Восстановленные крупногабаритные шины успешно работают в России

М.П.Виколов, И.П.Кушн, компания «ТрянсТяйрСервис»

Шины, наряду с топливом, являются наиболее затратными расходными материалами при эксплуатации колесной техники в горнодобывающих отраслях промышленности. Поэтому правильный выбор шин для конкретных условий эксплуатации обеспечивает более высокую их ходимость, приводя к существенной экономии эксплуатационных расходов и значительному повышению эффективности работы карьерного транспорта. Вместе с тем снижение наметившегося в последнее время на мировом рынке заметного дефицита крупногабаритных (КГШ) и сверхкрупногабаритных шин (СКГШ) не может быть осуществлено только за счет научно обоснованных методик их выбора и требует принятия определенных организационных и технических решений в этом направлении. Одним из путей решения этой проблемы является применение на карьерной технике восстановленных КГШ и СКГШ.

Процесс восстановления КГШ и СКГШ освоен и восстановленные шины достаточно широко используются на карьерном автотранспорте на всех континентах. Достаточно сказать, что между Европой и Австралией уже осуществляется обмен годных к восстановлению «каркасов» шин на восстановленные КГШ (СКГШ). Восстановление указанных типов шин производит известная во всем мире компания Marangoni (Италия).

В настоящее время крупногабаритные шины, восстановленные так называемым «горячим способом», появились в России. Российская компания «ТрансТайрСервис», специализирующаяся на поставке и техническом сопровождении шин для карьерной и внедорожной техники, провела сравнительные испытания восстановленных КГШ в условиях Ачинского глиноземного комбината, добывающего нефелиновую руду.
Главной целью проведения испытаний явилось сопоставление эксплуатационных свойств восстановленных шин с аналогичными новыми стандартными шинами. Сравнительные испытания были проведены на шинах Michelin размера 24.00R35. В качестве восстановленных использованы металлокордные каркасы шин так же производства Michelin (фото 1).
Дизайн протектора шин восстановлен в варианте модели Michelin XDT E4T (фото 2). Сравнение осуществлялось с новыми цельнометаллокордными шинами с дизайном рисунка протектора Michelin XDT B E4T.
Испытуемые шины были смонтированы на карьерном самосвале БелАЗ-7555. Всего испытаниям было подвергнуто 6 штук восстановленных шин. При этом условия работы и восстановленных, и новых шин - абсолютно одинаковые.

В результате проведенных испытаний были определены:

-    величины ходимости шин;

-    стоимость одного километра пробега новых и восстановленных шин.

Кроме того, была выполнена экспертная оценка управляемости транспортного средства на восстановленных шинах; установлены доминирующие факторы, влияющие на эксплуатационные свойства восстановленных шин; выявлены причины окончательного снятия шин с эксплуатации.

Ограниченная выборка испытуемых шин (6 штук) потребовала при организации испытаний применения элементов «теории планирования эксперимента». Научно обоснованное планирование эксперимента позволило максимально объективно сопоставить эксплуатационные свойства новых и восстановленных шин, снизив до минимума влияние субъективных и незначительных по степени влияния эксплуатационных факторов. Эксперимент, подготовленный специалистами компании «ТрансТайрСервис», учитывал объективные сложности эксплуатации шин в России (климат, интенсивность работы и т.д.) и, в то же время, обеспечивал рекомендованные производителями условия их эксплуатации (как новых, так и восстановленных шин).

Тип рецептуры резины (т.н. компаунд) восстановленного протектора был оптимизирован в первую очередь в отношении условий работы самого каркаса (ранее уже работавший каркас более эластичен, более податлив и чувствителен к вариациям величины рабочего давления в шине). Вторым и третьим ранжированными по значимости факторами при составлении рецептуры резины протектора были назначены, соответственно, прочность связи восстановленного протектора с каркасом и механическая стойкость к пробоям, порезам и износу. Выбранные для сравнения новые шины-аналоги имели тип компаунда «В», т.е. теплоустойчивость на слабых агрессивных грунтах. При этом, исходя из соображений оптимизации эксперимента, для восстановления были отобраны (по методу случайной выборки) металлокордные каркасы шин Michelin 24.00R35, которые, будучи «новыми» шинами, несли на себе различные дизайны и, соответственно, имели разные значения параметров теплообразования (ТКВЧ): модель XDT A E4T (предельное значение ТКВЧ = 326); модель X VC (предельное значение ТКВЧ = 740); модель X-Quarry (предельное значение ТКВЧ = 207). Естественно, что параметры предельного значения ТКВЧ определяет дизайн, глубина и рецептура резины протектора, однако одной из задач испытаний являлась проверка степени последствий тепловых воздействий на каркас, возникавших тогда, когда шина работала будучи новой. Таким образом, была проведена оценка влияния на металлокордный каркас «теплового наследия» и возможного его влияния на работоспособность восстановленной шины.

В результате проведенных испытаний установлено, что ходимость восстановленных шин для задней оси (использованы каркасы от шин моделей X VC и X-Quarry) составила 88177 км при максимально достигнутом значении ТКВЧ 150, а для передней оси (использованы каркасы от шин моделей XDT A E4T и X-Quarry) - 68465 км при максимально достигнутом значении ТКВЧ = 211. При этом необходимо отметить, что ходимость новых шин модели Michelin 24.00R35 XDT В E4T на задней оси составляет в среднем 105 тыс. км.

Полученные данные по показателям ходимости позволяют констатировать, что у восстановленных шин фактор их расположения по осям (известно, что наиболее тяжелые условия работы у передних шин) проявляется, как и у новых шин, в «классическом» виде, а «тепловое наследие» не проявляется никаким образом. Достигнутые в процессе эксплуатации реальные значения ТКВЧ ниже, чем предельно допустимые для шины с восстановленным дизайном XDT В E4T (444). Совокупность приведенных фактов указывает на то, что процесс восстановления протектора не повлиял отрицательным образом на эксплуатационные свойства каркаса -механизм работы шины сохранился. Процесс восстановления протектора никак «не проявил» себя в восстановленных шинах, проработавших весь свой ресурс в условиях нагрузок (по ТКВЧ и скорости), полностью аналогичных для новых шин. На фото 1 воспроизведен типичный вид боковины на примере одной из восстановленных шин после снятия ее с эксплуатации. Примечательно, что как совершенно невозможно визуально определить границу области восстановления на фотографии, так и практически никак не проявилась граница области восстановления на боковинах реальных восстановленных шин, снятых с эксплуатации.

Причины снятия с эксплуатации «новых» шин и шин, протектор которых был восстановлен «горячим» способом, одинаковы - выкрошивание резины протектора, вырывы небольших фрагментов резины, механические повреждения протектора глубиной до брекера (фото 2), вызванные механическими воздействиями со стороны элементов твердой породы, находящихся на поверхности дорожного полотна. При этом, характер указанных повреждений одинаков для «новых» (фото 3) и восстановленных шин (фото 2) - преимущественно по центру беговой дорожки протектора.
Следует отметить, что нефелиновая руда имеет значительную способность механически повреждать протектор шин (коэффициент крепости поПротодъяконова не менее 6). В условиях Ачинского глиноземного комбината мелко дробленая руда используется в зимних условиях для покрытия дорожного полотна с целью увеличения сцепления шин с дорогой. По этим причинам наиболее опасным механическим фактором при эксплуатации и, соответственно, массовой причиной выхода шин из эксплуатации является выкрошивание резины протектора, множественные мелкие проколы и пробои по беговой дорожке. Часто такие пробои и проколы распространяются глубиной до бре-кера. Нередки и сквозные повреждения еще достаточно «новых» шин - с остаточной глубиной протектора 50 мм и более. Примечательно, что при различной величине ходимости «новых» и восстановленных шин, в момент снятия с эксплуатации они имеют близкие значения остаточной высоты рисунка протектора (порядка 25-35 мм -по центру беговой дорожки). Данное обстоятельство также указывает в пользу того факта, что каждая из восстановленных шин снята с эксплуатации по причине связанной не с самим процессом восстановления протектора, а с рецептурой резины, использованной для протектора.

Как указано выше, выбор типа компаунда для протектора целенаправленно задал некие «усредненные» его качества по механической стойкости и оставил резерв для повышения данных свойств при целевой постановке такой задачи. Новые шины-аналоги имели тип компаунда протектора «B» - весьма механически стойкого. Этим и определилась разница в ходимости шин (на фото 3 приведен типичный вид протектора «новой» шины, снятой с эксплуатации), а также в интенсивности износа протектора.Типичное состояние протектора «новых» шин Michelin 24.00R35 XDT B E4T, снятых с эксплуатации, приведено для большей наглядности также и на фото 4.

Анализ совокупности всех параметров испытаний показывает, что доминирующим фактором, определяющим ходимость восстановленных шин, является параметр ТКВЧ, зависящий, кроме всего прочего, и от места установки шины на самосвале.

Оценка относительной стоимости одного километра пробега «новых» и восстановленных шин показала, что для восстановленных шин эта величина составила для шин, эксплуатировавшихся на задней оси, около 70% от стоимости «новых» и 80% для шин, эксплуатировавшихся на передней оси. Таким образом, экономия использования восстановленных шин Marangoni достигла 20% для шин, эксплуатировавшихся на передней оси, и 30% - для шин, эксплуатировавшихся на задней оси. При целевой постановке задачи достижения высоких и сверхвысоких механических свойств протектора (классы «А4» и «А» по классификации Michelin) ходимость восстановленных шин достигает 85-90% от ходимости новых шин-аналогов, как это имеет место быть в условиях Европы, в частности в Италии.

Опрос специалистов, в т.ч. водителей самосвалов, показал, что общепризнанной экспертной оценкой можно считать тот факт, что в условиях Ачинского ГК, шины с дизайном рисунка протектора модели XDT проявили себя наилучшим образом с точки зрения обеспечения управляемости самосвала в зимнее время и, соответственно, обеспечения безопасности ведения работ. При этом, разницы в оценке данного параметра не отмечено при сравнении новых и восстановленных шин.

В настоящее время испытания восстановленных шин Marangoni проходят на погрузчиках ОАО «Апатит» в размерах 23.5-25 и 35/65-33, на контейнеровозах в размере 14.0024 в порту Санкт-Петербурга, на лесозаготовках в Перми в размере 29.5-29.

Максимальный размер, шин пригодный для восстановления так называемым «горячим способом», достигает самого популярного в горной промышленности размера 33.00-51.

Журнал "Горная Промышленность" №2 2007