Tayfun Yılmaz – Vario Grease Genel Müdürü
Açık dişli sistemleri, ağır yükler, düşük hızlar ve zorlu çevresel koşullar altında çalışan en kritik endüstriyel uygulamalardan biridir. Başta çimento sektörü olmak üzere; madencilik, enerji, demir-çelik, limanlar ve çelik halat sistemlerinde kullanılırlar. Geleneksel olarak bu sistemlerde kullanılan greslerin performansı ağırlıklı olarak yük taşıma kapasitesi (Extreme Pressure – EP) üzerinden değerlendirilmiştir. Ancak günümüzde enerji verimliliği, ekipman ömrü ve bakım maliyetleri gibi parametreler, sürtünme katsayısının en az EP performansı kadar önemli olduğunu göstermektedir.
Bu makalede, açık dişli greslerinde yüksek EP performansından ödün vermeden sürtünmenin etkilerine değinilecek; ayrıca kalınlaştırıcı (sabun) tiplerinin sistem performansı üzerindeki etkileri ele alınacaktır. Sonuçlar, doğru baz yağ mimarisi, uygun kalınlaştırıcı seçimi ve katkı sinerjisi ile yüksek performanslı sistemlerin geliştirilebileceğini ortaya koymaktadır.
Açık dişli mekanizmaları, yüksek yüzey basınçları altında ve çoğunlukla sınır yağlama rejiminde çalışmaktadır. Bu nedenle kullanılan greslerin aşağıdaki özellikleri sağlaması beklenir:
- Yüksek yük taşıma kapasitesi (EP)
- Aşınma kontrolü (AW)
- Yüzeye tutunma (adhesion)
- Suya ve çevresel etkilere dayanım
- Termal ve oksidatif stabilite
Geleneksel yaklaşımda performans büyük ölçüde EP değerleri üzerinden değerlendirilmiştir. Ancak saha gözlemleri göstermektedir ki:
- Yüksek EP performansı tek başına ekipman ömrünü maksimize etmek için yeterli değildir.
- Yüksek sürtünme katsayısı; enerji kayıpları, ısınma, yüzey yorgunluğu ve mikro hasarlara neden olarak sistem verimliliğini düşürmektedir.
Bu nedenle modern yaklaşım, “yüksek yük taşıma kapasitesi ile düşük sürtünmenin birlikte sağlanması” şeklinde tanımlanmaktadır.
Açık Dişli Greslerinde Tribolojik Denge
Açık dişli greslerinde üç temel parametre birbirine doğrudan bağlıdır:
- EP performansı
- Aşınma direnci
- Sürtünme katsayısı
Klasik sistemlerde EP arttıkça sürtünme artmakta, sürtünme azaldıkça yük taşıma kapasitesi düşmektedir. EP katkıları, ağır yük altında yüzeyi korumak için kimyasal bir direnç oluşturur; bu da sürtünme katsayısını artırır. Öte yandan, sürtünmeyi minimize eden katkılar genellikle aşırı basınç altında yeterli film direnci gösteremez. Modern gres üretim teknolojileri, bu dengeyi bozmadan hem düşük sürtünme hem de yüksek yük taşıma kapasitesini aynı anda sunmayı hedefler. Bu durum, formülasyon mühendisliği açısından zorlayıcı ancak kritik bir dengedir.
Formülasyon Mühendisliği Yaklaşımı
Baz Yağ Mimarisi
Parafinik, naftenik ve sentetik baz yağların uygun kombinasyonu:
• Yağlayıcı film dayanımı
• Sürtünmenin stabilizasyonu
• Termal performansın iyileştirilmesi
Katı Yağlayıcı Teknolojisi
Grafit ve MoS₂ gibi katı yağlayıcılar:
• Sınır yağlama rejiminde yük taşır
• Yüzeyler arasında düşük kesme direnci sağlar
Katkı Sinerjisi
• EP katkıları: yük taşıma
• AW katkıları: aşınma kontrolü
• Friction modifier: sürtünme azaltma
Kalınlaştırıcı (Sabun) Tiplerinin Etkisi
Lityum ve Lityum Kompleks
• Orta EP performansı
• Genel kullanım
Alüminyum Kompleks
• Yüksek yapışkanlık
• İyi su direnci
• Sprey sistem uyumu
Kalsiyum Sülfonat Kompleks (CSX)
• Çok yüksek EP
• Üstün su direnci
• Doğal AW özelliği
Bentonit
• Yüksek sıcaklık dayanımı
• Düşük mekanik stabilite
Açık Dişli Greslerinden Beklenen Değerler
ANALİZ |
TEST METODU |
BEKLENEN DEĞER |
AÇIKLAMA |
| Baz Yağ Viskozitesi (40 °C) | ASTM D445 | 500 – 3500 cst | Ağır yükü taşıyacak güçlü yağlayıcı filmi oluşumu |
| Four Ball EP | ASTM D2596 | >620 Kg | Aşırı basınç altında dişli yüzeylerinin kaynamasını önler |
| Four Ball AW | ASTM D2266 | <0,5 | Metal kaybı ve mikropitting oluşumunun kontrolü |
| Damlama Noktası | ASTM D2265 | 180 °C – 275 °C | Yüksek sıcaklıkta gresin yapısını koruması ve akmaması |
| Suyla yıkanma direnci | ASTM D4049 | %10 – %35 | Dış ortam şartları ve suya karşı dayanım |
| Bakır Korozyonu | ASTM D130 | Max 1b | Sarı metallere karşı pasiflik ve koruma |
| FZG Dişli Testi | DIN 51354 | >12 | Yüzey çizilme direnci |
Saha Performansı
- Uzun süreli stabil çalışma
- Düşük aşınma
- Uzun bakım aralıkları
- Uzun servis ömrü
Alüminyum Kompleks Sabun
Açık dişli greslerinde neden yaygın olarak kullanılmaktadır?
Neden bu kombinasyon tercih edilmektedir?
Alüminyum sabunlu greslerin yüksek yapışma ve tutuculuk özelliği, alüminyum iyonunun (Al³⁺) güçlü ve çok yönlü bağ yapabilme kabiliyetinden kaynaklanır. Lityum ve kalsiyum gibi metallere veya bentonit tipi kalınlaştırıcılara göre daha fazla bağ kurabilen alüminyum, yağ asitleri arasında köprü oluşturarak daha yoğun ve üç boyutlu bir yapı meydana getirir. Bu yapı, gresin hem kendi içinde daha iyi tutunmasını sağlar hem de metal yüzeylere daha güçlü yapışmasına yardımcı olur. Bu nedenle alüminyum sabunlu gresler, özellikle açık dişli gibi yüzeyde kalıcılığın kritik olduğu uygulamalarda öne çıkar.
Alüminyum kompleks sabun
• NLGI 00 – 000
• Baz yağ viskozitesi: 500 – 3500+ cSt
• Kolay pompalanabilirlik
• Homojen dağılım
• Sprey sistem uyumu
• Yüzeye güçlü tutunma
• Su direnci
• Film stabilitesi
• Kalın yağ filmi
• Yük altında kopmama
• Metal-metal temasın önlenmesi
Özellikle düşük hız koşullarında yukarıda bahsedilen özellikler kritik hale gelir.
Sonuç
Bu çalışma göstermektedir ki açık dişli greslerinde performans yalnızca EP ile değil, sürtünme ve sistem stabilitesi ile birlikte değerlendirilmelidir.
Doğru sistem:
• Baz yağ
• Kalınlaştırıcı
• Katkı
üçlüsünün birlikte optimize edilmesiyle elde edilir.
