Perhitungan Perancangan Perancangan Mesin Pengaduk Dodol “Hybrid” a. Perhitungan daya motor
Diketahui : Kapasitas dodol = 12 kg Ø poros = 1,5 1,5 “ = 38.1 mm mm Ø wadah/ wajan = 40 cm
Menghitung inersia poros Ø poros = 38.1 mm P = 100 cm = 1000 mm Massa jenis st 55 , = 7.98 gr/cm 3 maka massa poros, m = 2x t = 7.98 gr/cm 3 x 3,14 x (1.9 cm) 2 x 100 = 4760,86 gr = 4.7 kg Inersia poros = ½. m . r 2 = ½ x 4.7 kg x (0.019 m) 2 = 0.0008 kgm 2
Menghitung inersia pengaduk Diasumsikan pengaduk berbentuk tabung berongga dengan ukuran diameter 30 cm dan tebal 6 cm dan massa 2 kg,maka : Inersia pengaduk = m. r
2
= 2kg x (0.15 m) 2 = 0.045 kgm 2
Menghitung inersia dodol Diasumsikan dodol rata di dalam wajan, dengan ø wajan= 40 cm dan massa dodol = 12 kg,maka : I dodol = m . r
2
= 12 kg (0.2 m) 2 = 0.4 kgm 2
Menghitung inersia puli Diketahui : ø puli = 12.5 cm t = 3cm Al = 2.69 gr/cm 3
m = . V = 2.69 gr/cm 3 x x (6.25 cm) 2 x 3cm = 989,8 gr = 0.9 kg I puli = ½ . m . r 2 = ½ . 0.9 kg . (0.0625 m) 2 = 0,002 kgm 2
Menghitung inersia gear m = 1.5 kg ø gear = 8 cm t = 3 cm I gear = ½ . m .r 2 = ½ . 1,5 kg (0.04 m) 2 = 0.0012 kgm 2 Jadi, I total = I poros + Ipengaduk + I dodol+ I puli + I gear = (3x 0.0008) + 0.045 + 0.4 + (2x 0.002) + ( 2x 0.0012) = 0.47 kgm 2
Dengan n 2 = 542 rpm, maka kecepatan sudut :
=
= 56,8 rad/s Dengan waktu percepatan mencapai kecepatan maksimal 3 second, maka : =
=
= 14,03 rad/ s
Jadi torsi, T = x I = 14,03 rad/s x 0,47 kgm 2 = 6,59 Nm
Menghitung daya motor yang dibutuhkan P=xT = 56,8 rad/s x 6,59 Nm = 362,9 watt = ½ Hp
b. Menghitung daya manual ( dengan dikayuh )
Diketahui dari perhitungan pertama : I poros = 0,0008 kgm 2 I dodol = 0.4 kgm 2 I pengaduk = 0,045 kgm 2 I gear = 0,0012 kgm 2
Menghitung inersia sprocket Diket : ø sprocket = 15 cm t = 5mm = 4,6 gr/cm 3
m= = 4,6 . 3,14 . (7,5 cm) 2 . 0,5 cm = 406,23 gr = 0,4 kg I sp = ½ . m .r 2 = ½ . 0,4 kg . (0,005m) 2 = 0,0005 kgm 2 Jadi , inersia total = I poros + I dodol + I pengaduk + I gear + I sprocket = (2x 0,0008) + 0,4 + 0,045 + (2x 0,0024) + (2x 0,0005) = 0,45 kgm 2 Dengan n 2 = 400 rpm, maka kecepatan sudut :
=
= 41,8 rad/s Dengan waktu percepatan mencapai kecepatan maksimal 5 second, maka : =
=
= 8,3 rad/ s
Jadi torsi, T = x I = 8,3 rad/s x 0,45 kgm 2 = 3,76 Nm
Menghitung daya kayuhan yang dibutuhkan P=xT = 41,8 rad/s x 3,76 Nm = 157,25 watt