Сельскохозяйственные шины и их дефекты

Статья не претендует на полноту в описании и систематизации дефектов шин данного класса, т.к. не является каталогом дефектов. Опираясь на собственный опыт практической деятельности в сфере проверки качества шин, автор в свободной форме высказывает свою точку зрения относительно значимых, по его мнению, факторов в эксплуатации конкретного класса шин, и относительно взаимосвязи между этими факторами и видами выхода шин из строя. Дано описание некоторых типичных дефектов.

Рассматривая дефекты сельскохозяйственных (с/х) шин, следует выделить 3 группы шин:

• Тракторные шины
• Шины для сельскохозяйственных навесных агрегатов и прицепов (имплемент)
• Шины для газонов (тюрф)

Условно можно отнести к сельхозшинам шины для лесной техники. При внешней схожести лесные шины имеют особенности конструкции и другую рецептуру резиновой смеси. Однако, если не брать во внимание дефекты в результате механических повреждений, имеющие выраженную специфику при работе в лесу, то остальные дефекты и причины их вызывающие похожи.

Не будет большой ошибкой, если применительно к шинам ситуацию в отрасли в целом обрисовать, как несоответствие между усложнением требований эксплуатации с/х шин и готовностью персонала эти требования осваивать и соблюдать. За относительно короткий срок радикально изменился ассортимент сельхозшин, особенно шин класса имплемент, это касается, сколько не появления новых типоразмеров, а в первую очередь применения на современной технике совершенно новых шин по конструкции и назначению.

Свершившийся факт - сельскохозяйственные тракторы преодолели рубеж скорости 40 км/ч. Это вызвало настоящую революцию в применении и производстве сельхозшин, радиальные шины для тракторов и их прицепов, ранее относящиеся к «экзотике», производимой под премиум-брендами, стали массовой оригинальной комплектацией техники. Современные тракторы и прицепная техника, агрегатированная с ними, требуют для работы шин с индексами скорости B, D и выше. При этом существует значительный парк устаревшей, но работоспособной и обладающей отличной ремонтопригодностью техники, для которой вполне достаточно использовать диагональные шины и шины для низких скоростей, например с индексами A3 и A4.

В результате предложение на вторичном (AF) рынке с/х шин характеризуется широким выбором шин, существенно отличающихся друг от друга по нагрузке или скорости и одновременно с большой вариацией продажной цены. В пределах одного и тоже типоразмера могут быть шины с широким диапазоном норм слойности (индексом нагрузки), например, у шин класса имплемент - от 12PR до 20PR, или у шин для газонов - от 2PR до 10PR. Приобретение «правильной» шины превращается в непростую задачу, которая требует от покупателя не только знания эксплуатируемой техники, но и понимания отличий между шинами различных типов, умения читать маркировку на шинах и т.п. Консультация специалиста по продажам далеко не всегда помогает потребителю сделать правильный выбор, ввиду нехватки опыта и знания продавцов с/х шин и отсутствия у них соответствующей мотивации.

В практике проверок качества шин имелись случаи неправильного выбора шин производителями c/x техники для оригинальной комплектации (OE). Данные факты имели место у производителей прицепных агрегатов и с/х прицепов, среди которых остаточно малых и средних предприятий с ограниченной базой для опытно-конструкторских работ и испытаний. Выбор шин на этапе проектирования ограничивается выбором требуемого типоразмера и требуемой нагрузки по стандартам или каталогам производителей шин, без выбора конкретной марки и модели, и не проверяется в последствие в ходе испытаний. В расчётные формулы при этом не закладывался запас прочности. В погоне за снижением себестоимости продукции выбиралась шина с грузоподъёмностью или максимальной скоростью на грани её несущей способности. Бесспорно, в подобных ситуациях определённая часть ответственности лежит на специалистах по OE продажам, которые должны обладать опытом и квалификацией, достаточными, чтобы влиять на своих клиентов в сторону правильного выбора.

Зафиксирован случай, когда перегруз шин стал следствием модернизации сельхозагрегата, скажем: культиватора, бороны, посевного комплекса, с целью повышения производительности, которая привела к увеличению собственной массы или существенному изменению распределения веса (развесовке) между сцепным устройством и колёсами, при этом шасси с ранее выбранными шинами осталось прежним.

Таким образом, выход с/х шин из строя может быть связан с их неправильным выбором. Результат: перегруз, перегрев, сопровождающиеся такими внешними проявлениями, как вздутия в различных зонах шины («вылезла грыжа, шишка, кила, …»), разрушение шины («шина взорвалась») и др. Поэтому вместе с поиском соответствующих экспертных признаков указанных дефектов проверочный расчёт грузоподъёмности шин должен быть неотъемлемой частью проверки качества. 

Нетривиальной задачей является выбор правильного рабочего давления для с/х шины. Например, имеющиеся на сельхозшине маркировки давления, а их обычно три, это:

1. максимальное монтажное давление,
2. максимально допустимое давление для свободно катящего колеса или для низшего индекса нагрузки,
3. максимально допустимое давление для ведущего колеса или для высшего индекса нагрузки,

нередко вводят потребителя в заблуждение. При этом ни одно из вышеперечисленных значений давления не обязательно совпадает правильным рабочим, которое необходимо выбирать в соответствии с инструкцией по эксплуатации сельскохозяйственной машины. Результат: шина эксплуатируется при повышенном давлении, как следствие: ускоренный износ центральной дорожки протектора, снижение способности каркаса воспринимать наезды на твёрдые предметы без разрушения, уплотнение плодородного слоя и др.

Специально уделено много внимания вопросу правильного выбора шины в отношении грузоподъёмности / скорости и выбора рабочего давления, т.к. вышеперечисленные факторы определяют эксплуатационный характер преждевременного выхода шины из строя.

Тракторные шины

Если говорить о производственных дефектах тракторных шин, то среди наиболее встречающихся здесь нет ничего нового, это:

• расслоения в боковине, бортовой и плечевой зонах, вызывающие вздутия;
• открытые стыки между деталями покровной резины, дающие о себе знать концентрическими трещинами.

К специфическим производственным дефектам можно отнести дефекты борта – в его основании и носке. Вероятно, они связаны с особенностями пресс-форм больших тракторных шин, процесса вулканизации в них и извлечения шин из пресс-форм:

• Основание борта может иметь многочисленные мелкие пузыри, каверны, отшелушивание тонких фрагментов резины, незначительные трещины и неровности на поверхности.
• В носке борта могут быть продольные трещины на стороне гермослоя или между гермослоем и бортом. Иногда имеются следы ремонта этих трещин с помощью клея.
• Неаккуратная или чрезмерная обрезка облоя (тримминг) по носку борта с повреждением тканевой обёртки борта (чейфера).

Вышеперечисленные дефекты легко выявляются в ходе визуальной проверки на этапе приёмки товара. Но при регулярном характере дефекта необходимость тщательной проверки борта приводит к значительному увеличению времени погрузки/разрузки.

Дефект, непосредственно связанный с выполнением с/х работ, - повреждение шин тракторов и комбайнов стерней.

Повреждение выглядит, как интенсивная эрозия поверхности протектора шины. Эрозией может быть подвергнут протектор, как на всю ширину или на ограниченном участке по всей окружности шины. Суть дефекта – механическое повреждение поверхности с отрывом фрагментов резины твёрдыми сухими остьями злаковых культур, оставшихся в земле после жатвы. Особенно агрессивно проявляет себя стерня подсолнечника и кукурузы. Дефект имеет эксплуатационный характер.

Причины:

• неправильный выбор шин, например, на зерновом комбайне установлены универсальные тракторные шины вместо комбайновых, имеющих специальную рецептуру резиновой смеси и дизайн протектора;
• нарушение технологии проведения сельскохозяйственных работ: заниженная высота жатки с целью снижения потерь при уборке, несвоевременное или выполненное не в полном объёме лущение и перепахивание стерни.

Сберечь шины призваны специальные приспособления, загибающие или ломающие стерню непосредственно перед колёсами комбайна, трактора или навесного оборудования.

Шины для сельскохозяйственных навесных агрегатов и прицепов (имплемент)

Наибольшее число рекламаций среди с/х шин приходится на шины класса имплемент. Это естественно, т.к. эти шины имеют самое массовое применение в сельском хозяйстве. Однако, помимо причин дефектов общего характера указанных выше следует обратить внимание на следующий факт.

В отличие от тракторных шин, производство которых невозможно без значительных инвестиций, данный класс с/х шин в выпускается огромным числом больших и малых шинных заводов. Уровень производителей, как в отношении качества их продукции, так и в отношении их технических и финансовых возможностей вести собственные опытно-конструкторские и исследовательские работы варьируется в широких пределах. Очевиден факт, что на рынке присутствует шины, эксплуатационные характеристики которых голословно заявлены производителями, но не подтверждены испытаниями или реальной эксплуатацией. В лучшем случае есть т.н. технический сертификат, который по своей сути есть декларация за подписью ответственного лица производителя (поставщика) о том, что данная шина имеет такие-то технические характеристики (спецификацию).

«Сырые» модели шин выпускаются на рынок, а конструктивные и технологические недостатки доводятся по ходу под воздействие «обратной связи» от потребителей. Однако, как показывает практика, конструктивное сотрудничество между оптовым покупателем (дистрибьютером) и подобным производителем при рассмотрении рекламаций крайне редкое явление.

Из наиболее частых производственных дефектов можно указать следующее:

• расслоения между слоями каркаса или покровной резиной и каркасом в боковине, бортовой и плечевой зоне, сопровождающиеся вздутиями;
• трещины между деталями покровной резины: концентрические трещины на боковине, в бортовой и плечевой зоне.

Случаи разрушения шины, сопровождающиеся диагональным или Х-образным разрывом каркаса, обычно диагностируемые, как перегруз, должны тщательно исследоваться на предмет отсутствия экспертных признаков недостаточной адгезии или её отсутствия между элементами конструкции.

Из наиболее распространённых эксплуатационных дефектов шин имплемент надо обратить внимание на разрушение борта в результате перетирания чейфера. После полного перетирания чейфера происходит разрыв нитей заворота каркаса, иногда с обнажением бортового кольца или отрывом боковины от борта. Причина имеет эксплуатационный характер: перегруз или езда при пониженном давлении. Механизм возникновения повреждения – чрезмерная деформация боковины, в результате которой закраина обода начинает касается борта шины, вызывая истирание слоя резины над чейфером (тканевой оберткой борта), затем самого чейфера и первых слоев заворота каркаса. Дефект легко спутать с раскрытием заворота каркаса, который сопровождается разрывом чейфера. Экспертный признак эксплуатационного дефекта - потёртость чейфера кольцевой формы по всей или почти всей окружности борта, наличие аналогичной потёртости на другом борте.

Дефект озоновое старение резины, характеризующийся появлением мелких трещин длиной 2-5 мм на поверхности резины, может появиться на любой шине. Однако, он наиболее часто встречается у сельхозяйственных. Объективная причина – сезонность эксплуатации с/х техники, сопровождающаяся длительным перерывом в эксплуатации и открытым хранением. Субъективная причина – нарушение правил хранения с/х техники после периода эксплуатации, нарушение правил хранения новой техники на производстве или в торговом предприятии, нарушение правил хранения шин и колёс с шинами в сборе на производстве. Суть дефекта – разрушение межмолекулярных связей в резине под воздействием внешних негативных факторов: прямой солнечный свет, ультрафиолетовое излучение, интенсивный нагрев, окисление свободным озоном или кислородом, низкая температура. Внутри помещений негативные факторы могут возникать в результате ведения сварочных работ, близости к приборам отопления, работы светильников с газоразрядными лампами.

Из опыта проверок качества все зарегистрированные случаи озонового старения происходили в результате открытого хранением шин и колёсной техники. Как правило, трещины появляются на поверхности, открытой для солнечного света и воздействия атмосферы: если шины установлены на технике, то на боковине, если колёса с шинами сложены стопками, то на протекторе.

Трещины начинают возникать на участках шины, где резина находится в наиболее растянутом состоянии: по центральному поясу боковины, по местам стыков деталей покровной резины боковины, в канавках протектора и т.п. Снижение давления в шине соответственно уменьшает напряжения в шине, включая указанных участках. Требование снизить давление до 70-80% от рабочего согласно правилам хранения шин и с/х техники видится эффективным способом замедлить образование и развитие озоновых трещин. ГОСТ 7751-2009 предписывает защищать шины или колеса с/х техники на открытом хранении от солнечного света экранами, чехлами, мпастами и т.п.

Производители шин классифицируют озоновое старение однозначно, как эксплуатационный эффект. Отсутствие или недостаточное количество антиоксидантов и других антистарителей в составе резиновой смеси трудно доказуемо. Можно провести дорогостоящие испытания шин, но их результаты будут иметь информационный характер, т.к. нет возможности сравнить их с требованиями стандартов или со спецификацией производителя.

Шины для газонов (тюрф) используются кроме газонокосилок и гольф-картов, также и на прицепных с/х машинах, работающих с сеном или соломой: сенокосилки, грабли, сеноворошилки, пресс-подборщики и т.п. Любопытно, что шины для газонов применяются любителями для сверхлёгких летательных аппаратов, однако, данные шины для этого совсем не предназначены.

Конструкция шин, благодаря широкому профилю и низкому рабочему давлению в шине, обеспечивает низкое удельное давление на опорную поверхность. Благодаря этому минимизируется деформация грунта и обеспечивается стойкость к проколам.

Шины для газонов (тюрф)

Шины для газонов имеют маркировку N.H.S. (Not for Highway Service), это означает, что Департамент транспорта США не допускает эксплуатацию шины на дорогах общего пользования. В связи с этим на шинах N.H.S. отсутствует маркировка DOT кода.

В практике проверок имелись претензии клиентов на радиальное или боковое биение шин. Подобные рекламации формально отклонялись по причине отсутствия нормативно-технической базы, регламентирующей предельные значения биений для данного класса шин, и не правомерности использования требований, предъявляемых к автомобильным шинам, для шин с маркировкой N.H.S.

У указанной проблемы есть другая сторона. Большинство производителей упаковывают шины для газонов в связки, сжимая их между боковинами, чтобы они занимали меньше места при транспортировке. При длительном хранении в упакованном виде каркас шины может необратимо деформироваться так, что накачивание даже до максимально допустимого давления не в состоянии придать шине правильную форму.

Максимальная скорость шин класса тюрф - до 16 км/ч. В этой связи при исследовании случаев выхода из строя необходимо проверять скорость шин в эксплуатации, т.к. шины для газонов могут быть легко смонтированы на широкий обод колеса скоростной техники, например, автомобильного прицепа, спортивного или прогулочного карта (багги). При использовании шин для газонов на с/х машинах следует проверять скорость этих машин в транспортном положении.

Самая распространённая причина выхода из строя шин для газонов – это, конечно, проколы. Шины этого класса редко «умирают своей смертью». Несмотря на низкое удельное давление в пятне контакта, острые стебли, шипы, срезанные стволы мелких деревьев или кустарника в состоянии проколоть насквозь протектор с каркасом у шины для газона. По определению, любое механическое повреждение шины является эксплуатационным дефектом. Соответственно любая претензия к качеству шины на основании факта её прокола должна отклонятся.

Можно дискутировать о недостатках конструкции шины, но уже вне рамок проверки качества шины. Решение проблемы – необходимо подобрать шину с оптимальным рисунком протектора, который наилучшим образом подходит к рабочей поверхности, на которой эксплуатируется шина. Понятно, что протектор с глубоким рисунком или минимизированной площадью канавок (соотношение «суша/море» в сторону «суши») будет обладать высокой стойкостью к проколам. Также можно рекомендовать применение шин со специальным проколоустойчивым каркасом, например, с кевларовым брекером. Иногда помогает применение шин с высокой нормой слойности, например, 10PR вместо положенных 4PR, однако, следует помнить, что значение нормы слойности – это условный параметр, который не определяет реальное количество слоёв корда в каркасе шины.

Смирнов И., инженер

© Смирнов И., 2015