Как выбрать и эффективно эксплуатировать крупногабаритные шины в условиях горного производства
...
Задачи комплексной и эффективной отработки золотоносных месторождений в тяжелых климатических и горно-геологических условиях предъявляют особые требования к качеству и надежности всех узлов и агрегатов технологического автотранспорта. Практика работы крупнейших золотодобывающих предприятий России и СНГ со всей очевидностью демонстрирует ключевое значение крупногабаритных шин (КГШ) в обеспечении бесперебойной транспортировки горной массы, уменьшении эксплуатационных издержек и простоев техники и поддержании высоких стандартов безопасности производства.
М.Ю. Зеночкин — менеджер торговой марки в России и СНГ, Департамент крупногабаритных и индустриальных шин «Мишлен» в России и СНГ
Наблюдавшаяся в последние годы ситуация дефицита крупногабаритных шин на мировом рынке значительно усилила интерес к вопросам максимального извлечения эксплуатационного ресурса КГШ и недопущению их преждевременного выхода из строя. Особенно жесткие требования к качеству шин в условиях открытых или подземных разработок требуют от руководителей производства сбалансированного подхода к вопросу выбора КГШ, где учитываются не только параметр цены, но и качественные показатели шин, такие, как ресурс по пробегу или наработке, сцепные свойства, порезоустойчивость, ремонтопригодность и другие параметры. Если основываться на таком подходе, то основным параметром технико-экономического обоснования выбора КГШ (имея в виду тот или иной шинный бренд) является величина стоимости километра пробега (моточаса) шины, которую можно оценить по формуле:
где:
С.К.П. - стоимость километра пробега (моточаса) шины;
Ц - цена шины;
С.О. - средняя стоимость обслуживания, монтажа и ремонта шины в процессе ее эксплуатации;
С.П. - средняя стоимость простоя техники на замену или обслуживание шины в течение срока ее эксплуатации;
П - средний пробег (наработка) шины.
При этом цена КГШ (Ц) определяется главным образом факторами фундаментальной природы (стоимость сырья, производства и логистики; налоги; затраты на НИОКР; мировая конъюнктура и др.), что ограничивает возможности ее значительной вариации.
Напротив, качественные показатели КГШ (пробег (П), а также издержки и расходы, связанные с обслуживанием или заменой шин (С.О.и С.П.), подвержены наибольшим вариациям и оказывают определяющее влияние на величину стоимости километра пробега (С.К.П.). В этой связи поставщики и производители КГШ в сотрудничестве с эксплуатационными и автотранспортными службами комбинатов решают комплексную задачу по созданию условий для наиболее полного извлечения ресурса шин в процессе их эксплуатации. Эта задача включает в себя три ключевых аспекта:
1) правильный выбор КГШ;
2) эффективная эксплуатация КГШ;
3) система учета и отслеживания КГШ.
Рассмотрим подробнее указанные аспекты.
Правильный выбор КГШ
Он определяет как структуру самой шины (радиальная или диагональная), так и ее соответствие типу и модели транспортного средства и конкретным условиям эксплуатации.
Большинство ключевых производителей КГШ делают ставку на развитие концепции радиальной шины, в основе которой лежит идея формирования каркаса, или «скелета» шины, одним радиальным слоем металлокорда при одновременном дополнительном усилении беговой дорожки так называемым брекерным поясом (рис. 1, а). Подобная конструкция обеспечивает шине гибкость и упругость благодаря большим вертикальным прогибам, лучшее сцепление с грунтом благодаря стабилизации пятна контакта (рис. 2, б), оптимальное распределение давления о грунт и меньший расход горючего. В конструкции еще распространенных, но технологически устаревающих диагональных шин каркас обычно состоит из множества текстильных слоев, перекрещивающихся под углом друг относительно друга, как правило, при отсутствии дополнительного брекерного усиления беговой дорожки (рис. 1, б). Подобное строение придает боковине шины избыточную жесткость и обеспечивает меньшую стабильность пятна контакта шины о грунт (рис. 2, а). Это вызывает ускоренный износ протектора, худшее сцепление с грунтом и повышенный расход горючего.
Рис. 1. Конструкция радиальных (а) и диагональных
Рис. 2. Сравнение пятна контакта диагональных (а) и радиальных (б) шин
Радиальные КГШ рассчитаны на длительные сроки эксплуатации и адаптированы к различным типам и моделям индустриальной и большегрузной техники. В то же время даже в рамках конкретного типоразмера шины, соответствующего технической спецификации транспортного средства, может допускаться определенная вариация рисунков протектора и составов резиновой смеси, подбираемых в зависимости от условий эксплуатации шины и определяемые, в основном, перечисленными далее факторами.
I. Характеристики дорожного полотна (природа грунта; геометрия технологических дорог и качество его очистки; фракционный состав, твердость и морфология щебня подсыпки; рыхлость, увлажненность и обводненность дорожной поверхности и др.) определяет оптимальный рисунок протектора шины (скальный, тяговый, флотационный и т.п.).
II. Нагрузка и скоростные характеристики шин (рабочие дистанции, скорости, нагрузка на шину) определяют соответствие шины заданным эксплуатационным скоростям и нагрузкам, что (наряду с п. I.) влияет как на подбор рисунка протектора, так и на выбор состава резиновой смеси.
Нагрузка на шину, определяемая либо расчетным путем, либо методом поосевого взвешивания транспортного средства, указывает на возможность использования шины в данных условиях и позволяет определить оптимальное давление их накачки при помощи соответствующих технических таблиц. В табл. 1 приведен пример соответствия нагрузки/давления для гаммы радиальных шин 24.00R35 одного из производителей. Говоря о допустимости нагрузки на шину, необходимо соотнести ее с двумя критически важными величинами:
- максимальная нагрузка (20 200 кг) — это предельно допустимая нагрузка на шину, которая не может превышаться ни при каких обстоятельствах;
- номинальная (экономическая) нагрузка (18 500 кг); обычно помечается знаком (**) — это наивысшая нагрузка, которую шина может нести без ущерба для ходимости с максимальной производительностью. С технической точки зрения допустимо ее превышение вплоть до значений максимальной нагрузки, что, однако, может привести к падению ее ходимости или наработки.
Скоростные характеристики шин определяют пределы использования шин по скоростям и плечам откатки с точки зрения безопасного уровня генерации тепла.
Для рабочих машин (карьерные и подземные погрузчики, грейдеры и колесные бульдозеры), совершающих, в основном, ограниченные и не цикличные перемещения, основным критерием применимости шин является максимальная дистанция в час. Эти величины табулированы производителями КГШ и приводятся в соответствующей технической документации.
Для транспортных машин (жестко-сочлененные и шарнирно-сочлененные самосвалы), выполняющих циклическое перемещение горной массы на больших плечах откатки, критерием применимости радиальных шин являются соотношение величин ТКВЧ (тонно-километры в час) самой шины и места ее эксплуатации:
1) ТКВЧ места эксплуатации (ТКВЧМ.Э.) отражает способность шины генерировать тепло в процессе ее эксплуатации и рассчитывается по формуле:
где:
К1 - коэффициент, зависящий от длины рабочего цикла;
К2 - коэффициент, зависящий от окружающей температуры;
Qгр и Qпор - нагрузки на шину в груженом и порожнем состоянии соответственно;
Vср - средняя скорость рабочего цикла с учетом остановок на погрузку и выгрузку горной массы.
Коэффициенты К1 и К2 приведены в специальных таблицах; величины Qгр и Qпор рассчитываются на основании данных развесовки груженого и порожнего самосвала; величина Vср определяется по результатам измерения времени и длины рабочего цикла в процессе работы самосвала (в том числе, с использованием данных систем спутниковой диспетчеризации или иных систем контроля движения карьерного автотранспорта);
2) ТКВЧ шины (ТКВЧШ) – это индивидуальная характеристика шины (зависящая от размера, дизайна, конструкции и состава резиновой смеси), которая приведена в технических справочниках и характеризует способность шины к рассеянию тепла;
Если ТКВЧШ > ТКВЧМ.Э., то выбранная шина подходит для эксплуатации в данных условиях; если ТКВЧШ
На сегодняшний день многие производители КГШ предлагают несколько разновидностей резиновых смесей, характеризующихся различной износостойкостью и способностью к рассеянию тепла, что обеспечивает достаточную гибкость в подборе резиновой смеси под конкретные условия эксплуатации шины.
Табл. 1. Пример соответствия нагрузки/давления для шины 24.00R35
Эффективная эксплуатация КГШ
Этот аспект определяется соответствием условий работы шин ряду стандартов и требований. Многолетний опыт, накопленный в процессе работы с ведущими добывающими предприятиями России и мира, позволяет оценить влияние тех или иных факторов на ходимость или наработку КГШ в процессе их эксплуатации. В табл. 2 приведен оценочный коэффициент, характеризующий уменьшение ходимости или наработки КГШ при наличии того или иного эксплуатационного фактора.
К числу самых распространенных нарушений правил эксплуатации шин относится отклонение от рекомендованного давления, к чему может привести изношенность дисков, некачественный монтаж шин, отсутствие регулярного контроля давления и др. Как показано на рис. 3, эксплуатация КГШ с неправильным давлением накачки приводит к множественным дефектам и иным необратимым последствиям, значительно сокращающим пробег или наработку шины. К числу других распространенных факторов, ведущих к преждевременному износу и повреждению шин, можно отнести: неудовлетворительное состояние дорожного полотна (рис. 4, а), неравномерный износ КГШ (рис.4, б), вызванный избыточными поворотами, кренами или нарушением развала-схождения, а также установку диагональных и радиальных КГШ или шин с различной степенью износа в одну колесную пару (рис. 4, в).
Рис. 3. Ходимость КГШ в зависимости от давления накачки
Табл. 2. Основные факторы, влияющие на ходимость/наработку КГШ
(Приводимые коэффициенты носят оценочный характер. Точные значения указанных коэффициентов индивидуальны и определяются спецификой и условиями эксплуатации КГШ в каждом конкретном случае.)
Система учета и отслеживания КГШ
Данная система обозначает комплекс мероприятий по фиксации и контролю пробега, перестановке, обслуживанию и ремонту КГШ, осмотру и грамотной дефектовке шин перед утилизацией и т.д., что дает предприятию четкое и подкрепленное фактами видение ситуации в шинном хозяйстве, позволяет объективно сравнивать шины различных моделей и брендов, выявляет проблемные элементы на производстве.
Рис. 4. Распространенные нарушения эксплуатации КГШ: неудовлетворительное состояние дорожного полотна (а), неравномерный износ (б) и установка шин с различной степенью износа в одну колесную пару (в).
Заключение
Недопущение нарушений эксплуатации, а также весь комплекс послепродажного сопровождения КГШ осуществляются техническими специалистами или сервисными группами фирм-производителей и поставщиков КГШ, которые помогают клиенту подобрать необходимую шину, анализируют рабочие характеристики шины в течение всего срока ее эксплуатации и оказывают необходимое техническое содействие.
Эффективное управление шинным хозяйством на золотодобывающих предприятиях базируется на тех же самых принципах, что и во всех других отраслях горнодобывающей промышленности. Специфика промышленной добычи золота, осуществляемой в особо суровых и труднодоступных регионах страны, лишь усиливает требования золотодобытчиков к качеству шинной продукции и мерам по эффективной и безаварийной эксплуатации КГШ.
Условием выполнения этой задачи является сотрудничество с лучшими производителями КГШ, обладающими необходимой технологической базой, многолетним опытом работы, квалифицированным персоналом, а также сетью профессиональных авторизованных дилеров, ведущей непосредственную работу с конечными потребителями. Это позволяет потребителям КГШ получать продукцию и сервис наивысшего качества, а поставщикам и производителям – обобщать полученный опыт с целью последующего предложения клиентам еще более эффективных решений.
Источник: журнал «Золотодобывающая промышленность» #4(34)-09
