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影響煤礦支架搬運(yùn)車輪胎損耗的因素分析及預(yù)防措施

文檔作者：姚志功文檔來源：中國煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月06日
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第48卷第7期
煤炭工程
COAL ENGINEERING V01．48，No．7
doi：10．1 1799／ce201607040
影響煤礦支架搬運(yùn)車輪胎損耗的
因素分析及預(yù)防措施
姚志功
(中國煤炭科工集團(tuán)太原研究院有限公司。山西太原030006)
摘要：為提高支架搬運(yùn)車輪胎的使用壽命．保證車輛的行駛安全性和提高維護(hù)經(jīng)濟(jì)性。討
論了支架搬運(yùn)車輪胎非正常損耗的特點(diǎn)．從車輛自身原因及外界因素出發(fā)．詳細(xì)分析了車輛輪胎
損耗的原因。并從主客觀多個(gè)方面．提出了克服車輛輪胎非正常損耗的措施和建議，找到一些能
夠提高支架搬運(yùn)車輪胎使用壽命的有效方法。
關(guān)鍵詞：支架搬運(yùn)車；輪胎損耗；因素分析；預(yù)防措施
中圖分類號：TD525 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671—0959(2016)07．0132—03
Study on influencing factors and prevention measures for tyre wear of support carrier
YAO Zhi—gong
(CCTEG Taiyuan Research Institute，Taiyuan 030006，China)
Abstract：To improve service life of support cartier tyre，ensue the traffic safety and maintenance economy，the
characteristics of abnormal tyre wear is discussed for support carrier．The causes for tyre wear are analyzed in detail from
internal and external factors． Reasonable measures and suggestions to overcome abnormal tyre wear are proposed， as well
as some effective methods for improving the tyre service life．
Keywords：support carrier；tyre wear；factom analysis；prevention measures
支架搬運(yùn)車是煤礦井下用于綜采工作面設(shè)備搬家倒面
的無軌輔助運(yùn)輸設(shè)備。車輛輪胎是支架搬運(yùn)車傳動系統(tǒng)的
核心部件，它是車輛唯一直接與路面接觸的部件，承受整
車載荷，減緩路面對車輛的動態(tài)沖擊，確保車輛的行駛平
順性，同時(shí)，車輛輪胎與路面的附著力，保證車輛的牽引
特性與制動特性。車輛輪胎同時(shí)是整車成本的重要組成部
分，在車輛整個(gè)工作年限內(nèi)，車輛輪胎損耗較為嚴(yán)重，壽
命較短，往往需要數(shù)次更換，這直接增加了車輛的后期維
護(hù)費(fèi)用[1]。因此，合理分析車輛輪胎損耗原因，并研究相
應(yīng)的預(yù)防措施，關(guān)系到支架搬運(yùn)車的安全性與經(jīng)濟(jì)性，顯
得非常緊迫。
常磨損破壞兩種情況。車輛輪胎的正常磨損是不可避免的。
對輪胎的壽命影響較小，相比較而言，輪胎的非正常磨損
破壞直接決定其使用壽命。與地面工程車輛的區(qū)別在于，
地面車輛輪胎以充氣胎為主，而煤礦井下支架搬運(yùn)車以填
充胎和實(shí)心胎為主；填充胎及實(shí)心胎輪胎剛性較大、硬度
較高，承載能力大。能夠滿足支架搬運(yùn)車搬運(yùn)重型設(shè)備的
需求，但這種類型輪胎材質(zhì)較脆，受到磕碰時(shí)，容易撕裂
掉塊．加之車輛使用環(huán)境的差異，導(dǎo)致地面工程車輛與井
下支架搬運(yùn)車輪胎發(fā)生非正常磨損破壞的形式也不同。支
架搬運(yùn)車輪胎的非正常磨損破壞通常包括磨平、側(cè)磨及割
傷掉塊等情況，如圖1所示。
1 支架搬運(yùn)車輪胎損耗特點(diǎn)2支架搬運(yùn)車輪胎損耗原因
支架搬運(yùn)車輪胎主要包括輪輞和外胎，其中輪輞的使
用壽命相對較長，支架搬運(yùn)車的輪胎損耗，主要以輪胎外
胎的損耗為主。車輛輪胎的外胎損耗分為正常磨損與非正
2．1 車輛自身原因
煤礦支架搬運(yùn)車包括雙橋驅(qū)動式和液壓驅(qū)動式兩種類
型，大多為中央鉸接式車輛，區(qū)別于整體底盤式車輛，鉸
收稿日期：2015-07-03
基金項(xiàng)目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)資助項(xiàng)目(2013AA06A409-1)
作者簡介：姚志功(198l一)，男，山西五臺人，碩士，助理研究員，現(xiàn)研究方向?yàn)椋好旱V用特種車輛的設(shè)計(jì)與研發(fā)，
E—mail：yzgefx@163．corn。
引用格式：姚志功．影響煤礦支架搬運(yùn)車輪胎損耗的因素分析及預(yù)防措施[J]．煤炭工程，2016，48(7)：132-133，137．
1 32
萬方數(shù)據(jù)
2016年第7期煤炭工程
暇嬌驅(qū)動式^：輛Ib)液J置驅(qū)動式車輛
圖1支架搬運(yùn)車輪胎破壞形式
接式車輛由前、后車架兩部分組成．前、后車架通過中央
鉸接銷軸連接起來．通過在中央鉸接處設(shè)置轉(zhuǎn)向油缸實(shí)現(xiàn)
車輛轉(zhuǎn)向。鉸接式車輛最大的缺點(diǎn)是橫向“剛度”較
弱。2，車輛直線行駛時(shí)易出現(xiàn)“蛇行”失穩(wěn)現(xiàn)象，如圖2
所示。車輛以“蛇行”狀態(tài)行駛時(shí)。車軸不能保持平行。
導(dǎo)致車輛在行駛路線垂直方向上產(chǎn)生輪胎側(cè)偏力．引起輪
胎側(cè)偏，產(chǎn)生側(cè)磨，但這種磨損是鉸接式車輛慣有的問題．
是不可避免的。
圖2支架搬運(yùn)車直線行駛“蛇行”現(xiàn)象
同理，如果鉸接式車輛前、后車架在機(jī)械加工階段．驅(qū)
動橋固定點(diǎn)(雙橋驅(qū)動式車輛)、馬達(dá)減速器固定點(diǎn)(液壓驅(qū)
動式車輛)的加工精度偏差較大，那么車輛的左右軸距必然
不一致，車輛直線行駛時(shí)同樣會m現(xiàn)車軸不平行現(xiàn)象。造成
車輛輪胎側(cè)磨。更需說明的是，液壓驅(qū)動式車輛的后車架通
常為“u”型框架結(jié)構(gòu)，機(jī)械加T完畢后，車架在殘余應(yīng)力
的作用下，往往出現(xiàn)異向變形，導(dǎo)致“U”型框架兩側(cè)各個(gè)
輪胎出現(xiàn)彼此不同心現(xiàn)象，而且“U”型框架在實(shí)際使用過
程中，在拖運(yùn)設(shè)備重載的作用下，將呈現(xiàn)“八”字式變形．
這些因素均直接造成車輛輪胎的非正常磨損。
鉸接式車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輛各軸輪胎的轉(zhuǎn)彎半徑不同，尤
其是i軸式或多軸式車輛，各車軸輪胎的轉(zhuǎn)彎半徑差別很
大，加之煤礦井下條件苛刻，巷道狹窄，彎路較多，轉(zhuǎn)角較
急，支架搬運(yùn)車在這種環(huán)境中行駛時(shí)，往往會出現(xiàn)輪胎嚴(yán)重
側(cè)滑現(xiàn)象，這樣，輪胎必然受到較大側(cè)偏力，加劇輪胎非正
常磨損，液壓驅(qū)動式支架搬運(yùn)車轉(zhuǎn)彎情況如圖3所示。
圖3液壓驅(qū)動式支架搬運(yùn)車轉(zhuǎn)彎示意圖
制動系統(tǒng)是支架搬運(yùn)車的重要組成部分。由于煤礦井
下路窄、坡大、彎多，為保證支架搬運(yùn)車的行車安全·。．
車輛往往需頻繁制動，加之支架搬運(yùn)車運(yùn)輸載荷加大，必
須有足夠大的制動力才能滿足車輛的安全停車要求，這樣，
支架搬運(yùn)車輪胎便常常處于重載滑移狀態(tài)，這種狀況將加
劇輪胎磨平，導(dǎo)致輪胎非正常磨損。另外，雙橋驅(qū)動式支
架搬運(yùn)車屬于前端承載式車輛，如圖1(a)所示，當(dāng)車輛搬
運(yùn)支架時(shí)．其前橋承載遠(yuǎn)大于后橋承載。這樣，車輛前橋
輪胎胎面在循環(huán)不斷的重型軸荷的作用下．輪胎與地面之
間必因持續(xù)摩擦而生熱，輪胎溫度升高后，輪胎材料分子
間的作用力減弱，導(dǎo)致其力學(xué)性能下降，進(jìn)而產(chǎn)生撕裂掉
塊現(xiàn)象。
2．2外界因素
支架搬運(yùn)車輪胎損耗的外界因素包括人為因素和環(huán)境
因素兩個(gè)方面，
一些支架搬運(yùn)車用戶．為追求眼前經(jīng)濟(jì)利益．常常超
載、超速使用支架搬運(yùn)車，這種使用方法很大程度上促進(jìn)
了車輛輪胎的非正常損耗。雙橋驅(qū)動式支架搬運(yùn)車超載使
用時(shí)．其后橋輪胎往往處于“虛接觸”狀態(tài)，使得后橋輪
胎嚴(yán)重磨損“：液壓驅(qū)動式支架搬運(yùn)車超載使用時(shí)，車輛
與地面之間的摩擦加劇。致使車輛輪胎生熱嚴(yán)重．增加了
其割傷掉塊的幾率。支架搬運(yùn)車超速行駛時(shí)，車輛的制動
頻率、地面對輪胎的摩擦力必然增加．直接加劇了輪胎的
滑移損壞程度。當(dāng)支架搬運(yùn)車所搬運(yùn)設(shè)備的重心橫向偏差
較大時(shí)，車輛左右輪胎承載也會出現(xiàn)較大偏差．負(fù)荷較大
的輪胎變形相對較大，其內(nèi)部應(yīng)力相應(yīng)增加，促使輪胎磨
損加快，從而減少其使用壽命。
煤礦井下車輛行駛巷道狹窄．路面坑洼不平．坡道長
且坡度大，彎道多且轉(zhuǎn)彎半徑小，這些因素均影響了支架
搬運(yùn)車輪胎的使用壽命。巷道狹窄使得車輛輪胎很容易與
巷道側(cè)壁相蹭，發(fā)生輪胎割傷掉塊現(xiàn)象：路面不平時(shí)．車
輛過坑越障顛簸不斷，容易導(dǎo)致輪胎花紋處出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象：
井下坡度較大的路面則容易引起車輛動力不足。使得車輛
輪胎嚴(yán)重打滑．發(fā)生非正常磨損。
3預(yù)防措施
支架搬運(yùn)車的輪胎損耗很大程度上影響了車輛的安全
性和經(jīng)濟(jì)性，在分析出車輛輪胎非正常磨損破壞的原因后，
應(yīng)采取相應(yīng)的預(yù)防措施，才能保證輪胎的使用可靠性。
支架搬運(yùn)車自身問題是其輪胎損耗的根本原因所在，
因此，應(yīng)針對車輛自身存在的問題提出對策。具體如下：
1)支架搬運(yùn)車設(shè)計(jì)階段，在滿足煤礦井下運(yùn)行條件的
情況下’5。，應(yīng)盡量將車輛前、后車架鉸接點(diǎn)置于前后輪軸
的幾何中心，使得車輛前后輪的轉(zhuǎn)彎半徑相同、運(yùn)行軌跡
重合，減輕車輛輪胎側(cè)滑，減少輪胎的非正常磨損。另外，
雙橋驅(qū)動式支架搬運(yùn)車設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確地定義車輛的額定
載重，通過調(diào)整整車配重，合理分配車輛前后驅(qū)動橋載荷，
避免車輛前橋輪胎承載過大，避免后橋輪胎出現(xiàn)“虛接觸”
現(xiàn)象，延長車輛輪胎的使用壽命；而液壓驅(qū)動式支架搬運(yùn)
(下轉(zhuǎn)第137頁)
133
萬方數(shù)據(jù)
2016年第7期煤炭工程
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型框架彎半徑不應(yīng)太小，滿足支架搬運(yùn)車安全運(yùn)行條件。
2)支架搬運(yùn)車車架焊接、加工階段，應(yīng)采取相關(guān)措
施，焊接時(shí)，合理對車架加筋、分段分區(qū)域焊接并采取合
適的應(yīng)力消除手段，防止車架出現(xiàn)較大范圍變形；加工時(shí)，
合理選用機(jī)床，避免車架多次裝卡、定位，保證車架驅(qū)動
橋固定點(diǎn)及馬達(dá)減速器固定點(diǎn)的精度，使得車輛各軸處于
平行狀態(tài)，有效減輕車輛輪胎側(cè)磨損壞程度。
3)支架搬運(yùn)車大修更換輪胎時(shí)，需保證車輛裝配同一
品牌、同一規(guī)格、同一花紋和類型的輪胎，并做到同軸同
換，經(jīng)過翻新的輪胎不應(yīng)用于承載較大的車軸上，而且要
定期對車輛進(jìn)行輪胎換位，合理分配車輛輪胎的磨損量．
延長整車輪胎的總體使用壽命。
支架搬運(yùn)車的操作人員及使用環(huán)境也會對車輛輪胎的使
用壽命產(chǎn)生影響，在針對車輛自身提出對策后，也需對車輛
用戶提出相應(yīng)的建議。具體如下：①支架搬運(yùn)車操作人員應(yīng)
杜絕超載超速使用車輛，盡量減少車輛制動踏板的踩踏次
數(shù)，在安全行車的基礎(chǔ)上，避免車輛輪胎過度磨損；②支架
搬運(yùn)車用戶應(yīng)盡量提供理想的車輛運(yùn)行條件，煤礦井下巷道
底板需硬實(shí)、平整，巷道兩側(cè)需凈寬充分、無凸出物，巷道
坡道不應(yīng)太長、坡度不應(yīng)太大，巷道彎道轉(zhuǎn)角不應(yīng)太急、轉(zhuǎn)
4結(jié)語
支架搬運(yùn)車輪胎是車輛行走系統(tǒng)最重要的組成部分，
車輛輪胎使用狀況的好壞直接影響到車輛行駛的安全性及
車輛維修的經(jīng)濟(jì)性．本文通過研究支架搬運(yùn)車輪胎的損耗
特點(diǎn)，從自身原因及外界因素兩方面詳細(xì)分析了車輛輪胎
損耗的原因。并從多個(gè)方面提出了克服支架搬運(yùn)車輪胎非
正常損耗的措施，找到了能夠提高車輛輪胎使用壽命的較
為有效的方法，
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