礦用汽車(chē)巨型輪胎失效機(jī)制分析及預(yù)防控制研究

張偉旗

(江西銅業(yè)集團(tuán)銅材有限公司，江西貴溪 335424)

礦用汽車(chē)巨型輪胎失效機(jī)制分析及預(yù)防控制研究

張偉旗

(江西銅業(yè)集團(tuán)銅材有限公司，江西貴溪 335424)

根據(jù)德興銅礦采礦場(chǎng)的工況特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，針對(duì)礦用汽車(chē)巨型輪胎局部磨損、刺破、割裂、研胎、裂紋、掉塊、剝離及爆破等失效形式及失效機(jī)制進(jìn)行研究，摸索出巨型輪胎失效的基本規(guī)律，提出預(yù)防失效的控制措施。

巨型輪胎；失效機(jī)制；預(yù)防控制措施

0　引言

隨著全球礦產(chǎn)資源消費(fèi)的快速增長(zhǎng)，資源開(kāi)發(fā)持續(xù)繁榮，也拉動(dòng)了露天采掘裝備朝著大型化、重型化的方向發(fā)展，掀起了全球性的“巨型工程輪胎熱”。巨型工程子午線輪胎(以下簡(jiǎn)稱(chēng)輪胎)作為礦用汽車(chē)的重要部件，需承擔(dān)車(chē)輛的牽引力和重載，具有尺寸超大、結(jié)構(gòu)笨重、制造技術(shù)難度大、附加值高、采購(gòu)和返修難及價(jià)格昂貴等特點(diǎn)，最大直徑大于4 m，質(zhì)量大于5 t。因外方實(shí)施長(zhǎng)期的技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷，輪胎特別是超大輪胎，大多由法國(guó)Michelin、日本Bridgestone、美國(guó)Goodyear三大輪胎巨頭生產(chǎn)，胎源極度短缺。而國(guó)產(chǎn)胎生產(chǎn)和制造技術(shù)緩慢，產(chǎn)品品質(zhì)和使用壽命皆無(wú)法與進(jìn)口胎相媲美，損耗量大，因而一直依賴(lài)進(jìn)口，且輪胎采購(gòu)成本超過(guò)車(chē)輛運(yùn)營(yíng)成本的30%。

江銅德興銅礦(簡(jiǎn)稱(chēng)德銅)銅廠和富家塢采區(qū)日采選礦石產(chǎn)能13×104t/d，其礦石年采剝總量巨大，達(dá)1.32×108t/a，截至2014年底，德銅銅廠和富家塢兩大采礦區(qū)在線使用的36.00 R51、37.00 R57、40.00 R57等規(guī)格輪胎分別裝配于630E、R-170、R-190Ⅲ、EH3500、730E、830E礦用汽車(chē)共 63 臺(tái)。現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)表明：由于輪胎失效，德銅采礦場(chǎng)年損耗進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)輪胎約400條，且每條運(yùn)行周期不小于2 400 h。為打破國(guó)外長(zhǎng)期技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷的局面，確保行車(chē)安全、提高可開(kāi)動(dòng)率、降低運(yùn)輸成本、延長(zhǎng)輪胎使用壽命，針對(duì)巨型輪胎的主要失效形式進(jìn)行分析及控制研究，意義重大。

1　德銅采礦場(chǎng)的工況特點(diǎn)及分析

德銅銅廠、富家塢采礦區(qū)境界面積分別為6、3.98 km2，剝采比分別為1.39∶1、3.23∶1；銅廠采區(qū)露天境界東西長(zhǎng)2.3 km、南北寬2.4 km，最大高差不小于500 m，礦石最大運(yùn)距不小于2 km，廢石最大運(yùn)距不小于3.6 km，且以重載上坡路段居多；富家塢采區(qū)運(yùn)距不大于2 km，且以重載下坡路段居多。該礦的剝離層多為礦巖，作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和路面碎石多，輪胎的使用條件十分苛刻，采用機(jī)械化養(yǎng)護(hù)；該礦采礦場(chǎng)斜坡道橫坡2%～4%，縱坡8%，綜合坡度不大于12%，采區(qū)路線坡度大、彎道多、轉(zhuǎn)彎半徑??；隨著采掘工作面的不斷推進(jìn)，道路在臺(tái)階上頻繁移設(shè)、變化快、周期短，大高差臨空路段多、斷面形狀復(fù)雜、曲線半徑??；重車(chē)上撒落礦巖和爆破后拋石對(duì)排土場(chǎng)和采掘工作面的道路影響大等[1]。

2　巨型輪胎主要失效機(jī)制分析

輪胎失效的研究?jī)?nèi)容涉及多個(gè)學(xué)科如材料力學(xué)、力學(xué)及機(jī)械工程等，特別是輪胎材料、輪胎大變形及輪胎與路面的接觸等，均屬?gòu)?qiáng)非線性問(wèn)題。因國(guó)內(nèi)外各大露天礦山生產(chǎn)條件和道路質(zhì)量迥異，使用礦用汽車(chē)類(lèi)型、噸位、裝載量、作業(yè)環(huán)境迥異，管理水平也參差不齊，司機(jī)操作技能各異，故礦用汽車(chē)輪胎的主要失效形式、影響因素及消耗狀況也不盡相同，使用壽命差異大。

德銅礦用汽車(chē)皆使用巨型無(wú)內(nèi)胎工程子午線輪胎，斜交輪胎早已淘汰。輪胎運(yùn)行過(guò)程中的主要失效形式是局磨，刺破、割裂、研胎，裂紋、掉塊，剝離，爆破等。其失效主因是輪胎運(yùn)行時(shí)頻繁受力變形、使用不當(dāng)、行駛機(jī)構(gòu)安裝調(diào)整不良、輪胎選型不正確、違章操作或失誤及保養(yǎng)不良等。

2.1局部磨損

該失效形式最為常見(jiàn)，俗稱(chēng)局磨。該失效形式約占56%。它是因輪胎花紋凸緣磨耗能量不均勻而引起的胎面磨損，主要表現(xiàn)為輪胎局磨過(guò)大、外露鋼絲及花紋啃落。其主因是輪胎氣壓過(guò)高或過(guò)低；負(fù)荷過(guò)大；采場(chǎng)道路設(shè)計(jì)和路況不良或養(yǎng)護(hù)差；行駛機(jī)構(gòu)技術(shù)狀況不良；司機(jī)疲勞駕駛、違章操作、駕駛技能低或失誤及保養(yǎng)不良等。車(chē)輛行駛、制動(dòng)過(guò)程中，輪胎承載傳遞著垂直、橫向及縱向力，它與道路之間的滾動(dòng)、滑移皆會(huì)產(chǎn)生胎面磨損。輪胎使用至后期胎面花紋基本磨平后會(huì)出現(xiàn)冠空、肩空。

胎面磨損分為正常磨損和異常磨損。正常磨損又分為疲勞磨損和強(qiáng)力磨損，疲勞磨損是指輪胎只產(chǎn)生變形滑移時(shí)引起的磨損，如正常行車(chē)；強(qiáng)力磨損是指輪胎印跡開(kāi)始滑動(dòng)且滑動(dòng)區(qū)域不斷擴(kuò)展時(shí)引起的磨損，如正常制動(dòng)。異常磨損是指胎面呈波浪形磨損、胎冠呈局部橢圓形磨損、輪胎中心與胎肩部急劇磨損、單肩磨損、多角形磨損等[2]。

輪胎氣壓過(guò)高時(shí)，輪胎承受的應(yīng)力陡增，且與地面的接觸面積減少，重車(chē)行駛中胎內(nèi)溫度升高且氣壓略升，會(huì)造成胎冠中部嚴(yán)重磨損；輪胎氣壓過(guò)低時(shí)，在重車(chē)重力的作用下，其徑向變形嚴(yán)重，且與地面的接觸面積增大，胎內(nèi)溫度增高，致使胎面肩兩邊的磨損加劇。行車(chē)過(guò)程中，胎溫可通過(guò)測(cè)定輪胎氣壓的辦法來(lái)進(jìn)行判斷，切忌采用放氣法來(lái)調(diào)整輪胎氣壓；胎溫過(guò)高時(shí)，應(yīng)立即停車(chē)散熱降溫，切不可用水來(lái)澆潑。

車(chē)輛行駛于平坦路面上，胎面與路面摩擦阻力較小，胎面磨損??；車(chē)輛行駛于坑洼不平或卵石路面上，輪胎動(dòng)負(fù)荷大，顛簸沖擊力大，胎溫升高，影響橡膠和簾線層強(qiáng)度，使胎面磨損加劇。輪胎超過(guò)額定負(fù)荷時(shí)，胎壁兩側(cè)彎曲變形增大，簾線層承受的應(yīng)力劇增，胎面(胎冠)接地面積變大，會(huì)引起輪胎急劇發(fā)熱、異常磨損等，使胎面磨耗加劇，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致輪胎剛度不足、附著力變差，影響行車(chē)的穩(wěn)定性，甚至爆胎。

左右兩車(chē)輪調(diào)整不一致，或輪轂軸承間隙、主銷(xiāo)與主銷(xiāo)孔間隙過(guò)大時(shí)，輪胎跳動(dòng)和擺動(dòng)現(xiàn)象加劇，輪胎受力變大，使胎面磨損嚴(yán)重或不均勻；前輪前束或外傾角調(diào)整不當(dāng)即前輪定位不準(zhǔn)確時(shí)，將使車(chē)輪滾動(dòng)時(shí)與地面接觸處產(chǎn)生的力矩過(guò)大，致使胎面受力倍增且滑動(dòng)加速，會(huì)造成輪胎橫向磨損和偏磨等異常磨損；而左右懸架剛度不同、彈性不均，車(chē)體傾斜、輪輞不正、軸距不等、車(chē)架及車(chē)橋彎曲變形時(shí)，車(chē)輪則易產(chǎn)生側(cè)向力，從而導(dǎo)致輪胎胎面磨耗劇增。

車(chē)輛直線行駛時(shí)，蛇形行車(chē)即左右頻繁擺動(dòng)方向盤(pán)、輪胎空轉(zhuǎn)、車(chē)輛急速起步、急轉(zhuǎn)彎、高速轉(zhuǎn)彎及緊急剎車(chē)等次數(shù)增加時(shí)，車(chē)輪承受的負(fù)荷劇增，會(huì)導(dǎo)致胎面局部呈波浪形磨損、胎冠局部呈橢圓形磨損或輪輞直徑不標(biāo)準(zhǔn)、打滑。

2.2刺破、割裂及研胎

該失效形式最為常見(jiàn)，在國(guó)內(nèi)礦山特別是大型露天礦山約占28%。其主要表現(xiàn)為輪胎外傷破損，如胎面小裂口刺破；胎側(cè)面斜向裂口或劃傷；胎肩刺破起層、裂紋、徑向裂空；胎圈折斷、撕裂；胎冠中間劃傷、內(nèi)裂或傷口爆成x、y、z形等。其主要發(fā)生于鏟窩、排巖場(chǎng)及倒裝臺(tái)，該地段路面作業(yè)條件差，四處散落有棱角鋒利礦巖，重車(chē)起步太快、快速行駛及緊急制動(dòng)時(shí)，易刺破、割裂輪胎或爆破，引起輪胎早期失效，損壞最嚴(yán)重，導(dǎo)致輪胎的一次性報(bào)廢；司機(jī)責(zé)任心不強(qiáng)，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)輪胎中間夾入礦石或輪胎破裂后仍繼續(xù)行駛，易發(fā)生研胎報(bào)廢。

輪胎氣壓較低時(shí)，輪胎花紋凹部易扎入鋒利的礦巖石塊，會(huì)引起機(jī)械性損傷，刺破輪胎；重車(chē)行駛于崎嶇不平路面或礦巖路面上，若車(chē)速過(guò)快時(shí)，輪胎撞擊鋒利礦巖、浮石或其他異物，易刺破、割傷胎面及胎側(cè)，雨季車(chē)輛路遇水洼地段或車(chē)輪久壓形成的轍溝時(shí)，鋒利礦巖更易刺破或切割輪胎。

2.3裂紋、掉塊

裂紋、掉塊失效形式較為少見(jiàn)，約占5%。其主要表現(xiàn)為胎體膠面嚴(yán)重老化龜裂、花紋掉塊。車(chē)輛停放處和輪胎存放處有油污、積水、化學(xué)物品，輪胎保管不當(dāng)或長(zhǎng)期露天存放，輪胎橡膠易老化開(kāi)裂；路面凹凸不平、急剎車(chē)頻繁、超速行駛及輪胎氣壓不足，也會(huì)導(dǎo)致輪胎裂紋。該礦采礦場(chǎng)碎石路面多，切割作用大，易啃落胎面花紋，或胎面橡膠彈性差即自身品質(zhì)不佳時(shí)也會(huì)引起掉塊。

2.4剝離

也稱(chēng)脫層、起層。該失效形式在高溫酷暑季節(jié)較為常見(jiàn)，約占3%。胎溫高會(huì)使簾布脫層，又稱(chēng)為熱剝離。

2.4.1脫落、分離

該失效形式較為少見(jiàn)。其主要表現(xiàn)為胎面膠從簾布層分離及剝落；胎冠側(cè)溶脹發(fā)泡、緩沖層及簾線層脫空；胎肩局部鼓包、脫空、輕微溶脹及擴(kuò)大，局部或大面積掉塊；胎圈(趾口)脫層等形式。車(chē)速過(guò)高時(shí)，輪胎在單位時(shí)間內(nèi)的變形次數(shù)增加，承受沖擊載荷更大，引起胎溫陡升，發(fā)熱嚴(yán)重時(shí)，易導(dǎo)致輪胎熱炸、熱剝離。

2.4.2簾線松散、折斷及簾布脫層

該失效形式較為少見(jiàn)。其主要表現(xiàn)為簾線及簾布層早期遭到破壞。輪胎氣壓過(guò)低時(shí)，行車(chē)過(guò)程中其徑向變形嚴(yán)重，胎體應(yīng)力驟增，胎壁兩側(cè)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重拱曲，促使胎壁兩側(cè)受壓、外側(cè)受拉，胎體內(nèi)簾線產(chǎn)生的變應(yīng)力和變形較大，簾線疲勞損壞加快；輪胎低氣壓滾動(dòng)時(shí)，與地面之間相對(duì)滑動(dòng)增大，摩擦生熱多，胎溫急劇攀升，會(huì)引起輪胎局部脫層和簾線松弛。而輪胎氣壓過(guò)高時(shí)，輪胎簾線受到過(guò)度拉伸，簾線疲勞過(guò)程加快，隨著時(shí)間的推移，簾線將被拉斷。

重車(chē)上下坡道時(shí)，對(duì)輪胎簾線層影響較大。上坡時(shí)，后輪負(fù)荷陡增；下坡時(shí)，前輪負(fù)荷驟升，胎溫皆會(huì)增高，引起輪胎發(fā)熱嚴(yán)重、側(cè)壁應(yīng)力增大、變形過(guò)大，致使簾布層脫層、爆破；胎圈應(yīng)力劇增易導(dǎo)致胎圈損壞失效。重車(chē)行駛于凹凸不平的路面上，加速或減速時(shí)，動(dòng)負(fù)荷劇增，致使簾線層受力和變形較大，簾線易產(chǎn)生松脫、剝落，甚至爆破。輪胎氣壓低碾胎時(shí)，也會(huì)使簾布脫層。除輪胎自身質(zhì)量外，車(chē)速過(guò)快、輪胎長(zhǎng)時(shí)間高溫作業(yè)，也會(huì)導(dǎo)致輪胎脫層失效。

2.5爆破

也稱(chēng)爆胎、爆裂，該失效形式約占8%。其主要表現(xiàn)為裂口外表面有機(jī)械損傷痕跡，裂口內(nèi)表面邊緣有龜狀裂紋。它是指輪胎局部機(jī)械強(qiáng)度受到嚴(yán)重削弱，致使內(nèi)胎推動(dòng)保護(hù)，胎壓失去平衡而突然爆胎，車(chē)輛輕則產(chǎn)生劇烈的側(cè)滑、甩尾，或與躲避不及的來(lái)往車(chē)輛相撞，重則產(chǎn)生連續(xù)翻滾，甚至釀成特大交通事故。其失效主因是輪胎質(zhì)量缺陷、路面障礙物、使用不當(dāng)、天氣惡劣等。輪胎受沖擊、超載時(shí)，動(dòng)負(fù)荷大，胎側(cè)曲折頻率增大，胎壁較薄部位易爆破；路遇鐵器或棱角鋒利的礦巖、超期服役、裝載單輪偏重、輪胎氣壓過(guò)高、排查割裂輪胎不到位及未及時(shí)采取有效的措施，造成胎內(nèi)鋼絲和簾線疲勞強(qiáng)度降低和損壞，也會(huì)引起爆破。

3　巨型輪胎失效的預(yù)防及控制研究

3.1科學(xué)優(yōu)化和拓展運(yùn)輸工藝

該礦礦體賦存條件多變、品位變化大、不可預(yù)見(jiàn)因素多，且礦用汽車(chē)裝載點(diǎn)、卸載點(diǎn)很多，運(yùn)輸系統(tǒng)較復(fù)雜。2010年，為與13×104t/d日擴(kuò)能改造子系統(tǒng)相配套，降低采礦運(yùn)輸成本，減少?gòu)U氣排放，提高經(jīng)濟(jì)效益，該礦新建了廢石破碎-膠帶運(yùn)輸系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)運(yùn)行能力4 500 t/h，輸送任務(wù)60 000 t/d，年可運(yùn)送廢石超過(guò)2×107t；水平、上行輸送段長(zhǎng)分別為965、1 465 m，傾角12°，運(yùn)行速度4.8 m/s，膠帶強(qiáng)度ST5400。該系統(tǒng)運(yùn)輸工藝流程是礦用汽車(chē)倒料→美卓6089旋回破碎機(jī)破碎→3.4 m重型鐵板給礦機(jī)→2.4 km×1.8 m固定皮帶→一線天排土場(chǎng)→移動(dòng)皮帶→排土機(jī)排料。

針對(duì)原皮帶輸送系統(tǒng)功率因數(shù)低、可靠性差、能耗大及難以達(dá)到最佳控制系統(tǒng)的要求，宜采用高壓變頻器調(diào)速方式替代傳統(tǒng)的串級(jí)調(diào)速方式，利用改變皮帶傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)電源頻率，成功地實(shí)現(xiàn)了交流高壓電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)及大范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)平滑調(diào)速，對(duì)設(shè)備沖擊小，節(jié)能降耗顯著。今年，該礦采礦場(chǎng)科學(xué)規(guī)劃剝離作業(yè)區(qū)域，做好日產(chǎn)分析，穩(wěn)定廢石供應(yīng)，堅(jiān)持同步作業(yè)、同步檢修，嚴(yán)格執(zhí)行三天一通報(bào)制度，操作工責(zé)任心強(qiáng)，膠帶系統(tǒng)作業(yè)效率高，其中4月份運(yùn)輸排土量達(dá)227萬(wàn)t，創(chuàng)單月歷史新高。

3.2創(chuàng)建輪胎磨耗極限制度

以往該礦輪胎普遍存在過(guò)度使用、一用到底的現(xiàn)象，多數(shù)舊輪胎磨損已超過(guò)磨耗標(biāo)志，甚至磨至帶束層鋼絲，導(dǎo)致輪胎失去翻新價(jià)值，翻新率低。為對(duì)輪胎進(jìn)行科學(xué)管理和維護(hù)，最大限度地發(fā)揮輪胎作用，該礦創(chuàng)建了輪胎磨耗極限制度，包括輪胎的定期檢查、補(bǔ)氣、合理?yè)Q位、損傷后的修補(bǔ)處理及路面維護(hù)等措施，是提高翻新輪胎比例的有效途徑。通常輪胎即使磨損至磨耗標(biāo)志，仍能繼續(xù)使用至報(bào)廢約500 h。嚴(yán)格執(zhí)行輪胎磨耗極限制度，雖使原使用模式下輪胎使用時(shí)間減少，但輪胎使用至磨耗標(biāo)志后及時(shí)下車(chē)翻新，可將翻新輪胎比例提高至90%以上，輪胎翻新后又延長(zhǎng)了一個(gè)使用周期。

經(jīng)驗(yàn)表明：即使在高溫酷暑和苛刻的工況條件下連續(xù)使用，翻新輪胎使用正常，胎面胎體粘合良好，胎面磨耗正常。而翻新輪胎成本僅為新胎的30%～40%，使用壽命卻超過(guò)進(jìn)口輪胎的80%，且該礦輪胎翻新至少2次以上，部分輪胎甚至達(dá)6次，可大幅減少新胎采購(gòu)量和使用成本。嚴(yán)格執(zhí)行輪胎磨耗極限制度，可彌補(bǔ)胎源嚴(yán)重不足，實(shí)現(xiàn)廢舊輪胎資源循環(huán)利用，提高成本能耗水平，節(jié)約橡膠等戰(zhàn)略資源，減少黑色污染，改善礦山環(huán)境，對(duì)推進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步、節(jié)能減排及建設(shè)綠色礦山皆有積極的促進(jìn)作用。

3.3研發(fā)卡調(diào)安全及輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

該礦研發(fā)出基于GPS的卡調(diào)安全系統(tǒng)，可連續(xù)監(jiān)視路線選擇和車(chē)鏟動(dòng)態(tài)作業(yè)過(guò)程，以確定出最佳車(chē)鏟匹配；可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和跟蹤車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)、輪胎及輪圈等關(guān)鍵零部件，大幅提升車(chē)輛可開(kāi)動(dòng)率，使車(chē)輛錯(cuò)駕路線率最小，改善和提升車(chē)輛的運(yùn)行效益。氣壓和溫度是輪胎的生命，充氣壓力過(guò)低或過(guò)高皆會(huì)縮短輪胎使用里程，胎壓不足生熱過(guò)多，易破壞其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致爆胎或翻車(chē)事故。為便于監(jiān)測(cè)輪胎的壓力、溫度及其是否正常工作，該礦新研發(fā)的新型輪胎壓力溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)TPMS，又稱(chēng)輪胎失壓預(yù)警裝置或輪胎泄氣報(bào)警裝置，其輪胎上設(shè)有芯片，車(chē)輛運(yùn)行時(shí)可實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)胎壓和胎溫，在輪胎出現(xiàn)異常狀況時(shí)及時(shí)報(bào)警，提醒司機(jī)根據(jù)相關(guān)情況采取必要的措施，保持正常胎壓和胎溫，避免低壓碾胎、高壓爆胎等早期損壞現(xiàn)象，輪胎磨損小、刺破消耗率低，使用壽命長(zhǎng)。

3.4輪胎拆裝、換位應(yīng)遵循的原則

由于車(chē)輛前后左右輪胎負(fù)荷不均，前輪轉(zhuǎn)換角度不同，通常各輪胎磨損程度和位置也不同，定期輪胎換位可使各輪胎同步均勻磨損，延長(zhǎng)輪胎壽命。新胎只準(zhǔn)用于兩前輪，當(dāng)其花紋磨耗至規(guī)定值時(shí)，需移至后輪。換位前，應(yīng)排查所有輪胎是否需修補(bǔ)等。輪胎裝卸時(shí)，嚴(yán)禁尖銳物接觸胎口，一旦胎口破裂，整條輪胎即報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)損失巨大。裝胎前，應(yīng)排查輪輞是否變形、裂紋，適時(shí)修理或更換有問(wèn)題輪輞；裝胎時(shí)，必須清除輪輞表面、胎圈底座及溝槽內(nèi)的雜物和鐵銹。輪胎應(yīng)裝配在規(guī)定的車(chē)型和輪輞上，拆裝輪胎須使用專(zhuān)用拆裝工具和器械，杜絕野蠻使用硬物或大錘猛敲胎體和輪輞。

為物盡其用，該礦優(yōu)先執(zhí)行“同廠家、同花紋”、“整車(chē)換胎”、“季節(jié)性換胎”、“后輪并裝輪胎”等原則，雨季時(shí)使用耐刺、耐磨性能較強(qiáng)的米其林XDRB4型輪胎居多；氣溫較低季節(jié)時(shí)使用耐熱性和抗刺性較弱的固特異或石橋輪胎居多；高溫酷暑季節(jié)時(shí)使用質(zhì)量與技術(shù)服務(wù)過(guò)硬的米其林輪胎居多[3]。選購(gòu)新胎時(shí)，同一車(chē)軸輪胎須遵循“八同”原則，即裝配品牌、規(guī)格、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、花紋、層級(jí)、氣壓、負(fù)荷相同，其主因是制造廠家不同，輪轂尺寸、胎面寬度、花紋形狀、簾線材料皆有差別，混裝不同品牌輪胎，磨耗和承受負(fù)荷也不同；輪胎規(guī)格不同，其充氣后外直徑和斷面寬不同，混裝則負(fù)荷分布不一樣；胎體結(jié)構(gòu)不同，其緩沖性能、周向變形都不同；材質(zhì)即胎體簾線材料不同，混裝影響使用效果；輪胎花紋不同，與地面的附著力和磨耗皆不同，左右輪胎花紋不一致，影響汽車(chē)的平順性，緊急剎車(chē)時(shí)會(huì)出現(xiàn)單邊和甩尾現(xiàn)象；層級(jí)是輪胎的負(fù)荷級(jí)別，氣壓則由層級(jí)而定，混裝負(fù)荷能力不同的輪胎，充氣壓力和輪胎變形皆不一致。

3.5創(chuàng)建最佳工序成本模式

該礦采礦場(chǎng)核算中心細(xì)分為穿孔、爆破、汽運(yùn)、鏟裝、養(yǎng)防等16個(gè)工段成本中心，工段相當(dāng)于各工序成本中心，由于各自需完成的成本指標(biāo)不同，所采取的控制措施無(wú)法顧及其他工序產(chǎn)品質(zhì)量，易導(dǎo)致當(dāng)前工序成本控制較好，其他工序成本升高。各工序成本消耗控制符合整體成本最優(yōu)化原則，屬于系統(tǒng)控制問(wèn)題，材料備件質(zhì)量和電耗等外部因素也會(huì)影響工序成本，工序物料消耗的質(zhì)量好壞則涉及工序成本高低。

該礦礦巖運(yùn)輸由汽運(yùn)工段負(fù)責(zé)，道路的修筑與養(yǎng)護(hù)則由養(yǎng)護(hù)工段負(fù)責(zé)，兩者屬于基本生產(chǎn)與輔助生產(chǎn)關(guān)系，成本控制呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。為降低自身可控成本，養(yǎng)防工段控制道路修筑與養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，僅需滿足道路的最低可運(yùn)行狀態(tài)即可；而汽運(yùn)工段修筑與養(yǎng)護(hù)道路等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)越高，其噸運(yùn)輸單耗越低，具體表現(xiàn)為輪胎損耗率和油耗降低等。針對(duì)現(xiàn)行工序成本及實(shí)際，該礦從整體角度出發(fā)，樹(shù)立“大成本”財(cái)務(wù)管理觀念，創(chuàng)建了最佳工序成本模式。通過(guò)對(duì)各工序責(zé)任成本進(jìn)行比較分析，建立有效的工序責(zé)任成本的標(biāo)準(zhǔn)，尋求工序成本最佳結(jié)合點(diǎn)，摸索綜合成本最低指標(biāo)模式，且建立和完善了工序成本的考核與激勵(lì)機(jī)制。該成本控制系統(tǒng)可揭示失誤何時(shí)發(fā)生，誰(shuí)應(yīng)對(duì)失誤負(fù)責(zé)，能確保采取糾正偏差措施，且實(shí)用性強(qiáng)、成本低[4]。

3.6輪胎安全保管保養(yǎng)應(yīng)遵循的原則

輪胎長(zhǎng)期露天存放，易加速老化開(kāi)裂，輕則影響輪胎使用性能，重則可能引起爆胎事故危及生命，需加蓋防水油布，以防止日曬、雨淋造成輪胎橡膠老化，縮短壽命。輪胎存放庫(kù)房必須干燥、涼爽，不宜過(guò)分通風(fēng)，需設(shè)有溫度計(jì)和濕度計(jì)；應(yīng)避免與油、酸堿、臭氧、碳?xì)浠衔锛耙兹家妆然瘜W(xué)物品存放在一起，以防輪胎老化；輪胎與胎圈裝配在一起存放時(shí)，宜略充氣，使輪胎可承受一定的壓力；保管這些“金輪”時(shí)，要按制造或入庫(kù)時(shí)間分批次存放，先進(jìn)先出，按順序使用；輪胎自重很大，長(zhǎng)期存放易鼓包、變形，導(dǎo)致輪胎性能下降，每季度需將輪胎翻轉(zhuǎn)180°，且改變其放置支點(diǎn)。

4　結(jié)束語(yǔ)

在認(rèn)識(shí)到輪胎失效原因及摸索出輪胎失效基本規(guī)律基礎(chǔ)上，應(yīng)深入探究有效的措施來(lái)降低失效率，而通過(guò)科學(xué)優(yōu)化和拓展運(yùn)輸工藝，加強(qiáng)對(duì)輪胎氣壓、胎溫和車(chē)速等數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、維修保養(yǎng)及道路施工管理，合理修正TKPH值，加大對(duì)輪胎運(yùn)行的監(jiān)管及成本控制力度，可提高輪胎可開(kāi)動(dòng)率、安全可靠性及能耗成本水平，合理延長(zhǎng)輪胎壽命。

【1】張偉旗.大型礦山礦用汽車(chē)汽車(chē)巨型輪胎磨損率技術(shù)研究[J].有色設(shè)備，2015(2):11-15，22.

【2】閻巖.趙紅.淺析提高礦用汽車(chē)輪胎使用壽命的途徑[J].黃金，2006，27(3)：31-34.

【3】張偉旗.大型礦山電動(dòng)輪汽車(chē)巨型輪胎刺破率技術(shù)研究[J].中國(guó)礦山工程，2014(6)：59-62，69.

【4】王和平.德興銅礦優(yōu)化工序成本的探討[J].中國(guó)集體經(jīng)濟(jì)，2007(8)：163-164.

動(dòng)力電池回收成本高 企業(yè)望而卻步

發(fā)展新能源是大勢(shì)所趨，各家汽車(chē)企業(yè)也打起了自己的算盤(pán)，投入大量的物力財(cái)力只為先發(fā)制人。行業(yè)相關(guān)人士也樂(lè)觀預(yù)計(jì)2016年新能源汽車(chē)將會(huì)翻倍增長(zhǎng)，新能源汽車(chē)產(chǎn)量也會(huì)持續(xù)擴(kuò)大。毫無(wú)疑問(wèn)，新能源發(fā)展利大于弊，大多數(shù)人一提到新能源汽車(chē)，總能說(shuō)出一大串的優(yōu)點(diǎn)，至于發(fā)展所帶來(lái)的弊端，知道的寥寥無(wú)幾。

就目前熱議中的廢電池處理回收問(wèn)題，據(jù)中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心專(zhuān)家介紹，預(yù)計(jì)2015年，我國(guó)的動(dòng)力電池累計(jì)報(bào)廢量大概在2萬(wàn)～4萬(wàn)t，到了2020年前后， 我國(guó)僅純電動(dòng)乘用車(chē)和混合動(dòng)力乘用車(chē)的動(dòng)力電池累計(jì)報(bào)廢量將會(huì)達(dá)到12萬(wàn)～17萬(wàn)t的規(guī)模。新能源汽車(chē)動(dòng)力電池的回收與再利用已成為一個(gè)不可忽視的問(wèn)題。

鋰電池將會(huì)被廣泛運(yùn)用到電動(dòng)汽車(chē)上，動(dòng)力鋰電池的一般使用壽命大概是20年，但是用于汽車(chē)，只能是3～5年就要報(bào)廢，因?yàn)樗娜萘克p到初始容量80%以 下時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程就會(huì)明顯減少，動(dòng)力電池3～5年必須要更換，所以報(bào)廢鋰電池的數(shù)量只會(huì)與日俱增。據(jù)了解，回收電池的技術(shù)路線相當(dāng)復(fù)雜，比如在對(duì)報(bào)廢鋰電池的處理上，首先要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理，包括放電、拆解、粉碎、分選；拆解之后的塑料以及鐵外殼可以回收；然后再對(duì)電極材料進(jìn)行堿浸出、酸浸出，多種程序之后然后再進(jìn)行萃取。這套復(fù)雜的程序以及高成本使得很多回收企業(yè)都望而卻步，以致電池回收處理存在嚴(yán)重缺口。這應(yīng)該引起政府相關(guān)部門(mén)的重視，制定電池處理辦法，加強(qiáng)政策的落實(shí)和監(jiān)督。

(來(lái)源：蓋世汽車(chē))

Failure Mechanism Analysis and Prevention Control Research for Mine Car Giant Tyres

ZHANG Weiqi

(Copper Co.,Ltd., Jiangxi Copper Corporation，Guixi Jiangxi 335424，China)

According to the characteristics and actual working condition of Dexing copper mine stope，the failure modes and failure mechanism of the car giant tyre were researched, including local wear and tear, puncture,cutting crack, grinding tire, crack, metal sheding, stripping and blasting etc. The basic rules for the giant tyre failure were figured out. The control measures to prevent failure were put forward.

Giant tyres; Failure mechanism; Prevention and control measures

2015-08-14

張偉旗(1965—)，男，工學(xué)學(xué)士，高級(jí)工程師，中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員，主要研究方向?yàn)榈V山機(jī)械、銅加工、有色冶金、機(jī)電設(shè)備工程。E-mail:zhangwq678@126.com。