PONDASI MESIN (ENGINE BED)

PONDASI MESIN (ENGINE BED).

Pondasi Mesin atau Engine Bed adalah salah satu bagian dari konstruksi profil yang akan tampil atau tampak pada gambar Konstruksi Profil (Profile Contruction) dan gambar detailnya tampak pada gambar dengan judul  Pondasi Mesin (Engine Bed) serta tampak pula pada gambar Potongan Tengah Kapal (Midship Section). Pondasi Mesin yang dimaksud disini adalah pondasi untuk Mesin Induk (Main Engine) yang dipakai sebagai mesin penggerak kapal (Propulsi) dan bukan untuk pondasi Mesin Bantu (Auxilary Engine).

Pada artikel kali ini akan dibahas cara merancang (design) Pondasi Mesin atau Engine Bed, lengkap dengan gambar dan penjelasannya. Contoh kapal yang dipakai adalah kapal jenis Tugboat dengan Konstruksi single bottom, mesin penggerak sebanyak 2 unit (twin srew Tug) 2 x 1000 Hp.
Catatan : Semua gambar dan ukuran yang tertera pada artikel ini hanyalah contoh agar dapat mudah dipahami. Cara penyajian gambar tergantung dari perancang kapal sendiri dan ukuran-ukuran pada mesin harus bedasarkan data dari produsen / pembuat mesin itu sendiri.  

I. Gambar Dan Data Yang Dibutuhkan.

Untuk merancang (design) Pondasi Mesin (Engine Bed) tentunya dibutuhkan gambar-gambar pendukung dan data-data mengenai mesin yang akan dipakai. Berikut gambar dan data yang dibutuhkan :

• Gambar Rencana Garis (Lines Plan).
• Gambar Konstruksi Profil (Profile Contruction), jika gambar tersebut belum ada dapat memakai hasil perhitungan Scantling untuk Gading-gading (Frames), Wrang, Ketebalan plat kulit (Shell plate thickness), Ketebalan plat sekat (Bulkhead plate thickness).
• Gambar Rencana Umum (General Arrangement) atau Gambar Layout Kamar mesin (Engine Room Arrangement).
• Ukuran Diameter Propeller.
• Data mesin (Engine Specification Sheet) lengkap dengan data Outside Dimensions atau Engine Installation Diagram (gambar / diagram yang menampilkan ukuran, jarak kaki-kaki pada mesin atau Engine Foot dan diameter baut pas yang digunakan). Data seperti ini harus ada untuk Main Engine dan Gear Box.
• Peraturan untuk Lambung kapal dan Mesin kapal (Rules for Hull and Rules for Machinery) dari Class yang akan digunakan.
• Anda dapat membuat rancangan Pondasi Mesin secara manual (gambar dengan tangan) atau menggunakan software untuk menggambar seperti ACAD. 

II. Merancang (Design).

1. Menentukan Ukuran.

• Siapkan data mengenai ukuran profil, ketebalan plat kulit dan sekat. Data ini seharusnya sudah ada, karena umumnya perhitungan Scantling telah dilakukan terlebih dahulu sebelum gambar-gambar dibuat.
• Hitung ketebalan plat untuk Engine Girder. 
• Hitung ketebalan plat untuk Stiffeners Engine Girder.  
• Lihat ketentuan Rules mengenai jumlah dan ukuran Gading Besar (Web Frame) yang harus dipasang didalam Kamar Mesin (Engine Room).
• Lihat pada data mesin; ukuran diameter Baut Pas (Ground Body Bolt atau Foundation Bolt), untuk menghitung tebal dari plat Engine Bed.
• Lihat pada data mesin; batas maksimum sudut kemiringan instalasi (Maximum Installation Angle) dan periksa juga pada Rules mengenai Engine Inclination.

Lihat Refferensi : 

1. B.K.I - Volume II -Rules For Hull - Edition 2009. Section 8 - Bottom Structures  A. Single Bottom.
2. B.K.I - Volume II -Rules For Hull - Edition 2009. Section 8 - Bottom Structures  C. Bottom Structure in Machinery Spaces in Way of the Main Propulsion Plant - 1. Single Bottom.
3. B.K.I - Volume II -Rules For Hull - Edition 2009. Section 8 - Bottom Structures C.3. Engine Seating.
4.  B.K.I - Volume III -Rules For Machinery Installations - Edition 2009. Section 1 - General Rules and Installations - Tabel 1.1. Inclinations.
5.  B.K.I - Volume II -Rules For Hull - Edition 2009. Section 13. Stem and Sternframe Structures - C. Sternframe - 1. General.
6. D.N.V - Rules for Ships - Part 3 Chapter 3. Hull Equipment and Appendages - January 2000 - Section 2.Sternframes, Rudders and Steering Gears - C. Arrangement and Details - C.100 Sternframes and Rudders - 105.Guidance note - Tabel C1.Minimum Clearances and Fig.2 Propeller Clearances.

2. Membuat Bentuk Potongan Garis Pada Lines Plan.

• Buka gambar Lines Plan, buat salinan gambarnya (copy), ubah ordinat dasarnya (umumnya terdiri dari 10 ordinat) menjadi ordinat per jarak gading (jarak ordinat menjadi sama dengan jarak gading).
• Tentukan batas-batas untuk Kamar Mesin (Engine Room). Umumnya Kamar Mesin kapal terletak diantara Sekat-sekat (Bulkheads). Catat nomor frame untuk sekat Kamar Mesin yang berada dibagian belakang dan bagian depan.
• Tentukan jarak sumbu poros mesin / poros baling-baling dari tengah kapal (Center Line). Misalkan ditentukan 2050 mm dari Center Line, lihat (n) pada gambar dibawah ini.
• Buka gambar/ data mesin yang menampilkan outside dimensions atau engine fitting diagram. Perhatikan jarak Baut pas pada kaki-kaki mesin ke sumbu Poros mesin (Engine Crankshaft) dan catat besar diameter Baut pas (Ground Body bolt / Foundation Bolt) pada kaki-kaki mesin (Engine Foot). 
• Menentukan jarak Engine Girder. Misalkan pada gambar tertera jarak antara baut pas terhadap sumbu Poros Mesin (Engine Crankshaft) adalah 470 mm maka jarak tersebut dikurangkan dengan setengah diameter Baut pas dan dikurang lagi 30 mm nilainya dibulatkan kebawah, pengurangan ini bertujuan agar Mur dari Baut pas memiliki jarak yang cukup dengan Engine Girder.  Contoh : Jarak Center Baut Pas ke Center Poros Mesin = 470 mm. Diameter Baut pas 22 mm, maka 470 mm - (22 mm / 2) - 30 mm = 423 mm  dibulatkan menjadi 420 mm; itulah jarak Engine Girder (bagian sisi dalam) dari sumbu Poros Mesin, berarti jarak dari sumbu Baut Pas ke Engine Girder menjadi 50 mm - setengah tebal plat Engine Girder (6 mm) = 44 mm . Pedoman lainnya dapat menggunakan ketentuan jarak maksimum Baut Pas ke Engine Girder dengan cara; Diameter Baut Pas 22 mm x 3 = 66 mm, jadi jarak Baut Pas ke Engine Girder tidak boleh lebih dari 66 mm. Jika jarak Engine Girder sudah didapat maka jarak tersebut harus disesuaikan lagi dengan lebar bagian bawah mesin (engine body), agar mesin dapat dimasukkan diantara Engine Girder. Produsen mesin ummnya menyertakan data Minimum Bed Inside yaitu ukuran minimum jarak antara sisi-sisi bagian dalam Top Plate (Engine Bed) dari Engine Girder, artinya jarak antara Engine Bed tidak boleh dipasang pada jarak yang kurang dari yang ditentukan (Minimum Bed Inside). Jika data tersebut diatas tidak tersedia maka harus dilakukan pengukuran langsung pada mesin yang akan dipasang. Dari hasil contoh perhitungan seperti diatas didapat; Jarak Inboard Engine Girder dari Center Line kapal = 2050 mm - 420 mm =1630 mm, sedangkan jarak Outboard Engine Girder = 2050 mm + 420 mm = 2470 mm. Lihat posisi (engine body) pada gambar dibawah ini:

Gbr. Contoh Minimum Engine Bed

• Buat garis vertikal pada jarak 2050 mm (jarak sumbu Poros Mesin dari Center Line),  buat juga garis vertikal dengan jarak 1630 mm dan 2470 mm (jarak Engine Girder dari Center Line) diatas gambar Body Plan.
• Beri tanda pada titik perpotongan antara garis vertikal tersebut dengan garis-garis ordinat / gading / frame.
• Proyeksikan titik-titik perpotongan pada gambar Body Plan ke gambar Sheer Plan, beri tanda pada perpotongan garis-garisnya. Untuk lebih jelasnya lihat contoh gambar dibawah ini :

Gbr. Line Mark - 2050 mm from C.L

Gbr. Line Mark - Engine Girder Position

3. Menentukan Sudut Pemasangan Kemiringan Mesin.

• Lihat ketentuan sudut kemiringan pemasangan mesin dari produsen mesin yang akan digunakan, yang terdapat pada data spesifikasi mesin. Pada contoh mesin yang dipakai tertera maksimum 8 derajat jadi diambil sudut kemiringan pemasangan mesin sebesar 2 derajat.
• Lihat ketentuan Rules mengenai Propeller Clearance, yaitu jarak antara ujung propeller dengan plat dibagian atas propeller, lihat gambar dibawah ini point (a).
• Catat jarak antara Engine Crank Shaft dengan Output Shaft yang berada pada Gear Box, lihat gambar dibawah ini point (f). Output Shaft ini yang akan dipakai sebagai sumbu /center dari Poros Propeller.
• Perhatikan jarak antara wrang dengan bagian mesin yang paling bawah, lihat gambar dibawah ini point (e). Harus ada jarak yang cukup agar overhaul mesin dapat dilakukan dengan leluasa.
• Lihat gambar dibawah ini; tentukan ketinggian (jarak) antara sumbu poros Gear Box dengan Base Line (h), pada sekat kamar mesin bagian depan dan jarak antara sumbu poros Gear Box (Output Shaft) dengan Base Line (g), pada titik A.P / dimana tongkat daun kemudi akan dipasang. Nanti pada praktek pembuatan kapal, saat akan memasang Stern tube, sebagai pedoman kemiringan akan dipasangkan kawat / wire dari sekat tersebut ke arah A.P dengan ketinggian sebesar (h) dan (g). 

Gbr. Engine Inclination

• Dengan berpedoman pada jarak-jarak seperti; (a), (e), (f), (g), (h) dan batas maksimum sudut pemasangan mesin, maka dapat ditentukan sudut kemiringan pemasangan mesin. Pemasangan mesin tidak harus miring atau membentuk sudut, dapat juga rata/sejajar dengan base line kapal asalkan jarak-jarak yang mempengaruhi seperti diatas terpenuhi seluruhnya.

4. Menentukan Letak Mesin dan Gear Box.

• Setelah Mesin Induk ditentukan (Daya, Type, Merk) maka selanjutnya dicarikan Gear Box yang cocok dengan mesin yang akan dipasang tadi, terutama perbandingan Ratio putaran mesin harus sesuai dengan hasil perhitungan sebelumnya. Umumnya produsen Mesin Induk sudah menyiapkan Gear Box yang sesuai. 
• Buat perhitungan jarak antara ujung kaki paling depan dari Mesin Induk (t) ke ujung kaki paling belakang dari Gear Box (r), dalam keadaan Mesin dan Gear Box terhubung (couple).
• Letak Mesin Induk dan Gear Box ditentukan dengan berpedoman pada jarak antara sekat kamar mesin dibagian belakang dengan  ujung paling belakang Gear Box, lihat gambar diatas  (Sect.at 2050) point (d). Jarak ini harus memberikan ruang yang cukup untuk keberadaan Stuffing Box / Packing Housing, Gland dan Tail Shaft Coupling.
• Lihat pada gambar Outside Dimensions atau Engine Installation Diagram. Buat salinan gambar tersebut (Main Engine dan Gear Box) dalam posisi terhubung (couple). Contoh gambar Main Engine Installation Diagram dapat dilihat dibawah ini :

Contoh Gbr. Engine Installation Diagram.

• Pada gambar tampak sampingnya,  gambar diputar sesuai besar sudut kemiringan yang sudah ditentukan, lengkap dengan garis Sumbu Poros Mesin (poros Main Engine dan Gear Box).
• Salin gambar yang sudah membentuk sudut tadi (terputar) pada gambar potongan garis dengan jarak 2050 mm dari tengah kapal seperti diatas.

5. Membuat Gambar Engine Girder.

• Salin bentuk potongan pada Line Plan yang sudah terbentuk seperti pada point 2. lengkap dengan batas Sekat (Bulkhead) bagian depan dan belakang pada Kamar Mesin dan juga garis Geladak (Deck).
• Buat gambar yang terpisah antara Inboard Girder (engine girder yang berada disebelah dalam / dekat dengan center line kapal) dan Outboard Girder (engine girder yang berada disebelah luar / yang paling jauh dari center line).
• Beri ketebalan sesuai dengan hasil perhitungan ketebalan Plat Bottom, Plat Deck dan Plat Sekat. Ingat pada saat menambahkan ketebalan pada gambar untuk potongan Plat Bottom, ketebalan plat harus ditambahkan dibawah garis (garis dari Lines Plan) karena bentuk garis pada gambar Line Plan adalah Moulded atau tanpa kulit.
• Tambahkan gambar potongan melintang dari Wrang pada setiap nomor Gading (Frames) lengkap dengan ketebalan Wrang.
• Tambahkan gambar garis yang menunjukkan kemiringan pemasangan mesin seperti yang didapat pada point 3 diatas.
• Buat garis tepat dibawah kaki-kaki Mesin Induk point (k) sampai (t), lebihkan beberapa centimeter pada bagian ujung-ujung kaki -kaki mesin. Pada gambar contoh Fr.18/19 - Fr.2223.
• Buat juga garis yang sama tepat dibawah kaki-kaki Gear Box, lebihkan beberapa centimeter pada bagian ujung kaki yang berdekatan dengan Mesin Induk. Pada gambar contoh Fr.15/16 - Fr.17/18.
• Hubungkan garis yang berada pada bagian bawah kaki-kaki Mesin Induk dengan garis yang berada pada bagian bawah kaki-kaki Gear Box (akan ada perbedaan ketinggian). Pada gambar contoh Fr.17/18 - Fr.18/19.
• Buat garis horisontal (sejajar dengan Base Line) pada jarak 2 frame dari ujung kaki Mesin Induk paling depan ke arah sekat kamar mesin bagian depan, dengan ketinggian 1 m dari Base Line. Pada gambar contoh Fr.24/25 - Fr.28. 
• Dari ujung garis yang berada pada ujung kaki Gear Box sebelah belakang, tarik garis horizontal (sejajar dengan Base Line) ke arah sekat kamar mesin bagian belakang. Pada gambar contoh Fr.14 - Fr.15/16.
• Beri ketebalan pada garis tersebut diatas sesuai dengan perhitungan ketebalan plat Engine Bed, umumnya tebalnya sama dengan diameter Baut Pas (Foundation Bolt).
• Setelah bentuk Engine Girder terbentuk, selanjutnya Engine Girder diberi stiffeners atau penegar yang dibentuk dari plat. Untuk bagian dibawah Mesin Induk (m) penegar diganti dengan Bracket. Lihat contoh gambar dibawah ini :

Gbr. Inboard Engine Girder Section.

Gbr. Outboard Engine Girder Section.

Gbr. Section at 2050 mm.

• Bagian atas dari Engine Girder (Engine Bed - titik (x)) baik Inboard Engine Girder dan Outboard Engine Girder harus sama tinggi, yang berbeda tingginya adalah potongan bagian bawah dari Engine Girder.
• Stiffener untuk Engine Girder yang dipasang secara menyeluruh letaknya berada dibagian luar dari Engine Girder, sedangkan dibagian dalam Engine Girder stiffener dengan ketinggian sampai dibawah plat Engine Bed hanya dipasang pada tempat-tempat tertentu saja, selebihnya dapat menggunakan Bracket, hal ini bertujuan agar terbentuk ruang yang cukup untuk Overhaul mesin.

6. Membuat Gambar Bottom Plan.

Setelah gambar Engine Girder terbentuk lengkap, selanjutnya dibuatkan gambar Engine Bed yang tampak pada Bottom sebagai gambar penunjang agar rancangan Pondasi Mesin tampak menyatu dengan gambar Kontruksi Profil.

• Buat gambar garis Center Line kapal lengkap dengan nomor gadingnya (Frames).
• Buat gambar potongan sekat bagian belakang dan sekat bagian depan dari kamar mesin. pada gambar contoh Fr.14 dan Fr.28.
• Buat gambar tampak atas dari Center Keel/Girder.
• Tempatkan gambar Engine Girder yang sudah dibuat terlebih dahulu dibagian atas dari gambar Bottom Plan yang akan dibuat.
• Tarik garis proyeksi dari setiap sumbu (center) Baut Pas (Foundation Bolt) yang berada pada gambar Engine Girder ke arah bawah (ke arah gambar Bottom Plan).
• Diatas area gambar Bottom Plan yang akan dibuat, gambar posisi kaki-kaki dari Mesin Induk dan Gear Box dengan berpedoman pada gambar Engine Installation Diagram dan garis proyeksi seperti diatas.
• Buat gambar tampak atas dari plat Engine Bed, sesuaikan bentuk tekukannya.
• Tambahkan gambar tampak atas dari Wrang dan Stiffeners.
• Agar didapat penyaluran getaran mesin yang baik dari konstruksi Pondasi Mesin maka bagian ujung-ujung dari Engine Girder harus diarahkan atau bertemu dengan Sekat Memanjang (Longitudinal Bulkhead) yang berada disebelah Sekat Kamar Mesin, jika pada bagian tersebut terdapat Sekat Memanjang. Sebaliknya jika tidak ada Sekat Memanjang maka ujung-ujung dari Engine Girder diberi kontruksi penerusan berupa Plat Antara (Intercostal) yaitu plat yang dipasang diantara wrang sepanjang 3 s/d 4 jarak gading atau sampai pada Web Frame terdekat. Pada gambar contoh Fr.28 - Fr.31 (w). 

Gbr. Engine Bed - Bottom Plan.

7. Membuat Gambar Detail.

Buat gambar Midship section, gambar detail dari Pondasi Mesin, berupa gambar potongan tengah kapal yang menampilkan :  Bentuk potongan melintang dari Pondasi Mesin, Ukuran dari; tebal plat Engine Girder, tebal plat Engine Bed, tebal Plat Kulit, tebal plat Deck, ukuran plat Stiffeners, ukuran Wrang, ukuran Web Frame, ukuran Pillar, dan ukuran semua bagian konstruksi yang tampak pada gambar tersebut sesuai dengan posisi Frame dimana gambar potongan tersebut diambil.

Gbr. Midship Section.

• Buat gambar Mounting Holes, yaitu gambar detail dari perpaduan antara gambar Engine Installation Diagram dengan gambar Engine Bed atau dengan kata lain gambar yang menampilkan tampak atas dari Engine Bed dengan posisi kaki-kaki mesin (Engine Foot) berada diatasnya, mirip dengan gambar Engine Bed - Bottom Plan seperti diatas, hanya saja dibuat lebih besar dan detail lengkap dengan ukuran-ukuran jaraknya dan ukuran diameter Baut Pas serta jumlah Baut Pas.

Contoh Gbr. Mounting Holes.

• Buat gambar Mouting detail, yaitu gambar potongan Pondasi mesin yang menampilkan posisi sumbu poros Gear Box (Output Shaft) dan sumbu poros Main Engine (Engine Shaft) serta menampilkan juga posisi dari Chock Fast. Gambar ini mirip dengan gambar potongan tengah kapal hanya saja lebih fokus pada ukuran jarak dan letak dari sumbu poros mesin dan sumbu poros Gear Box terhadap Pondasi Mesin dan Baut Pas serta menampilkan jarak Engine Bed terhadap sumbu poros mesin.

Gbr. Engine Mounting.

Catatan : 

• Semua pengelasan pada Pondasi Mesin dilakukan pengelasan kontinyu (continuous weld).
• Pembuatan lubang peringan pada plat Engine Girder yang berada dibawah Mesin Induk sebaiknya dihindari.
• Besar maksimum dari sudut kemiringan saat pemasangan mesin sebaiknya berpedoman pada nilai (besar sudut maksimum) yang diberikan dari produsen mesin.
• Lihat pada gambar contoh; untuk menentukan jarak antara ujung Daun kemudi dengan ujung Propeller (b) dan jarak antara ujung Propeller hub dengan ujung Shaft bearing (c) dapat memakai pedoman;  c = 1 to 1,5 Shaft diameter. dan b = 15% Propeller diameter.
• Ukuran-ukuran harus ditulis selengkap mungkin pada gambar.
• Semakin banyak gambar detail yang dibuat, semakin baik gambar tersebut dan semakin mudah untuk dipahami.

Sekian Artikel mengenai Merancang Pondasi Mesin, semoga bermanfaat dan Terima kasih karena Anda sudah Belajar Mengenai Kapal.