Особенности условий эксплуатации крупногабаритных шин
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.
В среднем только 25% крупногабаритных шин
достигают показателя ходимости "до полного износа протектора"
(по данным компании Shaw Tyre Services Pty Ltd.).
Для целей анализа выхода из строя крупногабаритных шин (КГШ, OTR или EM шин) видится целесообразным разделить этот класс шин на шины, используемые в горнодобывающей отрасли, и шины, которые используются в других отраслях народного хозяйства: строительстве, дорожном строительстве, в портах и др. Необходимость такого разделения обусловлена принципиальными различиями условий эксплуатации шин.
На предприятиях горнодобывающей промышленности
На предприятиях горнодобывающей промышленности шины в основном используются для выполнения транспортной работы по перемещению сыпучих грузов – полезных ископаемых и вскрышной породы. Условия работы шин носят циклический характер: карьерный самосвал совершает одинаковое количество ездок с грузом и без него на одинаковом транспортном плече – от места загрузки (добычи) до места выгрузки и обратно - в течение длительного срока, скорость движения постоянна, количество рабочих смен в сутки тоже неизменно. Имеется характерный вид выхода из строя КГШ и СКГШ в результате теплообразования, связанные именно с данным характером нагрузки. Для отрасли разработаны методики, которые позволяют осуществлять подбор шин и анализ их эксплуатации на базе расчётных показателей, таких как ТКВЧ, WCF. Имеется также соответствующее регистрирующее оборудование и программное обеспечение, которые позволяют получать и обрабатывать данные для расчётов. Можно отметить популярный комплекс VBOX Mining System, который используют, например, GOODYEAR и MICHELIN.
Избыточное теплообразование ослабляет или разрушает связи между элементами конструкции шины, а также вызывает реструктуризацию резины. Внешнее проявление перегрева – расслоения и отслоения в наиболее термонагруженных зонах шины – плечевой и над бортом. Однако, расслоение может развиваться далее после возникновения и распространиться на боковину или протекторную зону, затрудняя анализ причины дефекта. Экспертные признаки перегрева шины: участки кольцевой формы с изменённым цветом и твёрдостью на внутренней поверхности шины (гермослое) в плечевой зоне и над бортом.
Характер дорожной поверхности
Характер дорожной поверхности, на которой работает крупногабаритная шина, как правило, остаётся неизменным в течение всего срока службы шины в отличиии, например, от автомобильной шины. Абразивные свойства дорожной поверхности можно оценить объективным количественным показателем - коэффициентом крепости горной породы по шкале Протодьяконова. Твёрдость добываемой породы или той, которая используется для подсыпки на технологических дорогах, напрямую определяет такие факторы ходимости шины, как интенсивность износа протектора, так и частота получения шиной механического повреждения. Механические повреждения боковин, отрыв шашек рисунка протектора, «пробои» шин в зоне протектора являются в основном результатом наезда на фрагменты горной породы различного размера.
Анализ причин перегруза шин помимо рассмотрения общеизвестных факторов: наличие ограничительных устройств, человеческий фактор и т.д. и т.п., должен включать проверку технологических дорог в отношении продольных и поперечных уклонов, минимальных радиусов поворотов, высоты/глубины неровностей, и расчёт соответствующего перераспределения нагрузки между осями и сторона самосвала.
Наличие квалифицированного персонала
Необходимо также отметить такую особенность условий эксплуатации в отрасли, как наличие квалифицированного персонала, эксплуатирующего и обслуживающего шины, наличие его мотивации, наличие тех или иных форм учёта шин в эксплуатации, как правило.
С учётом вышеперечисленного можно резюмировать, что поиск причины выхода из строя шин в горнодобывающей отрасли может опираться на специальные методики расчёта объективных показателей, статистические и учётные данные предприятий, определённую помощь со стороны персонала предприятия. Это повышает качество проверок качества шин, с другой стороны проверки сопряжены с большими трудозатратами и требует специальных знаний в данной отрасли от специалиста, осуществляющего проверку.
Крупногабаритные шины на портовой технике
Крупногабаритные шины на портовой технике: контейнерных погрузчиках, ричстакерах, контейнеровозах, вилочных
и фронтальных погрузчиках и др., не редко эксплуатируются в похожих условиях, как КГШ на шахтной технике, имеется в виду наличие цикличности в их работе. Но, как правило, значительно реже применяются аналогичные методики анализа и учёта работы. Выход шин из строя в результате избыточного теплообразования (перегрев) достаточно распространённое явление. Механические повреждения в отличие от шахтных шин являются результатом наезда на посторонние предметы на дороге, элементы оборудования портов, складов и т.п. Имеются случаи регулярной эксплуатации шин при пониженном давлении из-за отсутствия на предприятии пневмокомпрессоров для подкачки шин с максимальным давлением 10 бар и выше.
Крупногабаритные шины на строительной технике
КГШ в строительстве – это прежде всего шины фронтальных погрузчиков, значительно реже грейдеров, скреперов, карьерных самосвалов, колёсных бульдозеров. Условия эксплуатации – самые разнообр
азные. Можно говорить о цикличности работы этих шин только применительно к конкретному строительному объекту или рабочей смене. Наибольшее количество эксплуатационных причин выхода из строя связаны с механическими повреждениями шин о посторонние предметы и неправильным давлением в шинах.
Типичные варианты неправильного давления шин фронтального погрузчика:
- одинаковое давление в шинах передней и задней оси;
- пониженное давление для режима выполнения погрузочной работы (индекс A2, скорость
до 10 км/ч); - несоблюдение предписаний Руководства оператора по правильному рабочему давлению для конкретной категории шин (L-3, L-4) или конкретной марки/модели, которые могут быть различны при одинаковом типоразмере, см. пример из Руководства оператора фронтального погрузчика VOLVO L120F.
Как следствие: расслоения, радиальные трещины на боковинах.
Возможны случаи перегрева при транспортировке погрузчиков своим ходом между рабочими объектами. При работе с грузом большой плотности возможен циклический перегруз шин передней оси, связанный с отрывом задних колёс от рабочей поверхности в фазе, когда груз набирается в ковш.
Крановые крупногабаритные шины
Совершенно отдельный класс КГШ – это шины для мобильных кранов. Шины предназначены для движения по дорогам с твёрдым покрытием на длинные дистанции при относительно высокой скорости, индекс скорости E – до 70 км/ч. Условия эксплуатации схожи с условиями работы грузовых шин, соответственно дефекты крановых шин и их экспертные признаки такие же.
Особенности монтажа крупногабаритных шин
Монтаж КГШ, особенно бескамерных, технически сложная и трудоёмкая операция. Она требует наличия шиномонтажного оборудования для больших колёс, профессиональных инструментов, специфических расходных материалов – вентилей для КГШ, уплотнительных колец (т.н. О-рингов), специальных монтажных паст и т.д. - и, главное, квалифицированного персонала, обладающего опытом монтажа таких шин.
Неквалифицированный или неаккуратный монтаж является одной из возможных причин эксплуатации шины при пониженном давлении. Механические повреждения бортовой зоны или неудовлетворительное состояние уплотнительного кольца проверяемой шины могут стать причинами негерметичности колеса с шиной в сборе.
Смирнов И., инженер
© Смирнов И., 2015
