2008-03-10

Життя шин-гігантів у стандартах

Роботи зі стандартизації великогабаритних і надвеликогабаритних шин охоплюють всі стадії їхнього життєвого циклу від проектування, виготовлення, випробувань до експлуатації, відновного ремонту й утилізації.


Стандарти містять оптимальні технічні вимоги до якості шин в інтересах споживача, забезпечують їхню безпеку для життя, здоров'я й майна людей, захист навколишнього середовища, конкурентоспроможність на споживчому ринку, враховують сучасні міжнародні вимоги.


На позадорожніх колісних машинах, що є основою механізації робіт у кар'єрах і на шахтах гірничорудної промисловості, гідротехнічному, дорожньому і іншому великомасштабному будівництві встановлюють великогабаритні й надвеликогабаритні шини, що мають відповідно до міжнародних норм і правилами маркування "OFF THE ROAD" (досл. "поза шляхом").


Номенклатура шин-гігантів для позашляхової техніки динамічно розвивається. Накопичений досвід створення, раціонального вибору й ефективної експлуатації шин-гігантів має важливе значення в організації безпечної, надійної й економічної експлуатації надпотужної колісної техніки. Ці шини працюють у найрізноманітніших виробничих, гірничо-геологічних і кліматичних умовах.


Роботи зі стандартизації великогабаритних і надвеликогабаритних шин в Україні й СНД виконує національний технічний комітет стандартизації ТК 46 "Шини й вироби шинної промисловості", що одночасно веде секретаріат міждержавного технічного комітету МТК 86 і працює в міжнародних і регіональних організаціях ISO, ETRTO, TRA, STRO, CEN та інших.


Ці роботи стосуються всіх стадій життєвого циклу великогабаритних і надвеликогабаритних шин від проектування, виготовлення, випробувань до експлуатації, відбудовного ремонту й утилізації.
Для всіх перерахованих стадій розроблено або розробляються національні стандарти України (ДСТУ) і міждержавні стандарти (ГОСТ). Крім того, розроблено ряд термінологічних стандартів, де, зокрема, дано визначення термінам "шина великогабаритна" і "шина надвеликогабаритна".


Так, при проектуванні нових типорозмірів шин застосовують гармонізовані з міжнародними стандарти ДСТУ ISO 4250-1:2004/ ГОСТ ISO 4250-1-2004 і ДСТУ ISO 4250-2:2004/ГОСТ ISO 4250-2-2004.
Асортименти цих стандартів охоплює шини як діагональної так і радіальної конструкції звичайного профілю від 12.00-20 до 40.00-57 (від 12.00R20 до 40.00R57) і широкопрофільні від 15.5-25 до 40.5/75-39, а серії від 65 до 50/65-51 (15.5R25 - 40.5/75R39 і 50/65R51) включно, шини для катків, шини звичайного профілю на ободах з посадковою полицею 15°.


Стандарти містять вимоги до основних розмірів, навантаженнь, рекомендованих внутрішніх тисків. У стандартах перераховано допустимі ободи, наведено позначення шин і сучасні вимоги до їхнього маркування, типи й коди рисунків протектора, експлуатаційні характеристики шин, а також рекомендації з вибору шин для машин нових конструкцій.


Серійні шини виготовляють за ДСТУ 4139-2002 / ГОСТ 8430-2003, ДСТУ 4141-2002 / ГОСТ 26585-2003 і технічними умовами (де основні технічні характеристики шин відповідають стандартам або перевищують їх).


ДСТУ 4139-2002 / ГОСТ 8430-2003 та ДСТУ 4141-2002 / ГОСТ 26585-2003 - є стандартами виду технічних умов, у них нормовано основні технічні характеристики шин: габаритні розміри нових шин і шин в експлуатації, навантаження, внутрішні тиски. Стандарти містять вимоги до виготовлення й прийняттю шин, включають основний асортименти великогабаритних і надвеликогабаритних шин для будівельних, дорожніх, підйомно-транспортних і рудникових машин, а також позадорожніх кар'єрних автомобілів вантажністю від 27 т до 200 т і вище. Крім того, у стандартах наведені сучасні маркування шин, індекси навантаги на шини, символи швидкостей, коди й типи рисунка протектора. Для шин позадорожніх кар'єрних автомобілів уведено вимогу про встановлення в технічному завданні на розробку шини показника експлуатаційної продуктивності й визначенні його рівня при приймальних випробуваннях. Встановлено гарантії виробника.


Виготовлені шини піддають контролю. Методи випробувань основних технічних характеристик великогабаритних і надвеликогабаритних шин встановлено в ДСТУ 3779-98/ГОСТ 30760-2002 та ДСТУ 3780-98/ ГОСТ 30761-2002.


Перший стандарт визначає порядок підготовки велико-габаритних і надвеликогабаритних шин до проведення стендових випробувань і включає правила відбору шин, їхню ідентифікацію, витримку перед випробуваннями, визначення маси, підготовку надвеликогабаритних шин до вимірювання температури елементів, оскільки в комплекс стендових випробувань надвеликогабаритних шин входить визначення залежності теплового стану елементів шини від параметрів режиму її функціонування, а також правила монтажу й забезпечення герметичності.


Другий стандарт встановлює метод визначення основних розмірів: зовнішнього діаметра, ширини профілю без навантаження й статичного радіуса пневматичних шин із зовнішнім діаметром більше 1.600 мм, з шириною профілю більше 600 мм. Такі шини для позадорожніх кар'єрних автомобілів, будівельних, дорожніх, підіймально-транспортних і рудникових машин як: 18.00-24, 18.00-25, 20.5-25, 26.5-25, 21.00-33, 21.00-28, 27.00-33, 27.00-49, 33.00-51, 40.00-57 - мають зовнішній діаметр від 1.600 до 3.590 мм, ширину профілю від 500 мм до 1.100 мм.


Загальні вимоги до експлуатації великогабаритних і надвеликогабаритних шин встановлено у знову розроблених національних стандартах України ДСТУ 4648:2006 "Шини пневматичні для будівельних, дорожніх, підіймально-транспортних і рудникових машин. Загальні вимоги щодо експлуатації" та ДСТУ... "Шини пневматичні великогабаритні та надвеликогабаритні для позадорожніх кар'єрних автомобілів. Загальні вимоги щодо експлуатації".


Ці стандарти є складовою частиною комплексу стандартів, що регламентують технічні вимоги до пневматичних шин, і встановлюють основні норми й правила експлуатації, при виконанні яких гарантуються працездатність і безпека шин відповідно до їхніх технічних характеристик.


Виробник гарантує відповідність шин вимогам стандартів і ТУ за умови дотримання споживачем вимог з експлуатації шин. Споживач, у свою чергу, повинен знати й дотримуватися: вимог, що стосуються поводження з шинами при їхньому транспортуванні, зберіганні й експлуатації; правил монтажу й демонтажу шин, технічного обслуговування й догляду за ними, обліку їхньої роботи, ремонту й списання шин; установлених режимів та умов експлуатації.


Стандарти загальних вимог експлуатації містять наступні розділи:


• Загальна характеристика шин і вимоги до запаковування, транспортування й зберігання

У цьому розділі наведено опис конструкції шин, характеристика рисунків протектора, їхні типи, коди, пояснення щодо маркування основних технічних характеристик; комплект поставки, варіанти запаковування й основні правила транспортування й зберігання шин.

Важливо підкреслити, що безкамерні шини, з метою фіксації необхідного разсуву бортів і, щоб уникнути деформації бортів і бічних стінок, під час вантажно-розвантажувальних робіт, транспортування й зберігання, рекомендується запаковувати.

Виконуючи вантажно-розвантажувальні роботи необхідно дотримувати вимог інструкції з транспортування й зберігання, введеної у стандарт.

Піднімати й транспортувати шини необхідно навантажувачем із пласкими вилами тільки за зовнішній периметр шин, або із круглим штирем діаметром не менше 150 мм, котрий вводять у середину шини.
Заборонено вводити в середину шини пласкі вила.

Навантажувачем можна транспортувати тільки одну шину, умовну позначку номінальної ширини профілю якої 27.00 і більше, нахил шини повинен бути в бік навантажувача.

У випадку виконання вантажно-розвантажувальних робіт за допомогою крана, зачалювати шини потрібно тільки м'яким пласким стрічковим стропом достатньої міцності, шириною не менше 140 мм і довжиною не менше 6 м.

Заборонено зачалювати шини сталевими канатами й ланцюговими стропами, гаком за борт або дротову обв'язку, яку застосовують під час транспортування шин залізницею.


• Колеса, обіддя.

Монтують шину тільки на обід, зазначений у нормативному документі (НД) на шину. Ободи для безкамерних шин повинні забезпечувати герметичність шин.

Конструкція обіддя у випадку здвоювання шин повинна забезпечувати вільний доступ до вентиля шини внутрішнього колеса для вимірювання або коригування внутрішнього тиску.
Мінімальна відстань між центральними площинами обертання коліс (здвоєних шин) визначають множенням номінальної ширини профілю шини на 1,2.

Стан коліс і ободів необхідно регулярно перевіряти на наявність пошкоджень. При здвоюванні коліс звертати особливу увагу на внутрішнє колесо.


• Комплектування автомобілів шинами.

Комплектують автомобілі шинами згідно з інструкцією щодо експлуатації автомобіля, посібником з комплектації автомобіля шинами на підприємствах, актом прийннятя шин або протоколом дозволу застосування покупних виробів відповідно до ГОСТ 2.124-85.

Ефективність використання шин буде максимальною при виборі їх згідно показника експлуатаційної продуктивності та запасом максимального навантаження й швидкості від 15 % до 20 %.

Показник експлуатаційної продуктивності характерний для шин кар'єрних автомобілів і являє собою комплексну технічну характеристику шини. Він враховує необхідні навантажувальні й швидкісні режими відповідно до умов експлуатації. Цей показник дозволяє встановити, яка кількість вантажу й на яку відстань може перевезти дана шина за одну годину без ризику передчасного руйнування внаслідок її перегрівання. Раціонально вибрати шину можна, базуючись на економічних розрахунках щодо планованого обсягу транспортування гірської маси й кількості кар'єрних автомобілів, зайнятих на цій роботі.

При встановленні шин необхідно дотримуватися наступних вимог:

- шини, замість знятих з експлуатації, повинні по розмірах і нормах експлуатаційних режимів відповідати НД на шини, технічному паспорту автомобіля, і встановлювати їх на автомобіль необхідно повним комплектом;

- забороняється встановлювати на передню вісь автомобіля шини різних моделей, шини з відновленим протектором чи відремонтовані внаслідок місцевих пошкоджень;

- не допускається встановлювати на одну вісь автомобіля колеса й шини різних конструкцій (наприклад, шини діагональної конструкції й радіальної або шини з різними рисунками протектора);

- задні осі автомобіля необхідно комплектувати шинами одного позначення й моделі.


• Правила монтажу й демонтажу шин.

У стандартах викладені вимоги безпеки виконання монтажно-демонтажних робіт. Наведено правила монтажу (демонтажу) камерної й безкамерної шин, а також особливості монтажу (демонтажу) колеса одноосьового автомобіля-тягача.


• Режими експлуатації шин.

У стандартах визначено основні фактори, що впливають на економічну ефективність і працездатність великогабаритних і надвеликогабаритних шин для позашляхової техніки, це:
- навантаження на шину;
- внутрішній тиск у шині;
- швидкість руху автомобіля;
- умови експлуатації й стан доріг;
- показник експлуатаційної продуктивності шини;
- технічне обслуговування шин;
- правильність встановлення шин на машину.

Недотримання одного з них може призвести до передчасної відмови шини.

Так, перевищення допустимої навантаги на шину призводить до зниження виробітку й передчасній відмові шини внаслідок теплових і деформаційних руйнувань, збільшенню спрацьовування рисунка протектора й механічних пошкоджень.

Характер відмов шин при перевищенні навантаження аналогічний відмові при експлуатації з відхиленнями внутрішнього тиску.


Перед використанням автомобіля необхідно контролювати внутрішній тиск, що для "холодної" шини (температура шини дорівнює температурі навколишнього середовища) повинне відповідати встановленому НД на шину.

У випадку інтенсивної експлуатації автомобіля (більше однієї зміни) внутрішній тиск у шині збільшується на 10-12 % від норми, встановленої НД. Перелік відмов шин у випадку їхньої експлуатації, якщо внутрішній тиск нижче або вище рекомендованого НД, наведено у табл. 1.


Таблиця 1

Під час експлуатації шини варто підтримувати оптимальний внутрішній тиск, розрахований з урахуванням температури елементів шини, температури навколишнього середовища, фактичної навантаги на шину, швидкості руху, відстані транспортування, особливостей конструкції автомобіля.

Коригувати внутрішній тиск у розігрітій під час експлуатації шині категорично забороняється.

Перевищення максимальної швидкості, встановленої НД на шину, може призвести до теплового руйнування шини.

Обсяги робіт для заданих умов експлуатації варто вибирати в межах безпечного діапазону відповідно до показника максимальної експлуатаційної продуктивності шини.

Максимальна експлуатаційна продуктивність шини - це умовна кількісна характеристика, що має розмірність потужності й чисельно рівна добутку середнього навантаження на середню експлуатаційну швидкість руху, при якій температура елементів шини досягає граничного припустимого значення. Прийнята для розрахунку температура навколишнього середовища становить плюс 38 °С. У додатку до стандарту наведено приклад розрахунку показника максимальної експлуатаційної продуктивності.


• Технічне обслуговування й догляд за шинами.

Технічне обслуговування шин передбачає наступні роботи:
- перевірку правильності встановлення шин по осях автомобіля;
- візуальний контроль зовнішнього вигляду шин на наявність механічних пошкоджень і оцінку ступеня спрацьовування рисунка протектора;
- перевірку технічного стану обіддя, справність вентилів, золотників, наявність захисних ковпачків на вентилях;
- вимірювання і доведення до норми внутрішнього тиску в шинах;
- перевірку кріплення коліс і їх елементів.


• Облік роботи шин.

На кожну нову, відновлену або б/у шину, в тому числі, яка надійшла на підприємство разом з автомобілем, заводять картку обліку роботи шини. У стандарті наведено форма картки обліку. Заповнення усіх граф обов'язкове.
По картці обліку визначають виробіток шини (у кілометрах), її придатність до подальшої експлуатації, кількість і види ремонтів, якщо шина їм піддавалася. Картка обліку є головним документом у випадку пред'явлення рекламації, списання в утилізацію тощо.


• Ремонт і списання шин.

Огляд і визначення технічного стану шин, пред'явлених до списання, проводить комісія зі списання, організована на підприємстві, що експлуатує шину.

У шин призначених до списання або відібраних для ремонтних робіт, відновлення протектору чи ремонт місцевих пошкоджень, визначають:
- ступінь спрацьовування рисунка протектора, види й розміри пошкоджень;
- вид відмови;
- ступінь старіння гуми, при наявності тріщин ("сітка старіння") на протекторі й боковинах;
- стан каркаса, при цьому перевіряють внутрішню поверхню покришки на наявність кільцевих зламів, відшарувань гуми, розшарувань, розривів ниток корду;
- стан бортів шини.
У випадку пред'явлення до списання шин, виробіток яких нижче гарантійного, встановлюються причини передчасної відмови шини.


• Рекламації.
Порядок відносин між споживачами шин і виробниками (виконавцями, продавцями) регламентується Законом України "Про захист прав споживачiв".
Надзвичайно актуальне питання утилізації спрацьованих шин.
Великогабаритні й надвеликогабаритні шини, які експлуатувалися відповідно до встановлених вимог експлуатації й вийшли з ладу через спрацьовування рисунка протектора, але мають працездатний каркас, повинні направлятися на відновний ремонт.
Строк придатності каркаса до відновного ремонту накладенням нового протектора - не більше п'яти років з дати виготовлення шини.
Вимоги до придатності великогабаритних і надвеликогабаритних шин для позадорожніх кар'єрних автомобілів до відновного ремонту накладенням нового протектора й вимоги, яким повинні відповідати відновлені шини, викладено в стандарті Міністерства промислової політики України СОУ МПП 83.160-095:2005, розробленому ТК 46.
У стандарті наведено номенклатуру, допустимих значень пошкоджень шин, клас відновлення й інші дані, за якими визначають технічний стан шин, прийнятих на відновлення. Наведено ряд вимог і характеристик, яким повинні відповідати відновлені покришки, вимоги до їхнього маркування, прийняття, контролю, транспортування, зберігання. Встановлено гарантійні строки експлуатації.
Великогабаритні й надвеликогабаритні шини, що вийшли з експлуатації й не підлягають відновному ремонту, являють собою багатотонажні полімерні відходи й екологічну проблему.
Їхня переробка й вторинне використання мають важливе економічне й екологічне значення.
На даний момент розробляється проект національного стандарту України ДСТУ... " Сировина вторинна гумова. Покришки та камери шин. Технічні умови ".

У стандарті зазначено напрямки переробки зношених покришок і камер, у тому числі великогабаритних і надвеликогабаритних, не придатних до відновлення й використання за прямим призначенням залежно від складу гуми й типу корду. Наведено вимоги до вторинної гумової сировини, встановлено правила прийняття, маркування, транспортування, зберігання.

Терміни на шини і їхні визначення, що стосуються великогабаритних і надвеликогабаритних пневматичних шин встановлено в ДСТУ 2219-93. У цьому стандарті, крім термінів і їхніх визначень за елементами покришок і камер, параметрами шин, типами рисунків протектора, дано класифікацію шин залежно від ширини профілю, габаритів, конструкції.
Наприклад:
"Надвеликогабаритна шина: НВГШ. Пневматична шина з шириною профілю 740 мм (умовна позначка ширини профілю 27.00) і більше, незалежно від посадкового діаметра.
Великогабаритна шина: ВГШ. Пневматична шина з шириною профілю від 350 мм (умовна позначка 14.00) до 740 мм (умовна позначка ширини профілю 27.00), незалежно від посадкового діаметра."
Національні стандарти України мають статус добровільних, а при декларуванні відповідності продукції цим стандартам вони стають - обов'язковими. Одночасно обов'язковими до виконання стають і документи-посилання. Таким чином, в обслуговуванні життєвого циклу великогабаритних і надвеликогабаритних шин задіяна досить велика кількість стандартів.

А.Г.Смірнов, канд. техн. наук, голова ТК 46

---