F F lywhe lywhee ell

Roda gila (

Roda gila ( Flywheel  Flywheel ) adalah komponen dari mesin yang memiliki fungsi) adalah komponen dari mesin yang memiliki fungsi menyimpan

menyimpan energi kinetik energi kinetik dari gerak dari gerak putar poros putar poros engkol engkol dan dan juga berfungsijuga berfungsi sebagai untuk menstabilkan putaran mesin ketika putaran mengalami penurunan sebagai untuk menstabilkan putaran mesin ketika putaran mengalami penurunan secara drastis.. Roda gila

secara drastis.. Roda gila (Flywheel)(Flywheel) biasanya dihub biasanya dihubungkan di ungkan di ujung ujung poros engkoporos engkoll mesin yang akan menerima daya putar dari piston selama siklus kerja, akan mesin yang akan menerima daya putar dari piston selama siklus kerja, akan  berkurang

 berkurang yang disebabkan yang disebabkan langkah langkah lain lain seperti seperti inertia inertia loss, loss, dan dan juga juga akibat akibat daridari gesekan.

gesekan. Flywheel  Flywheel   berfungsi sebagai penyimpanan energi, dimana menyimpan  berfungsi sebagai penyimpanan energi, dimana menyimpan energi di waktu daya mesin tersebut melebihi kebutuhan dan akan dilepas dimana energi di waktu daya mesin tersebut melebihi kebutuhan dan akan dilepas dimana daya mesin lebih kecil dari kebutuhan. Selain fungsi tersebut juga dapat daya mesin lebih kecil dari kebutuhan. Selain fungsi tersebut juga dapat digunakan sebagai pengontrol jika terjadi suatu perubahan putaran, mampu digunakan sebagai pengontrol jika terjadi suatu perubahan putaran, mampu membuat poros b

membuat poros berputar secara terus menerus erputar secara terus menerus sehingga mesin sehingga mesin beroperasi denganberoperasi dengan lembut (Rachmawan dkk, 2014)

lembut (Rachmawan dkk, 2014)

Gambar 2. 16

Gambar 2. 16 Flywheel  Flywheel   

Energi kinetik pada roda gila dapat ditingkatkan berdasarkan penambah massa Energi kinetik pada roda gila dapat ditingkatkan berdasarkan penambah massa  flywheel 

 flywheel  dan juga mempercepat putaran dan juga mempercepat putaran flywheel  flywheel . Komponen penyimpanan energi. Komponen penyimpanan energi seperti

seperti flywheel  flywheel   umumny  umumnya lebih a lebih dipengaruhi dipengaruhi kecepatan kecepatan rotasirotasi flywheel  flywheel  dibanding dibanding dengan massanya. Namun dalam putaran yang sangat tinggi, mengakibatkan dengan massanya. Namun dalam putaran yang sangat tinggi, mengakibatkan  flywheel 

 flywheel   dapat rusak dengan sendirinya akibat dari tegangan geser yang  dapat rusak dengan sendirinya akibat dari tegangan geser yang  berlebihan

 berlebihan (Rachmawan (Rachmawan dkk, dkk, 2014). 2014). Jika Jika terjadi terjadi sedikit sedikit retakan retakan padapada flywheel  flywheel    maka akan mengakibatkan putaran mesin akan menjadi tidak stabil dan maka akan mengakibatkan putaran mesin akan menjadi tidak stabil dan memengaruhi daya output yang dihasilkan oleh mesin, ketika

memengaruhi daya output yang dihasilkan oleh mesin, ketika flywheel  flywheel  mengalami mengalami  pengikisan

 pengikisan massa massa akibat akibat gesekan, gesekan, maka maka keseimbangan keseimbangan putaran putaran pada pada mesinmesin menjadi terganggu dan dapat mengakibatkan getaran yang berlebihan pada mesin.

menjadi terganggu dan dapat mengakibatkan getaran yang berlebihan pada mesin.

Pembangkit listrik dengan pemanfaatan

Pembangkit listrik dengan pemanfaatan flywheel  flywheel   terdapat dua bagian utama  terdapat dua bagian utama yaitu mesin pembangkit dan sistem suplai arus listrik cadangan untuk motor.

yaitu mesin pembangkit dan sistem suplai arus listrik cadangan untuk motor.

Sistem pembangkit yang terdiri dari motor induksi (1-fase) yang ditransmisikan Sistem pembangkit yang terdiri dari motor induksi (1-fase) yang ditransmisikan ke

ke  flywheel  flywheel  dan  dan dari flywheel generator AC satu dari flywheel generator AC satu fasa yang di kopel fasa yang di kopel daridari flywheel  flywheel     pada

 pada umumnya umumnya menggunakan menggunakan prinsip prinsip kerja kerja sistem sistem konversi konversi energi energi dari dari energienergi mekanik atau energi gerak melingkar yang tersimpan pada

mekanik atau energi gerak melingkar yang tersimpan pada  flywheel  flywheel    ditransmisikan energi kinetik tersebut ke generator dan generator merubah energi ditransmisikan energi kinetik tersebut ke generator dan generator merubah energi mekanik menjadi energi listrik

mekanik menjadi energi listrik  Flywheel 

 Flywheel   dapat menyimpan energi dapat dimanfaatkan untuk menstabilkan  dapat menyimpan energi dapat dimanfaatkan untuk menstabilkan  putaran pada

 putaran pada generator generator listrik, listrik, agar agar putaran pada putaran pada generator generator listrik listrik lebih lebih stabil stabil dandan torsi lebih besar. Sehingga pada saat generator listrik mengalami beban yang torsi lebih besar. Sehingga pada saat generator listrik mengalami beban yang  berlebih, roda gila mampu melipat gandakan energi dan putaran yang cukup untuk  berlebih, roda gila mampu melipat gandakan energi dan putaran yang cukup untuk

alternator. Sehingga generator listrik tidak mengalami penurunan putaran saat alternator. Sehingga generator listrik tidak mengalami penurunan putaran saat terjadi beban (Rokhim & alif, 2019).

terjadi beban (Rokhim & alif, 2019).

A.

A.   Momen InersiaMomen Inersia

Momen Inersia merupakan suatu ukuran tahanan/ kelembaman suatu benda Momen Inersia merupakan suatu ukuran tahanan/ kelembaman suatu benda terhadap perubahan dalam gerak putar. Berbeda halnya dengan massa benda yang terhadap perubahan dalam gerak putar. Berbeda halnya dengan massa benda yang hanya tergantung pada jumlah zat yang terdapat di dalam benda, dan tergantung hanya tergantung pada jumlah zat yang terdapat di dalam benda, dan tergantung  bagaimana

 bagaimana zat-zat zat-zat atau atau massa massa falam falam benda benda dapat dapat didestribusi. didestribusi. Semakin Semakin jauhjauh distribusi massa dari pu

distribusi massa dari putaran flywheel taran flywheel maka momen maka momen inersia akan semakin inersia akan semakin besarbesar  pula. Momen

 pula. Momen inersia inersia yang pertama yang pertama dalam suatu dalam suatu titik titik benda terhadap benda terhadap suatu suatu sumbusumbu  putar

 putar diartikan diartikan sebagai sebagai perkalian perkalian massa massa flywheel, flywheel, dengan dengan jarak jarak sumbu sumbu porosporos  putaran

 putaran r r dengan dengan r r dikuadratkan dikuadratkan dari dari sumbu sumbu poros poros putar putar (Razali (Razali dan dan StephanStephan 2017)

2017)

Momen Inersia yang dilambangkan I dengan satuan dalam SI adalah

Momen Inersia yang dilambangkan I dengan satuan dalam SI adalah (kg.m(kg.m²² ) )   untuk mendapatkan nilai momen inersia dari suatu benda yang bergerak untuk mendapatkan nilai momen inersia dari suatu benda yang bergerak melingkar adalah d

melingkar adalah dengan mengalikan engan mengalikan setengah massa dari flywheel dsetengah massa dari flywheel dengan jarakengan jarak sumbu puar yang dikuadratkan partikel terhadap sumbu putar. Secara matematis sumbu puar yang dikuadratkan partikel terhadap sumbu putar. Secara matematis momen inersia dapat ditulis sebagai berikut :

momen inersia dapat ditulis sebagai berikut : I = 1/2 mr 

I = 1/2 mr ²²  ... ... 2.32.3 Dimana:

Dimana:

I = momen inersia I = momen inersia m = massa partikel m = massa partikel

r = jarak partikel dari sumbu putar r = jarak partikel dari sumbu putar B.

B.   ^TorsiTorsi

Menurut Marinus dkk,

Menurut Marinus dkk, (2019) torsi dirumuskan (2019) torsi dirumuskan dengan mengkdengan mengkali antara gayaali antara gaya (F) dengan

(F) dengan jarak lengan gaya jarak lengan gaya (d). Lengan g(d). Lengan gaya atau aya atau lengan momen lengan momen adalah jarakadalah jarak tegak lurus antara garis kerja gaya dengan titik pusat massa. Sehingga torsi dapat tegak lurus antara garis kerja gaya dengan titik pusat massa. Sehingga torsi dapat dirumuskan:

dirumuskan:

τ = F.d

τ = F.d ... ... ... 2.42.4

Untuk mendapatkan hubungan antara momen inersia, torsi, dan percepatan Untuk mendapatkan hubungan antara momen inersia, torsi, dan percepatan sudut, perlu diingat bahwa misalkan sebuah benda dengan massa m berputar sudut, perlu diingat bahwa misalkan sebuah benda dengan massa m berputar membentuk lingkaran dengan jari-jari r akibat pengaruh gaya tangensial F. sesuai membentuk lingkaran dengan jari-jari r akibat pengaruh gaya tangensial F. sesuai dengan

dengan hukum hukum newton newton II II ununtuk besaran linier, ∑F=ma dan hubungan percepatantuk besaran linier, ∑F=ma dan hubungan percepatan sudut dengan percepatan linier tangensial a

sudut dengan percepatan linier tangensial a^tantan  = rα maka diperoleh:= rα maka diperoleh:  

F = m.a / F = m.r

F = m.a / F = m.r ... 2.5... 2.5

Jika kedua ruas dikalikan dengan jarak tegak lurus terhadap pusat titik massa Jika kedua ruas dikalikan dengan jarak tegak lurus terhadap pusat titik massa atau lengan g

atau lengan gaya yang aya yang dinotasikan dengan. dinotasikan dengan. Perlu diketahui Perlu diketahui bahwa momen bahwa momen gayagaya adalah τ=rF maka diperoleh:

adalah τ=rF maka diperoleh:  

T = mr 

T = mr ²².a .a ... ... 2.62.6

Secara matematis massa dikali dengan kuadrat jari-jari partikel (m.r  Secara matematis massa dikali dengan kuadrat jari-jari partikel (m.r ²²)) merupakan momen inersia dari partikel silinder berongga maka:

merupakan momen inersia dari partikel silinder berongga maka:

T

T = I. α= I. α ... ... 2.72.7 Dimana:

Dimana:

Τ = Torsi/Momen Gaya

Τ = Torsi/Momen Gaya (N.m)(N.m)   I = Momen inersia

I = Momen inersia (Kgm(Kgm²² ) )   α = Percepatan

α = Percepatan (m/s(m/s²² ) )   m = Massa Benda m = Massa Benda (kg)(kg)   r = Jari-jari

r = Jari-jari (m)(m)

C.

C.   Energi Kinetik PadaEnergi Kinetik Pada

F F lywhe lywhee ell

  

Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh benda karena adanya Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh benda karena adanya geraknya. Benda karena massa (m) yang bergerak secara linier dengan kecepatan geraknya. Benda karena massa (m) yang bergerak secara linier dengan kecepatan (v) sehingga akan menghasilkan energi kinetik (Ek) sesuai dengan persamaan (v) sehingga akan menghasilkan energi kinetik (Ek) sesuai dengan persamaan  berikut ini.

 berikut ini.

Ek = ½ m . v

Ek = ½ m . v  ... ... 2.72.7 Dimana:

Dimana:

Ek = energi kinetik (kg.m

Ek = energi kinetik (kg.m²²/s2) atau (joule)/s2) atau (joule) m

m = = massa massa (kg)(kg) v

v = = kecepatan kecepatan (m/s)(m/s)

Energi kinetik pada

Energi kinetik pada  flywheel  flywheel   diukur berdasarkan persamaan pada silinder  diukur berdasarkan persamaan pada silinder  pejal.

 pejal. dengan dengan dihubungkan dihubungkan energi energi kinetik kinetik dengan dengan momen momen inersia. inersia. energienergi  kinetikkinetik rotasi adalah besarnya energi yang tersimpan dalam suatu benda saat melakukan rotasi adalah besarnya energi yang tersimpan dalam suatu benda saat melakukan gerak rotasi

gerak rotasi^..Maka diperoleh persamaan berikut ini.Maka diperoleh persamaan berikut ini.

Ek =

Ek =

½ ½

 ^m.v m.v22 ... ... 2.82.8   Ek =

Ek =

½ ½

^{mm . r  . r 22..22}   ... ... 2.92.9 Ek =

Ek =

½ ½

  II..²²  ... ... 2.102.10 Dimana:

Dimana:

Ek = energi kinetik (kg.m2/s2) atau (joule) Ek = energi kinetik (kg.m2/s2) atau (joule) I = momen inersia (kg.m2 )

I = momen inersia (kg.m2 )

D.

D.   ^{Daya PadaDaya Pada}

F F lywhe lywhee ell