非公路寬體自卸車輪胎損耗原因及壽命延長措施探究

摘要：以露天煤礦土石方剝離運(yùn)輸為例，從多個維度剖析非公路寬體自卸車使用過程中輪胎損耗的原因，并提出延長輪胎使用壽命的措施，研究結(jié)論對降低礦區(qū)用戶使用成本和節(jié)能降耗有一定意義。

關(guān)鍵詞：寬體自卸車；輪胎損耗；露天煤礦；壽命延長措施

中圖分類號：U469.4" 收稿日期：2024-12-17

DOI：1019999/jcnki1004-0226202502022

1 前言

非公路寬體自卸車是我國自主研發(fā)的、用于非道路運(yùn)輸?shù)能囕v裝備，其誕生和發(fā)展已經(jīng)有20多年，目前廣泛應(yīng)用于露天煤礦、水泥礦山、砂石骨料、金屬礦山、水利水電工程等多個場景。非公路寬體自卸車在土石方剝離運(yùn)輸、礦石運(yùn)輸中發(fā)揮了重要作用，為用戶創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

但從產(chǎn)品全生命周期來看，其使用費(fèi)用也較高，尤其是輪胎消耗方面，根據(jù)調(diào)研了解，一臺110 t非公路寬體自卸車一般每年需要更換2～3次新輪胎，費(fèi)用約15～20萬元，僅次于燃油費(fèi)用、司機(jī)費(fèi)用，在車輛所有使用消耗費(fèi)用中排名第三。

因此，從非公路寬體車使用工況、場景和選裝匹配等維度出發(fā)，分析輪胎損耗原因，延長輪胎使用壽命，降低用戶使用成本具有重要意義。

2 非公路寬體車輪胎使用工況

本文以露天煤礦開采土石方剝離運(yùn)輸為例，介紹非公路寬體自卸車輪胎使用工況。

a.行駛工況條件。露天煤礦土石方剝離運(yùn)輸?shù)缆坊旧鲜欠卿佈b路面，是在采礦過程中逐步形成的，而且隨著采區(qū)工作面的變化，局部運(yùn)輸?shù)缆凡粩喟l(fā)生變化。雖然不同礦區(qū)的路面組成有所不同，但是基本條件比較相似。①路面平整度較差，坑洼較多，車輛行駛時，對輪胎的沖擊較大；②路面維護(hù)不夠及時，從貨廂中散落的料塊較多，行駛過程中，如果碾壓到這些料塊，可能導(dǎo)致輪胎劃傷或割破；③部分礦區(qū)道路比較松軟泥濘，附著力較差，車輛行駛過程中經(jīng)常打滑，對輪胎會造成一定損害；④從裝料點到卸料點，道路彎道較多且曲率半徑較小，車輛每日轉(zhuǎn)彎幾百次，輪胎發(fā)生拖滑較多，磨損較大［1］。

b.載荷。非公路寬體自卸車屬于工程機(jī)械，輪胎標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的是工程機(jī)械相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。目前參照執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是GB∕T 2980—2018《工程機(jī)械輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷》，其中明確規(guī)定了輪胎在不同速度下的負(fù)荷能力、強(qiáng)度等級等參數(shù)，以1600R25★★★輪胎為例，其在正常胎壓情況下，按照10 km/h的速度行駛時，輪胎的負(fù)荷能力1285 t，速度越高，負(fù)荷能力越差。非公路寬體車超載情況比較普遍，以設(shè)計總質(zhì)量110 t寬體車產(chǎn)品為例，超載嚴(yán)重時，車貨總質(zhì)量能夠達(dá)到140 t以上。經(jīng)常處于超載工況，加劇了輪胎的磨損消耗。

c.車速。車速對輪胎的影響體現(xiàn)在兩個方面：一是行駛速度越快，輪胎單位時間內(nèi)發(fā)生撓曲變形的次數(shù)越多，導(dǎo)致輪胎溫度急劇上升，加速了橡膠的老化，降低了簾線的強(qiáng)度，容易導(dǎo)致胎體脫層，縮短輪胎使用壽命；二是在行駛速度較快的情況下，如遇到路面上有尖銳的石塊硬物時，來不及躲避，容易導(dǎo)致輪胎割破、劃傷甚至爆胎。

d.胎壓。輪胎氣壓過高或過低都會對輪胎壽命產(chǎn)生一定影響。氣壓過低時，行駛時胎側(cè)變形大，溫度上升快，容易造成胎體脫層，簾線產(chǎn)生較大的交變應(yīng)力，加速簾線的疲勞損壞，從而降低輪胎使用壽命。氣壓過高時，會加速輪胎胎冠的磨損，減弱了簾線對沖擊的緩沖作用，降低輪胎使用壽命。實際使用當(dāng)中，用戶為了超載，防止中后橋雙胎距離太近，一般都將輪胎氣壓打得較高，這樣就加速輪胎的磨損，降低輪胎使用壽命［2］。

e.司機(jī)操作。司機(jī)駕駛操作水平也會影響到輪胎壽命。起步過快、緊急制動、超速行駛、快速轉(zhuǎn)彎等駕駛行為都會對輪胎造成損傷。另外，有些司機(jī)駕駛過程中，不太注意路面情況，容易使輪胎直接碾壓到尖銳的石塊，導(dǎo)致輪胎劃傷甚至是直接爆胎，這種現(xiàn)象在夜間行駛時，發(fā)生的頻次更高。

f.日常檢查。對輪胎的日常檢查也很重要。要檢查輪胎胎面是否扎入石塊或割傷；檢查雙胎之間的排石器是否完好工作。如有異常情況，要及時進(jìn)行處理。

g.輪胎裝配。裝配質(zhì)量也會對輪胎壽命產(chǎn)生一定影響。主機(jī)廠進(jìn)行新車輪胎裝配時，一般都有嚴(yán)格的裝配規(guī)范和流程，對于內(nèi)外胎、墊層、輪輞與胎踵等各個部件之間的配合都有要求，并對裝配過程質(zhì)量進(jìn)行管控。在礦區(qū)對輪胎進(jìn)行更換或裝配新輪胎時，工作環(huán)境較差，且缺乏工藝標(biāo)準(zhǔn)和過程管控，這也會降低輪胎的使用壽命。

3 延長輪胎使用壽命的措施

a.提高路面質(zhì)量。露天礦區(qū)路面雖然是采礦過程中自然形成的非鋪裝路面，但對于路面的維護(hù)和保養(yǎng)也是很有必要的。管理水平良好的礦區(qū)，每天對路面進(jìn)行常態(tài)化維護(hù)。通常使用推土機(jī)或裝載機(jī)對路面進(jìn)行局部修補(bǔ)，使用平地機(jī)對路面進(jìn)行刮平，使用灑水車對路面進(jìn)行灑水抑塵作業(yè)；另外，還有皮卡指揮車常態(tài)化巡檢，巡檢過程中發(fā)現(xiàn)路面有損壞等異常情況，及時呼叫工程機(jī)械過來處理。以露天煤礦為例，礦區(qū)內(nèi)一般都有幾個外包工程公司施工，存在幾家共用運(yùn)輸?shù)缆返那闆r，如何維護(hù)道路質(zhì)量，需要礦方協(xié)調(diào)好工程公司之間的關(guān)系，確保運(yùn)輸?shù)缆繁３殖B(tài)化的維護(hù)和管理。

b.根據(jù)工況環(huán)境合理匹配輪胎。非公路寬體車輪胎根據(jù)性能的不同，大致可以分為散熱性輪胎、耐切割性輪胎、綜合性輪胎等三大類，產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)工程師要從運(yùn)距、路況、礦區(qū)類別等因素出發(fā)，合理地選擇匹配輪胎。以市場上常用的風(fēng)神、昆侖兩款輪胎為例，對非公路寬體車進(jìn)行選裝匹配，如表1所示。

c.保持合理的胎壓。整車產(chǎn)品出廠時，參照GB∕T 2980—2018，對胎壓進(jìn)行控制和檢查，并將胎壓數(shù)值選擇作為指標(biāo)要求寫入產(chǎn)品使用操作說明書中。對于無人駕駛非公路寬體車產(chǎn)品，應(yīng)將胎壓監(jiān)測系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)配置。

d.輪胎前后調(diào)換使用。非公路寬體車前輪胎作為轉(zhuǎn)向輪一般磨損較快，為了提高輪胎使用的經(jīng)濟(jì)性，一般將前后輪胎調(diào)換使用，對于6×4車型來說，其一般調(diào)換順序如圖1所示。

e.加強(qiáng)檢查、培訓(xùn)、管理及考核。司機(jī)駕駛操作水平對輪胎使用壽命有較大影響，礦區(qū)施工公司和車隊要加強(qiáng)對司機(jī)的培訓(xùn)管理，提高司機(jī)駕駛操作水平，同時加強(qiáng)對司機(jī)的考核力度，設(shè)定考核指標(biāo)（如時間、里程等），對于提升輪胎使用壽命的司機(jī)給予一定獎勵；對于造成輪胎異常損傷或異常爆胎的司機(jī)，給予一定處罰。要求司機(jī)或車隊加強(qiáng)對輪胎的日常檢查，及時清理輪胎上附著的石塊等堅硬物體；檢查并確認(rèn)排石器是否正常發(fā)揮作用，如損壞，及時維修更換。檢查輪胎是否與貨廂底板發(fā)生磕碰，如有這種問題，及時報告車隊進(jìn)行處理。嚴(yán)格按礦區(qū)要求的車速行駛，不論空車還是重載，不允許超速行駛。

f.加強(qiáng)對超載的管控。對于露天煤礦開采土石方剝離運(yùn)輸來說，很難做到不超載，工程施工方要控制車輛的超載，盡可能將超載控制到10%以內(nèi)，降低輪胎負(fù)荷，提高輪胎使用壽命。

g.加強(qiáng)輪胎裝配過程質(zhì)量控制。①主機(jī)廠加強(qiáng)輪胎裝配質(zhì)量的控制，制定輪胎裝配過程中有關(guān)內(nèi)胎、外胎、墊帶、充氣壓力、轉(zhuǎn)運(yùn)、儲存、裝車等作業(yè)指導(dǎo)文件并在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行；②主機(jī)廠將輪胎裝配作業(yè)相關(guān)內(nèi)容寫進(jìn)產(chǎn)品使用操作說明書，并傳遞到用戶手中作為參考；③礦區(qū)嚴(yán)格按照輪胎裝配作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行操作，提高輪胎裝配質(zhì)量。

4 結(jié)語

我國目前有露天煤礦300多座，國內(nèi)市場每年銷售非公路寬體車10 000臺左右，市場保有量也在50 000臺以上，每年消耗的輪胎數(shù)量龐大，估計在100萬條以上。采取一定措施，延長輪胎使用壽命，不僅節(jié)約運(yùn)營成本，而且能夠減少資源和能源消耗，對于建設(shè)綠色礦山，實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)也具有意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]王治國提高礦用卡車輪胎壽命的措施[J]露天采礦技術(shù)，2015（12）：50-52

[2]郝海強(qiáng)論礦用卡車輪胎的合理使用[J]露天采礦技術(shù)，2014（4）：70-71

作者簡介：

李兵，男，1982年生，高級工程師，研究方向為汽車設(shè)計。