Dişlilerde Kullanılan Yağların Enerji Tasarrufuna Katkısı

Dişlilerde Kullanılan Yağların Enerji Tasarrufuna Katkısı


 Sema Eyüboğlu / Teknik İş Geliştirme ve Destek Müdürü - Belgin Madeni Yağlar A.Ş.

Murat Şarerler / Uzman Teknik İş Geliştirme ve Destek Mühendisi Belgin Madeni Yağlar A.Ş.

Hanife Gülen Tom / Ar-Ge Yöneticisi Belgin Madeni Yağlar A.Ş.

Özet

Dünya üzerinde her geçen gün enerji kaynakları tükenmekte, enerji ihtiyacı ise katlanarak artmaya devam etmektedir. Bu durum az ya da çok enerji tasarrufu sağlayan her teknolojiyi önemli kılmaktadır.

 

Demir - çelik, çimento, madencilik gibi sektörlerde ve zorlu ortamlarda faaliyet gösteren diğer sanayi kuruluşlarında kullanılan redüktörlerdeki aşınmaların önlenmesi, beraberinde enerji tasarrufunu da getireceğinden önem arz etmektedir. Çünkü sürtünmenin önlenmesi ile operasyon verimliliği artacak

ve operasyon verimliliğinin artışı ile enerji tasarrufu sağlanacaktır. Yağlama işleminin asıl amacı sürtünmenin önlenmesinin sağlanmasıdır. Bu nedenle yağın etkinliğinin arttırılması için sürekli yeni teknolojiler üzerinde çalışılmaktadır.

 

Belgin Madeni Yağlar olarak redüktörlerde kullanılan dişli yağlarının etkinliğinin arttırılması amacı ile sürekli araştırmalar yapılmaktadır. Bu araştırmaların sonucunda yeni katık teknolojisi kullanılarak sürtünmeyi minimuma indirmek amacıyla yeni nesil dişli yağı geliştirilmiştir. Geliştirilmiş olan yeni dişli yağının, laboratuvar ortamında standart dişli yağları ile karşılaştırmalı olarak testleri yapılmıştır. Four Ball Test cihazında aynı yük altında aşınma çapları ölçülmüş ve kaynama yükleri tespit edilmiştir. Four Ball Test Cihazında kaynama yükleri ve aşınma önleme özellikleri tespit edilmiştir. Ayrıca SRV Test Cihazı ile yük altında sürtünme katsayıları karşılaştırılmıştır. Aşınma çapında %25 azalma, kaynama yükünde ise % 50’nin üstünde artma gözlenmiştir. Bu durum yüksek yük altında yağ filminin kararlılığını göstermektedir.

 

Laboratuvar testlerinin sanayide verimliliğe etkisini gözlemlemek amacı ile demir-çelik sektörünün önemli bir işletmesinde, bir redüktörde yeni nesil dişli yağı kullanılarak test çalışmaları yapılmıştır. Redüktör hem boşta hem de yükte çalıştırılarak ölçümler alınmıştır. Çalışma sırasında yağ sıcaklıkları, vibrasyon değerleri ve çekilen akımlar ölçülerek kaydedilmiştir. Aynı ölçümler aynı koşullarda standart dişli yağı kullanılarak da yapılmış ve değerler kaydedilmiştir. Bu işletme özelinde alınan ölçümler sonucundaki değerlendirmede yağ sıcaklığında yaklaşık 8°C’lik düşüş, redüktör seslerinde %50’ye yakın azalma ve çekilen akımlarda düşüşler kaydedilmiş, bunun sonucunda tüketilen enerjide önemli tasarruf sağlandığı görülmüştür. Bu bildiride, yağlama verimliliğinin arttırılması ile programsız duruşların azaltılabileceği, daha uzun yağ değiştirme aralıkları ile ekipman performanslarının arttırılabileceği deneysel veri sonuçlarıyla sunulacaktır.


1.Giriş

Yapılan çalışmalarda dişli yağlarının sürtünmeye ve enerji sarfiyatına olan etkileri bilimsel yöntemlere ve verilere dayalı olarak incelenmiştir. Veriler ilgili standartlara göre yapılan testler ve saha çalışmaları sonucu elde edilmiştir. Elde edilen sonuçların sanayinin ihtiyacını karşılayacak önemli çıktılar oluşturacağı düşüncesindeyiz.


1.1. Çalışmanın Amacı:

Dişli sistemlerinde oluşan aşınmalar işletmelerde hem üretim kaybına sebep olmakta hem kalite problemleri yaratmakta hem de işletmelere ekstra maliyetler oluşturmaktadır.

• Önceden kestirilemeyen dişli kırılmaları nedeni ile oluşan duruş nedenli üretim kayıpları ve bu durumun sektördeki rekabet şartlarına olumsuz etkileri,

• Yedek parça değişimi nedeni ile direkt maliyetler ile işletmeyi etkileyecek dolaylı maliyetler,

• Aşınma nedeni ile diş profilleri arasındaki boşluğun artışına bağlı ürüne etki yapan kalitesizlik maliyetleri,

• Ağır yük altında çalışan dişli sistemlerinde artan sürtünmeye bağlı olarak enerji sarfiyatındaki artışlar.

Tüm bu sebepler altında dişli yağı verimliliğinin arttırılmasının önemi ortaya çıkmaktadır. Geliştirilen yeni nesil dişli yağı ile bu olumsuzlukların önüne geçilerek, işletmelere katma değer sağlanması hedeflenmiştir.

Yeni nesil dişli yağı ile dişli yüzeylerindeki sürtünme minimize edilerek aşınma kaynaklı problemlerin kısmen azaltılması sağlanacaktır. Dişli sistemlerdeki aşınmaların azaltılmasıyla, dişli sistemlerdeki ısınmalar da azalacaktır. Sistemlerdeki ısınmanın azalması hem kullanılan dişli yağının ömrünü, hem de ekipmanın ömrünü olumlu bir şekilde etkileyecektir.

 

2.Bulgular

2.1. SRV Test Çalışmaları

SRV Test Cihazı ile yağların, sürtünme katsayısı üzerindeki etkileri ölçülebilmektedir.


SRV cihazında; iki test numunesi, bilya ve disk, test odasına yerleştirilir ve birlikte preslenir. Üstteki numune alttaki üzerinde önceden programlanmış yük, darbe ve frekans uyarınca osilasyon hareketi ile salınım yapar. Sürtünme kuvveti sensör ile sürekli olarak ölçülür. Test odasının ortamı (sıcaklık, bağıl nem, atmosfer) izlenebilir. Sürtünme katsayısı otomatik olarak yük ve test boyunca kaydedilenlerin bir fonksiyonu olarak hesaplanır. Aşınma hacmi ve toplam sürtünme yolu test sonrası kaydedilir ve sürtünme katsayısı test esnasında ölçülebilir.

 


• Tek platformda iki hareket sağlanır (titreşim ve dönme) bu durum optimum verimlilik sağlamak için temeldir.

• Titreşimli test hareketi direkt olarak motor tarafından harekette herhangi bir sapma olmaksızın oluşturulur.

• Sürtünme hareketi, tahrik sisteminden etkilenmez.

• Osilasyon mesafesi elektronik olarak modifiye edilebilir. Standart dişli yağı ve yeni nesil dişli yağlarının sürtünme katsayısına etkileri SRV Test cihazı ile 200N sabit yükte, 500C test sıcaklığında, 1h süresince disk ve bilya ile yapılan testte standart dişli yağı ile yeni jenerasyon dişli yağı için Aşınma Testi gerçekleştirilmiştir. Test sonucunda elde edilen Sürtünme Katsayısı değerleri süreye karşı grafiğe geçirilmiştir.


 


SRV test sonuçlarına göre yeni jenerasyon dişli yağının sürtünme katsayısını standart dişli yağlarına göre belirgin şekilde azaltarak aşınma üzerinde olumlu bir etki yarattığı görülmüştür.


Dört Bilya Kaynama Yükü Testi (ASTM D 2783)

Metal yüzeyindeki yağın yük karşısında ne kadar koruma sağladığını ve ne kadar yük altında yüzeydeki yağ filminin yırtılıp, metalin metale kaynadığını tespit etmek için yapılmaktadır.


Test metoduna göre;

• Krom alaşımlı,

• 64-66 Rockwell sertliğinde,

• Ekstra polisajlı,

• 12,7 mm çaplı çelik bilyalar kullanılmaktadır.

3 adet çelik bilya, yağ ile dolu test kabına yerleştirilip sabitlenir. 4. çelik bilya 3 bilyanın üzerine cihazdaki yuvasına yerleştirilir.

Resim 5. Dört bilya kaynama yükü test cihazı yağ yükleme ve bilya düzeni detayı

 


4. çelik bilya belirlenmiş yük altında, 10 sn’lik sürelerde 1760 d/dk hız ile sabit bilyalar üzerinde döner, süre sonunda bilyalar düzenekten alınarak incelenir. Bilyaların birbiri ile kaynaşması durumunda testte uygulanan yük değeri kullanılan yağ için kaynama yükü olarak verilir. Kaynamanın gerçekleşmemesi durumunda bilyalar incelenir. 0,01 mm hassasiyetli skala ile bilyalar üzerindeki aşınma çapları ölçülerek tespit edilir.


 




2. Saha Çalışmaları

Sektöründe referans demir çelik firmalarında yapılan çalışmalarda hadde grubu redüktörlerinde (hazırlama,orta grup ve finish grubu redüktörlerinde) laboratuvar ölçümleri ile uyumlu sonuçlar gözlemlenmiştir.

• Yeni nesil dişli yağı kullanımı ile birlikte yağ sıcaklıklarında 8-100C’ye varan azalmalar

• Diş profillerinin temas yüzeylerindeki stabil olmayan yağ filmi nedeni ile redüktörlerde tespit edilen seslerin yeni jenerasyon dişli yağı kullanımı ile birlikte %50’ye varan oranlarda azaldığı tespit edilmiştir.

• Yeni nesil dişli yağları ile elde edilen üstün yağlama efekti ile azaltılan sürtünmeye bağlı olarak enerji sarfiyatlarında ölçülebilir azalmalar tespit edilmiştir.

• Demir çelik sektöründe önemli bir firmada yapılan çalışmada hadde grubu redüktöründe yeni jenerasyon dişli yağı kullanımı sonrasında, DC motor 850 KW, 1260 amp’lik elektrik motoruna sahip orta hadde grubu redüktöründe uzun süreli olarak akım değişimleri takip edilmiştir. Yükte ve boşta çalışma durumları için yapılan güç hesaplamalarında 80 kws’e yakın güç tasarrufu sağlandığı tespit edilmiştir.