Влияние дорожных условий на долговечность шин карьерных самосвалов

В статье рассмотрены дорожные условия карьеров, вызывающие износ шин технологического автотранспорта, проведены исследования влияния уклонов трассы на снижение срока службы шин карьерных самосвалов, определен коэффициент «недопробега» шин для рассматриваемого примера.

О сроках службы шины сказано уже немало. Как и об их качестве. Однако транспортники, наряду с важнейшими вопросами ресурсосбережения техники, экономии топлива, все чаще обращают внимание на увеличение пробега автомобильной «обуви»: уж очень дорого обходится перевозчикам шинная обновка.

Неправильная эксплуатация шин, либо несвоевременная их замена в результате износа приводит к весьма печальным результатам. Известно, чтобы этого избежать, необходимо четко выполнять правила эксплуатации шин и своевременно заменять старые шины.

Эксплуатационные затраты на шины составляют 25-30 % и более от суммы расходов на транспортирование горной массы автосамосвалами, поэтому увеличение пробега шин имеет важное значение для сокращения затрат.

Решающим фактором, определяющим эффективность использования шин, являются эксплуатационные качества, работоспособность шин, технический уровень их эксплуатации.

Технический уровень эксплуатации шин зависит от соблюдения правил ухода за ними, правильной загрузки автосамосвалов и равномерности распределения горной массы в кузове, состояния и параметров подъездных и карьерных дорог, подъездов в забоях и на отвалах, скорости движения, квалификации водителей. На срок службы шин влияет крепость транспортируемых горных пород, температура окружающей среды, количество осадков, климатические условия.

Для получения максимальной эффективности шин необходимо использовать шины правильно. Ошибочное использование шин неизбежно приводит к быстрому износу шин и уменьшению срока службы, что означает увеличение издержек.

На работоспособность и долговечность шин оказывают влияния факторы:

  • – правильная загрузка автосамосвала и равномерность распределения горной массы в кузове (определяющие нагрузку на шины);
  • – внутреннее давление воздуха в шинах;
  • – состояние дорог, в том числе: качество дорожного покрытия, протяженность уклонов или подъемов, количество поворотов на трассе, состояние подъездов в забоях и на отвалах;
  • – скорость движения автосамосвалов; квалификация водителей.

Одним из факторов, определяющих увеличение интенсивности износа шин, относится состояние дорожной поверхности.

Чем больше среднеквадратическая высота микропрофиля дорожной поверхности и чем больше количество неровностей, тем скорее истирается протектор, быстрее проявляются усталостные разрушения каркаса, и понижается сопротивляемость шины механическим повреждениям.

Кроме того, чем больше спусков, подъемов и поворотов на дороге, и чем они круче, тем чаще возникает соответствующая перегрузка то передних, то задних, то правых или левых колес, и тем чаще приходится разгоняться и тормозить. Это способствует увеличению трения и теплообразования в шинах и ускоряет их износ.

При изменениях продольного профиля дороги, на спусках, если это не связано с безопасностью движения, целесообразно двигаться накатом. При этом на ведущие колеса не действуют крутящие моменты, передаваемыетрансмиссией от двигателя. К тому же отсутствуют тормозные моменты на всех колесах. Все это позволяет уменьшить проскальзывание шины в пятне ее контакта с дорогой, а, следовательно, способствует повышению ее ресурса.

Помимо продольного профиля дороги, на срок службы шины оказывают влияние и размеры поперечных сечений участков трассы. В частности, чем больше выпукла их форма, тем больше разгружаются шины на левых колесах и перегружаются на правых, что приводит к быстрому износу последних.

Исходными материалами для исследования влияния дорожных условий послужили данные бортовых контроллеров карьерных автосамосвалов АТЦ Качарского карьера АО «ССГПО». Оборудованием являлось измерительным и фиксирующим комплексом, основанном на GPS- навигации (RacelogicV-boxVB2SX5 S/n 009697). Нормальная частота измерения 5Гц (5 раз в секунду). Комплекс с высокой точностью позволяет определять: скорость движения, время, пройденное расстояние, высоту положения относительно уровня моря, траекторию движения, все виды ускорений и т.д. Трасса движения самосвала показана на рисунке 1.

В результате движения самосвала HITACHI EH3500 с установленной на нем аппаратурой, получены следующие данные:

  • трасса состоит из следующих участков:
  1. участок: 100 метров – уклон 12,6%;
  2. участок: 100 метров – уклон 13,4%, 25 метров – уклон 11,2 %;
  3. участок: 100 метров – уклон 9%,
  4. участок: 75 метров – уклон 10,4%, 25 метров – уклон 10%, 65 метров – уклон 9,2%, 40 метров – уклон 21%;
  5. участок: 50 метров – уклон 13,6%;
  6. участок: 110 метров – уклон 14,9%;
  7. участок: 100 метров – уклон 15,1%, 25метров – уклон 21,2%, 50метров – уклон 17,4%;
  8. участок: 50 метров – уклон 9,6%;
  9. участок: 175 метров – уклон 11,6%;
  10. участок: 75 метров – уклон 9,7%;
  11. участок: 65 метров – уклон 21,6%.
  • полный цикл движения составил – 4960 м.
  • время цикла – 17мин 30 сек.
  • средняя скорость движения с грузом – 15,6 км/час.
  • максимальная скорость с грузом – 29,8 км/час.
  • средняя скорость без груза – 19,95 км/час.
  • максимальная скорость без груза – 32,6 км/час.
  • средний уклон трассы – 8,45%.

Анализ данных по продольным уклонам технологической дороги показал, что около 50% маршрута с грузом проходит по дороге с уклонами более 8%:

  • общая длина участков с уклонами от 8 до 10% составляет 290 метров или 11,7% от общей длины участка (2480 метров);
  • общая длина участков с уклонами от 10 до 12% составляет 300 метров или 12,1% от общей длины участка (2480 метров);
  • общая длина участков с уклонами более 12% составляет 640 метров или 25,8% от общей длины участка (2480 метров).

Это негативно влияет на ходимость шин задней оси из-за перераспределения веса. Уклоны до 8% являются наиболее приемлемым компромиссом между скоростью движения /объемом перевозок / ходимостью шин.

При движении вверх груженой, из-за перераспределения веса машины по осям на продольных уклонах, примерные потери от ускоренного износа:

  • уклоны от 8 до 10% снижают ходимость шин на 19%,
  • уклоны от 10 до 12% снижают ходимость на 36%,
  • уклоны более 12% не приемлемы для эксплуатации карьерного жестко-рамного самосвала.

На схеме движения рисунки 2, 3 прорисованы точные траектории движения при развороте карьерного самосвала в зонах разгрузки и погрузки.

Іраектория маневрирования самосвала при заезде «под погрузку» указывает на недостаток места в зоне погрузки экскаватора. «Узкий забой» вызывает скопление самосвалов, вынуждая водителей совершать сложное маневрирование и потерю времени при ожидании. Крутые повороты вызывают так называемый «конический износ» шин передней и задней оси и, при этом, водитель транспортного средства не в состоянии контролировать состояние дорожного покрытия, и именно в этих местах происходит повреждение протектора и боковины шин от наезда на просыпи.

Для исследуемого варианта движения груженого самосвала можно рассчитать коэффициент «недопробега» по указанному маршруту от негативного влияния продольных уклонов технологических дорог:

' = X ·1 + X2 · 0,81 + Х3 · 0,64, (1)

где X1 - часть технологических дорог с уклонами до 8% (0,504);

1 - коэффициент нормального износа шин;

X2 - часть технологических дорог с уклонами от 8% до 10% (0,117); 0,81 - коэффициент снижения ходимости ((100-19)%/100% = 0,81); X3 - часть технологических дорог с уклонами от 10% до 12% (0,121); 0,64 - коэффициент снижения ходимости ((100-36)%/100% = 0,64).

Технологические дороги с уклонами от 8 до 10% составляют 11,7%, с уклонами от 10 до 12% - 12,1% и с уклонами, более 12% - 25,8%.

Тогда, коэффициент «недопробега» равен: кнедопр = 0,504 ·1 + 0,117 · 0,81 + 0,121· 0,64 = 0,68

Таким образом, «недопробег» шин по данному маршруту составляет 0,68 или 32% от возможной ходимости, что вызывает дополнительные эксплуатационные затраты.

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Ожго В. С. Шинный синдром // Автоперевозчик. - 2006. - №7 (70). - С. 710.
  2. Результаты измерений параметров движения карьерного самосвала HITACHI EH3500 на АО «ССГПО»: «Качарский Рудник» измерительным комплексом V- Box VB2SX5.
Год: 2012
Город: Костанай