Прогнозирование эксплуатационной температуры пневматических шин карьерных автосамосвалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 629.113

Прогнозирование эксплуатационной температуры пневматических шин карьерных автосамосвалов

С.В. Горюнов,

В.М. Шарипов

Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ), г. Москва

Работа посвящена повышению эксплуатационных свойств автомобильных шин, используемых на карьерных самосвалах. Приведены данные по расчёту и прогнозированию теплового состояния шин. Показано, что наиболее интенсивный рост температуры шин имеет место в первые 10 часов эксплуатации. В дальнейшем увеличение температуры составляет не более 3-х градусов в час. Показаны эксплуатационные факторы, оказывающие наибольшее влияние на тепловой режим шин. Рассмотрены особенности теплового режима сдвоенных колёс.

Ключевые слова: автомобильные шины, карьерный транспорт, тепловой режим, эксплуатационные свойства. автосамосвал шина тепловой

The paper is devoted to improvement of operational properties of car-tion of tyres used on mining trucks. The data for the calculation and prediction of the thermal state of tires. It is shown that the most intense temperature rise of the tire takes place in the first 10 hours of operation. Further increase in temperature is not more than 3 degrees per hour. Shows the operational factors having the greatest influence on the thermal regime of the tires. Describes the features of TEP was also adopted the mode of dual wheels.

Keywords: car tyres, mining transport, thermal regime, operating properties.

При открытом способе добычи полезных ископаемых широко используются карьерные автосамосвалы, долговечность шин которых существенно зависит от температуры их нагрева.

Эксплуатационные затраты на шины составляют 25…30% и более от суммы расходов на транспортирование горной массы автосамосвалами. Поэтому увеличение пробега шин имеет важное значение для сокращения этих затрат.

Для современных бескамерных шин критической считается температура 120 °С. При более высоких температурах шина будет разрушаться вследствие снижения прочности корда и его связи с резиной, развития таких дефектов, как отслоения, вздутия протектора и расслоения каркаса [1]. Поэтому расчет и прогнозирование теплового состояния шин карьерных автосамосвалов является необходимой и актуальной задачей.

Оценка теплового состояния пневматических шин карьерных автосамо-свалов проводилось в условиях работы предприятия разрез «Виноградовский» филиала ОАО «Кузбасская топливная компания». Анализ нагрева шин в процессе эксплуатации производился по 15 автосамосвалам модели БелАЗ-75131. Температурные измерения выполнялись с помощью портативного неконтактного термометра (пирометра) Raytek-МТ6. Результаты обработки экспериментальных исследований приведены на рис. 1.

Из проведенных исследований пневматических шин модели 33.00R51 следует, что наиболее интенсивный рост их температур имеет место в первые 10 часов эксплуатации автосамосвалов, а в последующие время температура увеличивается не более, чем на 1…3 оС/ч. При работе автосамосвалов происходит переменно разогрев и охлаждение шин в связи с остановками под погрузку и разгрузку, перерывами на обед и пересменку. Шина в основном охлаждается за 10 часов отстоя автосамосвала при температуре окружающего воздуха 20…25 оС. При этом, в первые 4 часа работы скорость охлаждения составляет 10…12 °С/ч, а в дальнейшем она снижается в среднем до 5,0…6,7 °С/ч.

К эксплуатационным факторам, оказывающим основное влияние на теп-ловое состояние шин, относятся: средняя за транспортный цикл радиальная нагрузка на шину; эксплуатационная скорость автосамосвала; температура окружающего воздуха; внутреннее давление воздуха в шине [2-5]. Как известно, ходимость шин при прочих равных условиях зависит от нагрузки и степени соответствия ей значения давления воздуха в шине.

Рис. 1. Динамика нагрева шин, в зависимости от времени эксплуатации при скорости движения автосамосвала Vср=17 км/ч и средней температуре окружающего воздуха tср=20 оС: 1 - перерыв на обед; 2 - перерыв на пересменку

Внутреннее давление и грузоподъемность шины взаимосвязаны. Чем больше нагрузки на шину, тем выше должно быть внутреннее давление, чтобы выдержать эту нагрузку. Хотя шины эксплуатируют в соответствии с данными в каталогах грузоподъемностью внутренним давлением воздуха, точное значение внутреннего давления должно определяться в каждом отдельном случае эксплуатации шины. Анализ стандартов и каталогов ведущих фирм, производящих пневматические шины, свидетельствует о том, что с увеличением нормы слойности, повышают начальное внутреннее давление воздуха в шине. Из дальнейшего анализа видно, что величина внутреннего давления для конкретной нагрузки у фирм отличаются, видимо, они получены расчетными и экспериментальными данными для конкретной конструкции и условий эксплуатации.

В качестве основных факторов, в наибольшей степени определяющих тепловое состояние крупногабаритных шин, выберем три: среднюю за транспортный цикл радиальную нагрузку на шину; эксплуатационную скорость автосамосвала; температуру окружающего воздуха. Эти фактора независимы, универсальны, количественны, имеют физический смысл и легко варьируются.

Внутренние давление в пневматической шине мы рассматривать не будем, так как это полностью управляемый фактор и в на-стоящее время контролируется при помощи системы контроля давления в пневматической шине «Pressure Pro», представленной на рис. 2.

Особое внимание было уделено тепловому состоянию сдвоенных колес задней оси, так как работа шин сдвоенного колеса имеет свои особенности.

В результате статистической обработки экспериментальных данных получены регрессионные зависимости исследуемых процессов:

где , - соответственно температура шин передней и задней оси автосамосвала, оС; - средняя температура окружающего воздуха, оС; , - соответственно средняя эксплуатационная масса, приходящаяся на шины передней и задней оси автосамосвала, т; - средняя эксплуатационная скорость автосамосвала, км/ч.

Рис. 2. Системы контроля давления в пневматической шине «Pressure Pro»

Полученные зависимости позволяют прогнозировать допустимые экс-плуатационные скорости и вертикальные нагрузки исходя из критической температуры пневматической шины и температуры окружающего воздуха.

Литература

1. Истирание резин/ Г.И. Бродский, В.Ф. Евстратов, Н.Л. Сахновий, Л.Д. Слюдиков. - М.: Химия, 1957. - 240 с.

2. В.И. Кнорез, Е.В. Кленников. Шины и колеса. - М.: Машиностроение, 1975. -184 с.

3. Гуслицер Р.Л., Глускина Л.С. Зависимость температуры легковых шин от условий движения // Каучук и резина. - 1969. - №9. - С. 43-45.

4. Мороз Т.Г. Исследование теплового состояния шин 155-13 для автомобилей «Жигули» ВАЗ-2101. Автореф. дисс...канд. техн. наук. - М., 1974. - 27 с.

5. Глускина Л.С. Исследование тепловых режимов работы автомобильных шин в дорожных условиях. - Дисс....канд. техн. наук. - М., 1982. - 204 с.

Размещено на Allbest.ru