Yağlama yağı için bitkisel yağların ve esterlerinin tribolojik özelliklerinin incelenmesi
The analysis of tribological properties of the vegetable oils and esters for lubrication purpose
Yazar: ÖZLEM SALMAN
Danışman: PROF. DR. ERTUĞRUL DURAK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Aşınma = Wear ; Bitkisel yağlar = Plant oils ; Sürtünme = Friction ; Yağlayıcılar = Lubricants

Özet:
Bu çalışmada, makinelerde ve makine elemanlarında kullanılan mineral esaslı yağlama yağlarının yerine yağlayıcı ve/veya yağ katkı maddesi olarak çevre dostu bitkisel ürünlerin kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, Haşhaş, Jojoba, Mısır, Kanola, Soya, Pamuk, Ayçiçeği, Aspir yağları ile Aspir Metil Ester, Kanola Metil Ester ve Soya Metil Ester yağlarının tribolojik özellikleri, pim disk aşınma ve sabit yüklü radyal kaymalı yatak test düzeneklerinde deneysel olarak incelenmiştir.Test yağ numuneleri olarak; % 100 mineral baz yağ ile % 2,5, % 5, % 10, % 100 konsantrasyon oranlarında bitkisel esaslı yağ/metil ester kullanılmıştır. Pim disk aşınma setinde, farklı çalışma şartlarında, test yağlayıcılara bağlı olarak değişen sürtünme kuvvetleri, sürtünme katsayıları, aşınma miktarları ve yüzey pürüzlülüklerindeki değişimler tespit edilmiştir. Numune yüzeyinde oluşan yapısal değişim SEM ile görüntülenmiş ve değerlendirilmiştir. Sabit yüklü radyal kaymalı yatak test düzeneğinde farklı çalışma şartlarında, test yağlayıcılara bağlı olarak değişen test numunelerinin sürtünme kuvvetleri ve sürtünme katsayıları tespit edilip değerlendirilmiştir.Sabit yüklü radyal kaymalı yataklarda, madeni yağlar gibi bitkisel yağlar ve metil esterlerin kullanımında da sürtünme katsayısının, yük, hız ve katkı maddesi oranı ile değiştiği deneylerde tespit edilmiştir. Ayrıca, bitkisel esaslı yağlar ve esterlerinin sürtünmenin iyileştirilmesi konusunda özellikle sınır yağlamada daha etkili olduğu, aşınma oranına yağlayıcının ve yağlayıcıdaki yağ katkı maddelerinin etkisinin olduğu da deneysel çalışmada belirlenmiştir. Sonuç olarak, çevresel endişelerden dolayı mineral yağlar yerine yağlayıcı ve yağ katkı maddesi olarak bitkisel esaslı yağların ve metil esterlerinin kullanımı önerilebilir.

Abstract:
In this thesis, experimental studies were carried out to investigate the usage of environmental friendly vegetable oils as a lubricant or oil additive instead of mineral oil used in machines. The tribological properties of poppy seed, jojoba, corn, rapeseed, soybean, cotton seed, sunflower, safflower oils and safflower, rapeseed, soybean methyl esters were analysed by the experimental test mechanisms, which are the pin on disc wear and journal bearing under statically loaded.Test oil samples of 100% mineral and vegetable based oils at different concentration rates (2.5%, 5% and 10%) were used in the study. The friction forces, friction coefficients and surface roughness of the used oils were measured on the pin on disk wear test at different working conditions. SEM photographs were used to determine the structural changes on the samples. The same measurements were also obtained from the statically loaded journal bearing experimental systems.In statically loaded journal bearing experimental systems, it was indicated that when vegetable based oils and esters are used, the friction coefficients of oils change with load, speed and additive concentration ratios as in the mineral oils. In addition, it was observed that vegetable based oils and esters are more effective than mineral oils to improve the friction coefficient in the boundary lubricant. Furthermore, experimental results show that the lubricant and additive concentration ratios affect to the wear ratios. Consequently, the usage of vegetable based oils and esters can be suggested as a lubricant and oil additives instead of the mineral oils, when the environmental concerns are taken into consideration.