勝利能源公司礦用卡車輪胎精細(xì)化管理模式

楊 凱，王 飛，于曉波

（神華北電勝利能源有限公司，內(nèi)蒙古 錫林浩特 026000）

神華北電勝利能源有限公司共有50 臺220 t卡車進(jìn)行拉土運(yùn)煤作業(yè)。煤礦為寬緩向斜構(gòu)造，發(fā)育有多條正斷層，土質(zhì)松軟，并分布大量砂礫巖，特別是春融時期道路翻漿、起伏較大，易造成卡車輪胎胎體損傷，并且隨著水、沙土侵入輪胎傷口發(fā)展迅速，若輪胎的氣壓、溫度如管控不到位，極可能發(fā)生輪胎爆胎或著火事故，嚴(yán)重影響輪胎安全運(yùn)行，同時卡車輪胎消耗約占礦用卡車總費(fèi)用的25%[1]，鑒于卡車輪胎的安全與成本管控，神華北電勝利能源有限公司設(shè)備維修中心（以下簡稱勝能維修中心）通過多年的輪胎維護(hù)經(jīng)驗(yàn)積累，在如何保障輪胎氣壓標(biāo)準(zhǔn)、輪胎溫度控制、輪胎損傷診斷與跟蹤等方面做了大量的工作，提出了卡車輪胎精細(xì)化安全管理管理模式，為礦卡輪胎安全維護(hù)工作提供了有效指導(dǎo)。

1 輪胎基礎(chǔ)管理

1.1 輪胎壓力

輪胎氣壓是管控核心。當(dāng)輪胎的氣壓達(dá)不到輪胎廠家要求的標(biāo)準(zhǔn)時，輪胎的側(cè)壁就會出現(xiàn)彎曲，輪胎內(nèi)部被折斷，甚至?xí)l(fā)生爆裂[2]。胎壓過高時，影響卡車的制動距離，在灑水等低附著力的路面緊急制動時，會使卡車的制動距離變得更長，在卡車運(yùn)行的突發(fā)狀況時增加卡車的運(yùn)行風(fēng)險；胎壓過低時，使得轉(zhuǎn)向變沉，特別是前輪出現(xiàn)氣壓較低時，在快速打方向時，車頭的響應(yīng)會變得遲緩，在重載下坡轉(zhuǎn)彎路段容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足而造成運(yùn)輸交通事故。胎壓低使得輪胎與地面的接觸面積加大，輪胎內(nèi)部溫度若無法得到有效的控制，隨著卡車的持續(xù)運(yùn)行溫度的持續(xù)升高，可能發(fā)生輪胎著火的事故，也增加了輪胎的消耗，氣壓對于輪胎胎面磨損的壽命及安全影響見表1。

表1 氣壓對于輪胎胎面磨損的壽命及安全影響

2014—2016 年，陸續(xù)對50 臺卡車安裝了輪胎全壽命系統(tǒng)。在輪胎內(nèi)部加裝傳感器，通過無線傳輸每3 s 將輪胎內(nèi)部胎壓、胎溫傳入接收器、中控機(jī)以及卡車駕駛室裝配的信息采集器，并配合手持藍(lán)牙及電腦終端，實(shí)現(xiàn)了輪胎胎壓、胎溫遠(yuǎn)距離的實(shí)時監(jiān)控[3]，推動了礦用工程輪胎智能化、數(shù)字化的精細(xì)化管理。勝能公司輪胎維護(hù)人員以輪胎管理系統(tǒng)為依托，結(jié)合輪胎維護(hù)人員孜孜不倦的精細(xì)檢查與調(diào)整，使得輪胎運(yùn)行氣壓與標(biāo)準(zhǔn)氣壓偏差在±2 psi[4]（±13.79 kPa），實(shí)現(xiàn)全車輪胎的極致平衡，大大減少輪胎刺扎問題的出現(xiàn)，并且通過對胎溫、胎壓的實(shí)時監(jiān)測，徹底實(shí)現(xiàn)避免發(fā)生輪胎爆胎事故的發(fā)生。

1.2 輪胎溫度

輪胎的溫度是輪胎管控的又一核心。輪胎運(yùn)行過程中產(chǎn)生的熱量可能造成輪胎內(nèi)部橡膠與橡膠、橡膠與鋼絲出現(xiàn)熱剝離問題，如檢查不到位，隨著輪胎的持續(xù)運(yùn)行，溫度的持續(xù)升高可能導(dǎo)致輪胎著火。勝能公司通過輪胎管理系統(tǒng)的預(yù)警功能，科學(xué)設(shè)定輪胎內(nèi)部溫度預(yù)警值并制定詳細(xì)預(yù)警處理措施。結(jié)合近年來不斷結(jié)合系統(tǒng)預(yù)警溫度的調(diào)整，針對夏季輪胎溫度數(shù)據(jù)記錄及分析，制定了輪胎不同溫度下的預(yù)警值。即一級報警為75 ℃，要求卡車降速慢性；設(shè)定二級報警為80 ℃，要求卡車停機(jī)降溫，科學(xué)合理的控制了輪胎的溫升，保障輪胎溫度在安全合理范圍以內(nèi)，減少輪胎內(nèi)部高溫而產(chǎn)生消耗以及著火事故隱患，同時大大提升夏季卡車的出動效率，保障安全生產(chǎn)。

2 輪胎損傷跟蹤檢查

2.1 輪胎分級跟蹤檢查

由于輪胎傷口受沙土、雨水侵蝕發(fā)展迅速，勝能公司采用24 h 連續(xù)生產(chǎn)模式，輪胎的點(diǎn)檢跟蹤若不到位，輪胎的損傷位置持續(xù)擴(kuò)大與深入，輪胎在運(yùn)行過程中極有可能發(fā)生突發(fā)事故。鑒于以上因素，依據(jù)輪胎傷口位置、面積、運(yùn)行小時數(shù)等綜合分析制定A級重大、B 級中等、C 級一般3 個不同等級進(jìn)行分級跟蹤檢查。為方便輪胎數(shù)據(jù)的實(shí)時查看，特制定了卡車輪胎二維碼并定期進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，鏈接包括輪胎的品牌、型號、運(yùn)行小時數(shù)、損傷位置及面積等，實(shí)現(xiàn)手機(jī)掃一掃，輪胎狀態(tài)全知曉，更加便于輪胎的跟蹤，氣壓對于輪胎胎面磨損的壽命及安全影響見表2。

表2 氣壓對于輪胎胎面磨損的壽命及安全影響

2.2 輪胎損傷檢查

1）輪胎傳統(tǒng)“望聞問切”檢查法。勝利露天礦土質(zhì)松軟，但分布大量砂礫巖，需要對巖石集中區(qū)域進(jìn)行爆破作業(yè)，爆破產(chǎn)生的物料較多，如處理不及時極易造成輪胎的刺扎，影響輪胎安全運(yùn)行。通過多年來的輪胎點(diǎn)檢經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了“望聞問切”輪胎檢查法。“望”即做到三看：看輪胎變形、顏色、損傷，即對輪胎的整體進(jìn)行查看；“聞”是落實(shí)嗅、聽，即在夏季高溫時期，如輪胎內(nèi)部溫度較高，如輪胎內(nèi)部橡膠與橡膠之間、橡膠與鋼絲之間發(fā)生熱剝離會發(fā)生濃郁的橡膠味道，通過遠(yuǎn)距離聞輪胎氣味判斷輪胎熱剝離；聽即通過手錘敲擊輪胎胎體反饋的聲音，判斷輪胎是否出現(xiàn)脫空剝離；“問”即通過查找輪胎運(yùn)行數(shù)據(jù)及與詢問駕駛員了解輪胎刺扎是漸發(fā)性還是突發(fā)性，對輪胎的損傷診斷具有重要依據(jù)；“切”是查找“病因”實(shí)現(xiàn)對癥下藥。

2）利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)診斷輪胎損傷。礦用卡車在夏季運(yùn)行時，輪胎持續(xù)運(yùn)行不斷地積聚能量，而大量的能量不能被快速釋放，會導(dǎo)致輪胎帶束層之間、鋼絲與橡膠之間發(fā)生剝離。利用系統(tǒng)大數(shù)據(jù)分析，總結(jié)歸納輪胎靜態(tài)氣壓充注法、科學(xué)總結(jié)輪胎損傷概率及趨勢。針對少部分輪胎趾口磨損問題，利用系統(tǒng)GPS定位軌跡分析與VBOX 測算，科學(xué)計算輪胎轉(zhuǎn)彎側(cè)向加速度；增加了輪胎的定矩及緊固措施；通過現(xiàn)場無死角重點(diǎn)檢查，準(zhǔn)確診斷剝離位置，采取有效手段，防止事故發(fā)生。

3 精細(xì)輪胎維護(hù)作業(yè)創(chuàng)新管理

3.1 實(shí)現(xiàn)無人指揮完成輪胎拆裝作業(yè)

維修中心平均每年需拆卸輪胎1 000 余次，此前在拆裝輪胎作業(yè)任務(wù)中，均需1 人站立于機(jī)械手夾臂與輪胎之間指揮機(jī)械手駕駛員進(jìn)行操作，而頻繁性的輪胎拆裝作業(yè)任務(wù)，指揮人員在指揮過程中，如出現(xiàn)指揮手勢不清、駕駛員誤操作或設(shè)備泄壓故障等，存在輪胎掉落傾倒導(dǎo)致指揮人員傷害的事故隱患。通過在機(jī)械手前部安裝紅外智能高清攝像頭、接入交換機(jī)、前端監(jiān)控存儲系統(tǒng)及配套氣管固定裝置等，由攝像頭及顯示屏形成高清影像代替人眼?？偨Y(jié)出1 套“一調(diào)二標(biāo)三定四對正”輪胎拆裝法，最終實(shí)現(xiàn)了無人指揮，由機(jī)械手獨(dú)立完成輪胎的拆裝任務(wù)。大大提升了卡車輪胎拆裝任務(wù)的安全系數(shù)。

3.2 精細(xì)輪胎緊固維護(hù)管理

1）輪胎緊固螺母定矩措施?？ㄜ囕喬ゾo固螺母扭矩過大或過小都直接影響螺母及螺桿的應(yīng)力分布，輪胎維護(hù)人員此前對輪胎緊固螺母進(jìn)行緊固時，依據(jù)風(fēng)槍3 個擋位對螺母進(jìn)行3 次緊固，存在問題是由于無法保證風(fēng)源的定量控制，因此存在螺母緊固扭矩不統(tǒng)一、扭矩不足的問題。輪胎螺栓緊固力矩不足則是造成卡車輪胎竄位的主要原因[5]，出現(xiàn)個別輪胎螺母松動導(dǎo)致電動輪竄位或螺桿斷裂，如不能及時發(fā)現(xiàn)，則卡車在重載下坡時發(fā)生電動輪竄位和螺桿斷裂，可能造成卡車傾覆傷及駕駛員，嚴(yán)重影響駕駛員的人身安全與卡車的行車安全。通過引進(jìn)使用氣動定矩扭矩扳手，調(diào)整扳手進(jìn)氣壓力保證標(biāo)準(zhǔn)扭矩輸出，對每條輪胎緊固螺母進(jìn)行定矩緊固，確保輪胎螺母緊固標(biāo)準(zhǔn)、到位，保障卡車運(yùn)行安全。

2）輪胎螺母季度校驗(yàn)措施。輪胎在持續(xù)的運(yùn)行過程中，由于采場路況惡劣，卡車重載轉(zhuǎn)彎及在起伏路段行駛時對輪胎形成較大壓力，輪胎的螺母、螺桿承受較大應(yīng)力會出現(xiàn)返松及疲勞。每季度利用卡車保養(yǎng)時，對全車輪胎緊固螺母進(jìn)行全面檢查校磅并做好標(biāo)記：①防止輪胎緊固螺母出現(xiàn)返松導(dǎo)致電動輪竄位問題；②在緊固過程中，可以有效檢查螺母及螺桿是否出現(xiàn)疲勞損傷斷裂情況，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)及時對螺桿、螺母進(jìn)行更換，確保輪胎緊固到位。

3）精細(xì)輪胎換面、換位管理。礦用卡車輪胎換位方法取決于工況、駕駛方式和礦山生產(chǎn)運(yùn)輸環(huán)境及道路狀況，影響換位的因素主要有車型、載重等。礦內(nèi)執(zhí)行卡車左側(cè)行駛，所有輪胎左側(cè)磨損較多，影響卡車的轉(zhuǎn)向與制動，需要定期批量換面；針對夏季高溫，將損傷或磨損較為嚴(yán)重的輪胎拆卸進(jìn)行修補(bǔ)備用，在冬季寒冷低溫時節(jié)，將這類修補(bǔ)及狀態(tài)較差的輪胎進(jìn)行上機(jī)，將狀態(tài)好的輪胎替換留作夏季備用，大大降低了輪胎發(fā)生突發(fā)事故的隱患，并且有效提升輪胎使用壽命，最大化發(fā)揮輪胎使用效能。

4）精細(xì)輪胎修補(bǔ)管理。輪胎損傷隨著輪胎“傷口”的擴(kuò)大與深入，可能造成損傷無法修補(bǔ)導(dǎo)致輪胎報廢。在每年進(jìn)入10 月中下旬時，隨著環(huán)境氣溫的下降，采取科學(xué)提高硫化機(jī)硫化溫度及硫化時間，更換修補(bǔ)導(dǎo)熱材料等措施，防止季節(jié)性氣溫變化導(dǎo)致硫化溫度不夠等因素導(dǎo)致輪胎修補(bǔ)位置出現(xiàn)鼓包、脫空、開裂等問題，保障修補(bǔ)質(zhì)量。輪胎胎冠、胎側(cè)修補(bǔ)后平均運(yùn)行時間分別為4 500、2 300 h，輪胎平均整體運(yùn)行時間增加3 400 h，在保障修補(bǔ)輪胎安全運(yùn)行的前提下，有效提升輪胎使用壽命。

4 路況維護(hù)管理和輪胎運(yùn)行相關(guān)獎懲機(jī)制

輪胎的安全運(yùn)行與采場的道路情況關(guān)系緊密，提升采場道路的維護(hù)質(zhì)量，能有效提升卡車輪胎的使用壽命。采取定期對工程設(shè)備駕駛員進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化道路維護(hù)作業(yè)流程培訓(xùn)，投入FRT 新型建筑材料，配備專用工程設(shè)備，雨、雪后調(diào)動平路機(jī)等設(shè)備及時清理路面等措施，改善卡車輪胎道路運(yùn)輸環(huán)境，確保輪胎安全運(yùn)行。

維修中心開展安全、技能教育培訓(xùn)工作以提高廣員工綜合素質(zhì)、預(yù)防和降低生產(chǎn)安全事故發(fā)生[6]。為強(qiáng)化礦卡輪胎的安全管理與成本管控制定了詳細(xì)的獎懲細(xì)則，牢固樹立“培訓(xùn)不到位就是制造隱患”的教育培訓(xùn)意識[7]，強(qiáng)化員工安全意識與責(zé)任心。設(shè)立輪胎專項(xiàng)獎勵基金制，鼓勵司機(jī)愛護(hù)輪胎，使用好輪胎[8]。針對頻繁機(jī)緊急制動、緊急轉(zhuǎn)彎、路面巖石見而不避的行為定了相應(yīng)的考核細(xì)則。

輪胎精細(xì)化管控模式應(yīng)用近3 年，輪胎平均壽命提升了2 828 h，累計減少輪胎投入49 條，節(jié)約資金800 余萬元。

5 結(jié)語

礦用卡車輪胎精細(xì)化管理模式，以輪胎維護(hù)基礎(chǔ)安全為出發(fā)點(diǎn)，以各項(xiàng)精細(xì)化措施為手段，以確保輪胎安全運(yùn)行、提高輪胎使用效能為最終目的，在推進(jìn)礦用卡車輪胎精細(xì)化管理模式的過程中，在實(shí)際生產(chǎn)中不斷地發(fā)現(xiàn)問題，制定相關(guān)精細(xì)預(yù)防措施，不斷豐富輪胎維護(hù)方法，為企業(yè)的提質(zhì)增效提供了有效的經(jīng)驗(yàn)借鑒。