Как и почему необходимо защищать шины на колесной технике

Г.Б.Баду, представительство фирмы RUD в Москве

В первом номере журнала за текущий год читатели получили первую общую информацию о возможностях фирмы RUD по защите шин крупнотоннажной колесной погрузочной и бульдозерной техники. В настоящей статье вниманию читателей предлагаются фактические материалы по применению шинозащитных цепей на Норильском горно-металлургическом комбинате.

Условия работы техники

Добыча полиметаллических медно-никелевых руд в шахтах флагмана российской цветной металлургии отличается сложными горнотехническими условиями.

На доставке горной массы при очистной выемке и проходке горных выработок используются колесные погрузочно-доставочные машины (ПДМ). Условия работы пневматических шин характеризуются относительной влажностью воздуха 75–100%, постоянной обводненностью выработок, температурой воздуха до +35°С, кислотной агрессивностью шахтных вод, постоянным присутствием в шахтном воздухе тонкодисперсной пыли, которая обладает электропроводностью и снижает устойчивость металла к коррозии.

Руда и вмещающие породы средней абразивности, коэффициент крепости по Протодьяконову 15–18. Объемный вес отбитой руды составляет 2.9 т/м3, а породы — 1.95 т/м3. Максимальный размер куска — 500 мм.

Применяемые машины

В общей сложности на подземных рудниках Норильска работает около 160 единиц погрузочно-доставочных машин.

По грузоподъемности машины разделяются на три класса:

•до 4 тонн, размер колес 14.00–24 L4

•до 7 тонн, размер колес 18.00–25 L4

•до 12 тонн, размер колес 26.5–25 L4

Скорость движения ПДМ варьируется от 10–15 до 20–25 км/час. Плечо доставки составляет от 50–70 до 180–220 метров, а продольные уклоны трасс колеблются от 5 до 20%.

Технические результаты работы шин без шинозащитных цепей

В рабочем цикле движения ПДМ с заполненным ковшом нагрузки на передние шины достигают значений 4.5, 8 и 15 тонн.

ПДМ оснащены шинами производства Днепрошина и Bridgestone. Это шины диагональной конструкции, свободно выдерживающие указанные выше рабочие нагрузки. Применение диагональных шин обусловлено их относительно невысокой ценой по сравнению с радиальными шинами того же размера и назначения. Конструктивные особенности радиальных шин, имеющих стальные полосы в качестве элемента конструкции, делают их дороже и прочнее, но остаются невостребованными при работе с шинозащитными цепями. Именно цепи обеспечивают защиту от пробоев, ускоренного истирания, расслоений от перегрева.

Сроки ходимости шин без цепей по всем трем размерам не превышают в среднем 450–600 мото-часов, что составляет около одного машино-месяца. Преимущественной причиной выхода шин из строя является их нормальный износ, реже — порезы протектора и боковин на острых кромках обломков из просыпей и вывалов.

Восстановимые повреждения, случающиеся до истечения срока нормального износа, оперативно устраняются. Затраты на восстановление составляют около 10% первоначальной стоимости шин. Во время ремонтов случаются длительные простои машин, которые могут быть сведены к минимуму только за счёт хранения на складе достаточного количества запасных шин.

Технические результаты работы с шинозащитными цепями

В течение последних трех лет на Норильском ГМК применяются шинозащитные цепи фирмы RUD следующих конструкций:

на шинах «14.00» используются цепи типа МВ — 11 Special, имеющие плоскую гладкую форму рабочего звена и четырехзвенную конфигурацию сетки цепи (рис. 1, а). Размеры рабочих звеньев (Д х Ш х В) — 63 х 36 х 21 мм, толщина соединительного кольца составляет 11 мм. Цепью защищено около 73% площади поверхности протектора и боковин шины.

На шинах «18.00» и «26.5» используются цепи типа R 69 Special с рабочими звеньями в виде колец и четырехзвенной конфигурацией сетки цепи. Диаметр рабочего звена — 56 мм, толщина соединительного кольца — 13 мм (рис.1, б). Цепь закрывает около 86% площади протектора и боковин.

Средние сроки ходимости составляют 4500 мото-часов или 10 машино-месяцев для шин «14.00» и 3500 мото-часов или 9 машино-месяцев для шин «18.00» и «26.5».

Сроки ходимости шин под цепями увеличиваются в 12–15 раз. Шина перестает быть элементом ходовой части машины и служит лишь основой для стальной защитной «кольчуги», которая воспринимает изнашивающее воздействие породы, ПДМ также приобретает новые качества, совмещая маневренность колесной машины, с одной стороны, и проходимость и защищённость гусеничного транспортного средства с другой. Типичным случаем является последовательная смена трёх подряд износившихся цепей на одной шине производства Bridgestone. Техническое обслуживание цепей заключается в периодическом подтягивании «провисающей» сетки. Потребность в подтягивании возникает после истечения первой четверти срока службы цепи, т.е. после первых 1000-1200 мото-часов. Периодичность подтяжки — не чаще чем 1 раз в 3–4 смены, время на подтяжку цепей на одной машине не превышает 0,5 часа. Ремонт цепей сводится к замене рабочих колец, располагающихся в области центральной оси окружности колеса. Замена звеньев производится без демонтажа цепи, прямо на колесе.

Технической службой Норильского ГМК не отмечено случаев простоя машин или неполадок в работе двигателей и трансмиссий, которые были бы связаны с применением шинозащитных цепей.

Кроме очевидного удобства, безаварийности и повышения эффективности производства, применение цепей непосредственно способствует росту объемов добычи, поскольку цепи позволяют применять ПДМ на крупнообломочном высокоабразивном материале без риска повреждений шин. Без шинозащитных цепей это требует дополнительных затрат на подготовку трасс движения, включая необходимость приобретать специальную технику для этих целей.

Машина с цепями обладает более высокой приемистостью, что обеспечивает полное наполнение ковша уже с первого заезда. При этом не требуются повторные переключения, экономится горючее. При движении машина с цепями обладает повышенной устойчивостью на продольных и поперечных уклонах, что повышает удобство управления машиной и, в конечном итоге, положительно сказывается на сменной производительности. Снижаются затраты на работы по нивелированию уклонов.

Почему нужно защищать шины

Несложный экономический анализ позволяет оценить эффективность применения шинозащитных цепей. Алгоритм такого расчёта мы приводили в первом номере журнала «Горная Промышленность» за текущий год.

Экономическая эффективность оценивается сопоставлением следующих величин:

А) суммы фактических затрат на приобретение Х штук шин плюс затраты на Х штук цепей, и

Б) суммы расчетных затрат на приобретение NxХ штук шин,

где N — отношение срока ходимости шины с цепью к сроку ходимости шины без цепи.

В самом первом приближении значение N можно приравнять к соотношению между механической прочностью на истирание стали к прочности каучука.

Выражение Б–А показывает величину абсолютной экономии средств, а выражение Б–А/А характеризует величину эффективности затрат в процентах.

Приведем отвлеченный пример:

1.Шины работают с цепями

Потребуется на 3 машины: 12 шин стоимостью по 6500 USD. Итого 78000 USD.

12 цепей стоимостью по 11400 USD. Итого 136800 USD.

Сумма фактических затрат на шины и цепи составит 214800 USD.

2.Шины работают без цепей

Шина без цепи служит 900 мото-часов, шина под цепью служит 3500 мото-часов.

Тогда N=3500/900=3.88

Сумма расчетных затрат Б=3,88 х 12 шин х 6500 USD=302640 USD

Разность Б–А=87840 USD.

Это — абсолютная экономия.

Отношение Б–А/А= 87840/ 214800=0.408 или 41%.

Применение этого стандартного алгоритма расчета эффективности на фактических цифрах Норильского ГМК суммарно за два последних года позволяет сделать следующие выводы:

1. По двум меньшим размерам шин относительная экономия составила:

«14.00» — 46.4%

«18.00» — 42.5%

2. Для шин размера «28,5», импортного производства:

А = 4.8–5.5 млн.долл.США

Б = 6.4–7.3 млн. долл.США

Абсолютная экономия по максимальным цифрам составила 1.8 млн. долл.США, относительная экономия — 32.7%.

3. Усредненное по трем размерам шин значение (без учета количества шин по каждому размеру) дает величину средней по предприятию относительной экономии 40.5%.

Следует отметить, что расчет сделан без учета влияния таких факторов, как:

•отсутствие затрат на ремонт шин;

•применение недорогих диагональных шин вместо радиальных;

•применение шин с протектором L2 или L3 вместо L4 или L5;

•экономия горючего;

•снижение затрат на содержание трасс движения;

•общий рост производительности горных работ.

Учет этих факторов выводит расчёт конечной экономии на уровень 43–45%.

Очевидный вывод, подтверждаемый многолетней практикой Норильского ГМК — шинозащитные цепи фирмы RUD реально помогают устранить проблемы износа шин и снизить производственные затраты. Вам достаточно заполнить прилагаемый опросный лист и прислать его в московское представительство фирмы RUD по адресу, указанному в конце статьи. Вы получите Коммерческое предложение и расчет экономической эффективности на основе Ваших данных. Останется только решить — экономить или нет… n

Журнал "Горная Промышленность" №2 1999