Современная карьерная и шахтная техника отличается достаточно высокой надежностью, но специфика горного производства такова, что одним из самых ненадежных узлов в этой технике является шина (КГШ — крупногабаритная шина). В статье обобщены различные факторы, влияющие на ходимость шин.


Доля затрат на автошины в структуре эксплуатационных затрат на транспортную работу

Эффективность работы горнотранспортного комплекса можно оценить не только за счет показателей коэффициента технической готовности, коэффициента использования оборудования и производительности, но также за счет стоимости транспортной работы. Стоимость транспортной работы отражает все переменные затраты, которые несет компания при ее выполнении.

Важным нюансом при сравнении собственной стоимости транспортной работы с другими компаниями (benchmarking) является обязательное сравнение одинаково вычисляемых показателей (показатель затрат на приведенную и физическую транспортную работу), так как различные компании ведут учет по-разному. При этом можно воспользоваться правилом (законом) Парето для определения направлений применения мероприятий по снижению затрат. Если взять горнотранспортный комплекс добывающих компаний при использовании большегрузных автосамосвалов 90—220 тонн с эффективной организацией технического обслуживания и ремонта, то наибольшие переменные (эксплуатационные) затраты приходятся на дизельное топливо (50—58 %), автошины (14—16 %). Поэтому наиболее эффективными с точки зрения отдачи будут мероприятия по оптимизации данных затрат. 

Определение наиболее важных факторов

Наиболее важным фактором является первичный выбор автошины, так как оптимизация изначально неподходящей для эксплуатации автошины будет безрезультативной. Учитывая средний срок службы 1—1,5 года (90 000—140 000 км), при выборе подходящей модели автошины минимальным горизонтом учета параметров на перспективу развития карьера должно быть не менее полутора лет. Все автошины можно разделить на две условные группы: первая наиболее устойчива к порезам горной породой, вторая наиболее устойчива к нагреву при эксплуатации. Учитывая конструкцию автошин и текущий уровень технологий их производства, это две противоположные крайности, которые недостижимы в одинаковой мере на одной и той же автошине. При этом данное деление более условное, чем прикладное, так как окончательный выбор осуществляют по удовлетворению собственных параметров эксплуатации автошин (нагрузка на автошину, ТКВЧ, плечо откатки, скорость движения) и максимально допустимым значениям для конкретных выбранных моделей автошин, однако это не исключает заложенный производителями компромисс свойств.

После выбора автошины на первое место выходят эксплуатационные факторы, от которых зависит ходимость шин. На эти факторы можно и нужно влиять.

Ключевыми параметрами работы автошины являются давление и температура. Если давление мы можем и должны замерять на регулярной основе, то температуру мы можем замерять в большей степени опосредованно через расчет моментного параметра ТКВЧ при условии, что он не превышен, — тогда можно считать, что температура находится в допустимом диапазоне. Температура, близкая к 100 градусам Цельсия, приводит к отслоению протекторного слоя и дальнейшему выходу шины из строя.

Влияние условий и параметров работы на ходимость

При эксплуатации автошин легкового и грузового транспорта ключевыми свойствами являются сцепление с дорожным полотном, устойчивость, эффективная эвакуация воды при наличии осадков и т.п. При эксплуатации крупногабаритных автошин все вышеуказанные свойства уходят на второй план, а на первый план выходит износостойкость, порезоустойчивость, теплостойкость, что в конечном итоге результируется достигаемой ходимостью автошин. При этом нужно отметить, что такой параметр, как сцепление с дорогой, хоть и уходит на второй план, но может моментно выступать крайне значимым для безопасности водителя и возникновения ДТП. В качестве примера можно представить автосамосвал, оборудованный диагональными автошинами (имеющими наименьшее пятно контакта), в период гололедицы на участках без наличия подсыпочного материала. В данных условиях даже на минимальных скоростях машина становится неуправляемой.

Возвращаясь к вопросу ходимости, необходимо отметить, что горнотехнические условия настолько значительно отличаются от предприятия к предприятию, что ходимость автошин в одних условиях не является реально применимым ориентиром, так как даже ходимость автошин на разных карьерах одной и той же компании разительно отличается (до 20—30 %). Также осложняет оценку ходимости и оценку влияния внедренных мероприятий по достижению максимальной ходимости длительный срок службы. А поскольку учет ходимости большинство предприятий ведет по списанным автошинам, это приводит к тому, что за период срока службы может возникать как положительная динамика (мероприятия по улучшению условий эксплуатации и обслуживания автошин), так и отрицательная (ухудшение горнотехнических условий, перегруз автосамосвалов), и в итоге пробег не отразит коренные причины длительности срока службы.

Базовые факторы, влияющие на ходимость автошин

  1. Правильный изначальный подбор автошин для условий и параметров эксплуатации (нагрузка на автошину, ТКВЧ, плечо, максимальная скорость).
  2. Правильный выбор модели автошины из расчета компромисса между порезоустойчивостью и устойчивостью к нагреву.
  3. Соблюдение давления воздуха (газа).
  4. Соблюдение загрузки автосамосвала с целью исключения превышения допустимой нагрузки на автошину; распределение загрузки в кузове автосамосвала.
  5. Состояние карьерных дорог, отвально-забойных участков.
  6. Организация подъездных путей; эффективность работы зачистной техники.
  7. Культура вождения.
  8. Контроль состояния дорог и подъездных путей.

Одной из главных причин присутствия всех негативных факторов эксплуатации как автошин, так и всего оборудования в целом, является не только отсутствие контроля, низкая культура эксплуатации, но, в большей степени, «отложенность» возникновения неисправности после влияния негативных факторов. Упрощенно говоря, попадание загрязнения в гидравлическую систему при выполнении технического обслуживания не вызывает неисправность элементов системы мгновенно после пуска оборудования, данный отказ может произойти через 500 моточасов, а может — и через 6000 моточасов. При этом потенциально система могла работать 30000 моточасов, а данный «отложенный» отказ не будет классифицирован как техническое обслуживание несоответствующего качества, в большинстве случаев это будет расценено как износ. А если отсутствует база данных ходимости в нормальных условиях, то даже не будет понимания, что это преждевременный износ, не будут мгновенно исключены узкие места, вызывающие данные аварийные отказы. Также, например, обводненные участки погрузки техники или обводненные участки на маршруте движения не будут вызывать мгновенные пробои автошин (мы сейчас говорим не о мгновенном пробое при наезде на острый кусок горной породы), они будут медленно разрушать каркас шины при наличии мелких или крупных повреждений протекторного слоя до основания каркаса, при соприкосновении воды и металлических тросов основания корда будет их разрушение коррозией. Результатом данного негативного фактора будет чаще всего являться отслоение протекторного слоя, что также будет вводить в заблуждение о причинах его возникновения. При этом даже незначительный боковой порез без должного внимания приводит к аналогичным последствиям.

Разделение функциональных структур транспортного цеха

Обслуживание и эксплуатация оборудования, и в частности автосамосвалов, могут быть представлены различными структурными подразделениями.

Правильная фиксация ходимости автошин

Одним из условий любых изменений является точная оценка текущей ситуации, а также оценка влияния мероприятий на улучшение показателей. Поэтому без точного учета ходимости автошин невозможно говорить о каком-либо улучшении, так как вы можете его просто не заметить. Базовым учетом является ведение карточек на каждую автошину с записью показаний одометра автосамосвала при установке, гаражного номера машины, позиции на машине, даты установки и аналогичных записей при любых перестановках автошины. Окончательной ходимостью будет являться разница показаний одометра при первичном монтаже и окончательном демонтаже при списании. Если автошина работала на нескольких автосамосвалах, то ходимостью будет сумма ходимостей на каждой машине. Аналогичная информация может вестись в электронном виде посредством стандартных программ по работе с таблицами или специализированных программ с адаптированными интерфейсами по внесению и отображению данных. При этом отличия фактически будут состоять в количестве затраченного времени на ведение базы данных, так как результат и точность будут сравнительно одинаковы.

Факторы, влияющие на увеличение ходимости автошины

Широко известно, что чем слабее отлажена производственная система, при которой диагностика и выявление неисправностей выстроена независимо от человека, тем большую роль играет водитель. А если говорить о риске повреждения автошины в забое (что является максимальным риском пробоя автошины), то навыки водителя выступают на первый план. На большинстве предприятий России именно водитель является ключевой фигурой в деле достижения максимальной ходимости автошины.

Риски и участки процесса, потенциально опасные для автошин

Наиболее опасным участком для автошин является зона забоя, где работает экскаватор, погрузчик. Непосредственно погрузочная техника и является источником этой опасности, так как при погрузке горной массы допускаются просыпи с ковша, просыпи с кузова, в который производится погрузка. После того как загруженный автосамосвал выезжает из зоны погрузки, другой автосамосвал выполняет маневр по заезду под погрузочную технику — на место образовавшихся просыпей. Поэтому движение задом для установки под погрузку является наиболее опасным, провоцирующим повреждения автошин.

Водитель своим участием может значительно увеличить ходимость автошин — в первую очередь, за счет бережного отношения к автошинам.

Необходим ежесменный контроль давления в шинах. Это важно не только в связи с естественным снижением давления, периодическим отсутствием герметичности между колесным диском, уплотнительным кольцом и автошиной, работой самосвалов с использованием колесных дисков с трещинами, восстановленных дисков после трещин с помощью наплавки и шлифовки.

Порой необходимо не подкачивать, а снижать давление при росте окружающей температуры. Также крайне важно проконтролировать давление автошин непосредственно через несколько часов после замены автошины либо ее подкачки со значительным объемом газа.

Это связано с тем, что рекомендация производителя автошины по значению давления всегда дается для автошины в состоянии, когда она не работает («на холодную»), при этом нормальным значением, которое и проверяет водитель автосамосвала, является данное значение плюс 10 % (на холодную — 7, на горячую 7,7). Притом холодным состоянием считается новая автошина или автошина, которая не работает 2—4 часа. Таким образом, если вы произвели накачку автошины в ее промежуточном состоянии, например, в горячем состоянии, то увеличение давления до оптимального вообще не произойдет, что приведет к дополнительной нагрузке на автошину в зоне боковины, и как следствие — к преждевременному износу.

Методы увеличения срока службы

  1. Вести учет ходимости автошин не только по факту списания, а также выполнять с определенной периодичностью промежуточные замеры остаточного протектора.
  2. Обращать внимание на негативные факторы возникновения преждевременного износа, пробоя автошин как в короткой временной перспективе(наличие острой породы в забое — наезд — пробой), так и в долгой (работа со сниженным давлением в течение длительного периода — дополнительная нагрузка на боковину автошины — преждевременный износ).
  3. Одним из возможных методов увеличения ходимости автошин может являться увеличение бортов автосамосвалов. (Данная мера в основном направлена на достижение или увеличение целевой загрузки и может привести — и зачастую приводит — к превышению полной массы автосамосвалов, что в итоге негативно сказывается на техническом состоянии как автосамосвала в целом, так и на снижении ходимости автошин.) Это возможно при соблюдении номинальной грузоподъемности автосамосвала (работа без превышения полной массы автосамосвала).

Исключение перегруза может быть выполнено за счет автовесовых, если все автосамосвалы, перевозящие руду, будут взвешиваться. При этом взвешивание вскрышных пород не производится.

Также перегруз можно исключить за счет исправно работающей и откалиброванной системы бортовых весов автосамосвалов. А наличие автовесовых всегда позволит контролировать исправность бортовых весов, так как можно периодически направлять автосамосвал на сверку загрузки.

Однако увеличение бортов приводит к перегрузам и за счет изменения величины загрузки автосамосвалов в течение суток. Это связано с тем, что оплата труда машинистов экскаваторов завязана на количество отгруженных автосамосвалов без учета их номинальной загрузки.

Поэтому зачастую загрузка автосамосвалов в ночную смену ниже, чем в дневную, при которой контроль со стороны ИТР гораздо выше.

При этом итоговая средняя загрузка за месяц может быть в допустимых пределах, так она производится путем маркшейдерского замера и деления замеренного объема горной массы на количество ездок автосамосвалов.

Краткий алгоритм построения работы с увеличением ходимости на предприятии

Если вы захотели увеличить пробег автошин, вам необходимо выполнить целый ряд мероприятий, как организационных, так и технических, для достижения желаемого результата.

Учитывая все вышеописанное, можно предположить, что крайне трудно дифференцировать, какие из мероприятий больше влияют на увеличение ходимости, однако можно, увидев положительную динамику, продолжать работу в данном направлении.

  1. Начать нужно с проверки системы учета. Должна быть корректная система учета ходимости автошин. В этом заинтересована как сама служба эксплуатации компании, так и владелец/акционер, поэтому необходимо исключить ошибки и возможность искажать данные. Например, неработающие одометры на некоторых машинах будут приводить к тому, что пробег для данных автосамосвалов будет учтен как среднее значение по парку, что, конечно, будет отличаться от реального. Прежде всего учет важен для выбора автошины, так как основные поставщики автошин (Michelin, Bridgestone, Goodyear) предлагают близкие по характеристикам автошины, поэтому ваш правильный выбор марки и модели будет основан на стоимости одного километра пробега автошины, что наилучшим образом определяет соотношение цены и достижимого с данной автошиной пробега. Также это крайне эффективный инструмент коммерческой работы с поставщиками, так как достижимый пробег и есть мера оценки автошины как товара в области КГШ. Именно поэтому производители автошины крайне заинтересованы приезжать с инспекциями автошин и условий эксплуатации, так как относительная ходимость автошины одной марки в одинаковых условиях в сравнении с другой и есть наилучшая реклама для производителя. Поэтому это так называемая «win-win» ситуация, когда от увеличения ходимости выигрывают и производитель, и потребитель.
  2. Далее мероприятия должны коснуться водителя. Роль водителя трудно переоценить. Необходимо подробно рассмотреть все аспекты влияния водителя на срок службы автошины. Если смотреть на повседневную работу автосамосвала под управлением водителя, то необходимо определить временные отрезки, когда водитель имеет наибольшую возможность влиять на техническое состояние автосамосвала, в том числе на состояние автошин. Время начала смены и фактической пересменки между двумя водителями двух разных смен (при двусменном режиме работы), время обеденного перерыва, время дозаправки. Объективно говоря, в остальное (рабочее) время водитель руководствуется только показаниями с датчиков на приборной панели, звуком работы техники, поведением и реакцией автосамосвала на изменяющиеся условия в процессе работы, но необходимо признать, что это уходит на второй план и требует значительной квалификации для обнаружения ненормального функционирования оборудования. Поэтому если мы говорим об увеличении срока службы автошин, необходимо, чтобы в эти три временных отрезка рабочей смены — начало работы, обед, дозаправка — водитель уделял внимание следующим вещам: внешнее состояние автошин, удаление кусков горной массы, застрявших в протекторе, обнаружение крупных порезов (крупным порезом можно считать порез до корда) и мелких порезов; контроль давления во всех автошинах (при двусменной работе любой из перечисленных временных отрезков будет считаться периодом, когда автошина находится в «горячем» — рабочем состоянии. Поэтому контрольное давление должно быть рекомендуемое «на холодную» плюс 10%, абсолютное рекомендуемое значение мы не указываем, так как это зависит от производителя, но можно утверждать, что среднее значение по большинству радиальных автошин «на холодную» будет 6,5—7 атмосфер); отсутствие видимого горения автошины (видимый невооруженным глазом дым, выходящий через повреждения протекторного слоя); отсутствие вздутий автошины, так как важно понимать, что взрыв автошины вследствие горения является крайне опасным и может привести к человеческим жертвам, а также разрушить автосамосвал сильнейшим образом. Учитывая вышесказанное, понятно, что данные действия совсем не требуют больших усилий, однако множество водителей пренебрегают и этим. Когда налажен контроль и осмотр состояния оборудования и автошин в частности, тогда необходимо обратить внимание на квалификацию.

Составляющие анализа для увеличения ходимости шин

  1. Водитель — (что делаем, осмотр, развороты, переключения)
  2. Дороги, подъездные пути
  3. Организация работ, шиномонтаж
  4. Средства механизированного контроля
  5. Что дает диспетчеризация горных работ
  6. Модули состояния дорог
  7. Системы автоматизированного контроля давления и температуры

Журнал Prostoev.NET № 4(9) 2016 
Автор: Константин Никифоров.