廢鋼運輸車抗扎性能輪胎的研發及應用

（中冶寶鋼技術服務有限公司，上海 寶山 200941）

廢鋼運輸車抗扎性能輪胎的研發及應用

孫傳文 史永強 張德恩

（中冶寶鋼技術服務有限公司，上海 寶山 200941）

本文主要是廢鋼運輸車抗扎輪胎的研發，設計出一種適合此運輸車的輪胎即套胎，并設計制作出套胎的設備：削胎設備、折胎設備以及套胎設備，解決了輪胎扎破的問題，減少輪胎修復次數，提高廢鋼運輸車利用率，并降低了運輸成本。在大型鋼廠廢鋼轉駁運輸中具有廣泛的推廣應用價值。

抗扎輪胎；套胎；削胎設備；折胎設備；套胎設備

我公司從事車輛運輸經營業務，主要負責寶鋼廠區轉爐、電爐爐前廢鋼的轉駁。我們遇到了一個棘手的問題，就是車輛的利用率卻不高，通過現場作業車輛調查發現，主要原因就是每臺車每天都要去修補輪胎，有時會看到在一個輪胎修補點十幾臺車在排隊等待修補輪胎，有時一等就是一兩個小時，不但會浪費了運力，降低運輸效率，而且會耽誤貨物的運輸時間，經常會造成運輸任務不能及時完成，造成了大量人員以及車輛的加班。還造成了運輸成本的上升。

通過我們對車輛運輸整個的成本進行分析來看，發現輪胎的消耗非常巨大，而且遠遠超過了同類型企業水平，也超出行業平均水平很多，通過我們對250多臺廢鋼運輸自卸車車輛運輸成本10年來歷史數據分析，得知每年輪胎的消耗成本都在400萬元以上。這就需要我們必須想辦法減少輪胎的修補，降低成本，提高利用率。

輪胎損壞的現狀

針對輪胎問題，我們對輪胎損壞的現狀進行了解，發現輪胎損壞有幾個方面：超重、輪胎氣壓不足，輪胎扎破。其中輪胎損壞80%都是輪胎扎破。我們運輸車在轉駁廢鋼過程裝車和卸料都是車輛倒著進去，廢鋼堆場及稱量間地面存在很多小的廢鋼，很容易扎破輪胎，特別是運輸車后橋輪胎容易扎破，當輪胎被扎的次數太多之后，就無法修補，輪胎沒到使用壽命必須提前報廢。

2 尋求新型輪胎，進行試驗

通過對市場的調研，目前國內確實具有抗軋性能的輪胎，較為常用就是鋼絲胎和實心胎，這兩種輪胎的使用有可能會減少輪胎軋破的問題。為此我們采購實心胎和鋼絲胎安裝在運輸車輛上后橋上進行試驗。通過三個月試驗結果如下：

2.1 實心胎在使用過程中，雖然減少輪胎的修補，但是存在兩個缺陷，一是實心胎胎體太重，運輸車燃油消耗成本增加比較大，二是實心胎對路面要求較高，抗震性較差，廢鋼堆場的不平整，使用下來有時會造成汽車底盤的損壞，增加了車輛修理費用。

2.2 鋼絲胎雖然輪胎的胎頂中增加的鋼絲，也有很強的抗軋性，但鋼絲胎也存在兩個缺點，一是鋼絲胎側面的橡膠中并沒有鋼絲，所有輪胎側面的抗軋性并沒有得到增強，在我們車輛使用過程中，輪胎側面被軋壞的概率也比較大，二是鋼絲胎中的鋼絲一旦被斷裂，不但起不到防扎的效果，而且很難進行修補，輪胎就會直接報廢，間接增加輪胎成本。

結論就是這兩種輪胎雖然具有一定抗扎性，但不能根本解決問題，不適合我們車輛的使用，這就需要我們研發一種適合我們現場需求一種具有抗扎性能的輪胎。

3 具有抗扎性能輪胎的研發

3.1 輪胎軋破部位分析及輪胎修復工

藝。我們對輪胎扎破部位進行調研，對各輪胎修補點進行跟蹤并記錄，找出根源所在，輪胎扎破關鍵因素是釘子及尖銳的廢鋼先扎破輪胎外胎后，再扎破內胎。被軋壞的輪胎外胎中，其中約70%的輪胎軋壞部位是輪胎正面，另有30%的是輪胎側面。

輪胎外胎被軋壞后，都是采用外胎被軋壞點的位置墊皮墊的工藝來修復再利用，此工藝修復輪胎在使用中存在以下問題：

墊皮的厚度畢竟很薄，再次被扎破可能性較大；墊皮沒有經過任何固定，在運輸過程中相對外胎會產生移動，也起不到加強輪胎厚度的作用；墊皮只能墊一部分位置，不能對所有的部位進行保護；墊皮在車輛行駛過程中會發生皺褶，會將內胎夾破。

因此，我們要研發出一種輪胎外胎不易被扎破，必須滿足胎頂和胎肩側面都具有抗軋性能。

3.2 抗扎性能輪胎的設想。根據輪胎扎破的分析，滿足胎頂和胎肩側面都具有抗軋性能，必須增加輪胎的胎頂和胎肩側面的厚度，而且不改變現有輪胎外觀尺寸，我們設想將一個外胎置入另一個外胎中，這樣輪胎胎頂和胎肩側面的厚度就會增加，提高輪胎耐扎性，我們將這種輪胎套輪胎簡稱為套胎。構思如下：

我們將一個型號為10.00—20的外胎的胎頂花紋磨掉，然后置入一個12.00—20的外胎內部，輪胎的胎頂及胎肩側面緊密結合在一起，而且厚度增加為原來的2倍，具有一定抗扎性能，內部繼續采用充氣式內胎，不會影響車胎的防震性能，也可以延長輪胎的使用壽命的目的。

存在的問題：在沒有任何輔助設備的情況下，將一個型號為10.00—20的外胎置入一個12.00—20的外胎內部幾乎完成不了。

4 研制套胎輔助設備

外胎花紋的修模目前市場上已經具有，購置回來或者委托出去就可以完成。輪胎的套入，必須先把10.00—20的外胎折起來，然后把12.00—20的外胎扒開，再放入10.00—20的外胎。根據這個設想我們研發設計制作出把10.00—20的外胎折起來的設備稱為折胎機，把12.00—20的外胎扒開的設備稱為套胎機。這兩個設備已經申請專利。

折胎機的原理：折胎機架上設有一外胎固定裝置和一折彎裝置，所述折彎裝置一端與折胎機架鉸接，另一端與驅動裝置連接。該折胎機通過外胎固定裝置將外胎固定在折胎機架上，并通過驅動裝置驅動折彎裝置翻轉，進而將外胎折疊。

套胎機原理：包括套胎機架，所述套胎機架下端固定設有一底座，所述套胎機架上端鉸接至少兩個拉伸裝置，所述底座上設有外胎套固定裝置，所述底座上還設有通孔，所述通孔內穿設第一拉繩，所述第一拉繩一端設有第一拉鉤，另一端連接第一卷揚機。該套胎機中的底座用于放置外胎套，通過外胎套固定裝置將外胎套的下側面固定住，然后通過多個拉伸裝置將外胎套的上側面拉大，進而放入折疊好的外胎，第一卷揚機工作，即往下拉第一拉繩，進而將外胎拉入外胎套內。

5 編制套胎工藝

設備研發設計好后，聯系廠家制作出來，然后編制套胎工藝進行這種具有抗扎性能輪胎的制作。套胎工藝如下：

5.1 選用好一點10.00—20的外胎舊胎委托專業廠家把胎頂花紋磨平。

5.2 用折胎機將10.00—20的外胎進行折疊并捆住。

5.3 用套胎機將折疊后的輪胎放入到12.00—20外胎中。如圖6。按照此工藝制作套胎，一條套胎大約需要15分鐘制作完成。

6 套胎的應用

按照套胎的制作工藝，我們制作40條套胎安裝在10臺廢鋼運輸車中后橋進行試驗，通過半年對這個10臺車跟蹤，試驗結果是原來幾乎每天每臺車需要更換輪胎，裝上套胎后可以做到平均7天更換一次。

目前我們在其他廢鋼運輸車后橋全部推廣應用。

7 效益分析

7.1 輪胎消耗費用分析

按照2009—2011年歷史數據統計，廢鋼運輸車250臺車平均一年行駛5402956公里，平均輪胎總消耗費用約為474萬元，其中前胎所占得費用約為10%，中后橋輪胎費用約為90%，（474*90%=426.6萬元），消耗中后橋輪胎約6000條，平均每條輪胎大約可以行駛900公里，通過我們安裝具有抗軋性能輪胎可以將輪胎行駛的公里數提升至2000公里左右。

按照2009—2011年平均的公里數計算，輪胎費用成本： 192萬元

設備研制開發制作及人工等資金投入月67萬元

輪胎實際消耗成本：

426.6 -192-67=167.6萬元，

輪胎消耗費用降低了

167.6 /474=35.4%

7.2 輪胎修理人工成本：

按照2009年-2011年歷史數據統計，平均每月需要修補輪胎7000條左右。全年需要修補輪胎7000×12=84000條，其中前胎修補的次數約占5%，中后橋需要修補的次數占95%，按照每次修補一條輪胎需要人工成本10元計算。

中后橋修補次數：

84000×95%=79800次

中后橋消耗人工成本：

79800×10元/次=798000元

平均中后橋每條輪胎修補率：

5402956/79800=67.7公里/次

目前中后橋輪胎修補率大約在500公里/次。

中后橋修補次數降低為：

5402956/500=10806次

后橋輪胎修補人工成本為：

10805×10元/次=108050元

中后橋輪胎修補人工成本降低了：

798000-108050=689950元

中后橋輪胎修輪胎修理人工成本降低了：689950/798000=86.45%

7.3 油耗成本

在中后橋使用套胎后，百公里油耗增加10升，成本增加：113.46萬元

具有抗扎性能輪胎使用后可節約成本：123.13萬元

結語

具有抗扎性能輪胎在廢鋼運輸車推廣使用以后，減少了汽車輪胎維修次數，增加了運輸車輛的利用率，同時降低了運輸成本，也減少輪胎維修人員及勞動強度。

[1]黃春芳．寬基工程機械斜交輪胎胎面膠配方改進 [J]．輪胎工業，2011（03）．

[2]高孝恒．提高工程機械輪胎翻新胎面膠質量的探討[J] ．輪胎工業， 2005（25）．

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