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第三章 影响轮胎使用寿命的因素

第三章 影响轮胎使用寿命的因素

【摘要】:

 

  工程机械轮胎是矿山、港口车辆的重要部件,其具有高负荷能力、高扭矩能力、高附着能力、缓冲性能、耐用性能,以满足车辆的使用要求,这些性能是由轮胎的结构、规格、花纹、原材料和工艺条件等因素决定的,且有一定的使用规定。在使用中随着使用条件,如气压、负荷、车速、搭配等因素的变化,轮胎的某些性能亦发生变化。因此根据车辆的要求,结合轮胎性能的变化,及时调整两者关系,使之相适应,必将能够提高轮胎使用寿命,降低使用成本。

 

一、轮胎的选配和安装

 

  轮胎安装的正确与否直接关系到轮胎的使用寿命,尤其是在更新轮胎的时候。类型和花纹不同的轮胎,由于各轮胎的实际尺寸和负荷能力不同,一定不可以任意混装。对于双胎并装轮胎,如果匹配不当会造成负荷分配不均。直径较大的轮胎承受较多的负荷,导致过度生热,蒙受不适当的损伤。直径较小的轮胎会打滑并在路上刮擦,造成胎冠部位快速磨损。为防止发生这种现象,应避免将不同厂牌、不同结构(禁止同轴子午线轮胎和斜交轮胎混装)及外径相差较大的轮胎并装在一起。对于并装双胎,轮胎直径可允许的公差见下表(决不允许通过调整充气压力来解决轮胎直径的公差)。

 

断面宽度

最大公差

直径

圆周长

—8.25

6mm(0.25英寸)

20mm(25/32英寸)

9.00—14.00

13mm(0.50英寸)

40mm(50/32英寸)

16.00—18.00

19mm(0.75英寸)

60mm(75/32英寸)

21.00—

25mm(1.00英寸)

80mm(100/32英寸)

 

二、充气与压力

 

1.充氮气

氮气作为防止轮胎自燃的一种方法已被国内外广泛应和,轮胎自燃是轮胎过热而引起的,引起轮胎过热是多方面的,制动过多、轮辋产生的热量转入轮胎,轮胎在严重缺气的情况下行驶,会产生大量的热,此时若轮胎帘布层受到严重损伤,再充入大量的冷空气,有可能造成轮胎突然炸破和自燃,而氮气是惰性气体,它不会助燃,充入氮气还有改善气压的持久性,胎体不受氮化,以及轮辋的锈蚀出得到解决。美国“固特异”轮胎公司的轮胎保养手册中有这样的规定,“如果您拒绝采用工程车辆制造厂家所推荐的充氮气方法,便认为您因此承认如下事实,在所推荐的工作条件下用户不采用充氮以代替充空气,由此而造成的人身伤亡或财产损失,则固得异轮胎公司及其经纪人与雇员对此概不负任何责任。”由此可见充氮气的重要性,因此我们建议,凡条件许可的单位都应充氮气,特别是巨型工程轮胎,尽量不使用压缩空气。

2.气压

气压是轮胎的生命,掌握轮胎标准气压和充气是极其重要的,特别是港口车辆负荷大、扭矩大,不合格的气压必将加大胎体的曲挠。只有正确的充气压力才能保证胎体曲挠适度,从而保证轮胎有良好的牵引性、漂浮性和承载能力。充气过高或过低都会减短轮胎寿命,造成轮胎早期损坏。所以使用方应定期检测轮胎气压并详细记录。

(1)、充气压力过高

充气压力过高一方面会减少胎面的接地面积,漂浮性和牵引性能下降,发动机能耗增大;另一方面过高的内压还使橡胶和帘线过度拉伸。这些因素使轮胎产生下述损坏:

a)行驶面过度胀大,增加胎面中心的接地压力,引起胎冠过度磨耗。

b)减少帘线对冲击的缓冲作用,不耐坏路面的冲击切割与刺伤,易造成轮胎早期损坏。

c)过高的压力施加在胎圈区域,加大胎圈爆破的潜在危险。

d)气压过高促使避震性能差,导致车辆底盘部件的损坏。

e)在泥泞的路面上行驶易打滑,遇到尖锐物时往往导致周向连续割口。

f)驾驶不舒适,车辆行驶颠簸。

(2)、充气压力过低

充气压力不足时直接造成轮胎超负荷运行,导致轮胎胎体变软、胎体过度曲挠变形生热,帘线过度疲劳等,使轮胎产生下述永久性损坏:

a)轮胎变形大、生热大,导致轮胎早期损坏。

b)造成轮胎胎面磨耗不均,易造成径向裂口和胎体脱空与脱层。

c)加速帘线疲劳和折断。

d)造成轮胎与轮辋移动,有内胎轮胎易将内胎气门咀切断,无内胎轮胎漏气。

        

 

三、超负荷

 

标准中推荐了不同作业速度下,使用每一种规格轮胎所承受的最大负荷。为更好的使用轮胎,不应超出所推荐的最大负荷。若作业负荷超出轮胎规定的负荷,应考虑使用较高层级的轮胎,超负荷行驶将导致轮胎产生如下损失:

a) 胎体曲挠变形增大,生热增加,导致轮胎脱层甚至炸破。

b) 轮胎变形大,引起帘布脱层破损,帘线崩断,使轮胎易于炸破。

c) 胎面对路面相对滑移增大,磨耗剧增。

d)胎圈负载过度,趾口轮辋易磨损。

e)加大胎体帘线张力,存在爆胎的危险,特别是受冲击时。

 

四、车速

 

为了高效安全、经济的条件下使用作业机械和了轮胎,必须要在适当的速度范围内驾驶运输和港口车辆。轮胎的平均行驶速度受所使用的轮胎每小时吨公里限制。

过高的行驶速度会导致:

a)轮胎内部生热过大,产生热脱层。

b)急刹车次数增加,胎圈部位受力大,同时还要承受刹车鼓传来的热量,造成  胎圈磨损、脱层和胎圈烧伤等损伤。

c)急剧转弯使轮胎异常和快速磨损。同时也造成轮胎偏载而产生胎圈损坏。

d)碰上路面硬物时,易产生胎面割裂、冲击爆破。

e)转弯半径过小,加速胎面磨损。

f)港口龙门吊工作时点动次数过多,造成装载一侧轮胎负荷加大,易造成胎体脱空、脱层。

 

 

六、车辆驾驶

 

驾驶员对车辆的使用寿命期到至关重要作用,优秀驾驶员不但能正确使用和保养轮胎,而且在实践中探索出一套合理的使用方法,更好的延长轮胎使用寿命。但不合理的驾驶及使用轮胎也可能严重缩短轮胎的使用寿命。为了更有效的使用轮胎,驾驶员应必须注意以下几点:

1、避免突然启动或急刹车。

2、不要在路肩上行驶车辆。

3、在转弯时要减速。

4、保持合理的气压。

5、定期检查轮胎、轮辋以及气门嘴是否正常。

6、立刻维修任何有问题的轮胎。

7、避免在有油污的地方行驶。

8、把货物妆在车甲板的中心部位,防止偏载。

9、在驾驶港口龙门吊时,定位要准,减少点动车辆次数。

 

七、轮胎温度

  车辆在行驶过程中,轮胎由于受到伸张、压缩和摩擦,引起胎温升高。过高的温度容易加剧轮胎磨损甚至发生爆胎。

车辆选用轮胎应按使用条件和轮胎的TKPH值选择轮胎:

  轮胎的工作温度直接影响其使用寿命,而轮胎内部的热量的产生是由于轮胎在滚动时不断受到变形应力的作用及由于滞后损失等原因所致。产生热量的大小,不但与轮胎规格、层级、结构有关,还与轮胎的负荷、气压及作业循环有关,而总的上升温度又取决于持续运转时间和环境测试的影响,轮胎的TKPH值反映上述因素影响,系表示轮胎生热限度,也是用来限定轮胎使用工况的一个指标,试验表明,轮胎温度超过一定限度时,其胎体帘布层的抗拉强度急剧下降,并产生橡胶老化与变形,因此,国外规定尼龙帘线胎的使用温度不得超过107度,为避免轮胎产生过高温度引起的强度下降导致轮胎迅速损坏,由此规定一种轮胎对应于产生热量极限值的载荷速度值,就是它的TKPH值。

TKPH作业值可用下列公式计算:

TKPH作业值=平均轮胎负荷x每工作日的轮胎平均行驶速度。

式中:平均轮胎负荷={空载轮胎负荷(吨)+载货轮胎负荷(吨)}/2

每工作日的轮胎平均速度=往返运距(公里)x往退次数/总工作时间(从第一班开始到末班结束的总时间)

 

八、轮胎维护

  轮胎适时换位、选用合适的花纹、日场勤维护、定期检查胎压、及时修补并且勤挖胎纹中的石子、异物等都是延长轮胎寿命的重要因素。

  轮胎经过一段时间使用后,受到路面拱度、刹车制动和轮胎装配位置不同等因素的影响,会促使胎面磨耗产生较大的差别,因此,必须做到及时换位装配,使每条胎在各个位置上都能轮流一次,各胎所承受的负荷求得大致相同,以解决轮胎偏磨和延长使用寿命的问题。轮胎换位的方法,常用的有“交叉换位”和“循环换位”两种。但一经选择确定后,每次应按原确定后的换位方法进行,不要中途改变。凡整车更换轮胎的车辆,可以采取以上换位法;凡新旧轮胎混装时,新胎或较好轮胎固定装前轮,旧胎或翻新轮胎固定装后轮,则采取左右换位,内外挡换位等办法。凡换位后改变原有滚动方向时,应将轮胎进行反面条位(即调换装车位置、滚动方向),这是减少以至消除轮胎偏磨倒角和胎肩单边疲劳过度的措施,也是一项延长轮胎使用寿命和提高翻新律的途径。

 

九、道路状况

  如果车辆长时间在砂石路面或者恶劣的路况下行驶,轮胎的使用寿命肯定会降低。在不平整的碎石路矿区上行驶,由于尖石裸露或路边石块锐利,极易损坏轮胎,均应选择选择路面控制车速,防止轮胎爆破损坏。有条件的矿山应加强道路的养护和清扫,保障车辆的正常运行。