对于叉车这一物流行业使用较为普遍的设备来说,轮胎是极为重要且容易损坏的部件。正确使用和维护轮胎,对提高武汉叉车轮胎使用寿命、改善叉车使用性能、降低使用成本等都具有重要意义。本文分析了叉车轮胎的结构特点以及影响叉车轮胎寿命的主要因素,在此基础上提出了关于叉车轮胎维护检修的具体对策,以供业内借鉴。
叉车轮胎作为叉车运动的易损件之一,对叉车行驶中的灵便性、平稳性、安全性和使用经济性等都有着十分重要的作用,所以正确使用、维护和检修叉车轮胎,对提高叉车轮胎的使用寿命、改善叉车的使用性能、降低使用成本等都显得十分重要,应引起相关人员的重视。
一、叉车轮胎的结构特点
工业搬运叉车广泛应用于港口、车站、机场、货场、工厂车间、仓库、流通中心和配送中心等,并可进入船舱、车厢和集装箱内进行托盘货物的装卸、搬运作业,是托盘运输、集装箱运输必不可少的设备。
叉车轮胎是橡胶与纤维材料及金属材料的复合制品,制造工艺是机械加工和化学反应的综合过程。橡胶与配合剂混炼后经压出制成胎面;帘布经压延、裁断、贴合制成帘布筒或帘布卷;钢丝经合股、包胶后成型为胎圈;然后所有半成品在成型机上组合成胎坯,在硫化机的金属模型中,经硫化而制成轮胎成品。加工子午线轮胎时,要求半成品部件的质量尺寸精度高,工艺严格,需要一系列专用的设备与十分严格的工艺。其中比较关键的是钢丝贴胶压延、裁断、成型工艺及活络模硫化。钢丝压延目前存在冷压延及热压延两类方法。成型方法有一次成型法和两次成型法。一次成型法是在一台机头断面可变的成型机上成型外胎,两次成型用两台成型机分段成型外胎。第一段可以在普通半鼓式不伸缩的或径向伸缩的成型机头上进行,而第二段在膨胀定型机头上成型,使外胎由圆筒形转变为圆环形。
叉车轮胎花纹的主要作用是增加胎面与路面间的摩擦力,以防止车轮打滑,叉车轮胎花纹提高了胎面接地弹性,在胎面和路面间切向力(如驱动力、制动力和横向力)的作用下,花纹块能产生较大的切向弹性变形。切向力增加,切向变形随之增大,接触面的“摩擦作用”也就随之增强,进而抑制了胎面与路面打滑或打滑趋势。这在很大程度上消除了无花纹(光胎面)叉车轮胎易打滑的弊病,使得与叉车轮胎和路面间磨擦性能有关的汽车性能——动力性、制动性、转向操纵性和行驶安全性的正常发挥有了可靠的保障。
胎面是叉车轮胎与地面直接接触的部位,以天然或和成橡胶制成,为了实际用途的不同,以及道路状况的差异,所以胎面上刻着不同形状的花纹,它具有保护叉车轮胎内部钢丝及纤维的作用,也是叉车轮胎被使用最频繁、损耗最大的部分,包含中央部位及胎肩部分,具有驱动、制动、排水、减震、转向等主要功能。
胎壁一部分虽然未与地面接触,但却具有吸收地面冲击力以及保护胎体内钢丝或纤维层的作用,而叉车轮胎的尺寸、型号和制造厂名称等,均浮写在这一部位。
胎体是叉车轮胎的主要骨架,可承受巨大的冲击力量,如叉车轮胎的承载压力、内部空气压力及横向的剪力。它是由人造纤维经上胶后交织于橡胶之内,经过加热处理等过程制成,然后按所需之尺寸大小予以剪切,卷贴于“胎内层”外,形成胎体的部分。
缓冲层是介于胎面与胎体中间的“线层”,主要用来承受来自外面的冲击力,一旦胎面发生裂伤或切伤时,不会直接伤及胎体,又具有防止胎面与胎体分离的作用。叉车轮胎内只有缓冲层是以圆周方向与地面接触,但盖罩是由胎面延伸出来,沿着胎壁侧边弯曲,包裹叉车轮胎的。
环带层深植在胎面与胎体之间,沿圆周方向延伸,具有高张力之补强带,且有缓冲层的作用,且紧密地扣住胎体,提高胎面的强度。
胎唇是叉车轮胎内缘与钢圈接触的部位,负责固定叉车轮胎于钢圈上,内置高张力的集束钢丝,紧密地扣住钢圈。胎唇空间是为强化胎唇的张力强度,在环带外侧自然留下一段间隙,对于环带伸张具缓冲的余隙,而且中空的构造强度亦比实心者大。
内罩则用以保护胎唇并强固叉车轮胎边缘,可有效地帮助胎唇固定在轮圈上。
气密胶一般用于无内胎车轮。轮胎内部设有一层气密胶,可以防止高压空气的泄露,随时保持叉车轮胎与钢圈的密合,叉车轮胎上若有小破洞时,仍然可以将泄露降至最低。
二、影响叉车轮胎寿命的因素
在一定的胎压下,轮胎超载使其挠曲变形增大,帘布和帘线的应力增大,易造成胎壁部位帘线折断、松散和帘布脱层,胎体帘线的受力将超过设计允许应力和轮胎接地压力,产生的热量增加,胎体温度升高,承载能力下降。同时因胎肩与地面接触产生磨损,尤其在遇到障碍物时,即使一个不大的石块,也会引起胎冠爆破。由于前后桥分配的负荷不同、驱动轮与转向轮的工作特点不同及路面状况的差异,各轮胎的磨损状况不一致,如果同一车桥两侧未更换同厂、相同尺寸、结构、层级和花纹的轮胎,则会加速轮胎的磨损。
高温将使橡胶的扯断强度、伸长率及硬度降低,使橡胶与帘线间的附着强度下降,同时也加速了橡胶的老化。对于处在高温下的轮胎,特别是已经老化的轮胎,当出现侧滑或滚过障碍物时,很容易使胎冠花纹撕裂。由于胎壁橡胶老化而产生裂纹以及胎壁严重变形而导致胎体层帘线与橡胶分离,一旦轮胎局部受到突发负荷就很有可能出现爆胎。
当轮胎受到油脂、酸碱物质腐蚀或长时间高温作用时,轮胎的理化性能将发生变化,承载能力大大降低,使用中也极易爆胎。另外,受油腐蚀过的轮胎会出现封气层块状剥落、胎口出现小面积橡胶脱落,以及胎体帘线与橡胶脱离等现象。由于补片无法与含油橡胶亲和,因此即使轮胎的损坏伤口很小,也失去了修补的可能性。在一定的载荷和胎压下,车速增加,轮胎的变形频率、胎体的振动及轮胎圆周和侧向的扭曲变形随之增加,单位时间内因摩擦而产生的热量增加,轮胎的工作性能下降,甚至出现帘布层破裂和胎面剥落现象,加速轮胎的磨损和破坏。在使用中,如果不注意合理搭配和定期换位,将造成轮胎承担负荷不均匀,也会加速轮胎磨损。
道路条件对轮胎的使用寿命影响也很大,它影响到轮胎与地面的摩擦情况及轮胎受到的动载荷。在一定的载荷和行驶条件下,车辆的轮胎有一个适宜的轮胎气压,当轮胎气压低于标准值行驶时,轮胎径向变形增大,两侧产生过度挠曲,以致胎冠两侧接地,胎侧内壁受压,胎侧外壁受拉,胎体内帘线产生较大的变形和交变应力。周期性的压缩变形,会加速帘线的疲劳损坏,使轮胎的帘布层和轮胎与地面之间相对滑移增大,车辆摩擦产生的热量增多,轮胎温度急剧上升,使橡胶的抗拉强度降低,帘线松散和局部脱层,遇有障碍受到冲击时就产生爆胎。胎面的压力不均匀,使胎肩部分磨损严重,产生“桥式效应”,胎面呈齿状或波浪状。轮胎花纹凹部易嵌入钉子和石块,引起机械损伤。