矿用车辆轮胎的磨损分析与维护措施

2013-04-17程玉军

机电产品开发与创新 2013年4期

程玉军

（中国煤炭科工集团太原研究院，山西太原 030006）

0 引言

近年来无轨胶轮化辅助运输在现代化大型矿井中得到广泛应用，轮胎作为矿用无轨胶轮车的消耗件、易损件，在车辆的使用过程中，是仅次于燃料的运行消耗材料，费用在运输成本中约占10%～20%；每条轮胎价格低则几千元，高则几万元。据统计，在一辆车使用寿命的全过程中，用于更换轮胎的费用占全部修理费用的20%左右。正确使用和维护轮胎，不仅是安全行车的保证，而且可以延长轮胎的使用寿命、减少维修费用，从而降低运营成本。由于轮胎单耗居高不下，因此，了解轮胎磨损的原因及如何更好地使用和维护、修理轮胎，延长使用寿命，降低消耗，就显得尤为重要。

1 影响轮胎磨损的主要因素

轮胎的磨损分为正常磨损和异常损坏两种，正常磨损是指轮胎磨损后剩余的花纹深度小于新胎花纹深度的20%时，为了轮胎能够翻新和安全生产利用，需要及时进行更换的轮胎。异常损坏是指轮胎在使用过程中发生割裂、刺破、掉块、爆破、脱层及异常的磨损。

轮胎的正常磨损主要与路面质量有关，因此提高路面质量可以大幅度减少轮胎的正常磨损。矿用车辆在使用过程中造成异常损坏的主要原因，主要取决于车轮所受的负荷、气压、道路质量、行驶速度、驾驶水平等因素。因此减少轮胎使用前期的异常损坏是降低轮胎消耗的主要途径，也是是我们研究的主要对象。

1.1 负荷的影响

当轮胎所承受的负荷超过其所受的额定值时，轮胎受变形增加和交变负荷作用使轮胎发热，轮胎内部帘布层张力增大，轮胎受冲击发热损坏，同时，轮胎所承受的接地比压增大而分布不均，使轮胎侧壁所受的应力增大，轮胎胎面发生过度移动，从而造成帘布层脱层、爆破及胎肩磨损加重。

1.2 轮胎气压的影响

矿用车辆轮胎是根据膨胀方式进行设计的，在轮胎充气压力适度的情况下，使轮胎有一个适度的变形，从而保证车辆在行驶过程中具有足够的浮动、承载能力及牵引力。如果轮胎充气压力过高，将会造成轮胎帘线张力增大，在凹凸不平的路面上行驶时，轮胎抗屈挠性能就会明显下降。如果经常在充气压力过低的情况下行驶，将使帘布层间产生高应力，胎侧屈挠变形，胎面产生滑移、向里凹进的现象，胎冠肩部负荷急剧增加，造成中部向上拱起，帘布层松散、断裂、冠空，两肩部磨损加剧等。

1.3 道路质量的影响

道路质量的好坏，将会对车轮所承受的动负荷的大小和轮胎与路面之间摩擦力的大小产生很大的影响，从而造成轮胎的磨损，降低使用寿命。当车辆在良好的路面上行驶时，轮胎所承受的动负荷减小，胎面与路面之间的摩擦阻力也随之减小，从而使胎面的磨损也变小。当车辆在井下凹凸不平的路面行驶时，轮胎所受的动负荷增大，轮胎温度升高，这将直接对橡胶和帘布层的强度造成影响，不可避免地增加了胎面的磨损。由于行驶过程中的路面颠簸对轮胎产生严重冲击，还会使轮胎发生爆破，进而引发事故。

1.4 行驶速度和温度的影响

当车辆速度较大时，轮胎速度和温度也会相应增高，这必然造成轮胎磨损加剧，缩短寿命。当车辆速度越快，使轮胎受地面的冲击载荷就会变的越大，那么单位时间内胎面的变形次数就会增多，造成轮胎内部温度快速上升。在高温下橡胶的黏结力就会降低，帘布疲劳而引起帘布层形成脱层、剥离、爆破现象。

1.5 驾驶技术对轮胎消耗的影响

由于井下路面条件较差，当车轮在凹凸不平的路面行驶且车速较大时，轮胎承受的应力显著增大，局部胎面变形比较大，导致轮胎帘布层脱层，甚至遭受破坏。一些尖锐的物体也会使胎面刮伤，使胎体强度降低，形成应力集中，最终导致轮胎爆裂。

当车辆起步太快或制动器踩得过猛都将会使轮胎周向作用力增加，在直线行驶时转动方向盘过频或在弯道急速转弯时，将使车轮所承受地面的侧向力增大，这些驾驶习惯都将使胎面局部磨损加剧，造成胎面撕裂、划伤的现象。

由此可见，养成一个好的驾驶习惯，对于延长轮胎使用寿命具有重要意义。

2 维护轮胎磨损的主要措施

2.1 气压检查

和地面车辆一样，矿用车辆出车前也严格按标准对每个轮胎进行气压检查，如果轮胎气压低于标准值，应进行充气，如果轮胎气压值高于标准值，应进行放气处理。

2.2 定期更换轮胎

对于同一台矿用车来说轮胎装的位置不同，轮胎的磨损机理也是不一样的。一般矿用车辆前桥为转向桥，前轮的磨损就相对严重，后桥为驱动桥，后轮就是驱动轮，磨损程度相对较小，因路况不同左、右侧轮胎的磨损程度也不同，为全车轮胎减少偏磨现象，应按照 “前后调换、左右交叉”的原则，对每个轮胎进行定期换位。这样经过几次换位，整车轮胎不规则磨损的现象就会大大好转。

2.3 路面的维护

常言说，修车不如修路，路面的改善能够很大程度上延长车辆轮胎的寿命，由于煤矿井下道路存在凸凹不平路面，使矿车轮胎受冲击产生发热脱胶、刺破割裂或产生磨损不均匀的现象，因此要求矿上应定期进行道路的维护。

2.4 轮胎的载荷

轮胎的载荷是由轮胎的层次和尺寸所决定的，矿用车辆的载荷应按照设计所要求的载重量，不允许超载现象发生，如果车辆经常超载运行，必然会对轮胎的寿命造成严重影响。因为在车辆超载时，轮胎所受的地面的侧应力将会增加，引起轮胎的发热和爆裂。如果装车超载时载荷分配前后不均，过前或过后，轮胎更易引起损坏，此时车速应尽量降低，注意行车安全。