Mesin Bantu (ME141314)Makalah Steering Gear System

Disusun oleh :

Ach Khoiri Hidayat (4214105020)

Jurusan Teknik Sistem Perkapalan

Fakultas Teknologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya

2014

Kata Pengantar

1

Puji dan syukur kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa

yang telah memberikan petunjuk dan karunia-Nya sehingga kami

dapat menyelesaikan makalah dengan judul Steering Gear

dengan tepat waktu dan tanpa mengalami hambatan yang

berarti.

Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah

Mesin Bantu, Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas

Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember,

Surabaya. Makalah ini akan membahas Steering Gear System.

Kami sadar bahwa makalah ini masih belum sempurna. Oleh

karena itu, kritik dan saran dari semua pihak yang bersifat

membangun selalu kami harapkan.

Surabaya, September

2014

Penyusun

2

Daftar Isi

Halaman Judul........................................................................1

Kata Pengantar......................................................................2

Daftar Isi................................................................................3

Bab I: Pendahuluan................................................................4

1. Latar Belakang...............................................................4

2. Rumusan Masalah..........................................................5

3. Tujuan............................................................................5

4. Manfaat .........................................................................6

Bab II: Pembahasan...............................................................7

1. Definisi dan Gambaran Umum Steering Gear...................7

2. Konsep dan prinsip kerja steering gear.............................8

3. Jenis-jenis Steering gear....................................................9

4. Permasalahan Steering Gear............................................15

Bab III: Penutup......................................................................17

1. Kesimpulan.....................................................................17

Daftar Pustaka ......................................................................18

3

Bab I

Pendahuluan

1. Latar Belakang

Perancangan sebuah kapal pada dasarnya ditentukan oleh

sebuah kebutuhan. Kebutuhan tersebut yang menjadi dasar-

dasar penentuan acuan data kapal seperti tipe kapal, dimensi,

rute dan lain sebagainya. ketika sebuah data utama yang

dibutuhkan sudah terpenuhi, maka tahap selanjutanya adalah

mendesin berbagai macam system yang dibutuhkan seperti

system penggerak utama dan penunjangnya, system kelistrikan,

system permesinan bantu, system navigasi, system

keselamatan dan lain sebagainya. berbagai macam system

disesuaikan dengan kebutuhan pada kapal. Berbagai metode

penghitungan dan metode penentuan system digunakan untuk

merencanakan sebuah system se efisien mungkin.

Salah satu system yang akan dibahas pada makalah ini

adalah sebuah system kendali atau biasa disebut steering

system. Setiap kapal tentu memiliki istem kendalinya masing-

masing untuk melakukan olah gerak dan maneuverketika

melakukan pelayaran ataupun ketika berlabuh di pelabuhan.

System kemudi ini sangat vital kebutuhannya pada sebuah

kapal. Ketika system kemudi ini mengalami sebuah kegagalan

(failed), maka tidak ada lagi yang bisa mengarahkan sebuah

kapal menuju posisi yang diinginkan.

Sebuah system pengendali arah gerak di kapal diatur oleh

sebuah system yang dinamakan steering system. System

pengendali geraknya sendiri disebut steering system. Dalam

system pengendali ini tentunya masih banyak terdapat

beberapa komponen pokok yang sangat mendukung

beroperasinya system. Steering gear juga memiliki beberapa

jenis yang berbeda, jenis-jenis ini diklasifikasikan oleh beberapa

4

komponen dan cara kerjanya. Terkait komponen apa yang

digunakan dalam system ini dan bagaimana susunan

komponennya, jenis komponen maupun konstruknya akan

dibahas lanjut pada bagian berikutnya di makalah ini.

2. Rumusan Masalah

Ada banyak hal yang harus dipelajari secara menyeluruh

terkait dengan system pengendali di kapal. Terkait system yang

mengendalikannya yaitu steering gear, komponen dan

konstruksinya akan dibahas pada makalh ini. Untuk

mengarahkan pembahasan tersebut maka dibuatlah beberapa

rumusan permasalahan sebagai berikut.

1. Bagaimanakah gambaran umum tentang steering gear

yang meliputi tentang definisi, gambaran umum cara

kerja dari keseluruhan system dan fungsinya.

2. Apa sajakah jenis-jenis steering gear yang digunakan dan

bagaimanakah gambaran secara umum dari masing-

masing jenis steering gear tersebut.

3. Apa sajakah komponen yang menyusun sebuah steering

gear sesuai jenis dan bagaimanakah susunan

konstruksinya.

4. Bagaimanakah aplikasi penggunaan steering gear pada

praktiknya di kondisi yang ada terutama untuk bidang-

bidang marine industries.

3. Tujuan

Rumusan masalah di atas dibuat untuk menentukan arah

pembahasan yang akan dibahas pada makalah ini. Makalah ini

bertujuan untuk membahas secara keseluruhan tentang steering

gear secara spesifik dan detail. Adapun tujuan secara spesifik

dari pembahasan steering gear ini berdasarkan rumusan

permasalahan yang akan dibuat adalah sebagai berikut :

5

1. Mengetahui gambaran umum tentang steering gear yang

meliputi definisi, gambaran umum cara kerja dari

keseluruhan system dan fungsinya.

2. Memahami jenis-jenis steering gear yang digunakan dan

gambaran umum dari masing-masing jenis steering gear

tersebut.

3. Memahami komponen yang menyusun sebuah steering

gear dan susunan konstruksi sesuai jenisnya.

4. Memahami aplikasi penggunaan steering gear pada

praktiknya di kondisi yang ada terutama untuk bidang-

bidang marine industries.

4. Manfaat

Penulis mengharapkan adanya pembuatan makalah ini

akan menambah pengetahuan bagi pembacanya, memahami

dan dapat mengaplikasikan teori-teori dasar tentang system

pengendali (steering system), fungsi, cara kerja, konstruksi, dan

lainnya untuk dapat menunjang disiplin ilmu Marine Engineering.

Keberlanjutan studi maupun riset lanjut sangat diharapkan dari

adanya makalah ini.

6

Bab II

Pembahasan

1. Definisi dan Gambaran Umum Steering Gear

“The steering gear provides a movement of the rudder

in response to a signal from the bridge. The total system

may be considered made up of three parts, control

equipment, a power unit and a transmission to the rudder

stock. The control equipment conveys a signal of desired

rudder angle from the bridge and activates the power unit

and transmission system until the desired angle is reached.

The power unit provides the force, when required and with

immediate effect, to move the rudder to the desired angle.

The transmission system, the steering gear, is the means by

which the movement of the rudder is accomplished”.

Pernyataan di atas dikutip dari buku Introduction to

Marine Engineering. Sudah jelas dikatakan bahwa steering

gear di kapal merupakan sebuah komponen yang

menyediakan pergerakan pada rudder (daun kemudi) pada

kapal yang diatur melalui perintah pada ruang navigasi.

Bagian steering gear dibagi menjadi tiga bagian yaitu control

equipment, power unit dan transmission system. Melihat

kutipan dari buku Marine Engineering dikatakan bahwa

control equipment merupakan peralatan control yang

mengantarkan atau memberikan sinyal perintah dari system

kendali sehingga mengaktifkan power atau tenaga dan

diteruskan pada system transmisi hingga ke rudder stock.

Sedangkan pengertian power unit itu sendiri adalah unit

atau satuan komponen yang memberikan gaya terhadap

steering gear system tersebut. Dan bagian terakhir adalah

system transmisi yang merupakan penggerak utama yang

meneruskan gaya dari power pada rudder. Berikut

7

merupakan contoh gambar perencanaan steering gear

system secara umum sesuai penjelasan di atas.

2. Konsep dan prinsip kerja steering gear

Sudah dijelaskan tentang definisi dan gambaran umum

beserta visualisasi dari steering gear system pada kapal.

Berikutnya adalah mengetahui konsep prinsip kerja dari

keseluruhan system secara umum. Secara umum cara kerja

steering gear diklasifikasikan menurut beberapa tipe tenaga

utamanya yaitu :

a. Electric Steering Gear, tipe ini menggunakan tenaga

utama dari arus listrik.

b. Hydraulic Steering Gear, tipe ini memakai aliran

fluida guna membangkitkan tenaga penggerak.

Untuk sistem kontrol, banyak pula macam-macamnya,

misalkan saja seperti electrical control system, dimana

pengontrolan steering gear dilakukan dengan energi llistrik.

Contoh lainnya adalah hydraulic control system, dimana

pengontrolan dilakukan secara hidrolis yang disebut

“telemotor”, dan masih banyak lagi ragam sistem control

lainnya. Secara umum langkah system kerja dari steering

system yaitu:

a. Perintah diberikan melalui sebuah control equipment,

baik electrical control, hydrolik maupun secara manual.

b. Perintah yang diberikan tadi diterima oleh perangkat

receiver yang menjadi satu bagian pada receiver unit di

dekat system transmisi.

8

c. Perintah yang diterima tadi kemudian diteruskan

pada system transmisi yang digunakan. Jika perangkat

elektrik yang digunakan pada system transmisi tersebut

maka dari receiver akan dihubungkan menggunakan kabel

pada steering gear. Jika menggunakan system hidraulik,

maka dari receiver akan diteruskan pada system hidraulik

yang meliputi running pump untuk mengarahkan fluida

kemudian working cylinder untuk memberikan gaya pada

rudder untuk dapat bergerak.

d. Gerakan yang dihasilkan pada masing-masing

system transmisi tentunya juga menggunakan steering gear

untuk memperbesar momen putar yang dihasilkan oleh

system transmisi. Gaya tersebut diteruskan pada daun

kemudi atau rudder sehingga rudder dapat bergerak dan

mengarahkan kapal pada posisi yang diinginkan.

3. Jenis-jenis steering gear

Sudah jelas disebutkan di atas bahwa klasifikasi dari

steering gear dibagi mejadi tiga jenis berdasarkan tipe

tenaga utama dan system control yaitu electric steering

gear dan hydraulic steering gear. Berikut merupakan

penjelasan spesifik tentang masing-masing steering

system tersebut.

1. Hydraulic Steering Gear

Untuk memutar rudder jenis ini mengunakan tenaga

hidrolik (oli) yang dapat diatur oleh pompa dimana

sebelumnya telah dikontrol oleh control amplifier yang

akan mengatur power amplifier yang akan mengatur

solenoid pada valve dimana akan mengatur arah arus

fluida bertekanan tersebut. Yang akan menggerakkan

aktuator berupa RAM yang akan menggerakkan Wayshaft

lalu Rudder. Untuk membantu kerja Wayshaft maka di

9

couple dengan kerja main pump untuk menggerakkan

putaran rudder.

Perlu diketahui bahwa sistem hidrolis sendiri adalah

teknologi yang memanfaatkan zat cair, biasanya oli, untuk

melakukan suatu gerakan segaris atau putaran. Sistem ini

bekerja berdasarkan prinsip jika suatu zat cair dikenakan

tekanan, maka tekanan itu akan merambat kesegala arah

dengan tidak bertambah atau berkurang kekuatannya.

Prinsip dalam rangkaian hidrolik adalah menggunakan

fluida kerja berupa zat cair yang dipindahkan dengan

pompa hidrolik untuk menjalankan suatu system tertentu.

Umumnya, Sistem ini digunakan untuk memindahkan

suatu komponen dari satu tempat ke tempat lain secara

mechanical energy dengan menggunakan pressure energy

yang didapat dari : Sebuah pompa hidrolis yang digerakan

secara mekanik (engine) mengakibatkan adanya aliran

fluida, kemudian mengubahnya kedalam pressure energy

dan kinetic energy didalam sistem hidrolis dan diubah

kembali kedalam mechanical energy untuk bekerja. Sistem

hidrolis ini dapat digunakan untuk automation

(otomatisasi) dari sebuah sistim kerja dengan

memanfaatkan torsi dan respon kerjanya.

Komponen-komponen yang menyusun rangkaian hydraulic

teering gear meliputi :

a. Cylinder

Cylinder atau Working Cylinder pada rangkaian system

hidrolis

ini adalah subsistem yang berfungsi melakukan kerja

yang diperoleh dari fluida kerja. yang termasuk dalam

peralatan working device dalam praktikum ini adalah motor

hidrolis dan actuator. Sebenarnya secara umum working

cylinder terbagi menjadi 2 yaitu:

10

1) Penggerak lurus (Linear Motion Actuator)

Silinder kerja tunggal (Single Acting Cylinder)

Silinder kerja ganda (Double Acting Cylinder)

2) Penggerak putar (Rotary Motion Actuator)

Motor Hidrolik (Hydraulic Motor)

Limited Rotary Actuator

b. Control device

Control Device adalah peralatan control yang

berfungsi

mengontrol system atau lebih tepatnya mengontrol

laju aliran fluida kerja. Dalam rangkaian ini yang termasuk

peralatan control device adalah katup-katup dengan segala

macam jenis klasifikasinya.

c. Power unit.

Power Unitatau Unit Daya dalam rangkaian hidrolis ini

mencakup beberapa peralatan yang mendukung kinerja

system antara lain Electric Motor, Gear pump, Diaphragm

accumulator, hydraulic pump. Secara garis besar macam

dan jenis pompa hidrolik antara lain :

Fixed Displacement Pumps : Gear pumps, Screw

pumps, dll.

Variable Displacement Pumps : Vane pumps, piston

pumps, Dll.

d. Power steering oil pump

Berfungsi sebagai penyalur tenaga dari mesin dengan

oli yang bertekanan tinggi yang kemudian diteruskan ke

bagian Rack Pinion/Gearbox melalui Selang Tekan (Selang

bertekanan tingi). Posisi Vane Pump selalu berada di

bagian atas dari Rack Pinion / Gearbox. Dan hampir

setengahnya system Power Steering dikendalikan /

ditentukan dari kerja Pompa, oleh karena itu bila terdapat

kerusakan pada Pompa hampir dipastikan system Power

11

Steeringnya juga tidak akan jalan alias rusak. Pengaturan

jumlah minyak yang mengalir keluar dari pompa diatur

oleh flow control valve, sehingga selalu konstant.

Pada,kenyataannya, karena tahanan pengemudian pada

kecepatan tinggi berkurang maka jumlah aliran minyak

juga harus dikurangi. Dua jenis unit transmisi hidrolik atau

perangkat kemudi yang umum digunakan yaitu piston rod

dan rotary vane. Berdasarkan ram atau piston rod pada

hydraulic cylinder, tipenya dibedakan menjdi dua yaitu 1.

Two-ram steering gear System steering gear ini

menggunakan dua silinder piston dalam kerjanya . berikut

merupakan gambar konstruksinya :

2. Four-ram steering gear

System steering gear ini menggunakan empat silinder

piston dalam kerjanya .

Berikut merupakan berbagai macam susunan

rangkaian system hidrolis pada steering gear.

3. Electric Steering Gear

Electric steering gear adalah system steering dimana

system control diatur menggunakan electric control,

transmisinya menggunakan electric dan powernya juga

menggunakan electric. Ada dua tipe dari electric steering

gear yaitu Ward- Leonard system dan Direct Single Motor

System. Ward – Leonard ditunjukkan seperti pada gambar

berikut.

Pada sistem motor tunggal, motor yang tenaga yang

menggerakkan kemudi dipasok langsung dari motor induk

kapal melalui jenis kontaktor starter. Kontak Reversing

juga dipasang untuk mengaktifkan port atau gerakan

kanan. berjalan dengan kecepatan penuh sampai

dihentikan oleh sistem kontrol, sehingga sistem

pengereman diperlukan untuk membuat rudder berhenti

12

lebih dan pada posisi yang diinginkan. Steering Elektro

Hidrolik

Pada umumnya sistem ini menggunakan dua motor

dengan satu set pompa. Namun tidak jarang kapal dengan

menggunakan dua pompa hidrrolik, sehingga kerja dari

mesin kemudi menjadi dua kali lebih cepat reaksinya, hal

ini digunakan pada saat kapal sedang berolah gerak

memasuki pelabuhan, masuk pelayaran sempit atau

sungai.

Pada mesin kemudi jenis ini bagian-bagian yang

utama adalah:

a. Ram Hydrolic Gear

b. Motor dan Pompa Hidrolik

c. Telemotor

d. Swivel Block

Gambar 1. Sistem Kemudi Elektro Hidrolik

Sumber :

:https://lh3.googleusercontent.com/_poOMUbd3H4k/TWuxgP

_nFyI/AAAAAAAAAW0/WCaFOElCbCs/s800/Electro-hydraulic

%204-ram%20steering-gear.jpg

13

Komponen – komponen electro hydraulic 4-ram steering

gear :

1. rudder locking valve

2. cross-connection valve

3. cylinder

4. stop

5. ram (free to slide in the neck bushes and hydraulic

seals in the cylinders)

6. crosshead (also called “tiller” or “yoke” depending on

designs),

7. pin, cod piece (pins are integral with rams and

transmit their effort to cod-pieces free to slide

between the jaws of the fork-end tiller),

8. swivel block, Rapson slide,

9. crosshead boss with keyway (accommodates the

rudder stock),

10. cut-off linkage,

11. floating lever (with possibilities of connection

tothe remote controlmotor and to a local mechanic

control),

12. hunting gear pump-driving motor

13. pump change-over valve (spool type),

14. hand wheel, mechanical input, remote control

input, pump control rod,

2.4. Permasalahan Steering Gear

Permasalahan yang sering terjadi dalam steering gear

yaitu masalah kebocoran yang mengakibatkan minyak

berkurang sehingga tekanan juga menurun serta membuat

setir berat, bila diputar paksa serta ditahan menimbulkan

bunyi yang berdengung. Komponen yang paling sering

mengalami kerusakan yaitu sil, biasanya karena peranti ini

14

berumur lama. Tekanan yang terus-menerus membuat sil

yang tua bakal robek. Paling sering yang kena yaitu sil

steering rack, gejalanya setir terasa berat, terdapat tetesan

minyak di bagian bawah mesin. Paling gampang dengan

melihat sekitar permukaan rack yang dipenuhi pelumas. Jika

dibiarkan dapat menular ke komponen lain, disebabkan

cairannya lama-lama berkurang. Sebelum terlambat ganti

yang baru. Jumlahnya 1 set ada 10 buah sil. Sil yang lain

yang juga sering jebol yakni yang terdapat pada pompa,

gejalanya mirip, yaitu setir berat serta minyak sering habis.

Cara mudah mengetahuinya dengan melihat kondisi pompa.

Bila disekujur bodinya terdapat minyak, berarti terdapat

kebocoran.

Kemudian slang, merupakan peranti penyalur cairan ini jika

tertekuk atau sudah getas bisa pecah, akibatnya isi minyak

akan berkurang, bisa juga disebabkan klem-klemannya sudah

kendor. Dapat diketahui dengan melihat ujungnyya, apakah

dibasahi oleh minyak atau tidak. Terutama buat pengikat,

gunakan yang tidak melukai slang agar lebih aman. Bila

kebocoran dicuekin saja bisa merusak kipas pompa, karena

tidak terdapatnya minyak yang lewat sehingga ujung kipas

tergores. Jika masih tetap tidak diperbaiki, dapat

meyebabkan dinding kipas baret pula. Kalau sudah seperti ini

tidak bisa direkondisikan lagi, harus ganti baru dan

ongkosnya mahal, sekitar 1 jutaan. Penyakit akibat kurang

cairan lainnya adalah as steering rack baret karena tidak

terdapatnya pelumasan yang maksimal, dan bisa membuat

oli keluar. Cirinya, dengan melihat permukaan as dengan

membuka karet pelindungnya yang banyak rembesan

pelumas.

15

Bab III

Penutup

1. Kesimpulan

a. Steering gear adalah sebuah komponen yang

menyediakan pergerakan pada rudder (daun kemudi).

b. Ada dua jenis Steering gear menurut tenaga utamanya,

yaitu Electric Steering Gear dan Hydraulic Steering Gear.

c. Bagian-bagian yang utama dalam Steering gear yaitu

Ram Hydrolic Gear, Motor dan Pompa Hidrolik, Telemotor,

Swivel Block.

d.

16

Daftar Pustaka

Taylor, D.A. “Introduction to Marine Engineering Second

Edition”.University

Press. Cambridge

Modul praktikum mesin fluida Teknik Sistem Perkapalan 2014

Sumber internet :

http://www.machineryspaces.com/steering-gear-electrical-

control.html diakses tanggal 27 September 2014

http://www.machineryspaces.com/steering-gear-telemotor-

control.html

diakses tanggal 27 September 2014

http://www.machineryspaces.com/steering-gear-electrical-

control.html

diakses tanggal 27 September 2014

http://www.machineryspaces.com/steering-gear-testing.html

diakses tanggal 27 September 2014

http://forshipbuilding.com/ship-machine/steering-gear/

diakses tanggal 27 September 2014

http://calonrajakapal.blogspot.com/2013/12/sistem-kemudi-

kapal.html

diakses tanggal 27 September 2014

http://navale-engineering.blogspot.com/2012/04/steering-

gear.html

diakses tanggal 27 September 2014

17