通过严格工程轮胎管理合理延长使用寿命

吕德兴 黄书达

（天津国际联合轮胎橡胶股份有限公司，天津，300452）

引言

工程机械轮胎因其价格昂贵，与炸药和燃油并列前茅，一直是矿山最大的开销之一。如何降低这一开支，取决于工程机械轮胎的合理使用。严格工程机械轮胎的管理和合理使用，可以相应延长工程机械轮胎使用寿命，进而节约矿山在轮胎费用上的开支。轮胎管理主要包括以下几个方面：

1 合理选用轮胎

除了按照车辆要求选用合适的轮胎规格外，也要根据矿山实际TKPH（Ton kilometer per hour）值选用合适的轮胎。TKPH值是轮胎工作能力的表征，通常是用于评价工程机械轮胎在使用过程升温性能的指标，单位为吨·千米每小时。每条轮胎都有其额定的TKPH值，若轮胎超出额定TKPH很可能因轮胎生热过高进而引发热剥离（见图1）或者轮胎自燃等现象（见图2）。

图1 工程机械轮胎热剥离

图2 工程机械轮胎自燃

工程机械轮胎额定的TKPH值是以轮胎在38℃环境温度下达到最高临界温度时轮胎负荷与速度的乘积（即轮胎所作的最大功）来表示，被作为轮胎的最高使用极限。工程机械轮胎额定TKPH值取决于轮胎本身的结构、材料性能以及工艺技术等，因规格和花纹类型的不同有很大的差异，是衡量轮胎工作能力的指标，同时也代表工程机械轮胎的质量水平。原则上额定TKPH值越大，轮胎的耐热性能越好。

现场TKPH值又称为作业TKPH值，是工作现场轮胎平均负荷与平均速度的乘积，是工作现场所需的工程机械轮胎工作能力指标，也是选择轮胎的一个重要参数。

由于矿山运输车辆工况是空车和满载交替运行，因此现场工程机械轮胎平均负荷为空车轮胎负荷与满载轮胎负荷的平均值。空车轮胎负荷和重车轮胎负荷可在现场用专业地秤称量获得，也可以参照车辆技术资料计算前轴和后轴的负荷，车辆左右轮胎负荷可参照轴的负荷平均计算获得。理论上每条轮胎都要计算轮胎平均负荷。实际上通常得到每条轮胎的准确负荷比较困难。完成前后车轴上每条轮胎的平均负荷计算后，取轮胎平均负荷最大值，用于计算现场TKPH值。前单轮后双轮即满载时6个轮胎负荷大致均匀。在空车时，前车轴总是承受更多质量，最大轮胎平均负荷总是出现在前车轴轮胎上，因此若前后轮胎相同，只需对前轮轮胎进行TKPH使用值的计算即可。

因轮胎制造厂提供的工程机械轮胎TKPH额定值是在38℃ 的环境温度下测得的，因此在比较TKPH额定值和TKPH使用值时，还需要根据工作现场实际环境最高温度进行修正。

根据TA修正轮胎的TKPH额定值，此处TA为白天最高温度，TKPH额定值的修正值为TKPH额定值乘以修正因数（FT）。

若TA低于38℃，则：

在选用轮胎时，现场TKPH值必须小于轮胎额定TKPH值。在以下情形时，必须测定现场TKPH值：（1）需要找寻适当的轮胎花纹配方以符合工地工作条件（大多数在进入新的矿山前或者轮胎改变型号前的必备工作）；（2）使用中的轮胎频繁发现有轮胎热剥离或者冒烟现象；（3）矿山工地工作条件有较大改变如运距改变。

2 轮胎存放和搬运

橡胶是制作工程机械轮胎最主要的材料之一，因其含有大量不饱和烯化学键，具有易老化的特性。光照、高温、石化油类、臭氧等都是加快橡胶老化的因素。为避免因橡胶老化而影响工程机械轮胎的使用寿命，所以应当将工程机械轮胎存储在阴凉、干燥、通风、干净的库房内。库房内不应使用产生臭氧的设备装置。不能将轮胎与油类、酸类、易燃品及化学腐蚀品存放在一起。轮胎应该远离热源，避免烘烤轮胎。轮胎在贮存中，应该有库存卡片，记录轮胎的类型、规格、星级厂牌、生产日期和入库时间，并按照生产日期和入库时间分批分类贮存，按照先进先出的顺序使用。

工程机械轮胎搬运时不应用绳索、吊钩或者吊叉直接把轮胎吊提，应该使用宽度不小于150mm的非金属宽幅带，以免损坏胎圈（见图3）。使用叉车搬运轮胎时，宜使用抱胎方式的专用货叉，或从轮胎侧面托起，不可使用货叉直接从胎圈中心提升（见图4）。

图3 轮胎吊提示意图

图4 轮胎搬运示意图

3 路面养护

矿山道路的平整性严重影响工程机械轮胎的使用寿命，如有路面凹凸不平或者落石，应该及时整修或清理，以避免轮胎胎面刺伤、胎侧划伤或者轮胎受到突然冲击；道路设计尽可能加大拐弯半径避免急转弯；合理设计道路坡度，尽量避免车辆的重载上坡和下坡。

根据现场工程师统计，道路坡度对工程机械轮胎寿命的影响（见图5）。

图5 道路坡度对工程机械寿命的影响

4 日常管理

图7 轮胎检查次序

轮胎管理事关矿山运营成本和运营安全，责任重大，需要每天去现场检查。现场检查人员安全配置：安全帽、防护眼镜、安全背心、安全鞋。现场检查人员必备检查工具（见图6）：气压表、深度尺、白色蜡笔、气门芯、气门改锥。

图6 轮胎日常检查必备工具

车辆必须熄火停在平整场地，如维修车间、停车场等，严禁在主干道和弯道拦车检查，严禁车辆在重载情况下检查，严禁在高压线和电缆桥下检查，严禁铲窝区域内检查。现场检查人员必须征得司机同意，在车辆前面挂好安全牌后，开始检查。轮胎检查从车辆左前轮开始，顺时针依次检查（见图7）。在检查过程中详细记录轮胎检查记录的内容：轮胎厂牌、类型、花纹、发动机小时数、沟深、气压，检查轮辋是否有锈蚀、裂缝，紧固螺栓是否松动，排石杆是否正常，若发现排石杆弯曲或者丢失及时报修。汽车两侧悬挂是否处于同一水平线或者是否处于合理区间内。汽车前束检查偏磨，轮胎花纹剩余情况等。检查过程若发现问题，及时拍照记录并报修。

5 轮胎气压

矿山上在用大型钢卡使用的轮胎，冷态标准气压均为102psi。气压过高或者过低均影响轮胎综合性能，进而降低轮胎寿命。轮胎的气压应该定期检查。正确的气压对轮胎的安全性、稳定性、寿命、舒适性至关重要。工程机械轮胎气压对其寿命的影响，如图8所示。

图8 工程机械轮胎充气压力与轮胎寿命的关系

6 人的因素

加强人员培训，强化岗位职责。大型钢卡司机控制车辆要平缓起步，匀速前进、点刹制动，严禁碾压较大石块，遇到拐弯处要放慢车速，平缓慢通过；电铲司机工作要有责任心，电铲司机要避免超载；道路维修人员应对坑洼不平或者有落石路段及时修复。

7 轮胎卡片管理

轮胎数据收集，制作轮胎卡片，做到一胎一卡，以发动机运行小时为准，及时更新轮胎信息。做好轮胎更换，调位，配胎的管理。

行业规范：前轮轮胎花纹磨损率超过35%，必须调位。40%这是前轮轮胎磨损率的安全警戒线，对于子午线轮胎来说，由于此时轮胎的抗刺性能减弱，安全性能降低，应该更换新的轮胎。

前轮倾角和前束对前轮异常磨损有很大影响，单边磨损和锯齿形磨损是前轮轮胎异常磨损度的常见形式。若前轮轮胎的脸侧花纹沟深度差值大于10mm，就要依据经验校正前束和倾角。脸侧花纹沟深度差值大于20mm，则需要更换轮胎。

同轴轮胎匹配原则是：使用同一品牌同一花纹的轮胎，花纹深度差不超过15mm。因为如果双胎的匹配过大，由于轮胎的沟深不同，所承受的载重量不同，轮胎的发热量不同，轮胎热气压的变化也不同，容易导致承载大的轮胎剥离或者寿命会不同程度的减少。

8 轮辋管理

轮辋是与轮胎配合的关键部件，轮辋的好坏与轮胎的寿命也息息相关。轮辋也应该建立卡片，按照发动机小时跟踪管理。对于变形和开裂轮辋必须报废，不得焊接任何轮辋组件。使用20000小时轮辋组件必须进行探伤，探伤两次的轮辋予以报废。使用时间满八年坚决予以报废。

9 轮胎修补

轮胎修补产生的修补寿命与该轮胎的前期寿命叠加在一起，共同组成了该轮胎的总使用寿命。修补质量决定着轮胎的后续使用寿命对轮胎的经济价值起着关键作用。如果对轮胎早期损伤部位及时地进行修补加固，更能充分保障修补质量。

轮胎损坏的部位和伤口尺寸以及剩余花纹深度，是判定轮胎是否修补的重要因素。剩余花纹深度的多少决定着修复后的工程机械轮胎的作业时长；损坏部位和伤口尺寸决定修复轮胎难度系数和费用。科学合理的确定轮胎是否修补，减少研判上的失误。

应将补胎效益和安全生产统筹考量，避免行政上的过度干预，力争做到效益的最大化。但我们如果片面追求经济效益，忽视胎体的整体状况，以牺牲安全生产做代价就会得不偿失，也就失去了修补的意义。

10 结语

合理的选用轮胎，安全存放，顺序使用；加强道路养护、人员培训轮胎管理；加强轮胎日常管理，对损坏轮胎部位合理研判、及时合理修复。加强轮胎管理可以延长工程机械轮胎使用寿命，节约矿山开支，增加矿山经济效益。

我们要严格把控好影响工程机械轮胎寿命的各个因素，提高机械工程轮胎的使用寿命，降低成本，提高安全。