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轮胎的使用寿命和影响

工程轮胎的使用寿命和影响因素

改革开放以来,随着国内各大矿山、水电站及建筑、筑路等建设事

业的蓬勃发展,运输设备的日趋大型化以及我国加入WTO所带来的进

出口便利,对专用机械如推土机、挖掘机。运输机和大型自卸车等的需

求急剧增加,其配套产品工程轮胎的需求也急剧,导致国内工程轮胎市场

空前火爆,供不应求。但由于工程轮胎使用条件苛刻,体积庞大,制造工艺

复杂,成本高,价格昂贵,如果在较短的时间内损坏而丧失使用价值,必将

造成大量的浪费,给用户带来巨大的经济损失。如何延长工程轮胎的使

用寿命,是用户和生产厂家普遍关注的问题。本文重点分析影响工程轮

胎使用寿命的因素。

1工程轮胎的使用条件

工程机械轮胎一般是在苛刻的环境下工作的。如推土机、挖掘机、

压路机等工程车,作业场地大,路面不平坦且有尖锐的碎石块、岩石、钉

子和碎玻璃等杂物,行驶速度较慢,受硬物冲击大,经常是昼夜连续作业,

轮胎胎面易被割伤或刺穿或出现崩花掉块等现象,工作时易发生单胎压

爆、撞爆、刺爆等事故。对于装载机、起重机、搅拌机、大型自卸车

等机械,虽在较平坦的路面上工作,但负荷大,运距短,转弯多,速度较快,使

用过程中易出现热脱层等问题。运输机工作在碎石和平坦路面,行驶速

度快,载荷大,运距长,轮胎易出现磨损、热脱层而爆胎。此外,各种工程

车一般都是露天作业,冬、夏季温差变化大,如北方冬季矿山气温达-

38℃,夏季采场高达38℃左右,工程轮胎要承受较宽的温度变化范围,而

且受风吹日晒雨淋,工程轮胎的这些使用特点,对其使用寿命均会产生重

要影响。

2工程轮胎的使用寿命

轮胎寿命是轮胎最重要的性能之一,尤其是工程机械轮胎,一条轮胎

的价格在几万甚至十几万元人民币,延长其寿命对工程车的经济性有直

接的影响。及川晃仿照人的寿命曲线(分幼年期、青年期和老年期)将工

程机械轮胎的使用寿命分为初期、中期和后期3个阶段,如图(略)所示。

初期轮胎故障发生率很高,故障主要表现为胎肩、胎圈部位脱层、

起泡。产生早期故障的原因是轮胎使用不当或轮胎质量低劣,如轮胎的

承载能力与车辆的装载量不匹配,胶料与胶料及胶料与帘线或钢丝圈的

粘合强度低,导致轮胎内部生热,使轮胎温度上升,如果温度超过允许的临

界温度,胶料就会起泡或胶料与骨架材料脱层,轮胎开始破坏。中期轮胎

故障发生率减少。这时期发生的故障大部分是割伤和冲击发热、爆破、

崩花掉块等。发生故障的原因是出于轮胎充气压力、行驶路面和工程

车使用条件等管理不好以及轮胎结构和配方设计不合理。后期主要是

磨耗(割伤、摩擦、撕裂等磨耗)影响轮胎寿命,故障发生率升高。也就

是说,寿命在初期和中期的工程轮胎,其破坏人为因素不可忽视,后期破坏

主要与轮胎材料与性能有关。寿命在初期和中期的工程轮胎损坏后不

易修补,不能使用而成为废品;寿命在后期的轮胎,可通过胎面翻新使其寿

命进一步延长。

3影响工程轮胎使用寿命的因素

从工程轮使用条件和寿命分析可以看出;影响其寿命的因素很多,概

括起来主要有环境因素、人为因素、结构因素、配方因素和工艺因素

等。

3.1环境因素

工程轮胎工作的环境如道路状况、环境温度、天气情况等对其使

用寿命有一定的影响。

3.1.1道路状况

工程车辆在平直柔软的路面上行驶,轮胎受到的冲击少、转弯少,割

伤和冲击发热、崩花掉块、爆破等中期故障发生少。此时,轮胎的使用

寿命决定于轮胎的质量、胎面胶的耐磨性和行驶速度。轮胎的质量好,

行驶速度慢,胎面耐磨性好,使用寿命长;如果高速行驶,胎面撕裂磨耗和

疲劳磨耗,使用寿命缩短。如果行驶路面坚硬且凹凸不平或有障碍物,会

增加轮胎冲击力,增加

因冲击、剪切、割伤而使轮胎发生故障的几率。尤其在行驶速度

高、载荷大的情况下,路面状况对轮胎的使用寿命的影响更加显著。另

外,轮胎转弯时产生的磨耗量与轮胎受到的侧向力与速度的平方成正比,

如果转弯半径不变,则摩擦量与速度的4次方成正比;如果速度不变,则磨

耗量与转弯半径的平方成反比。所以转弯时的磨耗比正常的直线行驶

时的磨耗量大得多。轮胎在爬坡或下坡时,轮胎与路面之间滑动摩擦大,

坡度越大,滑动摩擦趋势越大,轮胎花纹受到的剪切大,磨损磨耗和切割磨

耗越大,崩花掉块越严重,尤其在碎石或尖锐棱角的硬石坡路上更严重,使

轮胎的寿命缩短。因此,工程