نحوه محاسبه TKPH لاستیک | فرمول و مثال محاسبه

مقدمه

در ماشین‌آلات معدنی، انتخاب لاستیک فقط بر اساس سایز، برند یا ظرفیت بار انجام نمی‌شود. وقتی یک دامپتراک یا ماشین حمل‌ونقل معدنی در مسیر مشخصی به‌صورت مداوم فعالیت می‌کند، باید بررسی شود که تایر انتخاب‌شده توان تحمل بار و سرعت کاری واقعی ماشین را دارد یا خیر.

اینجاست که شاخص TKPH لاستیک اهمیت پیدا می‌کند.

TKPH مخفف Tonne Kilometre Per Hour یا «تن-کیلومتر بر ساعت» است و برای سنجش ظرفیت کاری تایرهای ماشین‌آلات سنگین و معدنی استفاده می‌شود. این شاخص به‌طور ساده از حاصل‌ضرب بار متوسط واردشده به هر تایر در سرعت متوسط کاری به دست می‌آید.

اما نحوه محاسبه TKPH لاستیک دقیقاً چگونه است؟

در ادامه مرحله‌به‌مرحله فرمول را بررسی می‌کنیم و با یک مثال واقعی‌تر نشان می‌دهیم چطور می‌توان TKPH موردنیاز یک عملیات معدنی را محاسبه کرد.

TKPH لاستیک چیست؟

TKPH شاخصی برای بیان ظرفیت کاری تایر در شرایط حمل‌ونقل است.

به زبان ساده، هرچه بار واردشده به تایر و سرعت حرکت ماشین بیشتر باشد، میزان کار حرارتی و عملیاتی واردشده به تایر نیز افزایش پیدا می‌کند.

به همین دلیل تولیدکنندگان تایر برای محصولات OTR خود مقدار TKPH مشخصی اعلام می‌کنند و این مقدار باید با TKPH موردنیاز محل کار مقایسه شود.

برای نمونه، در مشخصات فنی بعضی تایرهای OTR، مقدار TKPH به‌عنوان یکی از مشخصات اصلی محصول درج می‌شود. برای مثال، در دیتاشیت Michelin XTRA LOAD GRIP سایز 18.00R33 مقدار TKPH برابر 194 اعلام شده است.

 

بنابراین TKPH فقط یک عدد تئوری نیست؛ بلکه می‌تواند در انتخاب تایر مناسب برای شرایط واقعی معدن نقش داشته باشد.

فرمول محاسبه TKPH چیست؟

فرمول پایه به شکل زیر است:

TKPH = بار متوسط هر تایر × سرعت متوسط

یا:

TKPH = Qm × Vm

که در آن:

• Qm = بار متوسط واردشده به هر تایر، بر حسب تن

• Vm = سرعت متوسط سیکل کاری، بر حسب کیلومتر بر ساعت

این همان فرمول پایه‌ای است که در منابع فنی Michelin و Trelleborg برای محاسبه TKPH کاربردی استفاده شده است.

اما برای رسیدن به این دو عدد، باید بار متوسط و سرعت متوسط را جداگانه محاسبه کنیم.

مرحله اول؛ محاسبه بار متوسط هر تایر

برای محاسبه بار متوسط هر تایر، از این فرمول استفاده می‌شود:

Qm = (Qloaded + Qempty) ÷ 2

یعنی:

بار متوسط = (بار هر تایر در حالت بارگیری‌شده + بار هر تایر در حالت خالی) ÷ ۲

در منابع فنی Michelin نیز همین روش برای محاسبه بار متوسط هر تایر استفاده شده است.

Qloaded چیست؟

Qloaded مقدار باری است که هر تایر زمانی که ماشین بارگیری شده تحمل می‌کند.

Qempty چیست؟

Qempty مقدار باری است که هر تایر زمانی که ماشین خالی است تحمل می‌کند.

نکته مهم این است که در ماشین‌هایی با توزیع بار متفاوت روی محور جلو و عقب، بهتر است بار هر محور و هر موقعیت تایر بررسی شود و بیشترین مقدار بار متوسط در محاسبه نهایی در نظر گرفته شود. Michelin نیز بر اهمیت بررسی بار متوسط محورهای مختلف و استفاده از بیشترین مقدار تأکید می‌کند.

مرحله دوم؛ محاسبه سرعت متوسط

بعد از مشخص کردن بار متوسط، باید سرعت متوسط سیکل کاری را محاسبه کنیم.

فرمول ساده سرعت متوسط:

Vm = (تعداد سیکل × مسافت هر سیکل) ÷ ساعات کاری

در این فرمول، مسافت سیکل باید مسافت کامل رفت‌وبرگشت باشد.

به عنوان مثال اگر یک دامپتراک در هر سیکل مجموعاً ۶ کیلومتر حرکت کند، در یک شیفت ۲۰ سیکل داشته باشد و ۸ ساعت کار کند:

Vm = (۲۰ × ۶) ÷ ۸

بنابراین:

Vm = ۱۵ کیلومتر بر ساعت

Trelleborg نیز برای محاسبه سرعت متوسط از تعداد سیکل، طول سیکل و ساعات کاری استفاده می‌کند.

مرحله سوم؛ محاسبه TKPH

حالا که بار متوسط و سرعت متوسط را داریم، می‌توانیم TKPH پایه را محاسبه کنیم.

فرض کنید:

• بار هر تایر در حالت بارگیری‌شده = ۲۰ تن

• بار هر تایر در حالت خالی = ۱۰ تن

• تعداد سیکل در شیفت = ۲۰ سیکل

• مسافت هر سیکل رفت‌وبرگشت = ۶ کیلومتر

• زمان کار = ۸ ساعت

ابتدا بار متوسط را حساب می‌کنیم:

Qm = (۲۰ + ۱۰) ÷ ۲

Qm = ۱۵ تن

حالا سرعت متوسط:

Vm = (۲۰ × ۶) ÷ ۸

Vm = ۱۵ کیلومتر بر ساعت

و در نهایت:

TKPH = ۱۵ × ۱۵

TKPH = ۲۲۵

بنابراین TKPH پایه این عملیات برابر با ۲۲۵ TKPH است.

این عدد چه معنایی دارد؟

حالا باید TKPH محاسبه‌شده را با TKPH مجاز تایر مقایسه کنیم.

اگر شرایط کاری شما حدود ۲۲۵ TKPH باشد، تایری که TKPH آن کمتر از این مقدار است، برای این شرایط کاری انتخاب مناسبی نخواهد بود و باید شرایط عملیاتی یا انتخاب تایر بررسی شود.

در مقابل، اگر TKPH تایر برابر یا بالاتر از TKPH موردنیاز عملیات باشد، تایر از نظر این شاخص ظرفیت لازم را دارد.

به‌عنوان یک اصل ساده:

TKPH تایر ≥ TKPH موردنیاز عملیات

اما در شرایط واقعی، عوامل اصلاحی مانند دمای محیط و برخی شرایط کاری نیز ممکن است در محاسبه نهایی لحاظ شوند؛ بنابراین نباید ف

قط یک محاسبه پایه را بدون توجه به دستورالعمل سازنده مبنای تصمیم نهایی قرار داد.

یک مثال کاربردی برای دامپتراک معدنی

فرض کنید یک دامپتراک در یک معدن فعالیت می‌کند.

در حالت بارگیری‌شده، هر تایر به‌طور متوسط ۲۴ تن بار تحمل می‌کند و در حالت خالی، این مقدار به ۱۴ تن می‌رسد.

بنابراین:

Qm = (۲۴ + ۱۴) ÷ ۲

Qm = ۱۹ تن

حالا فرض کنیم دامپتراک در هر شیفت:

• ۱۸ سیکل انجام می‌دهد

• مسافت هر سیکل ۸ کیلومتر است

• ۹ ساعت در حال فعالیت است

سرعت متوسط:

Vm = (۱۸ × ۸) ÷ ۹

Vm = ۱۶ کیلومتر بر ساعت

در نتیجه:

TKPH = ۱۹ × ۱۶

TKPH = ۳۰۴

بنابراین TKPH پایه موردنیاز این عملیات حدود ۳۰۴ TKPH است.

حالا اگر تایری که برای این دامپتراک در نظر گرفته شده TKPH پایین‌تری از این مقدار داشته باشد، باید انتخاب تایر یا شرایط عملیاتی دوباره بررسی شود.

چرا بار هر تایر اهمیت دارد؟

یکی از اشتباهات رایج در محاسبه TKPH این است که وزن کل ماشین را مستقیماً در فرمول قرار دهیم.

TKPH بر اساس بار واردشده به هر تایر محاسبه می‌شود، نه صرفاً وزن کل دامپتراک.

برای همین، نحوه توزیع وزن بین محور جلو و عقب اهمیت زیادی دارد.

در برخی دامپتراک‌های دو محوره، توزیع بار بین محورهای جلو و عقب در حالت بارگیری‌شده و خالی یکسان نیست. بنابراین ممکن است یک محور بار بیشتری را تحمل کند.

در چنین شرایطی، محاسبه TKPH باید با توجه به موقعیت تایر انجام شود و مقدار بحرانی‌تر در نظر گرفته شود.

چرا سرعت متوسط مهم است؟

TKPH فقط به وزن ارتباط ندارد.

ممکن است دو معدن از دامپتراک مشابه و تایر مشابه استفاده کنند، اما به دلیل تفاوت مسیر و تعداد سیکل‌ها، TKPH موردنیاز آن‌ها متفاوت باشد.

برای مثال:

معدن اول:

• بار متوسط = ۱۵ تن

• سرعت متوسط = ۱۰ km/h

• TKPH = ۱۵۰

معدن دوم:

• بار متوسط = ۱۵ تن

• سرعت متوسط = ۱۸ km/h

• TKPH = ۲۷۰

در هر دو عملیات بار متوسط یکسان است، اما عملیات دوم TKPH بسیار بالاتری ایجاد می‌کند.

بنابراین فقط بررسی وزن بار برای انتخاب تایر کافی نیست.

TKPH تایر با TKPH عملیات چه تفاوتی دارد؟

این دو مفهوم نباید با یکدیگر اشتباه گرفته شوند.

TKPH تایر:

مقداری است که تولیدکننده برای یک تایر مشخص اعلام می‌کند و نشان‌دهنده ظرفیت کاری تایر در چارچوب شرایط تعریف‌شده سازنده است.

TKPH عملیات:

مقداری است که بر اساس شرایط واقعی محل کار، بار متوسط و سرعت متوسط محاسبه می‌شود.

در انتخاب تایر، این دو مقدار با یکدیگر مقایسه می‌شوند.

برای مثال ممکن است یک تایر مشخص TKPH برابر ۳۲۰ داشته باشد، اما TKPH عملیات معدن ۳۶۰ باشد. در این حالت باید شرایط انتخاب تایر یا شرایط کاری بررسی و اصلاح شود.

از طرف دیگر اگر TKPH عملیات ۲۵۰ باشد و تایر TKPH بالاتری داشته باشد، از نظر این شاخص ظرفیت بیشتری برای شرایط کاری موردنظر دارد.

آیا TKPH فقط برای دامپتراک است؟

خیر.

TKPH به‌طور گسترده برای ارزیابی ظرفیت کاری تایرهای ماشین‌آلات زمین‌برداری و حمل‌ونقل سنگین استفاده می‌شود.

با این حال، اهمیت آن در عملیات حمل‌ونقل معدنی، به‌خصوص برای دامپتراک‌ها، بسیار بیشتر دیده می‌شود؛ زیرا ترکیب بار سنگین + مسافت + سرعت + سیکل کاری می‌تواند باعث افزایش قابل توجه بار حرارتی تایر شود.

به همین دلیل هنگام انتخاب تایر برای دامپتراک معدنی، بررسی TKPH می‌تواند در کنار سایز، طرح آج و ظرفیت بار قرار گیرد.

رابطه TKPH با حرارت لاستیک چیست؟

یکی از دلایل اهمیت TKPH، ارتباط آن با توانایی تایر در مدیریت حرارت ایجادشده در حین کار است.

وقتی بار و سرعت کاری افزایش پیدا می‌کنند، شرایط حرارتی تایر نیز می‌تواند سخت‌تر شود.

تولیدکنندگان تایر TKPH محصولات خود را بر اساس روش‌های مشخص فنی تعیین می‌کنند و مقدار اعلام‌شده معمولاً با شرایط مرجع مشخصی همراه است.

برای نمونه، Michelin توضیح می‌دهد که مقادیر TKPH/TMPH تایرها با توجه به ظرفیت بار و سرعت مجاز و در شرایط استاندارد دمای محیط ۳۸ درجه سانتی‌گراد ارائه می‌شوند.

بنابراین در محیط‌های بسیار گرم، محاسبه واقعی می‌تواند به اصلاحات بیشتری نیاز داشته باشد.

دمای محیط چه تأثیری بر TKPH دارد؟

دمای محیط یکی از عواملی است که می‌تواند در ارزیابی TKPH واقعی عملیات اهمیت داشته باشد.

فرمول پایه:

TKPH = Qm × Vm

یک نقطه شروع برای محاسبه است.

اما در برخی روش‌های فنی، برای شرایطی مانند دمای محیط متفاوت از شرایط مرجع یا طول سیکل خاص، ضرایب اصلاحی در نظر گرفته می‌شود. Trelleborg نیز برای محاسبه TKPH واقعی به عوامل اصلاحی مرتبط با دما و طول سیکل اشاره می‌کند.

بنابراین اگر عملیات در محیط بسیار گرم، مسیر طولانی یا شرایط کاری غیرمعمول انجام می‌شود، بهتر است از جداول و دستورالعمل همان سازنده تایر استفاده شود.

TKPH بالا چه مشکلی ایجاد می‌کند؟

اگر TKPH موردنیاز عملیات بیشتر از ظرفیت TKPH تایر باشد، تایر م

مکن است تحت شرایط کاری خارج از محدوده مناسب خود قرار بگیرد.

نتیجه می‌تواند افزایش فشار حرارتی و کاهش عمر تایر باشد.

در چنین شرایطی معمولاً سه مسیر اصلی برای بررسی وجود دارد:

• استفاده از تایری با TKPH مناسب‌تر

• کاهش سرعت کاری

• کاهش بار یا اصلاح شرایط عملیاتی

Goodyear نیز در داده‌های فنی خود برای شرایطی که TMPH عملیات از مقدار مجاز تایر بیشتر باشد، کاهش سرعت، کاهش بار یا استفاده از تایر با رتبه بالاتر را به‌عنوان گزینه‌های اصلاحی مطرح می‌کند.

آیا سایز بزرگ‌تر یعنی TKPH بالاتر؟

لزوماً نه.

TKPH به مشخصات طراحی تایر، نوع ساختار و ترکیب لاستیک وابسته است و نباید تصور کرد که هر تایر بزرگ‌تر الزاماً TKPH بیشتری دارد.

برای مثال، Michelin برای محصولات مختلف OTR مقادیر TKPH متفاوتی اعلام می‌کند و این مقدار به مشخصات همان محصول وابسته است.

بنابراین هنگام مقایسه تایرها باید TKPH اعلام‌شده برای همان سایز و مدل دقیق تایر را بررسی کرد.

TKPH چه کمکی به انتخاب لاستیک مناسب می‌کند؟

اگر قرار باشد برای یک دامپتراک معدنی تایر انتخاب کنید، بهتر است تصمیم‌گیری را فقط بر اساس قیمت یا سایز انجام ندهید.

حداقل این موارد باید بررسی شوند:

• سایز تایر

• ظرفیت بار

• نوع آج

• شرایط مسیر

• میزان سایش و احتمال بریدگی

• سرعت متوسط

• مسافت سیکل

• تعداد سیکل روزانه

• دمای محیط

• TKPH موردنیاز عملیات

• TKPH اعلام‌شده برای تایر

این اطلاعات کمک می‌کنند انتخاب تایر به شرایط واقعی معدن نزدیک‌تر شود.

یک نکته مهم درباره محاسبه TKPH

فرمول پایه ساده است، اما محاسبه حرفه‌ای TKPH برای یک معدن واقعی می‌تواند پیچیده‌تر باشد.

دلیل آن این است که توزیع بار روی محورهای مختلف، طول مسیر، دمای محیط، تعداد سیکل، شرایط کاری و روش محاسبه سازنده می‌تواند روی نتیجه نهایی اثر بگذارد.

به همین دلیل عددی که از فرمول ساده به دست می‌آید را باید TKPH پایه عملیات در نظر گرفت و برای انتخاب نهایی تایر، مشخصات فنی همان تولیدکننده بررسی شود. Michelin و Trelleborg نیز برای TKPH تایر و شرایط واقعی عملیات، روش‌ها و عوامل اصلاحی مشخصی ارائه می‌کنند.

جمع‌بندی

در پاسخ به سؤال نحوه محاسبه TKPH لاستیک می‌توان گفت محاسبه پایه از دو عدد اصلی تشکیل می‌شود:

بار متوسط هر تایر × سرعت متوسط کاری

یعنی:

TKPH = Qm × Vm

بار متوسط نیز از میانگین بار تایر در حالت بارگیری‌شده و خالی به دست می‌آید:

Qm = (Qloaded + Qempty) ÷ ۲

و سرعت متوسط از تعداد سیکل، مسافت هر سیکل و زمان کاری محاسبه می‌شود:

Vm = (تعداد سیکل × مسافت سیکل) ÷ ساعات کاری

بعد از به‌دست آوردن TKPH عملیات، این مقدار باید با TKPH تایر مقایسه شود تا مشخص شود تایر انتخاب‌شده برای شرایط واقعی کار مناسب است یا خیر.

در عملیات معدنی، این محاسبه می‌تواند به کاهش فشار حرارتی تایر، انتخاب دقیق‌تر لاستیک و مدیریت بهتر هزینه‌های نگهداری کمک کند.

مشاوره انتخاب لاستیک بر اساس TKPH

اگر برای یک دامپتراک یا ماشین‌آلات معدنی نیاز دارید TKPH موردنیاز عملیات را بررسی کنید یا بین چند سایز و مدل تایر مردد هستید، کارشناسان میلان تایر راه می‌توانند بر اساس نوع ماشین، بار، مسیر و شرایط کاری شما را راهنمایی کنند.

مشاوره تلفنی میلان تایر راه: 02166610666