Czynniki obniżające trwałość opon Mieszanka gumowa podlega cały czas procesowi zużycia i starzenia. Ulegają zmianie własności fi zyczne i mechaniczne pod wpływem tlenu, ozonu, światła słonecznego, ciepła i zawilgocenia. Największym czynnikiem degradującym ogumienie jest jednak wysoka temperatura, stąd należy weryfi kować warunki użytkowania, czy nie powodują przegrzewania opon. Należy uwzględnić, że gdy powietrze w oponie wozidła osiąga temperaturę około 120°C, to prawdopodobieństwo jej uszkodzenia z powodu przegrzania wynosi 20%. Natomiast przy temperaturze 140°C prawdopodobieństwo uszkodzenia opony to już 90%. Im wyższa temperatura, tym szybciej mieszanka gumowa opony traci odporność na wielokrotne odkształcenia [1]. Pogarszają się nieodwracalnie:

• odporność na ścieranie,

• odporność na rozerwanie,

• elastyczność.

Podobną zależność, powodującą przyśpieszoną degradację ogumienia, jak podwyższona temperatura użytkowania, ma eksploatacja opon z niewłaściwym ciśnieniem. Ogumienie z ciśnieniem niższym o 50%, niż zalecane przez producenta, może skrócić trwałość opony nawet o 72%. Zbyt wysokie ciśnienie jest również niekorzystne, gdyż jeśli jest wyższe od wymaganego o 50%, to trwałość opony może być niższa o 32% [1]. Szczegółowo powyższe zagadnienie obrazuje rysunek 1.

Opony podczas normalnej eksploatacji zużywają się głównie przez tarcie bieżnika o nawierzchnię, ich przyśpieszone zużycie może wynikać dodatkowo z intensywnego manewrowania załadowanym pojazdem w miejscu. Ponadto przesunięcie środka ciężkości w stronę tylnej części podwozia powoduje zwiększone przenoszenie ciężaru wozidła przez opony tylnej osi, odciążając przy tym opony przednie. Zużycie ogumienia jest uzależnione od współczynnika tarcia charakteryzującego nawierzchnię dróg transportowych oraz siły nacisku. Opony na kołach przenoszących większe obciążenie są poddawane zwiększonej sile tarcia, a co za tym idzie większemu zużyciu.

Poza tarciem, kolejnym czynnikiem powodującym przyśpieszone zużycie opon są ostre przedmioty znajdujące się na drodze, w warunkach kopalnianych w większości to odłamki skalne. Opony po długim czasie eksploatacji posiadają wiele ubytków dochodzących niekiedy do osnowy opony, pojawiają się także rozcięcia oraz pęknięcia bieżnika, boków oraz stopki. Zwiększone tarcie dodatkowo wpływa na odrywanie kawałków gumy z bieżnika, przyspieszając niszczenie ogumienia [2]. Dlatego tak istotne znaczenie ma stan i rodzaj nawierzchni dróg technologicznych. Na zdjęciach przedstawiono przykłady degradacji opon wozideł użytkowanych w górnictwie odkrywkowym.

Zalecenia w użytkowaniu opon przeznaczonych do pracy w górnictwie odkrywkowym

Ze względu na istotną funkcję ogumienia w maszynach górniczych oraz specyfi czne warunki eksploatacji należy przeprowadzać pomiary stopnia zużycia opon. Dzięki temu istnieje możliwość oszacowania prędkości zużycia opon, a także wyznaczanie przybliżonego czasu ich eksploatacji (trwałości). Bieżąca kontrola i monitoring opon powinien także uwzględniać regularny pomiar ciśnienia, kontrolę wizualną wraz z pomiarem głębokości bieżnika.

Dodatkowo wyznaczenie procentowego zużycia bieżnika według zależności (1) pozwala na porównanie przewidywanego czasu eksploatacji kilku różnych typów opon i dobranie do nich najbardziej korzystnego czasu eksploatacji.
           

Wyznaczenie średniej prędkości zużycia bieżnika jest pomocne przy szacowaniu czasu eksploatacji opony i jest wyrażona zależnością (2):

                                                 
W tabeli 1 przedstawiono przykładową analizę szybkości zużycia bieżnika opon użytkownych w kopalni odkrywkowej. Na podstawie podobnych analiz sporządzono wykres (rys. 1)  zużycia bieżnika w zależności od czasu eksploatacji dla zestawu opon. Co warto podkreślić, przebieg procesu zużycia ogumienia nie ma charakteru liniowego i po przekroczeniu ok. 4-5 tys. mth przebiegu widoczny jest przyśpieszony wzrost zużycia.
       

***

Prawidłowy dobór, montaż opon (odpowiednie narzędzia, zachowanie czystości obręczy, właściwa procedura pompowania, wymagane ciśnienie robocze) oraz odpowiednie ich użytkownie mogą znacząco przedłużyć nominalny czas eksploatacji ogumienia, tym samym obniżając koszty. Utrzymywanie nawierzchni dróg transportowych w dobrym stanie nie tylko znacznie zmniejsza energochłonność transportu, ale ma również olbrzymi wpływ na trwałość ogumienia i zmniejsza ryzyko jego uszkodzenia. Ponadto stosowanie nawierzchni utwardzonych na stałych drogach transportowych, czy stosowanie zraszania w okresie letnim w celu zmniejszenia temperatury opon, skutkuje zwiększeniem trwałości i wydłużeniem czasu eksploatacji ogumienia.

Artykuł został również opublikowany w nr 6/2018 magazynu Surowce i Maszyny Budowlane.