Opony do maszyn górniczych, ładowarek i wozideł – jak dobrać?

Opony do maszyn górniczych dobiera się do rodzaju maszyny, cyklu pracy, obciążenia, prędkości i agresywności podłoża. W kopalni odkrywkowej inne wymagania ma ładowarka pracująca przy ścianie, inne wozidło wykonujące długie cykle transportowe, a jeszcze inne maszyna pracująca pod ziemią. Sam rozmiar opony nie wystarcza.

Warto też uporządkować nazewnictwo: wiele koparek gąsienicowych w ogóle nie korzysta z opon. Poniższy poradnik dotyczy przede wszystkim ładowarek kołowych, wozideł, koparek kołowych i innych maszyn OTR pracujących w kopalniach, kamieniołomach i ciężkich robotach ziemnych.

Najpierw określ zastosowanie: L, E, G czy C

Michelin opisuje międzynarodową klasyfikację opon earthmover według zastosowania. Litera na boku opony nie jest ozdobnikiem, tylko wskazuje rodzinę pracy:

Kod	Zastosowanie
L	ładowarki i spycharki
E	transport ziemny, wozidła
G	równiarki
C	walce i kompaktory

To ważne, ponieważ opona przeznaczona do krótkich cykli ładowarki nie musi być właściwym wyborem do wozidła pokonującego długie odcinki z dużą prędkością.

L3, L4 i L5: głębokość bieżnika to nie ranking jakości

W oponach do ładowarek często spotkasz oznaczenia L3, L4 i L5. Michelin opisuje je następująco:

Kod	Charakterystyka bieżnika	Typowe środowisko
L3	rock, standardowa głębokość	średnio agresywne podłoże
L4	rock, głęboki bieżnik	bardziej agresywne podłoże
L5	rock, bardzo głęboki bieżnik	wysoka agresywność, skały i ciężka praca

L5 nie jest automatycznie lepsze od L4. Bardzo głęboki bieżnik daje większy zapas gumy i ochronę w ciężkim środowisku, ale może generować więcej ciepła. Przy dłuższych cyklach transportowych i wyższej prędkości ważniejsza może być zdolność opony do odprowadzania temperatury.

TKPH / TMPH: parametr krytyczny dla wozideł

TKPH (tonne-kilometres per hour) lub TMPH (tonne-miles per hour) opisuje zdolność opony do pracy w określonym połączeniu obciążenia i prędkości. Michelin podaje, że dla tego samego rozmiaru i wzoru bieżnika mogą występować różne mieszanki z różnym TKPH.

To dlatego opona odporna na przecięcia nie zawsze będzie najlepsza do szybkiego haulage. Michelin rozdziela mieszanki od szczególnie odpornych na przecięcia i ścieranie po wersje zaprojektowane pod dłuższe cykle i większą odporność na nagrzewanie.

Przy doborze do wozidła trzeba więc znać rzeczywisty cykl pracy: obciążenie, długość trasy, prędkość, liczbę kursów i temperaturę otoczenia. Samo hasło „opona górnicza” mówi za mało.

Ten sam rozmiar może mieć inną nośność przy 10 i 50 km/h

Dobrze pokazują to dane Trelleborg dla modelu EMR1042 23.5 R25 o klasyfikacji L4/E4. Producent podaje:

• 14 500 kg przy 10 km/h i ciśnieniu 5,75 bar,
• 9 250 kg przy 50 km/h i ciśnieniu 4,50 bar.

W rozmiarze 29.5 R25 EMR1042 PRO-PIT producent podaje odpowiednio 22 400 kg przy 10 km/h oraz 14 000 kg przy 50 km/h. To dobry przykład, dlaczego nośności nie wolno przepisywać z samego rozmiaru bez sprawdzenia zastosowania i prędkości.

Ciśnienie musi odpowiadać obciążeniu i cyklowi pracy

W ciężkich oponach OTR ciśnienie nie jest jedną stałą wartością dla danego rozmiaru. Michelin podkreśla, że dobór zależy m.in. od obciążenia, typu maszyny, terenu, długości cyklu i zastosowania.

• ciśnienie należy sprawdzać na zimnej oponie,
• nie należy spuszczać powietrza z rozgrzanej opony,
• w kołach bliźniaczych należy utrzymywać równowagę ciśnienia,
• napełnianie azotem nie zwalnia z regularnej kontroli,
• wartości dobiera się z tabel producenta opony i maszyny.

Zbyt niskie ciśnienie zwiększa ugięcie i nagrzewanie opony. Zbyt wysokie może pogarszać trakcję i powodować nadmierne zużycie środkowej części bieżnika.

Radialna czy diagonalna?

Nie ma prostej zasady, że radialna zawsze jest lepsza, a diagonalna zawsze bardziej odporna. Producenci nadal oferują oba rozwiązania do konkretnych zastosowań. Wybór zależy od konstrukcji maszyny, prędkości, nawierzchni, obciążenia i wymaganej odporności na uszkodzenia.

W dużych ładowarkach i wozidłach górniczych dominują dziś konstrukcje radialne, ale nie oznacza to, że można bez sprawdzenia zastąpić nimi oponę diagonalną w każdej starszej maszynie.

Pełne opony mają sens tylko w wybranych zastosowaniach

W ciężkich wozidłach i dużych maszynach OTR standardem są opony pneumatyczne. Opony pełne stosuje się w bardziej specyficznych środowiskach, gdzie ryzyko przebicia i przecięcia jest wyjątkowo wysokie.

Przykładem jest Trelleborg Brawler HPS Solidflex Smooth, przeznaczony m.in. do recyklingu, przeładunku odpadów i zastosowań górniczych. Producent podaje, że konstrukcja ma do trzech razy więcej zużywalnej gumy niż opona pneumatyczna. To specjalistyczne rozwiązanie, a nie zamiennik dla typowej opony wozidła.

Monitoring ciśnienia i temperatury już dziś działa w kopalniach

To nie jest technologia „przyszłości”. Michelin rozwija systemy MEMS do monitorowania opon górniczych od 2006 roku. Obecne rozwiązania mierzą ciśnienie i temperaturę, a bardziej rozbudowane systemy mogą przekazywać dane w czasie rzeczywistym do zarządzania flotą.

Michelin MEMS Lite jest obecnie kierowany m.in. do sztywnoramowych wozideł poniżej 150 ton, wyposażonych w opony 49-51 cali. W większych flotach taki monitoring może ułatwiać wykrywanie odchyleń zanim doprowadzą do przegrzania lub uszkodzenia.

Jak dobrać oponę do konkretnej pracy?

Zastosowanie	Co sprawdzić w pierwszej kolejności?
Ładowarka przy ścianie	L3/L4/L5, odporność na przecięcia, trakcja, nośność przy małej prędkości
Wozidło	E3/E4, TKPH, długość cyklu, prędkość, temperatura
Koparka kołowa	rozmiar, nośność, dopuszczona obręcz, trakcja i stabilność
Praca pod ziemią	odporność na przecięcia, nagrzewanie, ograniczona przestrzeń i prędkość
Recykling / złom	ochrona przed przebiciem, możliwość zastosowania opony pełnej

Checklista przed zamówieniem opony OTR

1. Sprawdź dokładny model i konfigurację maszyny.
2. Zapisz obecny rozmiar opony i dopuszczoną obręcz.
3. Określ rzeczywiste obciążenie koła lub osi.
4. Ustal typ pracy: ładowanie, transport, równanie, praca pod ziemią.
5. Zmierz długość cyklu i średnią prędkość.
6. Określ rodzaj podłoża i ryzyko przecięć.
7. Sprawdź kod zastosowania L/E/G/C i klasę bieżnika.
8. Dla transportu sprawdź TKPH/TMPH.
9. Dobierz ciśnienie z tabel producenta do rzeczywistego obciążenia.
10. Jeśli flota jest duża, rozważ monitoring ciśnienia i temperatury.

Najczęstsze pytania

Czy L5 jest zawsze lepsze od L4?

Nie. L5 ma bardzo głęboki bieżnik i jest przeznaczone do ciężkich, agresywnych warunków. W długim cyklu transportowym ważniejsze może być ograniczenie nagrzewania i właściwy TKPH.

Czy opona do ładowarki nadaje się do wozidła?

Nie należy tego zakładać. Kody L i E dotyczą innych zastosowań, a przy transporcie rośnie znaczenie prędkości i obciążenia cieplnego.

Czy koparka gąsienicowa potrzebuje opon?

Nie. Opony dotyczą koparek kołowych i innych maszyn poruszających się na kołach. Koparki gąsienicowe wykorzystują podwozie gąsienicowe.

Źródła

• Michelin – How to choose the right earthmover tyre? – klasy C/E/G/L, L3-L5 oraz TKPH/TMPH.
• Michelin – Earthmover tyre pressure – zależność ciśnienia od obciążenia i warunków pracy.
• Trelleborg EMR1042 – przykładowe nośności, ciśnienia oraz klasy L4/E4.
• Trelleborg Brawler HPS Solidflex Smooth – przykład pełnej opony do ekstremalnych zastosowań.
• Michelin MEMS Lite – monitoring ciśnienia i temperatury w oponach górniczych.