-
PEMERIKSAANDANPERBAIKAN
PROPULSIKAPAL
Oleh:
Ir. Budie Santosa, MT
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
Agustus 2014
-
ii
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ......................................................................................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................................................... iv
DAFTAR TABEL ................................................................................................................................................. v
BAB 1. PROPULSI KAPAL ....................................................................................................................... 1
1.1 Definisi Propulsi Kapal ................................................................................................................. 1
1.1.1 Water jet .................................................................................................................................... 1
1.1.2 Voith schneider ........................................................................................................................ 4
1.1.3 Propeller .................................................................................................................................... 5
1.2 Perlindungan Pada Propeller ..................................................................................................... 9
1.3 Jenis-Jenis Bentuk Propeller .................................................................................................... 10
1.3.1 Wageningan B-Series ......................................................................................................... 11
1.3.2 Gawn Series ........................................................................................................................... 11
1.3.3 Kaplan Series ........................................................................................................................ 12
1.3.4 Kaplan Kc 19A ...................................................................................................................... 12
1.4 Bahan Propeller ............................................................................................................................ 13
BAB 2. GEOMETRI BALING-BALING DAN DEFINISI-DEFINISI ............................................ 14
2.1 Geometri Baling-baling .............................................................................................................. 14
2.2 Definisi-definisi. ........................................................................................................................... 18
BAB 3. REPARASI BALING-BALING DAN POROS BALING-BALING .................................... 30
3.1 Reparasi Baling-baling ............................................................................................................... 30
3.1.1 Melepas Baling-baling dari Poros Baling-baling ..................................................... 32
3.1.2 Reparasi baling-baling yang berkarat dan aus ........................................................ 34
3.1.3 Meluruskan daun baling-baling yang bengkok ....................................................... 34
3.1.4 Memperbaiki daun baling yang retak dan patah .................................................... 36
3.1.5 Membalansir baling-baling ............................................................................................. 37
3.1.6 Pengepasan Lubang Konis Baling-baling dengan Konis Poros Baling-baling
38
3.2 Pengukuran Kelonggaran Poros Baling-baling ................................................................ 39
-
iii
3.3 Perbaikan Poros Baling ............................................................................................................. 40
3.3.1 Kerusakan poros baling-baling ...................................................................................... 40
3.3.2 Perbaikan poros Baling-baling ...................................................................................... 43
3.3.3 Memperbaiki dan Mengganti Baru Sleeve Poros Baling-baling ........................ 45
3.3.4 Memperbaiki lubang pasak pada konis poros baling serta penggantian
pasak (termasuk pasak flens kopling). ........................................................................................ 49
3.3.5 Memperbaiki poros baling-baling dengan pengelasan dan pelurusan poros
baling-baling yang bengkok. ............................................................................................................ 50
3.3.6 Membuat poros baling-baling baru.............................................................................. 55
3.3.7 Reparasi dan penggantian bantalan poros baling-baling. ................................... 56
3.4 Reparasi stern tube. .................................................................................................................... 64
3.5 Reparasi bulkhead atau stern tube stuffing boss ............................................................ 66
LAMPIRAN ....................................................................................................................................................... 67
-
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Sistem propulsi water jet dan sistem kerjanya. .......................................................... 2
Gambar 1.2. Sistem propulsi waterjet terpasang pada buritan kapal. ........................................ 2
Gambar 1.3. (a) Propulsi Voith Schneider yang terpasang pada buritan kapal, (b)............... 5
Gambar 1.4. Propeller daun 4 beserta porosnya. ............................................................................... 6
Gambar 1.5. Propeller dengan nozzle ..................................................................................................... 7
Gambar 1.6. Baling-baling jenis Contra-Rotating Propellers .......................................................... 8
Gambar 1.7. Baling-baling jenis CPP. ........................................................................................................ 8
Gambar 1.8. Propeller kapal yang terlindung oleh adanya kemudi kapal. ................................ 9
Gambar 1.9. Sole Piece pada bagian bawah propeller. ...................................................................... 9
Gambar 1.10. Propeller yang dilindungi oleh nozzle. ..................................................................... 10
Gambar 1.11. Katodik proteksi untuk melindungi propeller dari korosi. ............................... 10
Gambar 1.12. Propeller tipe B-Series. ................................................................................................... 11
Gambar 1.13. Propeller series Gawn AEW .......................................................................................... 11
Gambar 1.14. Propeller series Kaplan Ka 19A. .................................................................................. 12
Gambar 1.15. Propeller series Kaplan Kc 19A. .................................................................................. 12
Gambar 2.1. Geometri dan bagian-bagian propeller. ...................................................................... 15
Gambar 2.2. H/ 4 Constant pitch dan H/ 4 Radially variable pitch. ......................................... 15
Gambar 2.3. proyeksi gambar picth. ...................................................................................................... 16
Gambar 2.4. H = nominal pitch, Hv = virtual pitch ......................................................................... 17 Gambar 2.5. disbtribusi picth pada propeller. ................................................................................... 17
Gambar 2.6. Diagram Kt-Kq-J propeller B-Series.............................................................................. 27
Gambar 3.1. Jenis kerusakan pada propeller. ..................................................................................... 30
Gambar 3.2. Melepas Baling-baling dengan Pompa Hydrolis ...................................................... 32
Gambar 3.3. Melepas baling-baling dengan baut ulir pada bus baling-baling. ...................... 33
Gambar 3.4. Melepas Baling-baling dengan Pasak ........................................................................... 33
Gambar 3.5. Meluruskan daun baling-baling yang bengkok dengan pertolongan pompa
hidrolis. ............................................................................................................................................................. 35
Gambar 3.6. Meluruskan daun baling-baling yang bengkok dengan pertolongan mesin
pres. .................................................................................................................................................................... 35
Gambar 3.7. Perbaikan daun baling-baling yang patah. ................................................................ 36
Gambar 3.8. Membalansir statis baling-baling. ................................................................................. 38
Gambar 3.9 Penggantian baru sebagian sleeve. ................................................................................. 46
Gambar 3.10 Pembuatan bagian sleeve dengan hubungan pengkerutan & penempaan
dalam keadaan dingin ................................................................................................................................. 47
Gambar 3.11. Bantalan Lignum Vitae Yang Berupa Bus Pada Rumah Bus Brons. ............... 57
Gambar 3.12. Segmen lignum vital. ........................................................................................................ 59
-
v
Gambar 3.13. Cederval pakai ring karet ............................................................................................... 62
Gambar 3.14. Cederval pakai pegas ....................................................................................................... 63
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Kelonggaran poros baling-baling dengan bantalannya. ............................................ 39
-
1
BAB 1.
PROPULSI KAPAL
1.1 Definisi Propulsi Kapal
Saat beroperasi, kapal harus memiliki kemampuan untuk mempertahankan
kecepatan dinas (Vs) seperti yang direncanakan. Hal ini berarti bahwa kapal harus
memiliki rancangan sistem propulsi (penggerak) yang dapat mengatasi keseluruhan
total gaya hambat kapal saat melaju (total resistance) yang terjadi agar dapat melaju
sesuai dengan kecepatan dinas yang telah direncanakan.
Propulsi kapal adalah sistem pendorong pada kapal agar dapat melaju sesuai
dengan kecepatan yang telah direncanakan. Sistem propulsi kapal ini ada banyak
jenisnya. Beberapa jenis sistem propulsi kapal memiliki karakteristik dan fungsi
tertentu. Beberapa jenis sistem propulsi kapal yang sering difungsikan antara lain
adalah sistem propulsi water jet, Voith Schneide, dan propeller. Penjelasan pada
masing-masing jenis propeller akan dipaparkan pada subbab di bawah ini.
1.1.1 Water jet
Sistem propulsi water jet telah menjawab kebutuhan akan aplikasi sistem
propulsi kapal kecil dengan kecepatan tinggi (small high speed crafts), meski
sesungguhnya juga banyak kita jumpai aplikasi sistem propulsi ini pada kapal-kapal
yang berukuran relatif besar.
Pada prinsipnya, sistem propulsi water jet ini adalah air dihisap melalui sistem
ducting oleh internal pump yang mana terjadi penambahan energi pada air. Kemudian
air tersebut di semprotkan ke belakang dengan kecepatan yang tinggi. Gaya dorong
(thrust) yang dihasilkan merupakan hasil dari penambahan momentum yang
diberikan ke air. Sistem lebih disukai untuk suatu baling-baling konvensional. Sebab
suatu baling-baling konvensional mengalami cavitation pada kecepatan sangat tinggi
(45 knots), tetapi di dalam water jet unit pompa mestinya tidak terjadi kavitasi. Sistem
-
2
propulsi Water jet memiliki kemampuan untuk meningkatkan olah-gerak kapal.
Penjelasan mengenai bagian sistem propulsi water jet dapat dilihat pada Gambar 1.1.
Gambar 1.1. Sistem propulsi water jet dan sistem kerjanya.
Gambar 1.2 menunjukkan nozzle pada sistem water jet yang terpasang pada
bagian buritan kapal.
Gambar 1.2. Sistem propulsi waterjet terpasang pada buritan kapal.
Pengalaman telah membuktikan bahwa semua metode untuk mendorong benda
pada medium fluida didasarkan pada prinsip reaksi (reaction principle) yang pertama
kali ditemukan oleh Sir Issac Newton (1642 1727). Prinsip reaksi menyatakan
bahwa setiap aksi akan menimbulkan reaksi yang sama besarnya tetapi berlawanan
arahnya. Contoh contoh pada prinsip reaksi sudah banyak di kenal, misalnya jika
kita menembak dengan senapan maka akan ada reaksi dari senapan yaitu berupa gaya
dorong ke belakang. Penerapan prinsip reaksi hanya berbeda pada metode metode
dan mekanisme mekanisme yang digunakan untuk menghasilkan suatu aksi
gerakan. Pada sistem propulsi water jet, dengan adanya aksi gaya dorong akan
menyebabkan kapal dapat bergerak ke depan dengan kecepatan tertentu dan reaksi
-
3
dari fluida terhadap kapal akan menimbulkan tahanan (resistance). Gaya dorong
(thrust) yang dihasilkan sistem propulsi water jet diakibatkan karena adanya
kenaikan momentum aliran dari saluran inlet sampai outlet nossel. Adapun
karakteristik dari penggerak dengan Water Jet adalah sebagai berikut:
Gaya dorong sistem propulsi water jet
Di towing tank, pengukuran gaya dorong dan torsi secara langsung seperti kapal
dengan sistem penggerak water jet, pendekatan yang dilakukan adalah dengan
menggunakan hukum kekekalan dasar momentum dan energi untuk
menghitung gaya dorong dari sistem water jet-nya. Bersamaan dengan
berkembangnya penggunaan sistem propulsi water jet di kapal, pengkajian yang
lebih intensif dan mendalam telah dilakukan dan menghasilkan kesimpulan
bahwa penggunaan teori momentum dasar saja tidak dapat dibenarkan, karena
teori ini mengabaikan pengaruh pengaruh sekunder yang juga berperan dalam
pencapaian efisiensi propulsif untuk dapat dibandingkan dengan propeller.
Secara garis besar, teori dasar momentum tetap dapat digunakan karena
memuat hukum dasar untuk penghitungan sistem penggerak water jet. Tetapi
selanjutnya, dalam penggunaan teori momentum dasar tersebut harus dikoreksi
dengan pengaruh praktis dilapangan melalui pengujian model fisik. Gaya dorong
merupakan aksi dari pompa yang mengakibatkan fluida mengalir melalui
saluran dengan memberikan energi pada sistem, kemudian dirubah oleh nossel
sehingga terjadi kenaikan momentum aliran.
Daya Dorong Efektif sistem propulsi water jet
Daya dorong efektif (PE) sistem propulsi water jet adalah besarnya daya yang
dibutuhkan untuk menggerakkan kapal dengan kecepatan tertentu. Daya dorong
yang dihasilkan suatu sistem propulsi harus mampu mengatasi beban tahanan
aliran agar kecepatan yang direncanakan dapat tercapai.
Head Loss Pada Sistem Saluran sistem propulsi water jet
-
4
Bila suatu fluida mengalir dari satu titik ke titik lainnya maka aliran fluida
tersebut akan menimbulkan energi mekanik Pada aliran fluida yang mempunyai
kekentalan maka efek dari gesekan akan menimbulkan adanya perubahan
energi dalam (internal energy) pada fluida tersebut, sehingga akan menimbulkan
adanya perubahan energi mekanik dari fluida tersebut.
Daya Pompa sistem propulsi water jet
Aksi dari impeller pompa akan menyebabkan fluida dapat mengalir pada
tekanan dan laju aliran tertentu. Tetapi hal ini juga akan mengakibatkan adanya
kerugian energi sehingga harus dipertimbangkan dalam perencanaan
instalasinya. Berdasarkan Principal Naval Architecture 1988, untuk
perencanaan sistem propulsi water jet yang baik, besarnya faktor kerugian inlet
( ) disarankan antara 0,15 sampai dengan 0,35. Pada umumnya sistem propulsi
water jet menggunakan pompa khusus dimana konstruksinya menyatu dengan
instalasi (ducting) sehingga koefisien kerugian pipa telah diperhitungkan dalan
desain pompa awal oleh pihak pabrik pembuat pompa. Head pompa merupakan
besarnya head tekan yang dihasilkan oleh sistem pompa untuk mengatasi
kerugian aliran pada sistem propulsi water jet, maka head tersebut tergantung
pada sistem instalasi dimana pompa tersebut akan dipasang.
1.1.2 Voith schneider
Salah satu sistem propulsi yang paling radikal dikembangkan oleh insinyur
Austria Ernst Schneider pada tahun 1930. Voith Schneider Propeller terdiri dari rotor
sangat besar casing dipasang siram ke bagian bawah kapal tunda lambung, di posisi
depan di bawah ruang kemudi. Para baling-baling adalah sirip lurus datar yang
dipasang secara vertikal untuk membentuk silinder yang berputar, seluruh silinder
berputar, dengan masing-masing pisau juga berputar pada porosnya sendiri untuk
memberikan variabel lapangan. Thrust meningkat ketika "sudut serang" (pitch) dari
masing-masing pisau meningkat. Tumpuan internal yang kompleks memungkinkan
dihasilkan dorong untuk vektor ke segala arah.
-
5
Karena casing rotor itu sendiri tetap diam, dalam rangka untuk mengubah arah,
tarikan hanya mengubah pitch pisau yang sesuai. Ini adalah pra-ditetapkan oleh
tumpuan internal dan kontrol kemudi, yang terdiri dari pengungkit lapangan
sederhana dan roda kemudi untuk arah dorong.
(a) (b)
Gambar 1.3. (a) Propulsi Voith Schneider yang terpasang pada buritan kapal, (b)
1.1.3 Propeller
Propeller adalah suatu alat gerak yang berbentuk baling-baling, dan digunakan
untuk menggerakkan kapal. Baling-baling ini memindahkan tenaga dengan cara
merubah gaya putar dari baling-baling menjadi daya dorong untuk menggerakkan
badan kapal dengan perantara massa air, dengan memutar bilah-bilah yang bersumbu
pada poros, kemudian perkembangan dari sistem penggerak kapal pun dari hari ke
hari cukup siginifikan dan menunjukkan hasil yang lumayan bermanfaat.
Perkembangan itu mulai dari bentuk desain propeller maupun assesoris yang terkait
padanya. Adapun macam-macam dari jenis propeller adalah sebagai berikut:
1.1.3.1 Fixed Pitch Propellers (FPP)
Propeller dengan pitch tetap (fixed pitch propeller), biasa digunakan untuk kapal
besar dengan rpm relatif rendah dan torsi yang dihasilkan tinggi, pemakaian bahan
bakar lebih ekonomis, noise atau getaran minimal, dan kavitasi minimal, biasanya di
-
6
desain secara individual sehingga memiliki karakteristik khusus untuk kapal tertentu
akan memiliki nilai effisiensi optimum.
Gambar 1.4. Propeller daun 4 beserta porosnya.
Adapun karakteristik dalam propeller ini adalah sebagai berikut:
Baling-baling jenis ini secara tradisi telah membentuk basis produksinya.
Baling-baling ini secara umum telah memenuhi proporsi yang tepat terutama jenis
rancangan dan ukurannya, baik itu untuk baling-baling perahu motor yang kecil
hingga untuk kapal muatan curah hingga kapal tangki yang berukuran besar.
FPP ini adalah mudah untuk membuatnya.
1.1.3.2 Ducted Propeller (Nozzle)
Baling-baling Ducted terdiri dari dua komponen, yaitu :
Saluran pipa (Duct)
Saluran pipa berbentuk seperti gelang yang mana mempunyai potongan melintang
berbentuk aerofoil,
Baling-baling
Keberadaan saluran pipa (duct) akan mengurangi gaya-gaya tekanan yang meng-
induced pada lambung kapal.
-
7
Baling-baling jenis ini dikenal dengan sebutan Kort Nozzles, melalui pengenalan
Kort Propulsion Companys sebagai pemegang Hak Paten dan asosiasi dari jenis baling-
baling ini. Efisiensi Baling-Baling ditingkatkan tergantung atas beban baling-baling.
Gambar 1.5. Propeller dengan nozzle
1.1.3.3 Contra-rotating propellers
Baling-baling jenis ini mempunyai dua-coaxial propellers yang dipasang dalam
satu sumbu poros, secara tersusun satu di depan yang lainnya dan berputar saling
berlawanan arah. Baling-baling ini memiliki keuntungan hidrodinamis terhadap
permasalahan penyelamatan energi rotasional slip stream yang mungkin akan
hilang bilamana kita menggunakan sistem single screw propeller yang konventional.
Energi yang dapat diselamatkan sekitar 15% dari dayanya.
Baling-baling jenis ini biasanya diaplikasikan pada small outboard units yang
beroperasi pada putaran 1500 sampai dengan 2000 RPM. Untuk aplikasi pada kapal
kapal yang berukuran relatif besar terdapat permasalahan teknis yang terkait dengan
sistem perporosan yang relatif mempunyai ukuran lebih panjang.
-
8
Gambar 1.6. Baling-baling jenis Contra-Rotating Propellers
1.1.3.4 Controllable Pitch Propellers (CPP)
Pemilihan dalam aplikasi baling-baling CPP dibandingkan dengan penerapan
FPP, adalah disebabkan oleh kebutuhan yang lebih tinggi untuk pengaturan dalam
operasional yang harus lebih fleksibel dari pada kebutuhan efisiensi propulsi pada
saat kondisi servis.
Baling-baling CPP menyediakan ekstra dalam tingkat derajat kebebasan melalui
kemampuan perubahan pitch dari daun baling-balingnya. Hal ini khususnya untuk
kapal-kapal jenis ferries, tugs, trawlers, dan fisheries yang membutuhkan kemampuan
manouever (olah-gerak) lebih tinggi. Namun demikian, biaya manufaktur/
fabrikasinya adalah sangat tinggi serta kebutuhan biaya untuk perawatan dan
perbaikan juga relatif tinggi.
Gambar 1.7. Baling-baling jenis CPP.
-
9
1.2 Perlindungan Pada Propeller
Berdasarkan kondisi perairan yang ada, kadang-kadang ada gangguan pada
propeller, misalkan adanya air kotor, propeller kena kayu sehingga ass propeller
patah, propeller terkena karang sehingga fungsi kinerja propeller menjadi menurun.
Beberapa perlindungan telah ada pada propeller antara lain yaitu:
Kemudi
Dengan adanya kemudi propeller lebih terlindungi dari benda-benda yang besar,
disamping berfungsi sebagai kemudi kapal.
Gambar 1.8. Propeller kapal yang terlindung oleh adanya kemudi kapal.
Sole piece
Berfungsi melindungi propeller dari dasar laut yang biasanya berupa karang.
Gambar 1.9. Sole Piece pada bagian bawah propeller.
-
10
Nozzle
Adanya nozzle yang melindungi propeller dari air kotor dan benda keras yang
dapat merusak propeller.
Gambar 1.10. Propeller yang dilindungi oleh nozzle.
Proteksi dari korosi
Dengan cara memberi proteksi katodik/anodic.
Gambar 1.11. Katodik proteksi untuk melindungi propeller dari korosi.
1.3 Jenis-Jenis Bentuk Propeller
Jenis propeller dibedakan berdasarkan foil yang digunakan. foil yang digunakan
cukup bervariasi pada propeller. Yang cukup sering digunakan adalah B-Series milik
-
11
Wageningan. Beberapa jenis propeller dan karakteristiknya bisa dilihat pada subbab
berikut ini.
1.3.1 Wageningan B-Series
Gambar 1.12. Propeller tipe B-Series.
Blade = 3, 4, 5, 6, 7
Pitch ratio = 0.50-1.4 (untuk propeller dengan pitch distribution tidak
konstan)
Blade Area ratio = 0,35; 1,40
1.3.2 Gawn Series
Gambar 1.13. Propeller series Gawn AEW
-
12
Blade = 3, 4
Pitch ratio = 0,60 1,60
Blade Area ratio = 0,50 - 1.10
1.3.3 Kaplan Series
Gambar 1.14. Propeller series Kaplan Ka 19A.
Blade = 3, 4, 5
Pitch/diameter ratio = 0,50- 1,40
Blade area ratio (expanded) = 3 blade 0,65
4 blade 0,55-0,7
5 blade 0,75
1.3.4 Kaplan Kc 19A
Gambar 1.15. Propeller series Kaplan Kc 19A.
-
13
Blade = 3, 4
Pitch ratio = 0,60~1,50
Area ratio = 3 blade 0,5-0,8
4 blade 0,55-1,00
1.4 Bahan Propeller
Pada umumnya bahan propeller terbuat dari kuningan atau bronze. Ada juga
paduan lainnya yang diberi tambahan mangan, nickel alumunium, besi cor, besi cor
grade rendah dan stainless steel. Karakteristik dari beberapa jenis bahan Propeller
adalah sebagai berikut:
Pemilihan jenis bahan propeller akan berpengaruh terhadap sistem perawatan
dan perbaikan yang dilakukan. Perawatan jenis propeller dengan bahan yang berbeda
tentu membutuhkan perawatan yang berbeda pula.
-
14
BAB 2.
GEOMETRI BALING-BALING DAN DEFINISI-DEFINISI
Bentuk geometri baling-baling sangat berpengaruh terhadap performa dari
baling-baling yang digunakan. Bentuk foil atau lengkungan dari daun baling-baling
akan berpengaruh terhadap gaya dorong yang dihasilkan. Berkaitan dengan
pentingnya geometri baling-baling ini maka pada bab ini akan dijelaskan secara lebih
mendalam mengenai geometri dan bentuk baling-baling dan kaitannya dengan
perencanaan gambarnya. Berikut ini akan dijelaskan mengenai geometri dari baling-
baling dan beberapa definisi yang perlu diketahui untuk dapat mempelajari lebih
lanjut teori propulsi pada kapal.
2.1 Geometri Baling-baling
Muka dari baling-baling (face) permukaan daun baling-baling kalau kita melihat
kapal (dimana baling-baling tersebut dipasang) dari belakang kapal kearah haluan.
Permukaan ini pada waktu baling-baling bekerja, bertekanan tinggi.
Punggung daun baling-baling (back) permukaan daun baling-baling disebelah
balikannya dimuka daun di atas dan pada waktu bekerja akan bertekanan rendah.
Ujung potongan daun (leading edge) tepi daun baling-baling dimuka, jadi pada saat
baling-baling betputar akan bergerak terdepan. Ekor potongan daun (trailing edge)
tepi daun baling-baling dibelakang dan merupakan ekornya dari daun baling-baling
pada saat beputar.
Dijelaskan disini, bahwa pada waktu kapal berjalan yaitu pada waktu baling-
baling berputar/bekerja, permukaan daun baling-baling yang bertekanan tinggi atau
muka daun/face akan membentuk suatu permukaan yang dinamakan permukaan
heliocida
-
15
Gambar 2.1. Geometri dan bagian-bagian propeller.
Permukaan helicoidal = permukaan yang dibentuk oleh sebuah garis lurus,
dimana garis lurus tersebut bergerak akibat diputar dengan kecepatan konstan pada
sebuah sumbu yang melalui salah satu ujung dari garis tadi, dan pada waktu yang
sama pula garis tadi digerakkan sepanjang sumbu tersebut dengan kecepatan yang
tetap dan teratur (uniform speed).
Pitch (H) = jarak axial yang dicapai untuk satu kali perputaran. Ditinjau dari segi
pitch, maka baling-baling dapat dibedakan menjadi:
1. Constant Pitch (circumferentia constant)
2. Radially variable pitch (circumferential constant)
3. Circumferential Tariable pitch
Gambar 2.2. H/ 4 Constant pitch dan H/ 4 Radially variable pitch.
-
16
Kalau BCD dari gambar disamping kiri dibeberkan, maka akan didapat gambar
seperti dibawah ini :
Gambar 2.3. proyeksi gambar picth.
garis b = lengkung, yakni untuk circumferential variable pitch.
garis a = lurus, yaitu pada circumferential constant pitch.
Pada bagian bab sebelumnya telah diterangkan bahwa muka daun baling-baling
bilamana bergerak akan membentuk permukaan helicoidal. Permukaan punggung
daun baling-baling bilamana bergerak sebenarnya tidak merupakan permukaan
helicoidal. Pitch dari punggung daun itu akan merupakan circumferential variable
pitch. Sedangkan pengertian pitch dari daun baling-baling dapat dibedakan sebagai
berikut :
Actual pitch = Virtual pitch (= Hv)
pitch rata-rata dari muka daun/face dan punggung daun/back.
Nominal
pitch
= pitch dari muka daun yakni perrnukaan bertekanan tinggi = Face
pitch (= H).
Pemakaian nominal pitch lebih praktis karena tidak bergantung pada bentuk
potongan seksi-seksi daun baling-baling tersebut, yaitu tebal dari bentuk setiap
potongan daun baling- baling. Lagipula dengan menggunakan nominal pitch ini
sebagai pitch dari baling-baling, maka pengukuran baling-baling dan membuat
rancangan gambar baling-baling dapat lebih mudah dikerjakan.
-
17
Gambar 2.4. H = nominal pitch, Hv = virtual pitch
Distribusi dari pitch ke arah radial dapat digambar seperti di bawah ini.
Gambar 2.5. disbtribusi picth pada propeller.
D = diameter baling-baling.
H = pitch baling-baling.
H/D = pitch ratio
Fp = projected blade area
F d = developed blade area (daun baling- baling diputar kebidang gambar,
setiap potongah daun sudah tentu sudut putarnya akan berlainan,
kecuali, baling baling tanpa sudut rake pada saat posisi daun dibuat
pitch = 0)
Fa = expanded blade area (lengkung dari irisan perpotongan daun
baling-baling dengan silinder dibeberkan)
F = screw disc area
-
18
2.2 Definisi-definisi.
Propulsive coefficient (F.C.) : dipakai sebagai ukuran untuk menilai effisiensi
dari propulsi kapal dan didefinisikan sebagai ratio atau perbandingan antara towing
power terhadap propelling power.
. .=..
. .
E.H.P. = Tenaga kuda effektif kapal atau effective horse power, atau dapat disebut
juga sebagai towing power, yaitu tenaga yang di butuhkan untuk menrarik
kapal yang mempunyai tahanan sebesar R kg pada kecepatan kapal Vs
m/detik.
=
75
S.H.P. = Shaft horse power atau propelling power, yaitu tenaga yang diberikan
kepada baling-baling melalui porosnya di tempat dimana baling-baling
dipasang untuk menggerakkan kapal pada kecepatannya Vs m/ detik. Jadi
tenga ini merupakan tenaga kuda yang diukur pada poros baling-baling
dimana ia berada dan besarnya sama dengan tenaga kuda mesin induk
kapal yang memutar baling-baling itu dikurangi kerugian-kerugian tenaga
pada shafting arrangementnya.
= 2
75
Q = torsi pada poros dimana baling-baling berada (kg.m)
n = perputaran poros baling-baling perdetik (r.p.s.)
Dengan demikian propulsive coefficient dapat dirumuskan sbb:
. . =. .
. . =
2
Perlu di tambahkan di sini, akibat kerugian- kerugian pada sistim poros, yaitu
friction losses pada bearings, thrust block, stuffing box dan transmission gear, maka
-
19
jelaslah S.H.P yang diberikan di tempat dimana baling- baling berada akan lebih kecil
dari pada tenaga kuda atau S.H.P dari mesin induk yang bersangkutan (kalau mesin
penggeraknya motor diesel maka tenaga kuda mesin induk diukur dengan B.H.P.
Dalam tahap perencanaan dapatlah dipakai sebagai patokan kasar, untuk
kapal-kapal dimana mesin induknya/kamar mesin berada ditengah kapal kerugian
tenaga tersebut 5%, sedangkan untuk mesin induk/kamar mesin berada diburitan
kerugian tenaga tersebut 3%.
Dari data yang ada, biasanya besarnya harga P.C. tidak sama dengan besarnya
harga effisiensi baling-balingnya hal itu dapatlah dimengerti karena adanya pengaruh
timbal balik antara badan kapal dengan baling-baling.
Effisiensi baling-baling (p) : merupakan ukuran baik buruknya baling-baling
ditinjau dari segi produktivitasnya dalam menghasilkan gaya dorong dan
didefinisikan sebagai ratio antara tenaga pendorong yang menghasilkan gaya dorong
tersebut oleh baling-baling (T.H.P Thrust Horse Power) dengan propelling power
(S.H.P).
Jadi; p = ...
...
Sedangkan besarnya thrust horse power T.H.P. dapat dirumuskan ;
T.H.P. = .
, dimana:
T = thrust atau gaya dorong yang dihasilkan baling-baling (kg).
Va = speed of advance dari baling-baling atau dapat dikatakan sebagai kecepatan
relatif dari partikel air yang melewati piringan baling-baling/propeller disc (m/dt)
Dengan demikian maka:
p = ...
... =
.
!"
-
20
Adapun besarnya Va akan selalu lebih rendah terhadap kecepatan kapal Vs hal
itu dikarenakan:
1. Melebarnya stream lines atau arus air dibagian belakang kapal.
2. Friction atau gesekan sepanjang badan kapal pada kulitnya.
3. Adanya sistem gelombang yang terbentuk oleh gerakan kapal.
Selisih kedua harga kecepatan tersebut, Vs - Va akan merupakan kecepatan maju
absolut yang disebut sebagai kecepatan dari apa yang dinamakan "wake" dan diberi
tanda. Vw = kecepatan wake.
Vw = Vs Va
Sedangkan wake fraction w adalah ratio antara kecepatan wake dengan
kecepatan kapal,
w = #
=
$
= l -
Jadi,
= ( l w )
Dengan demikian dapatlah sekarang dirumuskan Va = ( l w ) Vs.
Di atas telah disinggung perihal thrust (T). Harga thrust (T) yang merupakan
gaya dorong kepada kapal sehingga piringan propeller dapat bergerak maju Va dan
kapal berjalan dengan kecepatan Vs haruslah lebih besar terhadap tahanan kapal R
pada kecepatan Vs tersebut. Karena baling-baling harus dapat mengatasi tahanan
tersebut agar kapal dapat mencapai kecepatan Vs. Di samping itu faktor-faktor di
bawah ini juga menyebabkan harus adanya perbedaan harga tersebut yaitu;
1. Baling-baling berputar mengakibatkan air buritan kapal akan memperoleh
percepatan dan hal ini akan mengakibatkan bertambah besarnya tahanan
gesekan (frictional resistance).
2. Baling-baling bekerja di daerah kecepatan yang berpotensial (potential velocity
field) diburitan kapal.
-
21
3. Sistim ombak di buritan kapal akan dipengaruhi oleh bekerjanya baling-baling,
sehingga bekerjanya baling-baling tersebut akan merubah besarnya tahanan
gelombang kapal (wave making resistance). Sudah tentu bekerjanya baling-
baling juga terpengaruh hasilnya oleh adanya sistim gelombmg diburitan pada
saat kapal berjalan (pengaruh timbal balik).
Selisih harga T dengan harga dikenal sebagai thrust deduction.
Thrust deduction = ( T - R )
Adapun ratio antara harga diatas terhadap harga T disebut sebagai, thrust
deduction fraction % =$&
% ='
'= 1
'
Jadi, R = ( 1 t ) T
Dengan memakai definisi-definisi dan ketentuan-ketentuan diatas, maka
Propulsive Coefficient P. C. dapat dirumuakan sebagai berikut:
Jadi *. +.= ,- ,. ,//
1) ,- : efisensi badan kapal
Hull efficiency (01) adalah harga perbandingan antara tenaga kuda effektip E.H.P.
terhadap tenaga kuda pendorong T.H.P.
,- = 2.-. *.
3.-. *.= 4 56
3 57
R : Hambatan kapal total (kN)
Vs : Kecepatan kapal (m/s)
Va : Kecepatan aliran air yang melewati propeller (m/s)
T : Trust (gaya dorong propeller)
-
22
2) 9: : efisiensi propeller kapal
Efisiensi propeller tergantung dari rancangan propeller yang digunakan.
Rancangan propeller ini tergantung dari series propeller yang digunakan. Efisiensi
propeller diperoleh berdasarkan hasil pengujian laboratorium atau berdasarkan
estimasi simulasi software.
Pembuatan Kurva KT Desain, KT, KQ dan Effisiensi Propeller
Pada satu kurva KT-KQ-J pada AE/AO tertentu terdiri dari beberapa kurva KT dan
effisiensi propeller yang jumlahnya tergantung pada banyaknya variasi P/D, dan satu
kurva KT desain. Dimana effisiensi dan KT sebagai sumbu ordinat dan J sebagai sumbu
absis.
1. Perhitungan advance coefficient ( J )
J =D.n
Va
Maka didapatkan rumus putaran propeller (n) = Va / J. D
2. Perhitungan thrust (T) dan torque (Q) desain
Rumus : KT = 42 .D.n
T [ Nm ]
KQ = 52 .D.n
Q [ Nm ]
Dengan mensubstitusikan rumus n maka didapatkan :
KT = T . J2
. Va2 . D2
Kurva KT desain ini berbeda beda tergantung pada variable diameter
propeller.
Berikut ini adalah data perhitungan untuk KT desain :
RT = 289.356 kN (misalkan, berdasarkan perhitungan hambatan kapal)
t = 0.10 (thrust deduction factor untuk kapal single screw dengan
transom)
-
23
T = RT/(1-t)
= 287.312 /(1-0.1)
= 319.2356 kN
0= 1025 kg/m3
Va = 6.23 m/s (speed of advance)
D = 0.65 M (diameter proper pada 0.65 x
T)
T = 319.2356 N
Variasi advance coefficient ( J ) dari 0.00 sampai 1.70 dengan interval 0.05
adalah sebagai berikut ini :
J Kt (0.65) J Kt (0.65)
0.00 0.0000000 0.90 0.2515700
0.05 0.0007765 0.95 0.2802987
0.10 0.0031058 1.00 0.3105802
0.15 0.0069881 1.05 0.3424147
0.20 0.0124232 1.10 0.3758021
0.25 0.0194113 1.15 0.4107423
0.30 0.0279522 1.20 0.4472355
0.35 0.0380461 1.25 0.4852816
0.40 0.0496928 1.30 0.5248806
0.45 0.0628925 1.35 0.5660325
0.50 0.0776451 1.40 0.6087372
0.55 0.0939505 1.45 0.6529949
0.60 0.1118089 1.50 0.6988055
0.65 0.1312201 1.55 0.7461690
0.70 0.1521843 1.60 0.7950854
0.75 0.1747014 1.65 0.8455547
0.80 0.1987713 1.70 0.8975768
0.85 0.2243942
-
24
3. Perhitungan KT ; KQ, effisiensi propeller
Perhitungan ini diklasifikasikan berdasarkan harga AE/AO dan P/D. Kurva
KT dan Effisiensi merupakan bentuk variasi dari harga AE/AO dan P/D. Jadi
pada satu variasi harga AE/AO terdapat 12 variasi harga P/D.
Berikut ini adalah Polynomial Wageningen B-Series yang digunakan untuk
mengetahui harga KT danKQ.
KT = dc
O
Eb
aabcd .ZA
A..
D
P..JA
No. KT = Aabcd . Ja . (P/D)b .(AE / AO)c . Zd
Aabcd a b c d
1 0.00880496 0 0 0 0
2 -0.204554 1 0 0 0
3 0.166351 0 1 0 0
4 0.158114 0 2 0 0
5 -0.147581 2 0 1 0
6 -0.481497 1 1 1 0
7 0.415437 0 2 1 0
8 0.0144043 0 0 0 1
9 -0.0530054 2 0 0 1
10 0.0143481 0 1 0 1
11 0.0606826 1 1 0 1
12 -0.0125894 0 0 1 1
13 0.0109689 1 0 1 1
14 -0.133698 0 3 0 0
15 0.00638407 0 6 0 0
16 -0.00132718 2 6 0 0
17 0.168496 3 0 1 0
18 -0.0507214 0 0 2 0
19 0.0854559 2 0 2 0
20 -0.0504475 3 0 2 0
21 0.010465 1 6 2 0
22 -0.00648272 2 6 2 0
23 -0.00841728 0 3 0 1
24 0.0168424 1 3 0 1
25 -0.00102296 3 3 0 1
26 -0.0317791 0 3 1 1
27 0.018604 1 0 2 1
28 -0.00410798 0 2 2 1
29 -0.000606848 0 0 0 2
30 -0.0049819 1 0 0 2
31 0.0025983 2 0 0 2
-
25
No. KT = Aabcd . Ja . (P/D)b .(AE / AO)c . Zd
Aabcd a b c d
32 -0.000560528 3 0 0 2
33 -0.00163652 1 2 0 2
34 -0.000328787 1 6 0 2
35 0.000116502 2 6 0 2
36 0.000690904 0 0 1 2
37 0.00421749 0 3 1 2
38 0.0000565229 3 6 1 2
39 -0.00146564 0 3 2 2
Nilai KT merupakan jumlah total eksponensial rumus KT pada input yang
sama.
KQ = dc
O
Eb
aabcd .ZA
A..
D
P..JB
KQ = Babcd . Ja . (P/D)b .(AE / AO)c . Zd
No. Babcd a b c d
1 0.00379368 0 0 0 0
2 0.00886523 2 0 0 0
3 -0.032241 1 1 0 0
4 0.00344778 0 2 0 0
5 -0.0408811 0 1 1 0
6 -0.108009 1 1 1 0
7 -0.0885381 2 1 1 0
8 0.188561 0 2 1 0
9 -0.00370871 1 0 0 1
10 0.00513696 0 1 0 1
11 0.0209449 1 1 0 1
12 0.00474319 2 1 0 1
13 -0.00723408 2 0 1 1
14 0.00438388 1 1 1 1
15 -0.0269403 0 2 1 1
16 0.0558082 3 0 1 0
17 0.0161886 0 3 1 0
18 0.00318086 1 3 1 0
19 0.015896 0 0 2 0
20 0.0471729 1 0 2 0
21 0.0196283 3 0 2 0
22 -0.0502782 0 1 2 0
23 -0.030055 3 1 2 0
24 0.0417122 2 2 2 0
25 -0.0397722 0 3 2 0
26 -0.00350024 0 6 2 0
-
26
KQ = Babcd . Ja . (P/D)b .(AE / AO)c . Zd
No. Babcd a b c d
27 -0.0106854 3 0 0 1
28 0.00110903 3 3 0 1
29 -0.000313912 0 6 0 1
30 0.0035985 3 0 1 1
31 -0.00142121 0 6 1 1
32 -0.00383637 1 0 2 1
33 0.0126803 0 2 2 1
34 -0.00318278 2 3 2 1
35 0.00334268 0 6 2 1
36 -0.00183491 1 1 0 2
37 0.000112451 3 2 0 2
38 -0.0000297228 3 6 0 2
39 0.000269551 1 0 1 2
40 0.00083265 2 0 1 2
41 0.00155334 0 2 1 2
42 0.000302683 0 6 1 2
43 -0.0001843 0 0 2 2
44 -0.000425399 0 3 2 2
45 0.0000869243 3 3 2 2
46 -0.0004659 0 6 2 2
47 0.0000554194 1 6 2 2
Nilai KQ merupakan jumlah total eksponensial rumus KT pada input yang
sama.
4. Perhitungan effisiensi propeller
p = KT . J / (2 . KQ)
KQ = KT . J / (2 . p)
Harga effisiensi dihitung pada setiap harga koeffisien of advance (J) pada
masing masing variasi AE/AO dan P/D.
Dari data diatas didapatkan grafik Kt-Kq-J dengan variasi harga sebagai
berikut:
- Variasi harga pitch ratio (P/D) yaitu : 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0, 1.05, 1.1, 1.15,
1.2, 1.25, 1.4 (berdasarkan variasi yang ada)
- Variasi AE/A0 antara 0,40 1,00 (jumlah daun = 4)
- Harga variasi J antara 0,00 0,17
-
27
- Harga diameter propeller (D) diambil sebesar 0.65 T = 5.10 m (tergantung
sarat kapal)
- Blade propeller (Z) diambil 4 daun.
Gambar 2.6. Diagram Kt-Kq-J propeller B-Series.
3) 9HH : efisiensi relative rotative
0KK merupakan perbandingan efisiensi baling-baling pada kondisi di belakang
kapal (behind the ship condition) dengan efisiensi baling-baling pada kondisi terbuka
(open condition).
Di depan sudah di terangkan pengertian pitch dari baling-baling. Berikut ini akan
dijelaskan apa yang dinamakan slip. Karena akibat bekerjanya baling-baling sejumlah
air bergerak melewati piringan baling-baling dengan dipercepat arah kebelakang,
maka sebenarnya baling- baling bergerak maju (ke arah majunya kapal) dalam setiap
satu kali putarannya sejauh dengan jarak yang lebih pendek dari jarak satu pitch dari
baling-baling tersebut.
-
28
Lain halnya dengan mur dan baut di mana setiap kali satu putaran dari mur
maka gerak majunya akan sama jaraknya dengan satu pitch dari ulir bautnya.
Pada baling-baling karena berputar di fluida. maka terjadilah perbedaan harga
tersebut dan perbedaan jarak itu disebut slip. Untuk baling-baling yang mempunyai
face pitch yang konstan kecepatan slip atau slip velocity didefinisikan sebagai
perbedaan antara pitch velocity (n.H) dengan speed of advance dari baling-baling (Va ),
= n .H Va
Sedangkan apa yang disebut slip ratio adalah:
6L =M.- 57
M.-= N
57
M.-
Di mana:
n = Rps (putaran tiap detik)
H = Pitch dari baling-baling
Karena Va adalah kecepatan ke muka dari baling-baling terhadap air
disekitarnya, maka harga Sw adalah harga slip yang sebenarnya = true slip = real slip.
Dalam praktek besarnya V dihitung dari kecepatan kapal Vs dan besarnya harga wake
fraction w dengan memakai rumus yang telah didapat dimuka, yaitu:
= (1 P)
Bilamana harga w tidak diketahui besarnya, maka untuk mengetahui besarnya
slip dari baling-baling kapal yang berlayar yaitu untuk memeriksa seberapa jauh
bekerjanya baling-baling pada beban muatan dan kecepatan kapal pada saat itu, maka
oleh orang kapal untuk mudahnya dipakailah harga V sebagai ganti harga Va
Perhitungan slip cara itu dinamakan apparent slip, yaitu:
Q =
= 1
Kalau kita kaitkan harga-harga Ss dan Sw dapatlah didapatkan hubungan
sebagai berikut:
-
29
1 #
1 Q=/
/ =
= (1 P)
= (1 P)
Perhitungan harga slip diatas biasanya memakai harga pitch nominal atau face
pitch, sehingga harga slip tersebut juga disebut nominal slip (Sn). Dalam praktek
orang jarang memakai harga slip yang disebut virtual slip yang menggunakan harga
virtual pitch (Sv).
-
30
BAB 3.
REPARASI BALING-BALING DAN POROS BALING-BALING
3.1 Reparasi Baling-baling
Baling-baling mengalami kerja dalam kondisi yang sulit dan berat, maka pada
masa tertentu akan mengalami kerusakan. Kerusakan-kerusakan yang bisa terjadi
pada propeller antara lain berupa:
a) Kerusakan akibat pengkaratan dan erosi (Gambar 3.1(a)-1)
b) Keretakan daun baling (Gambar 3.1(a)-2)
c) Robeknya daun baling-baling (Gambar 3.1(b)-1)
d) Bengkoknya daun baling-baling (Gambar 3.1(b)-2)
e) Terlepasnya baling-baling dari porosnya
(a) (b)
Gambar 3.1. Jenis kerusakan pada propeller.
Sebab-sebab kerusakan baling-baling terutama oleh karena erosi dan korosi.
Erosi daun baling-baling disebabkan karena gesekan serta pukulan air pada
permukaan baling-baling dan juga disebabkan pukulan ledakan dari gelombang
kavitasi. Kerusakan akibat erosi tergantung dari kecepatan putaran dari baling-baling.
Selama proses erosi, jika lapisan yang melindungi baling-baling terlepas maka akan
semakin memperparah kerusakan pada baling-baling.
-
31
Kondisi dari permukaan daun baling-baling akan mempengaruhi ketahanan
terhadap erosi. Permukaan daun baling-baling haruslah halus, tanpa pori yang halus,
lubang-lubang atau tonjolan-tonjolan. Kondisi dari permukaan daun baling-baling
harus dijamin keseimbangan balasnya terutama pada ujung baling-baling, dimana
pengkaratan dan erosi akan terjadi.
Ditinjau dari bahan baling-baling terdapat tiga macam yaitu:
a) Baling-baling dari besi tuang
Baling-baling jenis ini memiliki sifat mudah korosi dalam bentuk lubang-lubang
memanjang yang terjadi pada daerah tekanan kurang (belakang) dekat ujung-ujung
yang bergetar. Bagian-bagian lainnya dari daun baling-baling biasanya pengkaratan
agar berkurang. Kecepatan putaran baling-baling sangat berpengaruh pada
pengkaratan baling-baling. Untuk baling-baling jenis ini kecepatan 13,5 m/s adalah
cukup aman.
b) Baling-baling dari baja
Mudah mengalami pengkaratan pada tempat-tempat yang paling jauh dari
sumbu baling-baling, dekat dengan ujungnya. Pengkaratan dijumpai terutama pada
sisi belakang (tekanan rendah) jarang pada sisi muka (tekanan tinggi). Bentuk
pengkaratan pada baling-baling ini berupa lekuk (lembah) bermacam-macam
kedalaman atau bahkan sampai lubang yang tembus. Sehingga akibat proses
pengkaratan yang terus menerus lembah-lembah tersebut akan tergabung
mengakibatkan pengkaratan yang merata. Tiap-tiap 1,5 2 tahun baling-baling ini
harus diadakan perbaikan. Faktor utama yang menyebabkan kerusakan ialah aliran
yang keras dari air yang menyinggung daun baling-baling yang mengakibatkan baik
erosi maupun korosi.
c) Baling-baling dari brons (kuningan)
Adalah lebih tahan terhadap proses korosi maupun erosi. Biarpun begitu daun
baling-baling jenis ini akan mengalami proses kavitasi juga, yang menyebabkan
-
32
kerusakan pada sisi belakangnya. Kerusakan metal dari baling-baling brons sebagai
akibat erosi dan pengkaratan adalah berhubungan dengan faktor-faktor lain yang
mempengaruhi proses kerusakan ini. Misalnya baling-baling yang ringan dipakai pada
kapal dengan kecepatan yang tinggi, daun baling-baling akan deformasi dan terjadi
getaran. Daun baling-baling yang terjadi deformasi dan mengalami tegangan akan
menjadi anode dari bagian yang tak terjadi deformasi, dan akan terjadi pengkaratan
yang intensif. Daerah anode ini kemungkinan pada pangkal daun baling-baling
ditengah-tengah atau ujung daun baling-balingnya.
d) Baling-baling dari baja tahan karat
Apabila pengaruh kavitasi tidak timbul pada baling-baling ini maka kerusakan
utamanya hanya daun baling-baling lekuk. Baja tahan karat ini termasuk stainless steel
yang banyak jenisnya antara lain jenis 304, 316, 308, duplex, dan baja tahan karat
lainnya.
3.1.1 Melepas Baling-baling dari Poros Baling-baling
Melepas baling-baling dari poros baling-baling dilaksanakan setelah diketahui
kerusakan-kerusakannya dengan cara:
a. Pompa hydrolis (Gambar 3.2)
Gambar 3.2. Melepas Baling-baling dengan Pompa Hydrolis
1. rumah pompa; 2. plunyer; 3. pelat penahan; 4. baut pengikat; 5. poros untuk
melepas baling-baling; 6. ring penahan; 7 ring pengikat poros; 8. poros baling-
-
33
baling; 9. Baling-baling; 10. pipa untuk pompa hydrolis; 11. lubang pada pelat
penahan.
b. Baut penarik (Gambar 3.3)
Gambar 3.3. Melepas baling-baling dengan baut ulir pada bus baling-baling.
Kadang-kadang dalam pelepasan baling-baling ini biarpun dengan pertolongan
alat tersebut masih juga dibantu dipanaskan dengan las asetilen, tapi jangan sampai
memanaskan poros baling-baling Cara ini apabila menggunakan cara kedua dan
ketiga.
Untuk melepas baling-baling ini mur baling-baling janganlah dilepas seluruhnya,
tetapi disisakan tiga atau empat ulir.
c. Pasak (Gambar 3.4)
Gambar 3.4. Melepas Baling-baling dengan Pasak
-
34
Keterangan:
1. Pasak baja;
2. Rumah pasak;
3. Mur baling.
3.1.2 Reparasi baling-baling yang berkarat dan aus
Apabila kerusakan akibat karat serta keausan cukup dalam serta daerah yang
cukup luas (lebih dari 1/3 panjang daun baling-baling) maka bagian ini harus
dipotong, dengan terlebih dahulu ditera (ditandai) dan dipasang dengan bahan brons
baru dengan pengelasan.
Pengkaratan serta keausan yang lebih sedikit, maka daun baling-baling yang
menipis dapat diperbaiki dengan pengelasan (buiding up welding). Sebelum
pengelasan, daerah yang rusak harus dibersihkan sampai metal induk dengan gerinda.
Pelaksanaan pengelasan dapat dilaksanakan las asytilen atau las busur listrik dengan
electrode khusus. Supaya mudah dilakukan pengelasan maka baling-baling diletakan
sedemikian rupa pada landasan khusus (jig) sehingga pengelasan secara horizontal
(downhand welding)
Khususnya baling-baling dari brons harus dipanaskan 700c sebelum
pelaksanaan pengelasan. Setelah dilaksanakan pengelasan, daun baling-baling yang
dilas harus digerinda dan dihaluskan (di-Polish). Pemeriksaan yang selanjutnya ialah
pemeriksaan keretakan dengan dye penetrant method
3.1.3 Meluruskan daun baling-baling yang bengkok
Meluruskan daun baling dari baja yang bengkok dilaksanakan dengan
pertolongan pemanasan. Pembengkokan yang tak besar cukup meluruskan dengan
pukulan palu, dengan menahan dibaliknya dengan landasan kayu. Bila bengkoknya
cukup luas, meluruskan dengan mesin pres, atau pada peralatan yang sederhana
-
35
seperti pada Gambar 3.5. Setelah pelurusan daun baling-baling harus diadakan
anneling sampai 850-9500 C.
Gambar 3.5. Meluruskan daun baling-baling yang bengkok dengan pertolongan pompa hidrolis.
Gambar 3.6. Meluruskan daun baling-baling yang bengkok dengan pertolongan mesin pres.
Untuk baling-baling yang terbuat dari brons bengkokan daun baling-baling
dapat dilaksanakan dalam keadaan dingin (cold straightening process). Pelurusan
daun baling yang bengkoknya tak besar cukup dengan pukulan palu, tetapi bila
bengkoknya cukup besar dan luas dilaksanakan dengan pertolongan mesin pres
(Gambar 3.6)
Pada bengkok yang cukup tajam biarpun baling-baling dari brons dalam praktek
sering dipanasi dahulu sampai suhu 600-7000 C, agar dalam pelaksanaan pelurusan
jangan sampai keretakan baru.
-
36
Kadang-kadang pelurusan bengkoknya ujung daun baling yang tak besar dapat
dilaksanakan tanpa melepas baling. Pada prinsipnya setelah pelurusan bengkoknya
daun baling tidak boleh masih ada retakan. Apabila terdapat keretakan harus
dihilangkan dengan cara selanjutnya.
3.1.4 Memperbaiki daun baling yang retak dan patah
Keretakan permukaan pada daun baling harus dipersiapkan kampuh pengelasan
V atau X, tergantung dari ketebalan dari baling-baling. Keretakan dalam harus dibuat
kampuh pula serta mengisinya dengan material las yang sejenis.
Pengelasan keretakan baling-baling dari baja laksanakan las busur listrik dengan
electrode yang tepat. Baling-baling dari brons dapat diperbaiki dengan pengelasan
busur listrik atau las asytilen. Setelah pengelasan keretakan digerinda dan dihaluskan.
Ujung-ujung daun baling-baling yang patah harus dipersiapkan pemotongan
yang sempurna dengan peneraan terlebih dahulu, pemotongan dengan gergaji serta
dpersiapkan kampuh pengelasan.
Gambar 3.7. Perbaikan daun baling-baling yang patah.
Mula-mula pertama pemotong daun baling-baling yang patah dipersiapkan
dengan sistim ekor burung (Gambar 3.7b), dimana ekor burung dari bahan untuk
penyambungan harus pas. Setelah dipersiapkan kampuh pengelasan, dilaksanakan
pengelasan baik las busur listrik ataupun dapat jug alas asytilen. Dengan cara Gambar
3.7b ini terpaksa harus dipersiapkan bahan penyambung yang lebih besar. Maksud
tujuan sistim burung ini agar nanti apabila daun baling mengalami pukulan gaya luar
tidak akan terlepas pada tempat penyambungan ini. Tetapi dari beberapa percobaan
-
37
serta penelitian praktek perbaikan tanpa sistim ekor burung atau kampu las yang
lurus, (Gambar 3.7c) tidak menunjukkan tanda kekuatiran di atas. Oleh karena cara
penyambungan Gambar 3.7c sekarang merupakan caara penyambungan daun baling-
baling yang patah. Cara ini membutuhkan bahan penyambung yang lebih sedikit dan
berkat bahan pengikat (electrode) yang tepat merupakan penyembungan yang cukup
homogeny, kuat dan elastis.
Yang penting dalam hal ini tepatnya pemilihan bahan penyambung yang dapat
diambil dari daun baling bekas atau bahan pelat yang sama dengan material induk.
Setelah pengelasan penyambungan tidak saja dilakukan penggerindaan pada
kampuh pengelasan, tetapi juga bahan penyambung agar bentuk daun baling yang
diperbaiki sama dengan bentuk aslinya, baik bentuk sisi luarnya atau tebalnya.
Setelah peggerindaan dan penghalusan perlulah diadakan pengontrolan pitch
(langkah) dari daun baling yang diperbaiki sama tidaknya dengan daun baling lainnya.
3.1.5 Membalansir baling-baling
Dalam pembuatan baru atau reparasi, baling-baling haruslah diadakan balansir
(balancing) untuk menghindari getaran (vibration) dalam pemakaiannya.
Membalansir adalah pengontrol titik berat dari baling-baling dan ssumbuh utama dari
inertia berhimpit dengan sumbu perputaran. Ketidaktepatan ini mungkin terjadi pada
pengerjaan dengan mesin, tidak uniform-nya material atau sebab-sebab pada
pemakaian.
Baling-baling yang tidak dibalance menyebabkan gaya inertia atau momen yang
menyebabkan getaran pada pemakaiannya. Sedangkan gaya sentrifugal terjadi bila
sumbu inertia parallel dengan sumbu dari putaran, tetapi titik berat dari baling-baling
tidak terletak pada sumbu perputaran.
-
38
Gambar 3.8. Membalansir statis baling-baling.
Keterangan Gambar 3.8:
1. Poros sebagai tumpuan; 2. Poros; 3. Konis penjepit; 4. Konis penjepit; 5. Baling-baling.
Setelah baling-baling dibalansir dan di polish siaplah baling tersebut
dilaksanakan pengepasan lubang konis baling dengan konis poros baling-baling.
3.1.6 Pengepasan Lubang Konis Baling-baling dengan Konis Poros Baling-baling
Pengepasan lubang konis baling-baling dengan konis poros baling-baling
dilaksanakan langsung pada konis poros baling-baling. Poros baling-baling
ditempatkan pada landasan khusus dan diikat, kemudian baling dipasangkan pada
konis poros baling yang telah dipasang pasaknya pula. Baling-baling diikat dengan
mur pengikat sampai kuat. Dan apabila pada konis poros baling telah diolesi lood wit
(paint spot method), setelah dilepas maka terlihat konis poros baling tempat
persinggungan dengan lubang konis baling-baling. Tempat (titik) persinggungan
harus uniform seluruh permukaan persinggungan. Makin banyak titik persinggungan
makin sempurnanya pengepasan lubang konis baling-baling dengan konis poros
baling; normalisasi titik persinggungan ialah dua sampai tiga tempat pada tiap-tiap 1
cm2. Pengepasan dari pasaknya sendiri juga harus diperhatikan.
-
39
3.2 Pengukuran Kelonggaran Poros Baling-baling
Pada waktu kapal dinaikan di atas dok, perlulah mengukur kelonggaran poros
baling-baling dengan bantalan pada bagian belakang dan bagian muka dari stern tube
serta juga pada boss propeller bracket (bos penyokong baling) bila ada. Pengukuran
ini dilaksanakan seteliti mungkin agar tidak lanjut perbaikan poros baling dapat
dilaksanakan. Pengukurun dilaksanakan kelonggaran pada 4 titik yaitu atas, bawah,
kanan dan kiri dengan "vuller" atau didongkrak serta ditandai. Pengukuran ini akan
lebih sempurna apabila poros baling dilepas, sehingga kita dapat mengukur diameter
luar poros baling-baling dan mengukur diameter dalam bantalan poros baling-baling.
Perbedaan diameter-diameter ini adalah kelonggarannya.
Kelonggaran poros baling-baling dengan bantalannya dalam keadaan baru dan
maksimum yang diijinkan tergantung dari jenis bantalannya, jenis bantalan ini akan
menyangkut pula jenis pelumasannya.
Bantalan kayu pak (lignum vitea) pelumasannya air laut atau air tawar (untuk
kapal-kapal sungai & danau), biarpun jarang sekali dijumpai dengan pelurnasan
minyak lumas.
Bantalan babbit metal (white metal) pelumasannya dengan minyak lumas atau
vet cair. Sedangkan bantalan karet sintetis (synthetic rubber) pelumasannya dengan
air. Disamping itu masih terdapat bantalan poros baling-baling dari brons dengan
pelumasan air atau minyak pelumas serta bantalan dari plastic material (wood plastic
atau Lesetolite) dengan pelumasan air. Kelonggaran poros baling-baling dengan
bantalannya dapat terlihat seperti dalam Tabel 3.1.
Tabel 3.1. Kelonggaran poros baling-baling dengan bantalannya.
Jenis dari pada
bantalan
Kelonggaran terkecil pada
waktu keadaan baru
Kelonggaran terbesar yang
harus diadakan penggantian
Kayu Pok
(Lignum vitea)
0,004 D + 1 (m/m) 0,1 D + 3 (m/m)
Babbit metal
(White metal)
0,001 D + 0,5 (m/m) 1,5 % D
-
40
Karat Sintesis 1,00 1,25 m/m untuk D =
100m/m
1,90 2,50 m/m untuk D =
500 m/m
2,8 6,0 m/m untuk bantalan pada
stern tube
4,0 8,5 m/m untuk bantalan pada
bas penyokong baling-baling
Untuk bantalan babbit metal kelonggaran maksimum 3 m/m, apabila D
(diameter poros baling-baling) tidak lebih 250 m/m dan 3,5 m/m apabila D lebih
besar 300 m/m.
Untuk bantalan brons yang hanya dijumpai pada kapal-kapal yang kecil atau
kapal-kapal tunda maka kelonggaran maksimum ialah 3% dari D.
Untuk bantalan plastic material kelonggarannya sama dengan seperti bantalan
lignum vitae. Setelah diketahui kelonggaran poros baling-baling dengan bantalannya
dapat ditentukan perlu tidaknya poros baling-baling dilepas. Melepas poros baling-
baling ada dua cara yaitu :
a. ditarik kebelakang (bersama baling-baling atau tidak) apabila flens koppling
poros baling-baling dapat dilepas.
b. ditarik ke muka (dengan melepas dahulu baling-baling) apabila flens koppling
poros baling-baling tidak dapat dilepns. Cara mengeluarkan dari kapal dapat
melalui lubang kamar mesin atau pelat lambung dipotong.
3.3 Perbaikan Poros Baling
3.3.1 Kerusakan poros baling-baling
Dapat berupa kerusakan ulir dari poros baling-baling; kerusakan dari rumah
pasak pada konis poros baling-baling, keausan dari permukaan konis kerusakan
(keausan, pengkaratan keretakan dan lain-lain) pada daerah perubahan konis ke
daerah silinder. Keausan atau cacat lain pada daerah bantalan poros baling-baling
atau keausan "sleeve"nya atau mungkin juga kedudukan sleeve-nya dengan poros
berongga karena pengkaratan pada porosnya.
-
41
Kerusakan dari lubang baut pas dari flens koppling karena misaligument
(ketidak lurusan) dari poros baling dan poros antara atau pengikatan baut yang tidak
sesuai prosedur.
Keretakan poros baling-baling sebagai akibat konsentrasi tegangan setempat,
tegangan temperatur (thermal stress), pukulan, qualiteit material yang tidak baik dan
lain-lain. Tegnangan pada poros baling-baling juga dapat disebabkan tidak betulnya
bentuk poros, pengkaratan setempat serta misaligument, dari poros. Tegangan
temperatur disebabkan kenaikan temperatur kurang sempurnanya pelumasan atau
misaligument poros. Keretakan harus dihilangkan dengan segera, apabila tidak dapat
dihilangkan poros baling-baling harus diganti. Melentur atau bengkoknya poros
baling-baling disebabkan berputarnya poros baling yang tak normal, misaligument
atau pukulan gaya luar.
Poros baling-baling mengalami kerja lebih berat kondisinya dibanding dari pada
poros antara lainnya. Bila baling-baling mengalami kerusakan akibat pengkaratan
atau erosi, atau bahkan salah satu daun baling patah (biarpun sebagian saja) maka
balans dari baling terganggu, terjadi gaya periodis yang melenturkan poros baling-
baling dan akhirnya poros baling-baling mengalami tegangan tambahan. Gaya
periodis tersebut pada poros baling akan bertambah besar bila kapal bergerak tanpa
muatan atau balas. Kerusakan atau keausan bantalan poros baling-baling, terutama
sebagion bantalon yang berdekato.n dengan baling2 juga disebabkan gaya periodis
ini.
Pada cuaca laut bergelombang pada poros baling juga akan bekerja tegangan
dinamis tambahan, sebagai akibat dar frequensi dan periode baling-baling yang
sudah patah sa1ah satu daunnya.
Pengkaratan pada poros baling intensif sekali pada tempat-tempat yang
berhubungan material lain (lihat sleeve dari brons). Situasi akan membuat lebih rumit
dimana tidaklah mungkin mengontrol poros baling sewaktu-waktu. Pengontrolan
poros baling hanyalah dilakukan apabila kapal di atas dok, diukur kelonggaran
-
42
dengnn bantalannya atau dilihat secara visuil keseluruhan poros baling-baling atau
bahkan diperbaikinya.
Sehingga Biro Klasifikasi menentukan pemeriksaan secara periodik poros
baling-baling untuk pengukuran kelonggaran poros baling-baling tiap docking; untuk
pemeriksaan secara visuil; tiap dua kali docking (bila poros tidak ditutup sleeve atau
ditutup sleeve setempat-setempat); Sedangkan poros baling-baling ditutup sleeve
secara kontinue dapat diperiksa secara visuil empat tahun sekali apabila tidak ada
kecurigaan lainnya.
Faktor utama dalam kesukaran kondisi operationil inlah keaktifan pengkaratan
dari air lautyang mengakibatkan kerusakan poros baling-baling. Gaya-gaya luar yang
mengakibatkan kerusakan poros baling ialah gaya-gaya pukul dari benda-benda yang
terapung (kayu, es dll.) serta dasar perairan.
Alasan pokok dari kerusakan poros baling2 pada daerah perubahan konis dan
silinder adalah kelelahan material akibat pengkaratan.
Setelah pemakaian poros baling-baling yang cukup lama terlihat, keretakan
permukaan pada daerah antara dua sleeve. Keretakan-keretakan ini disebabkan
tegangan puntiran, serta kelanjutan dari keretakan ialah keretakan. Oleh sebab itulah
pada sleeve yang terpotong, daerah antara dua sleeve dilindungi oleh karet serta
plastic material.
Sering juga dijumpai kerusakan poros baling, pada daerah bagian muka
persinggungan dengan baling-baling serta sisi belakang dari bos poros baling-baling
yang terbuka (poka bantalan poros baling-baling dengan permukaan air) terlihat tali,
tali jaring, tali baja dll., sehingga seakan-akan poros tergesek terus pada perputaran
sampai aus. Oleh karena itulah pada poros dengan bantalan pelumasan air, harus
dilindungi pelat pelindung terhadap tali (trossen schern bahasa Belanda).
-
43
3.3.2 Perbaikan poros Baling-baling
Ulir pada poros baling-baling perlu diperhatikan dalam waktu pelepasan
baling-baling atau transportasinya, sebab apabila terantuk ulir akan rusak. Oleh
karena itu pada pelepasan baling atau transportasinya dilindungi atau dibalut serta
kalau mungkin murnya tidak perlu dilepas atau dipasang saja. Apabila terjadi cacat
perlulah Biro Klasifikasi memeriksanya, dalam hal ini kemungkinan tak perlu
diperbaiki atau harus diperbaiki. Memperbaikinya tidak diperbolehkan dengan
menlasnya, karena Biro Klasifikasi belum mengijinkan pengelasan poros baling-
baling. Jadi apabila kerusakan ulir itu diperbaiki dengan membubutnya dengan cara
mengecilkan diameternya (dengan mengorbankan mur yang lama) serta membuat
mur baru atau memperpanjang ulir (kalau memungkinan). Pembubutan diameter ulir
juga haru diperhatikan, jangan sampai melampaui diameter minimumnya.
Konis poros baling pada pemasangan baru atau setelah perbaikan baling-
baling harus cukup baik persinggungannya selain diperbaiki bidang
persinggungannya konis baling-baling dan konis poros baling dengan melamaknya,
masih diusahakan jangan sampai air masuk ke sela-selanya dengan penempatan
pakking karet yang ditekan oleh ring dengan baut pada sisi muka dari baling-baling.
Cara ini terutama pada pemakaian air pada pelumasan bantalan poros baling. Apabila
pakking ini tidak berfungsi maka air laut masuk sela-sela konis, sehingga terjadilah
pengkaratan pada konis poros baling-baling. Pengkaratan konis poros baling ini
diperbaiki dengan membubutnya di atas bangku bubut. Setelah dibubut perlu dipas
lagi dengan konis baling-baling dengan melamaknya.
Rumah pasak kadang-kadang terjadi kerusakan akibat puntiran. Perbaikan
harus mengkatternya serta mengganti pasak, tetapi apabila tidak memungkinkan Biro
Klasifikasi mengijinkan memindah rumah pasak pada tempat lainnya dengan
memutar 180, Dalam pembubut konis poros baling-baling kemungkinan kedudukan
baling2 akan maju. Majunya kedudukan baling-baling juga harus diperhatikan jangan
sampai terjadi kesukaran lainnya yaitu menonjolnya pasak keluar daerah baling atau
-
44
diameter lubang sisi maka konis baling lebih besar diameter baling-balingnya sendiri
sehingga terjadi rongga serta mengecilkan luas persinggungan konis baling-baling dan
konis poros baling.
Tadi sudah dijelaskan bahwa tempat yang kritis poros baling ialah pada
lehernya yaitu perubahan konis dengan bentuk silindernya.
Apabila terdapat keausan atau pengkaratan; dapat diadakan pembubutan
(yang terpaksa melingkar) atau penggerindaan setempat bata gerinda khusus (apabila
pengkaratan setempat). Cara yang kedua ini harus disetujui Biro Klasifikasi.
Pembubutan ini masih diperbolehkan selama diameternya jangan sampai lebih
kecil diameter poros baling-baling mininum yang diijinkan pada peraturan Klasifikasi.
Setelah pembubutan dan penggerindaan pada leher poros baling-baling ini haruslah
diperiksa keretakannya.
Kerusakan pada daerah tepat pada bantalan adalah keausan dan pengkaratan.
Perbaikan adalah hanya dengnan pembubutan sampai keausan dan pengkaratan
hilang. Dalam pembubutan ini diusahakan diameter poros baling pada bantalan muka
lebih kecil dibanding diameter pada bantalan belakang bila poros baling-baling. Cara
mengeluarkannya di tarik kebelakang. Biasanya diameter ini akan sebeliknya apabila
poros baling-baling cara mengeluarkannya ditarik kemuka. Dalam pembubutan poros
baling tepat pada bantalan juga harus diperhatikan, tidak boleh lebih kecil dari
diameter minimum poros baling menurut peraturan Klasifikasi.
Keausan poros baling-baling pada daerah stern gland packing juga nyata
kelihatan. Cara memperbaikinya ialah pembubutan seperti diatas.
Flens koppling, poros baling-baling yang dapat dilepas juga perlu diperhatikan
persinggungan lubang konisnya dengan konis poros baling-baling pasak dan rumah
pasaknya seperti pada konis baling-baling. Flens koppling poros baling baik yang
dapat dilepas maupun yang tetap harus diperiksa bidang persinggungan dengan flens
koppling poros antara. Bidang persinggungan ini harus tegak lurus sumbu poros
baling-baling.
-
45
Dalam perbaikan poros diatas bangku bubut keolengan yang diijinkan adalah
sebagai berikut :
a. Pada tempat bantnlan, sleeve tidak boleh lebih dari 0.03 m/m.
b. bidang persinggungan flens tidak boleh lebih 0.015 0.02 m/m
c. lingkaran flens tidak boleh lebih 0.01 m/m untuk tiap diameter flens 100 m/m
d. bagian yang tidak di tumpu tidak lebih 0.1 m/m.
Kecekungan dari bidang persinggungan tidak lebih dari 0.05 m/m, sedangkan
kecembungan tidak diperkenankan sama sekali.
Elliptisiteit yang diijinkan pada konis, tempat bantalan dan sleeve adalah sebagai
berikut:
a. Untuk poros antara (intermediate shaft) dengan diameter 120 - 500 m/m :
elliptisiteit dari 0.02 s/d 0.04 m/m sedangkan konis 0.02 s/d 0.05 m/m.
b. Untuk poros baling-baling dengan diameter 120 - 500 m/m elliptisitcit dari
0.02 s/d 0.05 m/m sedangkan konis 0.03 s/d 0.06 m/m.
3.3.3 Memperbaiki dan Mengganti Baru Sleeve Poros Baling-baling
Seperti diketahui sleeve atau shaft liner merupakan tempat bertumpunya pada
bantalan. Biasnnya sleeve terbuat dari brons atoau metal tahan karat. Poros baling-
baling yang memakai sleeve biasanya dengan bantalan dari bahan lignum vitae.
Tebal minimum dari sleeve baru yang dipasang pada poros baling-baling
menurut Lloyd Register of Shipping 1971 ialah:
% =S + 230
32V/V
Dimana:
D = diameter dari poros baling-baling
Menurut Germanisher Lloyd 1971 :
t = 0.0 3 D + 7, 5 (m/m)
-
46
Kerusakan dari sleeve atau shaft liner ini adalah keausan pengkaratan dan oleh
karena pelumasannya air laut yang kemungkinan bisa termasuk pasir ntau kasaran
dari luar bisa terjadi kerusakan yang cepat. Selain itu bisa terjadi sleeve keretakan
atau sleeve sudah duduk betul dengan poros.
Apabila keausan sleeve diperbaiki dengan membubutnya. Pembubutan sleeve
ini jangan sampai 25% dari tebal sleeve seperti rumus diatas pada tempat bantalan
atau 50% pada tempat lamnya atau tempat stern gland packing.
Keretakan atau kerusakan lain yang terpusatkan tidak 1ebih sepertiga panjang
sleeve, diperkenankan mengganti sebagian dari sleeve dengan cara pengkerutan pula.
Tepat pada penyambungan dibat tangga (Gambar 3.9) dan dengan penempaan dalam
keadaan dingin atau dilas, karena daerah tangga itu sudah mengalami pengkerutan
sendiri sehingga pengelasan itu tidak mempengaruhi bahan poros.
Cara penempaan dan pengelasan ini agar penyambungan sleeve cukup membuat
kedap air.
Gambar 3.9 Penggantian baru sebagian sleeve.
Penggantian sebagian sleeve diusahakan agar materialnya sama atau dengan
perbedaan kekerasan sekitar 15 brinel. Setelah ditempa dan dilas dibubut sesuai
dengan diameter yang diperlukan.
Apabila terdapat lubang setempat dapat dibubut landai, tetapi dengan luas tidak
lebih 3% dari luas seluruh persinggungan sleeve.
-
47
Jika kebetulan sleeve setelah dibubut melebihi 25% pembubutannya atau daerah
kerusakannya lebih sepertiga panjang sleeve maka sleeve harus diganti baru.
Mengganti baru sleeve terlebih dahulu melepas sleeve yang lama dengan
memotong secara longitudinal dengan sekrap atau peralatan potong lainnya. Setelah
sleeve lama dilepas permukaan poros diperiksa dan diukur. Permukaan poros baru
bersih dan halus (bebas dari karat serta cacat-cacat lain). Elliptisiteit dari poros
baling-baling untuk pemasangan sleeve baru tergantung dari diameter poros baling-
baling yaitu 0.02 m s/d 0.05 mm untuk diameter dari 120 sampai 500 mm.
Material sleeve brons atau baja tahan karat, tetapi bila bantalan poros baling-
baling dari lignum vitae/wood plastics atau sintetic rubber. biasanya dibuat dari brons.
Sedangkan bantalan poros baling-baling dengan white metal (babbit) yang dilumaasi
dengan minyak lumas, maka sleeve baja tahan karat dapat dipakai. Sleeve untuk poros
baling-baling kapal yang besar panjangnya mencapai 3 4 m.
Gambar 3.10 Pembuatan bagian sleeve dengan hubungan pengkerutan & penempaan dalam keadaan
dingin
-
48
Mengecor sleeve macam ini sukar dan resiko kegagalan besar sekali serta atlat
sulit pengerjaan mesinnya. Selain itu pemasangan dengan pengkerutan sleeve yang
panjang sulit; keretakan dan kegagalan pemasangan kemungkinan besar bisa terjadi.
Karena itu sleeve yang panjang dibagi dengan kepanjangan tiga atau empat kali
diameter poros baling-baling. Sambungan antara dua bagian sleeve seperti apa yang
dilakukan pada Gambar 3.10.
Material sleeve untuk sleeve tunggal atau bagian dari sleeve yang panjang
setelah pembubutan secara kasar harus diperiksa kekedapannya airnya dengan
tekanan 2 kg/cm2 poros baling yang akan dipasang sleeve diletakkan secara
horizontal.
Diameter dalam sleeve lebih kecil :
WX.XXX
Y
WX.XXX dari diameter poros baling-baling. Setelah sleeve dipanaskan
sampai temperatur 300-400C pada kumparan listrik khusus tempat pemanas khusus
dan setelah diperiksa pemuaian diameter dalamnya pada saat yang sama. Diameter
penuaian 1-1.15 mm diatas diameter poros baling-baling agar dengan mudah
memasukkan pada poros baling-baling. Dan setelah dingin sleeve tersebut terpasang
secara pengkerutan (shrink fitting).
Apabila sleeve terdiri atas beberapa bagian, pemasukan sleeve selanjutnya
dilaksanakan sama dengan yang terdahulu, sedangkan sambungan antara dua sleeve
setelah dilaksanakan, poros yang terpasang sleevenya dibubut sesuai diameter yang
diperlukan dengan memperhatikan ketebalan sleeve diusahakan setebal mungkin.
Jika sleeve hanya dipasang pada tempat bantalannya saja maka material poros
baling-baling antara kedua sleeve akan mengalami pengkaratan yang aktif (ingat
pelumasan air laut serta terdapat dua metal yang berlainan), sehingga dianjurkan
pada daerah ini dilindungi dengan karet atau cat khusus.
Tetapi kedua cara ini masih mempunyai bebrapa kelemahan. Akhir-akhir ini
sering dipakai Phillyclad taclshaft coating system dari Philadelphia Resins
-
49
Corporation, yang merupakan perlindungan yang permanen untuk poros baling-
baling (khususnya poros baling yang keluar badan kapal).
Lapisan glass tape ini tergantung dari besarnya diameter poros baling-baling
dapat 3 lapis serta dapat juga 4 lapis. Lebar glass tape ini juga tergantung diameter
poros baling-baling. Pelaksanaanya poros diputar pada mesin bubut dengan putaran
rendah tergantung juga diameter poros baling-baling, agar mudah membelit glass
tape serta larutan tidak meleleh pada satu tempat. Sampai glass tape serta larutan
kering mesin bubut tetap berputar, sampai 8 jam akan kering.
Lapisan ini pelaksanaanya cukup mudah dan cukup kuat. Lapisan sleeve yang
kontinue dan terpisah hanya pada bantalan-bantalannya akan mempengaruhi waktu
pemeriksaan secara visual keadaan poros baling-baling oleh Biro Klasifikasi. Bila
poros baling-baling dengan sleeve yang terpisah tiap 2 tahun diadakan survey
sedangkan apabila sleevenya kontinue dapat sampai 4 tahun baru disurvey dan poros
baling dikeluarkan kelonggarannya masih memenuhi syarat.
3.3.4 Memperbaiki lubang pasak pada konis poros baling serta penggantian pasak
(termasuk pasak flens kopling).
Apabila lubang psak pada sisi memanjangnya terdapat kerusakan lebih 25%
panjangnya (akbat benturan baling-baling misalnya) atau 20% dari dalamnya maka
lubang-lubang pasak harus diperlebar dan diperdalam dengan mesin katter.
Dalam hal ini diusahakan sedikit mungkin mengkotter material poros. Sebagai
akibat diperlebarnya lubang pasak, terdapat batasannya yaitu tidak boleh lebih dari
5% dan nominal lebarnya atau tidak boleh lebih dari 4 mm. apabila kerusakan lubang
lebih parah dan masih tetap tidak terdapat keretakan, maka lubang pasak dapat
dibuat pada arah yang berlawanan.
Lubang pasak baru ini perbedaan lebarnya tidak boleh lebih dari 0.05 mm tiap
100 mm panjang. Ini dapat dilihat dengan memasukkan pasak pada lubang pasak.
Sedangkan dalam lubang pasak tidak boleh lebih besar dari 0.3 mm perbedaannya.
-
50
Lubang pasak pada konis baling-baling sarat-sarat pemeriksaaannyaseperti
pada lubang pasak pada konis poros baling-baling. Penggantian pasak dibuat dari baja
tempa. Pasak setelah dibuat dengan ukuran yang dikehendaki diperiksa kerataan
permukaannya dengan normaisasi 4 titik tiap 21 cm2.
Pasak yang sudah dipasang pada lubang psak tidak bisa dimasukkan dengan
feeler gange ketebalan 0.05 mm. pada prinsipnya 85% dari permukaan pasak tiap sisi
baru bersinggungan dengan lubang pasak secara uniform. Dasar dari pasak harus juga
baik bersinggungan dengan dasar dari lubang pasak.
Untuk memudahkan melepas baling-baling dari konis poros baling-baing, maka
antara lubang pasak pada konis baling-baling harus ada kelonggaran dengan pasak
sebesar 2-3% tinggi pasak.
3.3.5 Memperbaiki poros baling-baling dengan pengelasan dan pelurusan poros
baling-baling yang bengkok.
Dalam literature terdapat cara perbaikan poros baling-baling yang aus, berkarat
atau bagian-bagian yang rusak dengan pengelasan.
Tetapi sampai saat ini Biro Klasifikasi Indonesia belum menginginkan sekarang
pengelasan pada poros baling-baling dengan alasan-alasan yang cukup beralasan.
Dalam literatur disebutkan telah diadakan percobaan-percobaan dengan hasil
baik pengelasan poros baling tepat pada daerah bantalan, konisnya serta ulirnya
dengan pengelasan otomatic, semi-otomatic maupun manual welding.
Dalam pengelasan ini dianjurkan dengan cara pengelasan menurut garis ulir
dengan peralatan khusus yang dapat memutar poros dengan kecepatan sama dengan
kecepatan pengelasan.
Kebanyakan lebih berhasil bila memakai semi automatic welding.
Pengelasan lubang baut pas pada flens. Lubang baut pas pada flens koppling
poros kemungkinan dapat terjadi cacat pada pemakaiannya.
-
51
Lubang baut yang pas ini dapat diperbesar dengan mengganti pula baut pasnya.
Tetapi memperbesar lubang baut pas ini sampai pada batas persyaratannya.
Oleh karena itu diperkenankan oleh Biro Klasifikasi menutup lubang baut pas yang
lama dan membuat lubang baut pas yang lama dan membuat lubang baut pas pada
tempat yang baru diantara dua lubang baut pas yang lama.
Agar supaya proses pengelasan tidak terlalu banyak, lubang baut pas ditutup
oleh silinder yang bahannya yang sama dengan bahan poros baling dan flens koppling
setelah silinder dimasukkan dan kedua ujungnya diberi kampuh las, kemudian dilas
listrik dan dibubut kedua
Sisinya setelah diadakan heat treatment akhirnya dibuat lubang pas baut baru
diantara dua lubang baut pas yang lama.
Perbaikan poros yang bengkok: Poros yang bengkok pada prinsipnya dapat
diperbaiki dengan membubutnya atau meluruskan serta membubutnya.
Oleh karena pengelasan listrik belum diperkenankan oleh biro klasifikasi maka
electric building up tidak dipakai.
Pembubutan akan efektif apabila kelenturan tak begitu besar, dalam hal ini tak
akan membahayakan pemakaian poros yang telah diluruskan.
Dalam literatur dijelaskan bahwa dalam perbaikan atau pelurusan poros
engkol, poros dari rotor, poros transmisi dll. yang bengkok dapat dilaksanakan
dengan berbagai cara.
Pelurusan poros yang bengkok adalah pengerjaan yang harus dapat
dipertanggung jawabkan karena perlulah diketahui poros pokok yang
dipengaruhinya.
Pelurusan dapat dilakukan dua cara yaitu:
a. Dengan menekan bagian metal pada sisi yang bembung (ini akan efektif
dengan pemanasan yang cepat).
-
52
b. Dengan merentangkan bagian metal pada sisi yang cekung (secara mekanis
dengan memukul bagian yang cekung).
Sehubungan dengan ini, terdapat metode pemanasan, mekanis, dan pemanasan-
mekanis untuk pelurusan poros.
1. Metode pemanasan (thermal method) terdiri pemanasan pada bagian yang
terbatas dari sisi yang cembung dengan las acetilen.
Di luar bagian yang kebengkokannya maksimum ditutup dengan kain asbes
kira-kira sepertiga lengkungan tegak lurus sumbu poros dan kira-kira 0,15
diameter poros sejajar sumbu poros, untuk melokalisir pemanasan, metal pada
daerah pemanasan memuai, tetapi akan ditahan oleh daerah yang dingin
dengan tekanan elastic-plastic.
Gaya yang tidak simetris ini menimbulkan momen lengkung dan poros akan
melengkung lebih besar. Bila material pada bagian yang dipanaskan mencapai
yield point maka kebengkokan akan mencapai maksimum.
Pada pendinginan, bagian yang dipanaskan secara eksentris yang lebih dahulu
mengalami tekanan plastis, akan menjadi lebih pendek, tetapi disini ditahan
oleh bagian yang tidak dipanaskan dari poros yang menimbulkan tegangan. Ini
menimbulkan gaya longitudinal, yang momennya akan melawan kebengkokan
dari poros, jadi akan mengarah menjadi lurus.
Dalam proses pelurusan poros yang bengkok harus diperiksa hasil
kelurusannya dengan alat pengukur, terutama setelah didinginkan. Jika
diperlukan proses pelurusan diulang berkali-kali dan setelah pelurusan poros
diadakan annealing.
2. Metode mekanis
Mechanical method pada prinsipnya daerah yang cekung ditekan dengan mesin
pres atau pompa hidrolis, sedang yang cembung ditumpu pada dua titik. Proses
penekanan ini dilaksanakan tanpa pemanasan atau keadaan dingin sambil
diperiksa kelurusannya dengan alat pengukur setelah poros lurus, untuk
-
53
menghilangkan tegangan-tegangan yang timbul dalam proses pelurusan dalam
keadaan dingin, proses harus diadakan annealing. Dan setelah itu proses sekali
lagi diperiksa kelurusannya, yang memungkinkan poros menjadi bengkok lagi
selama proses annealing.
3. Metode pemanas-mekanis (thermomechanical method) terdiri bersamaan
proses penekanan dengan mesin pres atau hydrolis jack daerah yang bengkok
dipanaskan dengan las acytilen sampai temperatur 1000-1100 C.
Metode ini dipakai untuk proses pelurusan dengan lenturan yang besar dan
kaku serta untuk mempercepat proses pelurusan.
Dalam hal ini penyusun pernah mengalami suatu problem perbaikan suatu
poros baling-baling suatu kapal tunda (TD. INDRA GIRI dan TD. SAMPIT). Dimana
kapal tunda ini mempunyai dua buah poros baling yang menjorok keluar badan kapal.
Oleh karena itu untuk menghindari proses pengkaratan, poros baling dibuat dari baja
tahan karat. Tetapi baling-baling yang menjorok keluar badan kapal ini tidak diberi
pelindung (berupa nozle atau lainnya) terhadap benda-benda yang terapung atau
melayang (kayu misalnya). Sehingga kedua baling-baling dari kedua kapal ini dalam
operasinya mengalami pukulan tiba-tiba gaya luar, sehingga daun baling-baling
mengalami kerusakan bengkok dan patah. Selain itu karena cukup besarnya gaya
pukulan ini akan membengkokkan dan sedikit memuntirkan poros baling-baling ini.
Dan setelah proses pembengkokkan ini baling-baling masih tetap dipakai, akan
mempercepat proses keausan bantalannya dari lignum vitae.
Setelah survey yang pertama dari surveyor Biro Klasifikasi yang diakui
international ini memutuskan poros baling-baling harus diganti baru.
Dalam penggantian baru poros baling-baling, galangan kapal mengalami
kesulitan sebab poros baling-baling ini panjangnya 6739 mm tidak dijumpai
dipasaran (dalam pasaran panjang poros hanya 6000 mm). Sedangkan import poros
baling-baling jadi atau bahan porosnya memerlukan waktu yang cukup lama, maka
galangan kapal mengusulkan dua alternatif, yaitu :
-
54
a. Membuat poros baling-baling ini terdiri dari dua bagian dengan hubungan
koppling diluar badan kapal. Tetapi cara ini memerlukan gambar dan
persetujuan Biro Klasifikasi, dan ini memerlukan waktu pula. Sebab koppling
diluar badan kapal ini harus ada penambahan perlindungan khusus dengan
seal yang menjamin kekedapan air atau memakai misalnya Shaft cuopling type
hydrolic mounting yang ini juga tak mungkin karena juga harus import pula
(karena konstruksi koppling dengan hak paten).
b. Dengan meluruskan poros baling-baling yang bengkok ini, tetapi pelaksanaan
galangan belum pernah melaksanakan, biarpun dalam literatur yang telah
kami terangkan diatas ada dan dapat dilaksanakan
Jawaban surveyor Biro Klasifikasi tersebut setelah berkonsultasi dengan kantor
pusatnya, terdapat jawaban dari kantor cabangnya dari Singapore tertanggal 7 Januari
1978 yaitu pelurusan poros baling-baling sering berhasil dilaksanakan, biarpun
dengan kebengkokan yang tajam serta dibubut kembali. Pelaksanaan pelurusan ini tak
diperkenankan dipakai pemanasan (jadi hanya dengan metode mekanis saja). Ketidak
lurusan yang diperkenankan maksimum 1 mm dan selanjutnya dihilangkan dengan
membubut.
Dengan persetujuan Biro Klasifikasi ini galangan kapal dapat melaksnakan
pelurusan kempat poros baling-baling ini dengan cara mekanis dengan perlatan.
Dalam pelurusan poros pertama galangan kapal mengalami proses pelurusam poros 6
(enam) kali disamping kelenturannya cukup besar 175mm serta merupakan
pengalaman yang pertama. Untuk ketiga poros baling-baling lainnya jauh lebih cepat
karena segala proses pelurusan poros yang pertama terus dicatat dan lebih
berpengalama