Studi perbandingan teknik dan ekonomis sistem transmisi mekanik dan hidrolis pada SRP(steerable rudder propeller) kapal tug boat 2x 600 hp PRESENTED BY : Bambang Irawan 4204 100 076 LATAR BELAKANG Sistem transmisi SRP (meknik) Sistem transmisi SRP (hidrolis) MASALAH!! Steerable rudder propeller (SRP)??v Kelebihan dan kekurangan (SRP)??? Besarnya investasi SRP(mekanik) vs SRP(hidrolis)? Konsumsi bahan bakar motor penggerak? 1
TUJUAN Mengetahui perbandingan antara sistem transmisi SRP(mekanik)dan SRP (hidrolis). Mengetahui spesifikasi komponen transmisi yang sesuai digunakan pada sistem. Mengetahui besarnya investasi kedua sistem transmisi SRP(hidrolis dan mekanik). Mengetahui nilai konsumsi bahan bakar motor penggerak pada kedua sistem dari SRP hidrolis dan mekanik BATASAN MASALAH Tidak merancang kapal Tidak merancang propeller (SRP) Kajian teknis hanya sebatas pada pemakaian transmisi SRP terhadap kapal. Tidak membahas masalah maintenance pada saat operasional kapal. Tidak melakukan disain pada kapal ataupun modifikasi. Hanya membahas teknis dan ekonomis saja 2
metodologi Start Studi literatur Pencarian data -Data kapal tug boat -Project guide engine -Spec SRP Pengolahan data Memilih mesin dan Komponen sistem SRP hidrolis Perhitungan power Sistem SRP hidrolis Menghitung power Sistem SRP mekanik memenuhi Tidak memenuhi A metodelogi A Membandingkan kedua sistem Hidrolis dan mekanik -perbandingan power -layout kamar mesin -Investasi kedua sistem kesimpulan -Analisa cost and benefits -analisa konsumsi bahan bakar finish 3
Data utama kapal Jenis kapal Nama kapal = Tug boat = Subali II lenght over All (LOA) = 27.75 m lenght between perpendiculars = 24.30 m Dreadth(B) = 8.6 m Depth (H) = 3.5 m Draft(T) = 2.7 m Data main engine dan SRP mekanik diesel engine Maker = MAN Quantity = 2 Type = D2842 LE Power = 441kW (600hp) rpm/menit = 1800 rpm Bore/Stroke= 128 X 142 mm Maker =SCHOTLE steerable rudder propeller Quantity = 2 Series = SCHOTLE Type = SRP330 Power = 600 HP Rate power = 600 HP N = 1800RPM Propeller diameter= 1300 mm Blade number = 4 4
PERHITUNGAN Pada perhitungan kali ini adalah menghitung gardan shaft untuk sistem SRP mekanik. dan Perhitungan pompa hidrolis,power engine,diameter pipa untuk Sistem SRP hidrolis. Perhitungan gardan shaft Max torque =p*60000*k4/(2*3.14*n)=602.11nm spesisifikasi gardan shaft -type: unique gardan shafts series series1800/133.180 -D(mm)=225 mm -Max torque = 50 KN,m -Axial angel a= 15 derajat 5
Grafik pemilihan gardan shaft Spesifikasi gardan shaft Type transmisi: gardan shaft 1800/133.180 series Putaran diameter Dmm: 255 Max torque: 50 KN FatigueTorque : 25 KN m Axial angel a : 15 derajat 6
Dimensi dari gardan shaft D1=196, D2=135, D3=152, Lm=120, n-q=8-17, k=20, t=50, b=32, g=9.0 Spesifiksi steerabel rudder propeller hidrolis 7
Perhitungan pompa hidrolis PHP = q p / 1714 where PHP = horsepower (HP) q = required pump capacity (gpm) p = required pressure (psi) Php = 230 gpm * 4450/ 1714 = 597.14 hp PERHITUNGAN POMPA HIDROLIS Efiseensi pompa adalah seberapa baik mesin itu dapat mengubah satu bentuk energi ke bentuk energi lain dan pada pompa yang dipakai harus memenuhi efisiensi sebagai berikut: Dimana: WHP = Water Horsepower (Power fluida yang dihasilkan oleh pompa) BHP = Brake Horsepower (Power mechanical yang diberikan pada shaft pompa) Maka ; Pump Efficiency (µ) = WHP / BHP Pump Efficiency (µ) = 597 / 624 = 0.94 8
Perhitungan pipa hidrolis Q = A x V Q = (π x D2/4) x v D = (4 x Q/ π x v) D =0.03080 m = 30.8 mm = 1.2 inch Q= kapasitas yang dibutuhkan srp hidrolis A = luas penampang pipa V = kecepatan aliran yang dibutuhkan SRP hidrolis Spesifikasi pipa hidrolis Pipa yang dipilih adalah memiliki spesifkasi sebagai berikut schedule 80 : pipa size : 1.5 inch diameter luar : 1.660 inch diameter dalam : 1.278 inchi wall thicknees : 0.191 working PSi : 1124 burst psi : 9205 9
Data main stationer engine diesel Diesel stationer Spesifikasi engine ; Merk : CATERPILLAR C18 Operating fuel : MDO Power : 624 HP Rotation : 1800RPM Fuel consumption : 111(29.3) L/hr at rated speed Penempatan SRP hidrolis Hold plan sistem transmisi mekanik PROFILE AP 5 10 15 20 25 30 35 40 45 B.L.T 6,8 m3 10
MAIN DECK R F W DOWN BATT ROOM GALLEY CHIEF ENG. S WINDLASS/RW UP L H H DOWN AP 5 10 H 15 DOWN 25 30 L 35 40 45 UP MESS ROOM CAPSTAIN H S F W HOLD PLAN H BALLAST TANK MAIN ENGINE AUX ENG 2P L 2P L L L MESS ROOM F O T CL FIRE FIGHTING PUMP STEERING GEAR ROOM M S B PROV. STORE AP 5 10 15 25 30 35 CL 40 45 MAIN ENGINE AUX ENG 2P BALLAST TANK L L 2P L CREWS ROOM 2P L L L 11
hiraulic tank hiraulic tank hiraulic pump hiraulic pump motor listric motor listric Hold plan sistem transmisi hidrolis H AP 5 AP 5 10 15 20 25 30 35 40 45 B.L.T 6,8 m3 H BALLAST TANK BALLAST TANK hiraulic tank AUX ENG L 2P 2P MESS ROOM L L L F O T F O T AP 5 10 15 FIRE FIGHTING PUMP PROV. STORE 30 35 CL 40 45 CL AP 5 hiraulic tank AUX ENG 2P BALLAST TANK L L CREWS ROOM 2P 2P L L L L BALLAST TANK 12
Side view Upper view 13
Masalah yang sering timbul pada sistem transmisi SRP mekanik Masalah pada gardan shaft Masalah pada bantalan (bearing) Masalah pada sistem pelumasan transmisi Masalah over vibration dan Noise Keausan-keausan akibat gesekan dari kompaonen transmisi Sistem mekanik SRP 14
Sistem meknik SRP Sistem hidrolis SRP 15
Sistem SRP hidrolis Pada sistem transmisi SRP hidrolis Pada sistem trasmisi hidoris perhitungan bantalan dan gadar shaft tidak perlu diperhatikan karena gardan shaft dan bearing akan diganti dengan pipa hidrolis sehingga masalah keausan bearing dan propblem pelumasan bisa dikatakan tidak ada serta deformasi yang terdapat pada gardan shaft juga tidak akan terjadi, getaran yang berlebih dari sistem gardan shaft dan biearing juga tidak akan terjadi. Hanya yang perlu diperhatikan filterisasi dan kekedapan pada sistem. 16
Analisa tekno ekonomis Estimasi biaya sistem propulsi SRP 1. Estimasi biaya sistem transmisi mekanik SRP1 2. Estimasi biaya sistem transmisi hidrolis SRP HPU 2 3. Selisih mekanik SRP vs transmisi hidrolik SRP HPU3 1 17
2 3 18
Analisa tekno ekonomis Estimasi pemakaian bahan bakar Dari perhitungan didapat selisih biaya pemakaian bahan bakar pada satu kali trip (10jam) adalah sebagai berikut biaya konsumsi FO pada DE = biaya konsumsi FO pada DES = selisih= Rp. 13.969.269.66 Rp. 10.072.340.91 Rp 3.896.928,75 Kapan Modal dapat kembali? Selisih tersebut merupakan selisih pada pemakaian minimum yaitu 10jam sedangkan selisih biaya pemakaian bahan bakar dalam satu tahun kondisi berlayar dengan seatime sebesar minimum 5%, adalah sebagai berikut : 5% x 365 hari =18.25 hari 18.25hari x 24 jam = 438jam -Sehingga banyaknya trip selama 1 tahun adalah; 438 jam / 10 jam = 43.8 trip 44 trip Dan besarnya selisih biaya konsumsi bahan bakar selama 1 tahun adalah ; 44 trip x Rp 3.896.928,75 = Rp170.685.479.2 -Jadi modal awal yang dipakai untuk penggantian sistem steerable rudder propeller hidrolis bisa dikemalikan dalam waktu Biaya SRP hidrolis/ selisih pemakaian bahan bakar selama 1tahun = Rp 6,324,000,000.00 / Rp170.685.479.2 /tahun =37tahun Note: Pada kondisi diatas adlah kondisi minimu dan di bawah ini adalah tabel sampai kondisi 80% seatime 19
Biaya bahan bakar DE Biaya konsumsi bahan bakar DES 20
Perbandingan biaya DE vs DES dan modal kembali Selisih biaya bahan bakar DEvs DES 21
Selisih biaya bahan bakar /tahun Perkiraan modal kembali 22
kesimpulan V.1. Kesimpulan V.1. Kesimpulan Setelah melaksanakan seluruh proses pengerjaan Tugas Akhir dan dari hasil pengolahan data, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan. Kesimpulan tersebut antara lain : Pada pemilihan sistem transmisi hidrolis mempunyai beberapa kelebihan yaitu berkurangnya gesekan gesekan yang terjadi pada pada gardan shaft dan biering karena telah diganti dengan sistem hidrolis yang tanpa gardan shaft dan bearing. Penggunaan steerable rudder propeller dengan sistem hidrolik yang didukung dengan diesel stationer yang mana menjadikan harga atau biaya instalasi komponen sistem transmisi lebih murah ada selisih antara sistem mekanik dan sistem hidrolis SRP sebesar Rp983.100.000.lebih murah dari pada sistem mekanik SRP diesel engine. SRP tersebut didukung oleh diesel stationer engine propulsion system sebagai sistem propulsinya, karena pompa yang dikopel ke engine bisa mengunakan daya yang stationer. Sehingga diperlukan komponen komponen dari diesel stationer, yang spesifikasinya sebagai berikut : kesimpulan Diesel stationer Spesifikasi engine ; Merk : CATERPILLAR C18 Operating fuel : MDO Power : 624 HP Rotation : 1800RPM Fuel consumption : 111(29.3) L/hr (gal/hr) at rated speed Bore x Stroke : 145 x 185 mm Adanya perubahan FOC dan bahan bakar yang digunakan dengan harga lebih murah maka biaya operational bahan bakar bisa lebih ditekan. Jika dihitung dalam persentase maka ada selisih yang seknifikan yaitu sebesar 27.89% dari dari DE dibanding dengan DES 23
kesimpulan Dari pemakaian diesel stationer engine maka pemakaian bahan bakar bisa lebih hemat dibanding dengan sistem SRP mekanik, dengan asumsi pemakaian minimum 10 jam maka terjadi selisih penggunaan bahan bakar Rp 3.896.928,75 dan dan dalam setahunnya sebesar 170.685.479.2 rupiah Penggunaan diesel stationer SRP hidrolis pada kapal sebagai system propulsi menghasilkan beberapa keuntungan yang tidak dimiliki oleh diesel engine SRP meknik. Keuntungan tersebut antara lain telah dijelaskan pada sub-bab sebelumnya yaitu berkurangnya space kamar mesin karena tidak perlunya penempatan poros sehingga ruang yang dapat ditempati oleh komponen yang lain, selain itu sistem tanpa poros ini dapat mengurangi kemungkinan terjadi getaran di kamar mesin yang disebabkan oleh gerak aksial dari gardan shaft dan bearing. Penggunaan sistem transmisi SRP hidrolis tidak lagi menguna gardan shaft dan biering maka tidak perlu kuatir terjadi keausan pada biering dan joint gardan shaft yang diakinatkan oleh problem sistem pelumasan Penggantian engine dari diesel engine ke diesel stationer engine merupakan aternatif yang terbaik untuk penggantian pada kapal main engine rusak atau kapal bangunanan baru. Atas perhatiannya saya haturkan Terima Kasih 24
Sistem SRP hidrolis Sistem SRP meknik gardan 25
Sistem SRP meknik gardan 26