national resources on land. Other influences are the development of maritime technology itself very rapidly, thus providing ease of use and administration of maritime resources. Maritime resources is a national asset which is the natural resources, energy sources, food sources, media cross the sea between islands, commercial and defense areas. Therefore national marine area has the function as a vehicle to ensure the integrity of the area, means of transportation and shipping, a natural source of biological and non biological that have high economic value as well as the area of defense and security. So do not be surprised if the world shipbuilding technology of growing more rapidly. Good public transport ship, the ship of state defense, cargo ships and other specialized vessels. Given these problems, in this study the possibility of using only existing reference and apply to dredgers 30 m were designed as described previously. After analyzing the main engine pengcopelan system with hydraulic pump motor on the use of belt and chain gear on dredger 30m is expected to reduce long-term operating costs, streamline the performance of the main engine is in Copel with pump motor to obtain maximum power, and save on materials fuel. Key words : Belt, Pulley, Sproket, Gear, Chain
LATAR BELAKANG Indonesia sebagai negara maritim terbesar di dunia, yang 2/3 wilayahnya merupakan wilayah lautan.
Dalam era globalisasi, perhatian bangsa Indonesia terhadap fungsi, peranan dan potensi maritim semakin berkembang. Kecenderungan ini dipengaruhi oleh perkembangan pembangunan yang dinamis yang mengakibatkan semakin terbatasnya potensi sumberdaya nasional di darat. Pengaruh lainnya adalah perkembangan teknologi maritim sendiri yang sangat pesat, sehingga memberikan kemudahan dalam pemanfaatan dan pengelolaan sumberdaya maritim. Sumber daya maritim merupakan suatu aset nasional yang merupakan sumber kekayaan alam, sumber energi, sumber bahan makanan, media lintas laut antar pulau, kawasan perdagangan dan wilayah pertahanan keamanan. Oleh karena itu wilayah laut nasional mempunyai fungsi sebagai wahana untuk menjamin integritas wilayah, sarana perhubungan dan pelayaran, salah satu sumber kekayaan alam hayati dan non hayati yang memiliki nilai ekonomis tinggi serta kawasan pertahanan keamanan. Sehingga tidak heran jika teknologi dari dunia perkapalan berkembang semakin pesat. Baik kapal angkutan umum, kapal pertahanan negara, kapal angkutan barang serta kapal-kapal khusus lainnya. Dalam industri eksploitasi energi pengerukan (dredger) memegang peranan sangat penting. Hal ini dimaksudkan agar kedalaman lautan di indonesia tetap terjaga kedalamannya sehingga memungkinkan kapal-kapal besar dapat bersandar. Karakteristik dari sebuah kapal keruk hisap yaitu terdiri dari pontoon, pompa dan pipa hisap. Pembuangan dari pengerukan yaitu melalui saluran pipa atau melalui kapal – kapal burge. Penggalian material atau soil dilakukan dengan pengerukan dengan menggunakan metode erosi yaitu digunakan
untuk material yang tidak padat atau aliran hisap. Sedangkan untuk material yang mempunyai kepadatan yang keras maka dilakukan penghancuran terlebih dulu atau cutting agar material tersebut dapat dihisap. Metode pengerukan yang sering dipakai saat ini dan termasuk metode yang paling praktis digunakan adalah metode cutter section dredger (CSD). Di sebuah cutter-suction dredger atau CSD, tabung penghisap memiliki kepala pemotong di pintu masuk penghisap. Pemotong dapat pula digunakan untuk material keras seperti kerikil atau batu. Material yang dikeruk biasanya diisap oleh pompa pengisap sentrifugal dan dikeluarkan melalui pipa atau ke tongkang. CSD dengan pemotong yang lebih kuat telah dibangun beberapa tahun terakhir, digunakan untuk memotong batu tapi peledakan. CSD memiliki dua buah spud can di bagian belakang serta dua jangkar di bagian depan kiri dan kanan. Spud can berguna sebagai poros bergerak CSD, dua jangkar untuk menarik ke kiri dan kanan. Kelebihan dari metode pengerukan cutter section dradger antara lain, metode ini merupakan metode yang pembangunanya sangat murah, cutter suction sangat movable untuk daerah dengan medan yang sulit maupun akses yang sempit seperti rawa rawa dan muara sungai karena sarat yang rendah dalam pengoperasianya dan effisien karena mampu dioperasikan selama 24 jam nonstop dan optimal dalam hasil pengerukan. Dalam metode ini juga sangat mungkin dimodifikasi yaitu dengan memanfaatkan main engine sebagai penggerak pompa hisap serta untuk menggerakkan pompa untuk system hidrolis yang digunakan menggerakkan ke dua spud, ladder winch jangkar, dan cutter. Hal ini dimaksudkan agar tidak terlalu banyak penggerak pada kapal. Pengkopelan main engine dengan pompa-pompa untuk sistem hidrolis pada kapal tersebut dengan menggunakan belt atau roda gigi rantai. Oleh sebab itu perlu diadakan analisis tentang penggunaan belt
dan roda gigi rantai pada system penkopelan tersebut sehingga didapatkan hasil penggunaan system yang lebih efisien ditinjau dari segi teknis dan ekonomis. TINJAUAN PUSTAKA Transmisi puli-sabuk Sabuk adalah elemen transmisi daya yang fleksibel yang dipasang secara ketat pada puli atau cakra. Jika sabuk digunakan untuk penurunan kecepatan, puli dipasang kecil pada poros yang berkecepatan tinggi, semisal poros motor listrik. Puli besar dipasang pada mesin yang digerakkan. Sabuk ini dirancang untuk mengitari dua puli tanpa selip. Pemilihan jenis transmisi sabuk ini sangat tergantung pada lingkup pemakaiannya.
Efisiensi transmisi sabuk biasanya lebih rendah dibandingkan roda gigi atau rantai. Karena alasan itulah mengapa transmisi sabuk tidak dijumpai pada rangkaian penggerak utama (system transmisi) kendaraan jalan raya, dimana faktor irit bahan bakar menjadi pertimbangannya. Untuk membandingan efisiensi dalam mentrasmisikan daya, gambar berikut memperlihatkan kinematik dan kinetic dari system transmisi rodangigi dan sabuk puli. Lingkaran roda gigi digambarkan dengan lingkaran pitch dimana tidak terdapat slip selama operasinya. Ini yang menjadi cirri dari system transmisi bermekanisme gerak positif, karena adanya gigi-gigi yang saling bertautan. Secara umum transmisi sabuk diaplikasikan dimana putaran puli relatif tinggi. Kecepatan linear sabuk biasanya 2500-7000 ft/menit (12,5-35 m/s). pada kecepatn lebih rendah, gaya tarik sabuk menjadi sangat besar untuk penampang sabuk tertentu. Pada putaran lebih tinggi, efek dinamis seperti daya sentrifugal, “cambukan” sabuk dan getaran menurunkan efektifitas dan umur sabuk. Kecepatan sabuk ideal adalah 4000 ft/menit (20 m/s). Jenis-Jenis Transmisi Sabuk 1. Sabuk rata (flat Belt) adalah jenis yang paling sederhana, sering terbuat dari
kulit atau berlapis karet. Permukaan pulinya juga rata dan halus, dan karena itu gaya penggeraknya dibatasi oleh gesekan murni antara sabuk dan puli. Beberapa perancang lebih suka memakai sabuk rata untuk mesin-mesin yang rentan karena sabuk harus selip jika suatu torsi berkecenderungan meningkat sampai pada tingkat yang cukup tinggi akan merusak mesin tersebut. 2. Sabuk sinkron (synchronous belt), kadang-kadang disebut sabuk gilir (timing belt). Bergerak bersama puli (juga disebut sproket) yang mempunyai alur-alur yang sesuai dengan gigi-gigi pada sisi dalam sabuk. Ini merupakan gerak positif, hanya dibatasi oleh kekuatan tarik sabuk dan kekuatan geser gigi-giginya, 3. Sabuk bergerigi, digunakan pada puli standart V. gigi-gigi ini menyebabkan sabuk mempunyai fleksibilitas dan effisiensi yang lebih tinggi dibandingkan dengan sabuk-sabuk standart. Sabuk ini dapat beroperasi pada diameter puli yang kecil. 4. Sabuk V, bentuk V menyebabkan sabuk V dapat terjepit alur kencang, memperbesar gesekan dan memungkinkan torsi yang tinggi dapat ditransmisikan sebelum terjadi selip. Sebagian sabuk memiliki senar-senar serabut berkekuatan tarik tinggi yang ditempatkan pada diameter jarak bagi dari penampang melintang sabuk, yang berguna untuk meningkatkan kekuatan tarik pada sabuk. Senar-senar serabut ini, terbuat dari serat alami, serabut sintetik, atau baja yang dibenamkan dalam campuran karet yang kuat untuk menghasilkan fleksibilitas yang diperlukan supaya sabuk dapat mengitari puli. Sering ditambahkan pelapis luar supaya sabuk menjadi lebih tahan lama. Jenis-Jenis Puli Ada beberapa type pulley yaitu: 1. Pulley type V
2. Pulley Timming 3. Pulley Variable (pulley V bisa disetting besar kecil) 4. Pulley Round (alur U) 5. Loss pulley ( biasa sebagai adjustment Transimisi Rantai-Sproket (Roda Gigi) Rantai merupakan suatu elemen tranmisi daya yang dibuat dari rangkaian mata rantai (link) dan pin. Ketika meneruskan daya diantara poros-poros berputar, rantai “menarik” suatu roda bergerigi yang disebut sprocket. Dari sekian banyak jenis rantai, yang paling umum dipakai adalah “roller chain” dimana rol-rol pada tiap pin menghasilkan gesekan yang kecil antara rantai dan sprocket. Rantai jenis rol ini dklasifikasikan menurut jarak pitch nya, yaitu jarak antara link terdekat. Biasanya, pitch diilustrasikan sebagai jarak antaradua pusat pin terdekat. Dalam pembahasan transmisi pulisabuk disebutkan bahwa apabila kecepatan linear dalam sebuah transmisi kurang dari 1000 ft/menit (-5 m/s) maka disarankan untuk mempertimbangkan jenis transmisi roda gigi atau transmisi rantai. Alasan diatas cukup rasional. Apabila kita membayangkan sepeda motor yang melaju dengan kecepatan 100 km/jam maka kecepatan linear rantai berkisar antara 7-8 m/s. Pada umumnya pemakai sepeda motor di daerah perkotaan melaju pada kecepatan maksimum 70 km/jam atau setara dengan kecepatan linear rantai 5,5 m/s. Kecepatan itu relative aman bagi pengendara, demikian juga bagi rantai. Oleh karenanya pemakaian transmisi rantai untuk kecepatan linear dibawah 5 m/s cukup beralasan. Selama pemakaian rantai + sprocket akan terjadi gesekan antara bagian penyusunnya. Untuk mengurangi gesekan itu dan meningkatkan unjuk kerja rantai maka diberikan pelumas seperlunya. Beberapa produsen pembuat rantai merekomendasikan tiga metode pemberian pelumas pada rantai yang bergantung pada kecepatan linear rantai. Jenis 1
Pelumasan manual atau pelumasan tetes (manual or drip lubrication) (kecepatan 170-650 ft/menit = 0,83-3,25 m/s) Pelumasan manual : pelumas diberikan dengan menggunakan sikat atau cerat kaleng, paling tidak 1X tiap 8 jam operasi. Pelumasan tetes : Oli diteteskan langsung pada rantai. Jenis II Pelumasan bak/cakram (bath or disc lubricstion) (kecepatan 650-1500 ft/menit = 3,25-7,5 m/s) Sebagian mata rantai tercelup pada bak yang berisi oli. Ketika rantai beroperasi, seluruh bagian rantai akan terkena oli yang ada di bak. Pada pelumasan dengan cakram, oli dicipratkan oleh cakram yang berputar ke rantai. Dengan cara ini, rantai tidak terendam ke dalam bak oli. Jenis III Pelumasan aliran oli (oil steam lubrication) (Kecepatan diatas 1500 ft/menit) Sebuah pompa oli mengalirkan oli secara kontinu ke bagian bawah rantai. Pedoman Perancangan Transmisi RantaiSproket Dalam memilih dan menggunakan ranai + sprocket sebagai elemen penerus daya dan putaran, ada beberapa hal yang harus diperhatikan, antara lain : 1. Desain didasarkan pada sprocket terkecil dari pasangan transmisi rantai. 2. Untuk kecepatan tertentu, kapasitas daya meningkat sebanding dengan jumlah gigi sprocket. Semakin besar diameter sprocket, jumlah gigi semakin banyak. Rantai dengan pitch semakin kecil pada sprocket besar menghasilkan bunyi halus. 3. Untuk ukuran tertentu, kapasitas daya meningkat dan terus meningkat pada satu titik tertentu dan kemudian turun. Fatik (kelelahan) yang disebabkan oleh tarikan rantai terjadi pada kecepatan rendah hingga
sedang. Impak (benturan) terjadi pada kecepatan lebih tinggi. 4. Desain didasarkan pada untaian rantai tunggal (single strand). Untaian rantai lebih dari satu dapat meningkatkan kapasitas daya walaupun tidak sebesar kelipatannya. Untuk itu factor pengali yang dimaksud sebesar : 2 untaian rantai, factor pengali = 1,7 3 untaian rantai, factor pengali = 2,5 4 untaian rantai, factor pengali = 3,3 5. Angka-angka diatas berdasarkan pada factor servis 1,0. Untuk berbagai aplikasi/keperluan factor servis ditabelkan. 6. Jumlah gigi minimum sprocket 17 gigi walaupun beroperasi pada putaran kurang dari 100 rpm. 7. Rasio putaran maksimum = 7 (untuk 1 stage). Untuk rasio putaran lebih tinggi maka jumlah rangkaian lebih dari 1. 8. Jarak antar pusat sprocket 30-50 kali pitch. 9. Sudut kontak sprocket kecil >120°. 10. Jumlah gigi pada sprocket besar maksimum 120 gigi. 11. Susunan pemasangan transmisi rantai : 1. Horizontal 2. Sisi kencang ada dibagian atas 12. Jarak antar pusat sprocket harus dapat diubah-ubah atau diatur. 13. Diameter sprocket minimum dan jumlah gigi sprocket minimum dibatasi oleh diameter poros. Jika kita memerlukan transmisi rantai+sprocket untuk keperluan tertentu maka sudah sewajarnya ada beberapa item yang perlu diketahui, sebagai contoh, • Rantai dan sprocket yang akan dipakai nomor berapa? • Berapa ukuran sprocket yang digunakan dan berapa jumlah giginya? • Berapa panjang rantai yang dibutuhkan? • Berapa jarak antar pusat sprocket?
METODOLOGI Identifikasi dan Perumusan masalah. Tahapan ini mengidentifikasi suatu permasalahan, yaitu suatu analisa perbandingan keuntungan dan kerugian pada penggunaan roda gigi rantai dan belt di tinjau dari segi teknis dan ekonomis serta system yang cocok digunakan untuk kapal keruk 30m tersebut. Studi Literatur. Studi litertur dilakukan dengan pengumpulan data dan mempelajari referensi yang berasal dari buku dan internet. Perhitungan Dalam perhitungan analisa harus memperhatikan parameter – parameter sebagai berikut. agar hasil dapat tercapai, parameter-parameter tersebut antara lain sebagai berikut: 1. Kecepatan putaran mesin. 2. Daya yang akan ditransmisikan. 3. Jarak antara mesin dengan pompa hidrolis 4. Jenis belt dan roda gigi rantai yg cocok untuk digunakan dalam system ini. Pemilihan Spesifikasi Belt dan Roda gigi Dalam pemilihan spesifikasi untuk belt dan roda gigi harus diketahui kecepatan putaran mesin dan daya yang akan ditransmisikan. Hal yang tidak kalah penting dalam pemilihan belt dan roda gigi rantai ini adalah jenis yang dapat digunakan dari belt dan roda gigi rantai tersebut. PEMBAHASAN Ukuran Utama Kapal Berikut merupakan data – data utama kapal cutter section dredger yang digunakan sebagai penulisan tugas akhir ini : Lenght Over All (LOA) = 31,16 m Hull Lenght Over All (LOA) = 20 m Lenght of waterline (LWL) = 20 m Breadth (B) Moulded =7m Height (H) Moulded = 2,5 m Draught (T) = 1,5 m
Maximum Dredging Depth Discharge Distance
= 10 m = 3000
Engine dan Pompa yang digunakan Untuk analisa penggunaan transmisi puli-sabuk dan penggunaan transmisi sprocket-rantai, datadata yang dibutuhkan sudah ada dari perhitungan tugas akhir yang sebelumnya. 1. Engine yang digunakan. Power : 1850 Kw Rpm : 1500 Rpm 2. Pompa ke-1, dalam hal ini berfungsi sebagai pompa hidrolis yang menggerakan cutter. Power : 400 Kw Rpm : 1500 Kw 3. Pompa ke-2, dalam hal ini berfungsi sebagai pompa hidrolis yang menggerakan 2 spud. Power : 200 Kw Rpm : 1500 Rpm 4. Pompa ke-3, dalam hal ini befungsi sebagai pompa hidrolis yang menggerakan jangkar. Power : 100 Kw Rpm : 1500 Kw 5. Pompa hisap Power : 900 Kw Rpm :
Perhitungan pulley-sabuk Main engine yg digunakan adalah main engine dengan Power : 1850 kw Rpm : 1500 Rpm Dipasang gear untuk menurunkan Rpm dengan ratio 1:2.5, sehingga semula 1500 Rpm menjadi 600 Rpm
P (Kw) =
𝑇𝑇(𝑁𝑁𝑁𝑁 ) 𝑥𝑥 2𝜋𝜋 𝑥𝑥 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 1000 𝑥𝑥 60
𝑇𝑇 𝑥𝑥 2𝜋𝜋 𝑥𝑥 1500 6000
1850 = T = 1178.344 Nm Dari penurunan Rpm dengan torsi yang sama, maka mempengaruhi daya engine, sehingga 𝑇𝑇(𝑁𝑁𝑁𝑁 ) 𝑥𝑥 2𝜋𝜋 𝑥𝑥 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 1000 𝑥𝑥 60 1178.344 𝑥𝑥 2𝜋𝜋 𝑥𝑥 600 = 6000
P (Kw) = P
= 740 kw
1. main engine ditransmisikan sebagai penggerak pompa hidrolis yang menggerakan cutter dengan Power : 400 Kw 543.85Hp Rpm : 1500 Rpm
a. Jenis sabuk dipilih berdasarkan daya dan putaran penggerak mula (main engine) yang digunakan dan dapat diperoleh dari diagram karpet. Untuk daya 740 Kw dan putaran penggerak mula 600 Rpm maka jenis sabuk yang terpilih adalah jenis sabuk E b. ukuran puli kecil (puli penggerak ditentukan berdasarkan tabel dibawah ini. Untuk menentukannya maka harus diketahui jenis sabuk yang terpilih. jenis Diameter pitch sabuk minimum (in) A 3 B 5.4 C 9 D 13 E 21 Dari tabel diatas untuk sabuk jenis E, diameter minimum puli adalah 21 inch. Untuk keperluan ini, diameter puli harus lebih besar dari 21 inc dan dipilih diameter pitch puli kecil itu adalah , D1 = 25 inch. c. Kecepatan V =DXn = 25 inch X 600 25 𝑥𝑥 2.54 = 𝑥𝑥 600 100 𝑥𝑥 60 = 6,35 m/s Dari perhitungan kecepatan di atas, memenuhi persyaratan dimana kecepatan maksimal yang diijinkan dalam penggunaan V belt adalah 30 m/s d. Puli besar D2 = R x D1 600 = x 25 1500 = 10 inch e. Jarak antar pusat puli Diambil 1, 5 m 59 inch f. Panjang keliling sabuk 𝜋𝜋 L = 2C + 𝑥𝑥 (D1 + D2) 2
𝜋𝜋
= 2 X 59 + 𝑥𝑥 (25+10) 2 = 166,78 inch g. Sabuk standart yang terpilih adalah E180 dengan L pitch 183,3 inch h. jarak antar pusat puli yang baru C8 =
(𝐷𝐷 − 𝐷𝐷 )²
𝜋𝜋
𝐿𝐿𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 ℎ − � 2 (𝐷𝐷1 + 𝐷𝐷2 ) + 𝐿𝐿2 1 � 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 ℎ 2 (10− 25)² 𝜋𝜋 183,3− � 2 (25 + 10) + 183 ,3 �
C8 = = 64,8 inch
2
2. main engine ditransmisikan sebagai penggerak pompa hidrolis yang menggerakan spud dengan Power : 200 Kw 271.92 Hp Rpm : 1500 Rpm i.
j.
Jenis sabuk dipilih berdasarkan daya dan putaran penggerak mula (main engine) yang digunakan dan dapat diperoleh dari diagram karpet. Untuk daya 740 Kw dan putaran penggerak mula 600 Rpm maka jenis sabuk yang terpilih adalah jenis sabuk E ukuran puli kecil (puli penggerak ditentukan berdasarkan tabel dibawah ini. Untuk menentukannya maka harus diketahui jenis sabuk yang terpilih. Diameter pitch minimum jenis sabuk (in) A
3
B
5.4
C
9
D
13
E 21 Dari tabel diatas untuk sabuk jenis E, diameter minimum puli adalah 21 inch. Untuk keperluan ini, diameter puli harus lebih besar dari 21 inc dan dipilih diameter pitch puli kecil itu adalah , D1 = 25 inch. k. Kecepatan V =DXn = 25 inch X 600 25 𝑥𝑥 2.54 = 𝑥𝑥 600 100 𝑥𝑥 60 = 6,35 m/s Dari perhitungan kecepatan di atas, memenuhi persyaratan dimana kecepatan maksimal yang diijinkan dalam penggunaan V belt adalah 30 m/s l. Puli besar D2 = R x D1 600 = x 25 1500 = 10 inch m. Jarak antar pusat puli Diambil 1 m 39.37 inch n. Panjang keliling sabuk 𝜋𝜋 L = 2C + 𝑥𝑥 (D1 + D2) 2
𝜋𝜋
= 2 x 39.37 + 𝑥𝑥 (25+10) 2 = 127.41 inch
o. Sabuk standart yang terpilih adalah E180 dengan L pitch 183,3 inch p. jarak antar pusat puli yang baru C8 =
(𝐷𝐷 − 𝐷𝐷 )²
𝜋𝜋
𝐿𝐿𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 ℎ − � 2 (𝐷𝐷1 + 𝐷𝐷2 ) + 𝐿𝐿2 1 � 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 ℎ 2 (10− 25)² 𝜋𝜋 183,3− � 2 (25 + 10) + 183 ,3 �
C8 = = 64,8 inch
2
3. main engine ditransmisikan sebagai penggerak pompa hidrolis yang menggerakan jangkar dengan Power : 100 Kw 135.96 Hp Rpm : 1500 Rpm a. D1 : 10 inch b. D2 : 10 inch c. Jarak antar pusat puli Diambil 1 m 39.37 inch q. Panjang keliling sabuk 𝜋𝜋 L = 2C + 𝑥𝑥 (D1 + D2) 2
𝜋𝜋
= 2 x 39.37 + 𝑥𝑥 (10+10) 2 = 110.14 inch d. Sabuk standart yang terpilih adalah E180 dengan L pitch 183,3 inch e. jarak antar pusat puli yang baru C8 =
(𝐷𝐷 − 𝐷𝐷 )²
𝜋𝜋
𝐿𝐿𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 ℎ − � 2 (𝐷𝐷1 + 𝐷𝐷2 ) + 𝐿𝐿2 1 � 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 ℎ 2 (10− 10)² 𝜋𝜋 183,3− � 2 (10 + 10) + 183 ,3 �
C8 = = 76 inch
2
Perhitungan Sproket-Rantai Main engine yg digunakan adalah main engine dengan Power : 1850 kw Rpm : 1500 Rpm Dipasang gear untuk menurunkan Rpm dengan ratio 1:2.5, sehingga semula 1500 Rpm menjadi 600 Rpm 𝑇𝑇(𝑁𝑁𝑁𝑁 ) 𝑥𝑥 2𝜋𝜋 𝑥𝑥 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 1000 𝑥𝑥 60 𝑇𝑇 𝑥𝑥 2𝜋𝜋 𝑥𝑥 1500 = 6000
1850 T = 1178.344 Nm Dari penurunan Rpm dengan torsi yang sama, maka mempengaruhi daya engine, sehingga 𝑇𝑇(𝑁𝑁𝑁𝑁 ) 𝑥𝑥 2𝜋𝜋 𝑥𝑥 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 P (Kw) = P
1.
=
=
= 740 kw
main engine ditransmisikan sebagai penggerak pompa hidrolis yang menggerakan cutter dengan Power : 400 Kw 543.85Hp
sin ( 𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗 ℎ 𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 ) 2.25 180 °
sin ( 40 )
= 28.8 inch c. nomor rantai dan sprocket 2 dikarenakan Rpm engine yang menggerakan sama dengan pompa yang digerakan sama, maka ukuran sprocket dan jumlah gigi sama dengan sprocket dan jumlah gigi 1 No rantai = 180 Pitch = 2.25 inch Ukuran sprocket = 28.8 inch d. Jarak Berdasarkan pada pedoman perancangan, jarak antar pusat sprocket (C) sebaiknya berada diantara selang 30-50 kali pitch. Diambil 30 kali pitch C = 30 x 2.25 = 67.5 inch e. Menentukan Panjang Rantai dan Sproket (𝑁𝑁 +𝑁𝑁 )² 𝑁𝑁 +𝑁𝑁 L = 2C + 1 2 + 2 2 1 2
= 2 x 67.5 +
P (Kw) =
1000 𝑥𝑥 60 1178.344 𝑥𝑥 2𝜋𝜋 𝑥𝑥 600 6000
Rpm : 1500 Rpm Pada pompa hidrolis diberi gear untuk menurunkan putaran dengan ratio 1:2.5 sehingga putaran pompa menjadi 600 Rpm a. Menentukan nomor rantai dan sprocket 1 no rantai atau sproket dapat ditentukan berdasarkan tabel nilai daya. Power = 400 Kw 543.8 Hp Rpm = 600 Rpm No rantai = 180 Pitch = 2.25 inch Jumlah gigi = 40 Pelumasan = oil stream lubrication b. Menentukan Ukuran Sproket 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 ℎ D [inch] = 180 °
f.
4𝜋𝜋 . 𝐶𝐶 (40−40)² 40+40 + 2 2 4𝜋𝜋 . 67.5
= 175 pitch = 393 inch Menentukan Jarak Antar Pusat Sproket G = 1 �𝐿𝐿 4
−
𝑁𝑁2 +𝑁𝑁1 2
��𝐿𝐿 −
=
+
𝑁𝑁2 +𝑁𝑁1 �² 2
−
8(𝑁𝑁2 −𝑁𝑁1 )² � 4𝜋𝜋 2
1 �175 4
−
40+40 2
��175 −
+
40+40 �² 2
−
(C) sebaiknya berada diantara selang 30-50 kali pitch. Diambil 25 kali pitch C = 30 x 2.25 = 67.5 inch e. Menentukan Panjang Rantai dan Sproket (𝑁𝑁 +𝑁𝑁 )² 𝑁𝑁 +𝑁𝑁 L = 2C + 1 2 + 2 2 1
8(40−40)² � 4𝜋𝜋 2
= 67,25 pitch =DXn = 28.8 inch X 600 28.8 𝑥𝑥 2.54 = 𝑥𝑥 600 100 𝑥𝑥 60 = 7.31m/s h. Ratio Kecepatan 𝑛𝑛 i= 1 g. V
=
2
f.
𝑛𝑛 2 600 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 600 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅
2.
main engine ditransmisikan sebagai penggerak pompa hidrolis yang menggerakan cutter dengan Power : 200 Kw 271.92Hp Rpm : 1500 Rpm Pada pompa hidrolis diberi gear untuk menurunkan putaran dengan ratio 1:2.5 sehingga putaran pompa menjadi 600 Rpm a. Menentukan nomor rantai dan sprocket 1 no rantai atau sproket dapat ditentukan berdasarkan tabel nilai daya. Power = 200 Kw 271.92 Hp Rpm = 600 Rpm No rantai = 180 Pitch = 2.25 inch Jumlah gigi = 21 Pelumasan = oil stream lubrication b. Menentukan Ukuran Sproket 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 ℎ D [inch] = 180 ° =
sin ( 𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗 ℎ 𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 ) 2.25 180 °
sin ( 21 )
= 15 inch nomor rantai dan sprocket 2 dikarenakan Rpm engine yang menggerakan sama dengan pompa yang digerakan sama, maka ukuran sprocket dan jumlah gigi sama dengan sprocket dan jumlah gigi 1 No rantai = 180 Pitch = 2.25 inch Ukuran sprocket = 15 inch d. Jarak Berdasarkan pada pedoman perancangan, jarak antar pusat sprocket
c.
= 2 x 67.5 + = 156 pitch = 351 inch Menentukan Jarak Antar Pusat Sproket G = 1 �𝐿𝐿 4
=1 Jumlah Rangkaian 1 karena ratio kecepatan < 7
4𝜋𝜋 . 𝐶𝐶 (21−21)² 21+21 + 2 2 4𝜋𝜋 . 67.5
−
𝑁𝑁2 +𝑁𝑁1 2
+
��𝐿𝐿 −
𝑁𝑁2 +𝑁𝑁1 �² 2
1 �156 4
−
=
21+21 2
��156 −
− +
21+21 �² 2
8(𝑁𝑁2 −𝑁𝑁1 )² 4𝜋𝜋 2
−
�
8(21−21)² � 4𝜋𝜋 2
= 67.5 pitch V =DXn = 15 inch X 600 15 𝑥𝑥 2.54 = 𝑥𝑥 600 100 𝑥𝑥 60 = 3.81m/s h. Ratio Kecepatan 𝑛𝑛 i= 1 g.
=
𝑛𝑛 2 600 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 600 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅
=1 Jumlah Rangkaian 1 karena ratio kecepatan < 7 3.
main engine ditransmisikan sebagai penggerak pompa hidrolis yang menggerakan jangkar dengan Power : 100 Kw 135.96Hp Rpm : 1500 Rpm Pada pompa hidrolis diberi gear untuk menurunkan putaran dengan ratio 1:2.5 sehingga putaran pompa menjadi 600 Rpm a. Menentukan nomor rantai dan sprocket 1 no rantai atau sproket dapat ditentukan berdasarkan tabel nilai daya. Power = 400 Kw 543.8 Hp Rpm = 600 Rpm No rantai = 180 Pitch = 2.25 inch
Jumlah gigi = 14 Pelumasan = oil stream lubrication b. Menentukan Ukuran Sproket 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 ℎ D [inch] = 180 ° =
sin ( 𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗𝑗 ℎ 𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔 ) 2.25 180 °
𝑁𝑁1 +𝑁𝑁2 (𝑁𝑁2 +𝑁𝑁1 )² + 2 4𝜋𝜋 2 . 𝐶𝐶 (14−14)² 14+14 67.5 + + 2 4𝜋𝜋 . 67.5 2
=2x
= 149 pitch = 335 inch Menentukan Jarak Antar Pusat Sproket G = 1 �𝐿𝐿 4
sin ( 14 )
= 10.2 inch c. nomor rantai dan sprocket 2 dikarenakan Rpm engine yang menggerakan sama dengan pompa yang digerakan sama, maka ukuran sprocket dan jumlah gigi sama dengan sprocket dan jumlah gigi 1 No rantai = 180 Pitch = 2.25 inch Ukuran sprocket =10.2 inch d. Jarak Berdasarkan pada pedoman perancangan, jarak antar pusat sprocket (C) sebaiknya berada diantara selang 30-50 kali pitch. Diambil 25 kali pitch C = 30 x 2.25 = 67.5 inch e. Menentukan Panjang Rantai dan Sproket L = 2C +
f.
−
𝑁𝑁2 +𝑁𝑁1 2
+
𝐿𝐿−𝑁𝑁2+𝑁𝑁12²−8𝑁𝑁2−𝑁𝑁1²4𝜋𝜋2 =
1 �149 4
−
14+14 2
+
149−14+142²−814−14²4𝜋𝜋2
= 67,5 pitch = 151 inch V =DXn = 10.2 inch X 600 10.2 𝑥𝑥 2.54 = 𝑥𝑥 600 100 𝑥𝑥 60 = 3 m/s h. Ratio Kecepatan 𝑛𝑛 i= 1 g.
=
𝑛𝑛 2 600 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅 600 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅
=1 Jumlah Rangkaian 1 karena ratio kecepatan < 7
Perhitungan Harga pulley-sabuk NO
ITEM PART
JUMLA H
SATUA N
1
GEAR BOX
1
UNIT
2
MOUNTING SHAFT
1
UNIT
3
SHAFT DRIVEN
1
UNIT
1
PCS
1
PCS
2
PCS
4 5 6
PULLEY V TYPE E2 X 25" PULLEY V TYPE E2 X 10" PULLEY V TYPE E1 X 10"
7
V BELT E180
3
PCS
8
TEKNIKSI
3
ORANG
HARGA
TOTAL
IDR 2,250,000.00 IDR 1,135,000.00 IDR 930,000.00 IDR 745,000.00 IDR 325,000.00 IDR 254,000.00 IDR 215,000.00 IDR 100,000.00
IDR 2,250,000.00 IDR 1,135,000.00 IDR 930,000.00 IDR 745,000.00 IDR 325,000.00 IDR 508,000.00 IDR 645,000.00 IDR 300,000.00
SUB TOTAL
IDR 6,838,000.00
Perhitungan Harga sproket-rantai NO
ITEM PART
JUMLA H
SATUA N
1
GEAR BOX
4
UNIT
2
MOUNTING SHAFT
4
UNIT
3
SHAFT DRIVEN
4
UNIT
2
PCS
2
PCS
2
PCS
23
ROLL
3
ORANG
4 5 6 7 8
SPROCKET RS180 X 42 SPROCKET RS180 X 21 SPROCKET RS180 X 15 ROLLER CHAINS RS180 TEKNIKSI
HARGA
TOTAL
IDR 2,250,000.00 IDR 1,135,000.00 IDR 930,000.00 IDR 613,000.00 IDR 325,000.00 IDR 254,000.00 IDR 7,450,000.00 IDR 100,000.00
IDR 9,000,000.00 IDR 4,540,000.00 IDR 3,720,000.00 IDR 1,226,000.00 IDR 650,000.00 IDR 508,000.00
SUB TOTAL
IDR 171,350,000.00 IDR 300,000.00 IDR 191,294,000.00
KESIMPULAN 1. Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Belt. - Transmisi pada system belt lebih murah. - Tidak memerlukan pelumas. - Daya yang dapat di transmisikan besar. - Maintenance lebih mudah. - Elemen mesin lebih sedikit. - Dapat dipakai untuk kecepatan tinggi. - Pada kecepatan lebih rendah dari 2.5 m/s gaya tatik sabuk menjadi lebih besar. - Pada kecepatan lebih tinggi dari 35 m/s efek dinamis seperti gayagaya sentrifugal, cambukan sabuk dan getaran menurunkan efektifitas dan umur sabuk. - Mudah terjadi slip. 2. Keuntungan dan Kerugian Penggunaan Roda Gigi Rantai. - Tidak mudah selip - Lebih tahan lama - Membutuhkan pelumasan. - Elemen mesin lebih banyak. - Daya yang dapat ditransmisikan kecil. - Tidak dapat dipakai untuk kecepatan tinggi. - Lebih mahal. - Maintenance lebih sulit. 3. System yang cocok digunakan pada kapal keruk 30 m adalah system transmisi belt.
DAFTAR PUSTAKA 1. Ir. Sonawan, Henry, MT. 2010. Perancangan Elemen Mesin. Bandung : Alfabeta 2. Stolk, Jac dan Kros, c. Elemen Mesin. Rotterdam. Diterjemahkan oleh Hendarsin H. dan Abdul Rachman A. edisi 21 3. Edi Usmanto, Menentukan Dimensi V belt URL:http://www.gambarteknik .blogspot.com 4. V belt URL:http//www.dharmastiti.staff.ugm.ac.id 5. www.google.com 6. ANSI. Standart roller chain
