非公路寬體自卸車輪胎損耗原因及壽命延長措施探究

摘要：以露天煤礦土石方剝離運輸為例，從多個維度剖析非公路寬體自卸車使用過程中輪胎損耗的原因，并提出延長輪胎使用壽命的措施，研究結論對降低礦區用戶使用成本和節能降耗有一定意義。

關鍵詞：寬體自卸車；輪胎損耗；露天煤礦；壽命延長措施

中圖分類號：U469.4" 收稿日期：2024-12-17

DOI：1019999/jcnki1004-0226202502022

1 前言

非公路寬體自卸車是我國自主研發的、用于非道路運輸的車輛裝備，其誕生和發展已經有20多年，目前廣泛應用于露天煤礦、水泥礦山、砂石骨料、金屬礦山、水利水電工程等多個場景。非公路寬體自卸車在土石方剝離運輸、礦石運輸中發揮了重要作用，為用戶創造了較大的經濟效益。

但從產品全生命周期來看，其使用費用也較高，尤其是輪胎消耗方面，根據調研了解，一臺110 t非公路寬體自卸車一般每年需要更換2～3次新輪胎，費用約15～20萬元，僅次于燃油費用、司機費用，在車輛所有使用消耗費用中排名第三。

因此，從非公路寬體車使用工況、場景和選裝匹配等維度出發，分析輪胎損耗原因，延長輪胎使用壽命，降低用戶使用成本具有重要意義。

2 非公路寬體車輪胎使用工況

本文以露天煤礦開采土石方剝離運輸為例，介紹非公路寬體自卸車輪胎使用工況。

a.行駛工況條件。露天煤礦土石方剝離運輸道路基本上是非鋪裝路面，是在采礦過程中逐步形成的，而且隨著采區工作面的變化，局部運輸道路不斷發生變化。雖然不同礦區的路面組成有所不同，但是基本條件比較相似。①路面平整度較差，坑洼較多，車輛行駛時，對輪胎的沖擊較大；②路面維護不夠及時，從貨廂中散落的料塊較多，行駛過程中，如果碾壓到這些料塊，可能導致輪胎劃傷或割破；③部分礦區道路比較松軟泥濘，附著力較差，車輛行駛過程中經常打滑，對輪胎會造成一定損害；④從裝料點到卸料點，道路彎道較多且曲率半徑較小，車輛每日轉彎幾百次，輪胎發生拖滑較多，磨損較大［1］。

b.載荷。非公路寬體自卸車屬于工程機械，輪胎標準執行的是工程機械相關標準。目前參照執行的標準是GB∕T 2980—2018《工程機械輪胎規格、尺寸、氣壓與負荷》，其中明確規定了輪胎在不同速度下的負荷能力、強度等級等參數，以1600R25★★★輪胎為例，其在正常胎壓情況下，按照10 km/h的速度行駛時，輪胎的負荷能力1285 t，速度越高，負荷能力越差。非公路寬體車超載情況比較普遍，以設計總質量110 t寬體車產品為例，超載嚴重時，車貨總質量能夠達到140 t以上。經常處于超載工況，加劇了輪胎的磨損消耗。

c.車速。車速對輪胎的影響體現在兩個方面：一是行駛速度越快，輪胎單位時間內發生撓曲變形的次數越多，導致輪胎溫度急劇上升，加速了橡膠的老化，降低了簾線的強度，容易導致胎體脫層，縮短輪胎使用壽命；二是在行駛速度較快的情況下，如遇到路面上有尖銳的石塊硬物時，來不及躲避，容易導致輪胎割破、劃傷甚至爆胎。

d.胎壓。輪胎氣壓過高或過低都會對輪胎壽命產生一定影響。氣壓過低時，行駛時胎側變形大，溫度上升快，容易造成胎體脫層，簾線產生較大的交變應力，加速簾線的疲勞損壞，從而降低輪胎使用壽命。氣壓過高時，會加速輪胎胎冠的磨損，減弱了簾線對沖擊的緩沖作用，降低輪胎使用壽命。實際使用當中，用戶為了超載，防止中后橋雙胎距離太近，一般都將輪胎氣壓打得較高，這樣就加速輪胎的磨損，降低輪胎使用壽命［2］。

e.司機操作。司機駕駛操作水平也會影響到輪胎壽命。起步過快、緊急制動、超速行駛、快速轉彎等駕駛行為都會對輪胎造成損傷。另外，有些司機駕駛過程中，不太注意路面情況，容易使輪胎直接碾壓到尖銳的石塊，導致輪胎劃傷甚至是直接爆胎，這種現象在夜間行駛時，發生的頻次更高。

f.日常檢查。對輪胎的日常檢查也很重要。要檢查輪胎胎面是否扎入石塊或割傷；檢查雙胎之間的排石器是否完好工作。如有異常情況，要及時進行處理。

g.輪胎裝配。裝配質量也會對輪胎壽命產生一定影響。主機廠進行新車輪胎裝配時，一般都有嚴格的裝配規范和流程，對于內外胎、墊層、輪輞與胎踵等各個部件之間的配合都有要求，并對裝配過程質量進行管控。在礦區對輪胎進行更換或裝配新輪胎時，工作環境較差，且缺乏工藝標準和過程管控，這也會降低輪胎的使用壽命。

3 延長輪胎使用壽命的措施

a.提高路面質量。露天礦區路面雖然是采礦過程中自然形成的非鋪裝路面，但對于路面的維護和保養也是很有必要的。管理水平良好的礦區，每天對路面進行常態化維護。通常使用推土機或裝載機對路面進行局部修補，使用平地機對路面進行刮平，使用灑水車對路面進行灑水抑塵作業；另外，還有皮卡指揮車常態化巡檢，巡檢過程中發現路面有損壞等異常情況，及時呼叫工程機械過來處理。以露天煤礦為例，礦區內一般都有幾個外包工程公司施工，存在幾家共用運輸道路的情況，如何維護道路質量，需要礦方協調好工程公司之間的關系，確保運輸道路保持常態化的維護和管理。

b.根據工況環境合理匹配輪胎。非公路寬體車輪胎根據性能的不同，大致可以分為散熱性輪胎、耐切割性輪胎、綜合性輪胎等三大類，產品設計開發工程師要從運距、路況、礦區類別等因素出發，合理地選擇匹配輪胎。以市場上常用的風神、昆侖兩款輪胎為例，對非公路寬體車進行選裝匹配，如表1所示。

c.保持合理的胎壓。整車產品出廠時，參照GB∕T 2980—2018，對胎壓進行控制和檢查，并將胎壓數值選擇作為指標要求寫入產品使用操作說明書中。對于無人駕駛非公路寬體車產品，應將胎壓監測系統作為標準配置。

d.輪胎前后調換使用。非公路寬體車前輪胎作為轉向輪一般磨損較快，為了提高輪胎使用的經濟性，一般將前后輪胎調換使用，對于6×4車型來說，其一般調換順序如圖1所示。

e.加強檢查、培訓、管理及考核。司機駕駛操作水平對輪胎使用壽命有較大影響，礦區施工公司和車隊要加強對司機的培訓管理，提高司機駕駛操作水平，同時加強對司機的考核力度，設定考核指標（如時間、里程等），對于提升輪胎使用壽命的司機給予一定獎勵；對于造成輪胎異常損傷或異常爆胎的司機，給予一定處罰。要求司機或車隊加強對輪胎的日常檢查，及時清理輪胎上附著的石塊等堅硬物體；檢查并確認排石器是否正常發揮作用，如損壞，及時維修更換。檢查輪胎是否與貨廂底板發生磕碰，如有這種問題，及時報告車隊進行處理。嚴格按礦區要求的車速行駛，不論空車還是重載，不允許超速行駛。

f.加強對超載的管控。對于露天煤礦開采土石方剝離運輸來說，很難做到不超載，工程施工方要控制車輛的超載，盡可能將超載控制到10%以內，降低輪胎負荷，提高輪胎使用壽命。

g.加強輪胎裝配過程質量控制。①主機廠加強輪胎裝配質量的控制，制定輪胎裝配過程中有關內胎、外胎、墊帶、充氣壓力、轉運、儲存、裝車等作業指導文件并在生產過程中嚴格執行；②主機廠將輪胎裝配作業相關內容寫進產品使用操作說明書，并傳遞到用戶手中作為參考；③礦區嚴格按照輪胎裝配作業內容進行操作，提高輪胎裝配質量。

4 結語

我國目前有露天煤礦300多座，國內市場每年銷售非公路寬體車10 000臺左右，市場保有量也在50 000臺以上，每年消耗的輪胎數量龐大，估計在100萬條以上。采取一定措施，延長輪胎使用壽命，不僅節約運營成本，而且能夠減少資源和能源消耗，對于建設綠色礦山，實現“雙碳”目標也具有意義。

參考文獻：

[1]王治國提高礦用卡車輪胎壽命的措施[J]露天采礦技術，2015（12）：50-52

[2]郝海強論礦用卡車輪胎的合理使用[J]露天采礦技術，2014（4）：70-71

作者簡介：

李兵，男，1982年生，高級工程師，研究方向為汽車設計。