Шины для спецтехники: выбор, конструкция, секреты стоимости, восстановление

  Шина, как один из важнейших компонентов колесной техники, влияет на все параметры специализированных машин: управляемость, тормозные свойства, комфорт оператора, расход топлива, устойчивость, долговечность. Конструкция и технология производства шин чрезвычайно сложна. Специальная обувь для спецтехники состоит более чем из двухсот «ингредиентов». Решающее значение для определения назначения покрышки имеет состав резиновых смесей. При выборе шин учитывается множество факторов: тип конструкции, «узор» протектора, функции, которые выполняет машина, температурные и климатические условия, особенности местности, дорожного полотна или грунтовой поверхности. В отличие от других типов шин при производстве спецпокрышек уделяется внимание таким характеристикам, как повышенная прочность, максимальная износостойкость, устойчивость к высокому давлению, большим нагрузкам и перегреву, способность работать в широком диапазоне температур.

  Хорошие шины должны отвечать основным требованиям, предъявляемым к ним производителями, органами стандартизации и, самое главное, потребителями. К таким требованиям относятся:

• обеспечение лучшего сцепления с дорогой в различных климатических условиях;
• устойчивость и стойкость к уводу колес, что ведет к повышению безопасности машины;
• увеличение несущей способности и теплоотвода при максимальной скорости и номинальной нагрузке;
• улучшение отвода воды, самоочищение от камней, грязи и мокрого снега;
• износостойкость;
• снижение уровня шума и динамических воздействий;
• улучшение управляемости и комфорта оператора;
• снижение массы и сил сопротивления качению.

Чтобы разобраться, какие все-таки шины подходят к той или иной машине, нужно ознакомиться с классификацией шин, разобраться с цифровыми, буквенными и символьными обозначениями маркировки дорожной обуви, иметь представление об основных производителях и том, какие новинки и проверенные варианты они предлагают. Немаловажно понимать также, почему стоимость шин составляет в среднем 10% стоимости затрат компании на обслуживание парка спецтехники, а также знать о способах снижения затрат на покрышки.

  После приобретения шин полезными окажутся «лайфхаки» о подборе правильного давления в них, советы о продлении ресурса шин и рекомендации по рациональной эксплуатации. Если вы решили экономить, то нелишне будет знать о методах восстановления шин: нарезке канавок, горячем и холодном способе наварки, и почему восстанавливать шины выгоднее, чем покупать новые дорогие бренды.

Классификаций много, распространенная одна

В мире существует несколько ключевых организаций, разрабатывающих стандарты для производителей шин и ободов. К таковым относятся:

• TRA (Tire and Rim Association Inc.) — ассоциация по шинам и ободам);
• ETRTO (European Tyre and Rim Technical Organisation) — европейская техническая организация по шинам и ободам;
• JATMA (Japan Automobile Tyre Manufacturers Association Inc.) — японская ассоциация прозводителей автомобильных шин;
• STRO (Scandinavian Tyre & Rim Organization) — скандинавская организация по шинам и ободам.

В нашей стране используются все классификации. Это во многом зависит от региона, откуда поставляются шины, но наиболее широко применяется кодификация TRA. Это американская ассоциация, создающая стандарты для дисков и шин. В ней принята на вооружение дюймовая система маркировки.

  Покрышки для спецтехники делятся на несколько базовых категорий в соответствии с типом машин, для которых они предназначены: E — карьерная техника; L — погрузчики и бульдозеры; G — грейдеры; С — катки; IND — индустриальные шины; R — комбайны, трактора, индустриальная техника; I — cельхозорудия и тележки; F — шины для направляющих колес тракторов; НF — флотационные шины для тракторов, комбайнов, индустриальной и лесозаготовительной техники; LS — лесозаготовительная техника.

  Кроме того, выделяется несколько категорий «обуви» для мобильной техники Нigh Speed Service:

• NHS — для эксплуатации на бездорожье;
• TG — тракторный грейдер;
• ML — горные работы, трелевка, с периодической эксплуатацией на дорогах;
• DT — для пустыни, песчаной поверхности, для асфальтовых катков;
• MCS — мобильные краны.

Для землеройных машин (ЕLG) используются крупногабаритные шины — КГШ или по-английски OTR (Off The Road). Их посадочный диаметр составляет более 24 дюймов (610 мм). Согласно нормативам TRA, шины для землеройной техники и катков классифицируются по виду техники, типу протектора и условиям эксплуатации. Каждая из категорий или индексов TRA подразделяется на несколько подкатегорий:

Как присмотреть нужные шины: подсказки производителей

  Создатели шинной обувки, заботясь о своих потребителях, активно дают рекомендации по выбору шин и неутомимо просвещают их о том, какие факторы необходимо учитывать, подыскивая такие необходимые аксессуары любой спецмашины, как прочные шины.

  Итак, советуют они, при подборе покрышек хорошо было бы держать в голове следующие моменты:

• тип конструкции шин;
• конструкция корда;
• тип и рисунок протектора;
• условия предстоящей работы шины;
• температура окружающей среды и климатические условия (влага, сильная жара, лед);
• качество поверхности проезжей части, грунта или скальной местности;
• скоростные режимы.

Типы конструкции шин

  Конструкция шины — это ключевой фактор при ее выборе, так как она влияет на производительность техники. По типу конструкции спецобувь для спецтехники подразделяется на диагональные и радиальные шины. Диагональная конструкция представляет из себя перекрёстное расположение нитей корда в смежных слоях. Нити имеют угловой наклон в средней части беговой дорожки не более 45-60 градусов. Другими словами, каркас выполнен из нескольких перекрещивающихся слоев и не усилен. В зоне протектора и боковины он имеет одинаковую конструкцию. На протектор передаются деформации боковины, и в результате происходит деформация протектора шины в пятне контакта, изменение пятна контакта во время движения и постоянное трение между слоями каркаса.

  Такая структура не обеспечивает достаточной прочности и слабо сопротивляется колющим проникновениям. Диагональные шины относительно дешевы, по сравнению с радиальными, но менее распространены и в производстве, и среди эксплуатирующих компаний. Говоря о недостатках диагональных шин, нужно также отметить, что они имеют ускоренный износ, сниженное сцепление, и их использование ведет к повышенному расходу топлива.

  В каркасе радиальных шин все нити корда расположены параллельно друг другу. Каркас имеет только один радиальный слой. В зоне протектора каркас усилен поясом брекерных слоев. Нити корда брекера лежат под большим углом. Брекер — это часть покрышки, состоящая из слоев корда или резины и расположенная между каркасом и протектором. Радиальные шины имеют более мощный брекер, часто металлокордный, вследствие чего меньше деформируются.

  Радиальная технология сочетает металлические или текстильные нити каркаса, идущие от одного бортового кольца к другому, с поясом из нескольких слоев стальных тросов, укрепляющих протектор шины. Радиальный каркас обеспечивает независимую работу боковин и протектора шины, поэтому деформации боковины не передаются на протектор, что приводит к:

• минимальной деформации в пятне контакта при нагрузке;
• отсутствию смещения брекерных слоев;
• высоким тяговым свойствам и сцеплению с поверхностью при меньшем износе благодаря большому пятну контакта шины с грунтом;
• увеличению грузоподъемности благодаря металлическому каркасу, который выдерживает более высокое давление в шине и может нести большую нагрузку.

Гибкость боковин радиальной шины повышает уровень комфорта водителя или оператора техники, не снижается устойчивость машины, увеличивается стойкость к повреждениям и проколам. Радиальная технология предлагает баланс между следующими факторами: нагрузка, скорость, производительность машин, срок службы шин, безопасность, расход топлива. Радиальные шины меньше перегреваются, вследствие чего переносят длительные нагрузки. Это дает спецтехнике лучшую управляемость, возможность работать на больших расстояниях и с большим ресурсом времени.

Типы и рисунки протектора

  Если речь идет о грузовой технике: грузовиках, самосвалах, фурах, автофургонах, то по типу протектора шины разделяются на несколько категорий. Рассмотрим основные типы протектора дорожных шин.

Типы протектора

Рулевые шины. Предназначены для установки на рулевую ось, чаще всего имеют продольные канавки и обеспечивают хорошую устойчивость  машины.

Ведущие шины. Устанавливаются на ведущую ось, обеспечивают надежное сцепление и принимают основную нагрузку. Протектор таких шин имеет крупные блоки и ламели с глубокими канавками, которые помогают шине самоочищаться и сохранять сцепление.

Универсальные шины. Могут устанавливаться на любую ось и имеют «усреднённый» рисунок протектора. К ним чаще всего относятся покрышки, предназначенные для использования на дорогах с твёрдым покрытием. Рисунок протектора может быть как продольным, так и с крупными элементами.

Магистральные шины. По рисунку похожи на рулевые, главное предназначение — обеспечивать хорошую управляемость и курсовую устойчивость. Главное преимущество — повышенная норма слойности.

Региональные шины. Подходят для движения по плохим дорогам и грунту, хорошо отводят грязь через дренажные канавки и отличаются повышенной износоустойчивостью.

  Отдельная категория — протекторы для специальных шин, которые применяются на карьерной, землеройной, строительной, лесозаготовительной и сельхозтехнике. Они отличаются рисунком повышенной проходимости с мощными грунтозацепами. Сам рисунок чаще всего направленный, благодаря чему шины отлично чувствуют себя на бездорожье. «Узоры» рисунка меняются в зависимости от типа поверхности, по которой будет работать спецтехника. Например, у асфальтоукладочных катков шины практически гладкие, а у карьерных самосвалов это набор грунтозацепов в виде крупных шашек. Если самосвал работает на песчаном грунте, его обувают шинами с одним рисунком, а если на скальном — покрышками с совсем другим «орнаментом».

Рассмотрим основные виды рисунков, наиболее часто встречающиеся на различных видах спецтехники.

«Клюшка»

Форма блока протектора напоминает букву «Г». Блоки располагаются в зеркальной последовательности. Шины имеют повышенные тяговые характеристики и устанавливаются на погрузчики, трактора и ковшовую технику.

«Шашка»

Этот рисунок протектора часто используется для шин, применяемых на машинах, работающих на поверхностях с твёрдым покрытием, среди которых асфальт или бетон. Такие шины отличаются меньшей проходимостью, чем покрышки с «клюшкой», но являются более устойчивыми к внешним повреждениям и отличаются прочностью. Основное применение — портовая и цеховая техника.

«Волна»

Рисунок протектора был разработан для фронтальных и подземных погрузчиков, а также для карьерных самосвалов и грейдеров. Шины обладают улучшенными тяговыми характеристиками и стойкостью к внешним разрушительным воздействиям, которые могут наносить, например, острые камни.

«Ёлка»

Это самый распространенный рисунок протектора на сельскохозяйственной технике: на тракторах, комбайнах, уборочной технике. Благодаря наискосок направленным блокам машины более проходимы на грунте.

«Прерванная волна»

Такой протектор используется на шинах, которые устанавливаются на лесной спецтехнике. Например, харвестеры и форвардеры. Рисунок является симбиозом «волны» и «клюшки». Отличается повышенной проходимостью по заболоченным местностям.

«Черепаха»

Рисунок протектора для карьерной и строительной техники. Такой протектор отличается более крепкой конструкцией и устойчивостью к агрессивной среде использования. Широкие грунтозацепы значительно повышают проходимость. Покрышки имеют продолжительный ресурс эксплуатации.

Условия эксплуатации

Условия работы, климат и дорога

  Следующие факторы, которые необходимо учитывать, выбирая шины: виды работ, режимы и условия, в которых будет трудиться техника. Одно дело, когда автогрейдер расчищает снег на городских улицах, и совсем другое, когда карьерный фронтальный погрузчик загружает скальный грунт в самосвалы. Также немаловажно учитывать режимы работы. Если спецтехника используется нерегулярно, необязательно покупать супердорогие брендовые шины. Если же она работает в две смены в режиме полной загрузки либо постоянно сдается в аренду, стоит подумать о покупке недешевых надежных шин. Что касается условий работы, то, к примеру, ситуация использования погрузчика внутри помещений — в ангарах, складах, цехах —  значительно отличается от мест эксплуатации автодорожных катков или колесных экскаваторов. То же самое относится к качеству поверхности проезжей части, грунта или скальной местности. Для карьерной техники, к примеру, понадобятся более прочные шины, нечувствительные к воздействию острых камней, с мощными грунтозацепами и особым составом резиновой смеси. Нужно также внимательно изучить рекомендации производителей, которые указывают варианты лучшего сцепления в различных климатических зонах.

  Скоростные режимы тоже влияют на выбор шин. Ведь, к примеру, скорость движения магистральных тягачей значительно выше скорости перемещения БелАЗа. Значит, и шины будут разные: в первом случае — дорожные, во втором — специальные крупногабаритные для карьерной техники.

  Кроме того, недурно и задуматься о сроке гарантии: рекомендуется выбирать шины, у которых гарантия больше, и чтобы она покрывала всю территорию страны, по крайней мере поддерживалась в регионе их эксплуатации.

Почему хорошие шины такие дорогие?

  Общеизвестным фактом является то, что стоимость шин составляет в среднем 10% стоимости затрат компании на обслуживание парка спецтехники. Это, наряду с закупкой топлива, является одной из основных статей расходов эксплуатирующей организации. Дороговизна спецпокрышек вовсе не результат рыночных спекуляций, а связана с вполне объективными причинами. Во-первых, в составе резиновых смесей, использующихся при изготовлении спецпокрышек, имеется высокое содержание натурального каучука. Этот природный эластомер, состоящий из высушенного сока (латекса) южноамериканского каучукового дерева (бразильская гевея), — довольно дорогое удовольствие.

  Во-вторых, конструкция и технология производства шин чрезвычайно сложна и недешева. Особенно это касается многослойных моделей, имеющих большое число брекерных слоев. Специальная обувь для спецтехники состоит более чем из двухсот «ингредиентов», а это, в свою очередь, порождает дорогостоящий техпроцесс. И японцы, и американцы, и европейцы — люди бережливые, и вопросу экономии ресурсов в долгосрочной перспективе придают огромное значение. В каркас покрышек закладывается ресурс не менее 1 млн км — это огромный запас прочности. Фактически покупатель приобретает не одно, а два колеса — новое и восстановленное на этом же каркасе. Львиная доля стоимости приходится именно на него. Следовательно, разумным решением будет не менять шину на новую, а восстанавливать ее.

  В этой ситуации становится особенно актуальной оптимизация затрат на шины. Как мы уже писали, снижению издержек способствует правильный выбор шины, и этому вопросу посвящена значительная часть статьи. Ошибка в подборе шин может привести к увеличенному расходу топлива, в среднем на 3% — вот вам и лишние затраты. Если умножить эту цифру на часы работы техники и стоимость литра топлива, то получится сумма потерь в денежном эквиваленте.

  Кроме того, приобретая шины и продлевая затем их ресурс, вы избавляетесь от необходимости часто их менять. Здесь имеется в виду правильная эксплуатация покрышек и внимание к деталям. Прежде всего стоит обратить внимание на определение и соблюдение правильного давления в шинах.

Выбор оптимального давления в шине

  Подбор правильного давления — залог продления ресурса шины, а машина получает дополнительную управляемость и устойчивость. От давления в шинах зависят и эксплуатационные расходы, и безопасность движения, и экология. Недостаточное давление вызывает повышение рабочей температуры шины, что приводит к необратимому изменению структуры внутренних слоев шины и сокращает срок ее службы. Чрезмерное давление приводит к быстрому и неравномерному износу шин, а протектор и боковины чаще получают порезы.

  При определении правильного давления нужно принимать в расчет множество нюансов и деталей: учет положения шины (передняя или задняя), плотность загружаемого материала (если это шины для погрузчиков, грузовиков и землеройной техники), учет условий эксплуатации машины и типа местности, где она работает, а также ее основных функций.

  Одна из самых распространенных ошибок и водителей дорожной грузовой техники, и операторов строительных погрузочных машин — это перегруз. Для компенсации избыточных нагрузок необходимо пропорционально увеличить давление в шинах. Если на вашей машине радиальные шины, то рекомендуется повысить давление на 2% на каждый процент увеличения нагрузки сверх нормы, но не более чем на 14%. Для диагональных шин максимальное увеличение давления составляет 30% при превышении нагрузки на 15%.

Советы по контролю давления в шинах

  Проверяйте и регулируйте давление в шинах перед каждой рабочей сменой машины. Нужно соблюдать рекомендованные в инструкции по эксплуатации параметры. В некоторых случаях, когда техника имеет особую конфигурацию или в трудных условия работы, приходится устанавливать разное давление в шинах разных осей или в разные временные промежутки. Манометром постоянно измеряйте давление и при необходимости калибруйте его. Как правило, шина испытывает перегрев, когда давление ниже рекомендованного. Это ведет к плачевным результатам — быстрому износу и сверхнормативному расходу горючего. Конфигурация пятна шины также меняется, отчего плечевые зоны протектора легко изнашиваются. Шина живет на треть меньше положенного срока, если давление систематически снижено на 30%. Машина в целом также подвергается быстрому износу, так как уменьшается амортизация и увеличивается вибрация. Если давление в шинах выше нормы, то в результате снижается сцепление с поверхностью, наблюдается неравномерное истирание протектора, машина вязнет в рыхлом грунте, также возможно повреждение подвески.

Рекомендации по рациональной эксплуатации шин

  Регулярно осматривайте шины, проверяйте наличие повреждений, трещин, царапин, проколов на протекторе и боковинах. Если шины двойные, обследуйте их внутренние стороны, не заклинились ли между ними камни, скальные осколки, стекло или любые другие посторонние штуковины. Если вы углядели неравномерный износ шин, стоит проверить люфт ступичных подшипников, положение осей, схождение-развал колес, их балансировку, состояние тормозов и подвески.

  Нужно содержать колеса, включая шины, в чистоте, постоянно их мыть и чистить. Систематические протечки масла, топлива и попадание их на покрышки вредят им. С помощью глубиномера контролируйте глубину рисунка протектора. Она должна быть не ниже индикатора износа. Не забывайте надевать на вентили шин защитные колпачки, которые защитят их от песка, пыли и химических реагентов. Используйте также золотники с фильтром. Постоянные осмотры и контроль давления минимизируют риск разрывов шин, которые наносят значительный ущерб компании.

Восстановление шин

  Как мы помним, в каркас шины закладывается огромный запас прочности с расчетом на то, что шина будет восстановлена. Другими словами, западными производителями уже заложена возможность радикального продления ресурса покрышки. Реставрация спецобуви стоит относительно недорого в сравнении с покупкой новой шины, а ее пробег увеличивается порой до 40%. Стоимость восстановления на 40% меньше стоимости приобретения новой шины.

  Наиболее действенным и распространенным способом восстановления шины является метод наварки. Существует две технологии наварки —  холодная и горячая, их суть — присоединение к изношенной покрышке нового протектора путем вулканизации. В первом случае температура нагрева достигает 100 градусов, во втором – 120-160. При холодном методе наварки сначала осматривают и диагностируют шину, определяют, нет ли повреждений бортов, корда, боковин. Оценивается состояние резины и принимается решение, нужно ли восстанавливать покрышку. Затем производят шерохование —  удаляют верхний поврежденный или изношенный слой протектора, то есть фрезой на шероховальном станке обрабатывают протектор так, чтобы над брекером оставалось не более 1-1,5 мм резины. Потом пневмоинструментом удаляются дефекты брекера, зачищается ржавчина и с помощью ремонтного пластыря усиливаются поврежденные места. Ремонтный пластырь — это специальный фрагмент резины с металлическими жгутами внутри. Это дает усиление шине и позволяет выдерживать давление в 8-9 атмосфер.

С помощью экструдера заливаются сырой резиной все неровности, возникшие в результате шероховки. Сырая резина — это материал, еще не подвергавшийся вулканизации. Далее на шину наносится сплошной слой сырой резины и накладывается протектор. После этого покрышка помещается в резиновую оболочку, состоящую из двух частей, — так называемый «конверт», из которого затем вакуумным насосом выкачивается воздух и создается вакуум.

На финишном этапе шина отправляется в автоклав, где сохраняется  давление около 4 атмосфер и температура около 100 градусов. Внутри автоклава каждый конверт подключается к манометру для контроля давления в процессе. Здесь сырая резина вулканизируется, объединяется со старой и образуется монолит.

  При горячем способе восстановления после этапа осмотра происходит шероховка поверхности. Затем на обработанную часть распыляют клеевой раствор и наносят промежуточный тонкий слой соединительной резины.

  Протектор можно наносить двумя способами. Первый предусматривает наложение одного слоя толстой нерифленой резины и невулканизированной протекторной ленты. Второй способ заключается в навивке нескольких слоев жгута из невулканизированной протекторной резины. После этого покрышку с новым слоем укладывают в специальный формовочный аппарат, где и происходят вулканизация и опрессовка протектора. Технология изготовления близка к той, что используется при производстве новых шин.

  Специалисты советуют восстанавливать шины при остаточной глубине протектора 3–4 мм для шин, используемых на трассах, и 5–6 мм – для шин, эксплуатируемых в жестких условиях. При такой остаточной глубине протектор еще располагает достаточной толщиной для нарезки на глубину до 3 мм.

  По внешнему виду восстановленные шины не отличаются от новых. Для восстановления используют высококачественные материалы от известных поставщиков. На всех стадиях очень точно соблюдается технология.

  Как показывают практика и опыт западных компаний, самыми выгодными в эксплуатации оказываются восстановленные шины, так как они обходятся дешевле примерно на 40%. Здесь работает простая логика: характеристики новых и восстановленных шин одни и те же, а стоимость вторых значительно ниже. Реанимация протектора является простым и надежным способом снизить общую стоимость спецобуви.

***

  Итак, при выборе шин нужно прежде всего учитывать условия эксплуатации техники. Можно опереться на опыт компаний, которые работают с ней. С другой стороны, более точным будет научный подход. Можно установить на машину один комплект интересующей вас резины, а вместе с ним необходимое измерительное оборудование и датчики, которые отразят конкретные цифры по скорости, нагрузке, температуре, внутреннему давлению воздуха.

  Производители постоянно внедряют инновации в производство шин и закладывают в них множество возможностей. Они постоянно улучшают состав резиновых смесей, придумывают новые «узоры» протекторов и оттачивают технологии защиты от износа и повреждений. За нами остается не многое — знать, как грамотно пользоваться этими ресурсами.