Fren balatalarında kullanılan lastik tozunun boyutunun etkisi ve tribolojik özelliklerinin deneysel araştırılması
Experimental investigation of the effect of tire powder size used in brake pads on tribological properties
Yazar: DAMLA KAYA
Danışman: PROF. DR. MURAT CİNİVİZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Otomotiv Mühendisliği = Automotive Engineering

Özet:
Otomotiv sektörü 19. Yüzyılda enerji kaynağı olarak buhar gücünün kullanılması ile başlar ve içten yanmalı motorların keşfi ile devam eder. Günümüzde alternatif enerji kaynakları ile çalışan otomotivlerin üretimi yerini almıştır. Dünden bugüne insanoğlunun hayatını kolaylaştırmada büyük bir faktörü bulunmaktadır. Otomobil parçaları içerisinde fren tertibatı güvenlik sistemidir ve enerji kaynağı fark etmeksizin her araçta bulunmak zorundadır. Fren sisteminin bir parçası olan balata, frenlemeyi sağlayan en büyük parçalardan birisidir. Bu neden ile gösterdiği davranışlar oldukça önem sarf etmektedir. Sürtünme kuvvetinin yüksek olması ve dolayısıyla frenleme kuvvetinin güçlü olması beklenir.
Bu araştırmada, 425, 250, 106, 75 μm ve eleğin en alt tavasında çok küçük mikron boyutlarına sahip lastik tozunun fren balatalarında yarattıkları davranışlar, Krauss test düzeneğinde 15,2 Bar sabit basınç ve 130-240-250 Nm sabit tork altında sürtünme katsayısı incelenmiştir. 100 Kn kesme kuvveti ile balata ile sacın tutunumu ve karışımın homojen dağılımı incelenmiştir. Sertlik değeri 100 kg.f kuvvet altında Rockwell sertlik cihazı ile incelenmiştir.
Yapılan deneyler sonucunda, 25 μm boyutunda lastik tozuna sahip balatanın sürtünme değerlerinin, diğer balatalara oranla düşük olduğu belirlenmiştir.  Lastik boyutu büyüdükçe sürtünme katsayısının düşmesinin sebebi fırınlama esnasında büyük boyutlu olanların tam olarak pişmemesidir. Böylece balatanın disk üzerinde lastik özelliğinden dolayı daha kolay kayması ile sürtünme katsayısı düşük çıkmaktadır.425, 250, 106, 75 ve Pan μm boyutlarındaki lastik tozuna sahip balatalara ait kesme testi sonuçları incelendiğinde, 250, 106, 75 ve Pan μm boyutuna sahip balataların kesme test sonuçları birbirine yakın iken, 425 μm boyutuna sahip balataların kesme testi sonucunun düşük olduğu belirlenmiştir. Bunun sebepleri lastik tozlarının boyutuna göre fırınlama süresinin değişmemesi ve yapıştırıcı malzemenin yüzeyde tam tutunum sağlayamadığı düşünülmektedir.

Abstract:
The automotive sector started in the 19th century with the use of steam power as an energy source and continued with the discovery of internal combustion engines. Today, the production of automobiles powered by alternative energy sources has taken its place. Among automobile parts, the brake system is a safety system and must be present in every vehicle, regardless of the energy source. The lining, which is part of the brake system, is one of the largest parts that provide braking. For this reason, its behavior is very important. The friction force is expected to be high and therefore the braking force is expected to be strong
This research, the behaviors of tire dust with micron sizes of 425, 250, 106, 75 μm and very small micron sizes in the lowest pan of the sieve on brake pads were investigated in the Krauss test rig under constant pressure of 15.2 Bar and constant torque of 130-240-250 Nm and coefficient of friction. With 100 Kn shear force, the adhesion of the lining and sheet metal and the homogeneous distribution of the mixture were examined. The hardness value was examined with Rockwell hardness tester under 100 kg.f force.
As a result of the experiments, it was determined that the friction values of the pad with 25 μm sized tire powder were lower than the other pads.  The reason why the friction coefficient decreases as the tire size increases is that the larger sized ones are not fully baked during baking. Thus, the friction coefficient is low due to the easier sliding of the pad on the disc due to the rubber feature. When the shear test results of the pads with 425, 250, 106, 75 and Pan μm sized tire powders were examined, it was determined that the shear test results of the pads with 250, 106, 75 and Pan μm sizes were close to each other, while the shear test result of the pads with 425 μm size was low. The reasons for this are thought to be that the baking time does not vary according to the size of the tire powders and the adhesive material cannot adhere to the surface.