KOCKUMS880-KAATO-KASAUSKONE

Transkriptio

1 2/1976 KOCKUMS88-KAATO-KASAUSKONE Hannu Peltola Koakuma 88 on puun kaatoon ja kasaukseen kehitetty monitoimikone. Tutkittu kone oli esittelykone ja sitä ajoi tottunut kuijettaja. Puukohtainen kaato-kasauaaika oli keskimäärin noin.3 min. Aika sisälsi kaatolaitteen viennin puulle, tarttumisen, kaatoaahauksen, puomiaton kallistukaen ja aahatun puun kaaaukaen. Puukohtaiaeen aikaan vaikutti eniten rungon koko. Kaatoaahauaaika oli min kaadettavan puun läpimitan ollesaa am. Koakuma 88 -kaato-kasauskoneen maastokelpoisuus kantavilla mailla ja ty~skentely vakavuua ovat t. Koneen ergonomiset ominaisuudet täyttävät lain nykyiset vaatimukset. TUTKIMINEN Metsäteho tutki Kockums 88 -kaato-kasauskonetta elokuussa 1975 Yhtyneet Paperitehtaat Oy:n työmailla Längelmäen Länkipohjassa. Kone oli Suomessa esiteltävänä ja sitä ajoi ruotsalainen, valmistajan kuljettaja. Tutkimusaineisto käsitti 96 runkoa, yhteensä 278 m3. Puulaji oli etupäässä kuusta. YLEISTÄ Kockums 88 on kaksiakselinen ja nelipyör ävetoinen kaato-kasauskone. Se käsittää peruskoneen ja kaatolaitteiston, jotka on yhdistetty toisiinsa pystynivelellä. Peruskoneessa on keinuakseli ja kaatolaitteistossa on kiinteä akseli. Konetta valmistaa Kockum Industri AB Ruotsissa ja tuo maahan suomalainen tytäryhtiö Oy Kockum Industri Ab, joka vastaa myös koneen l'dloljosta. Konetta oli valmistettu mennessä noin 7 kpl. Tuotanto on toistaiseksi markkinoitu Ruotsiin, mutta tuonnempana konetta tullaan viemään ulkomaille. Kaatokasauskoneen hinta oli lokakuussa noin 55 mk. Koneelle annetaan 6 kuukauden tai 1 tunnin takuu. Kuva 1. Kockums 88 -kaato-kasauskone. Valok. Metsätebo 1

2 Kuva 2. Kockums 88 -kaato-kasauskone. Mittapiirros (mitat mm:einä) TEKNISIÄ TIETOJA Tekniset tiedot perustuvat paaosin valmistajalta saatuihin tietoihin sekä Metsätehon mittauksiin. Päämitat Pituus 7 85 mm, korkeus kuljetuksessa mm ja leveys 2 9 mm Akseliväli mm Maavara edessä 5 mm, keskellä 64 mm ja takana 5 mm Painot Kokonaispaino 15 kg, josta etuakselilla 5 8 kg ja taka-akselilla 9 2 kg la. Voim~nsiirto tapahtuu kartiohammaspyörän ja akselien navoilla olevien plan~vaihteistojen avulla. Koneen vetovoima on 15 kn (15 3kp) ja ajonopeus on... 3 km/h. Pyörävarustus Renkaiden koko on 23.5 x 25/16 ja ne ovat teräsvyörenkaat. Ohjaus Koneessa on hydraulinen nivelohjaus. Runkonivel on pallomainen liukulaakeri. Ohjaussylinterinä on kaksi kaksitoimista hydraulisylinteriä. Ohjauslaitteena on ohjausventtiili ja orbitrollaite. Ohjauskulma on~.7 rad (~ 4 ).,. Moottori Merkki ja tyyppi Sylinterin tilavuus Suurin teho Suurin vääntömomentti Polttonestesäiliön tilavuus Voimansiirto Scania D8, 4-tahtinen, 6-sylinterinen suorasuihkutusdiesel 7.8 dm3 115 kw (156 hv) SAE/ 4 r/s 51 Nm (52 kpm) SAE/ 25 r/s 215 dm3 Kockums 88 -kaato-kasauskoneessa on Clarkmomentinmuunnin varustettuna vapaakytkimellä ja power shift -vaihteisto, jossa on kuusi nopeusaluetta eteen ja taakse. Vaihteistoa hallitaan hydraulisesti. Tasauspyörästä on varurtettu mekaanisella lukol- Jarrut Ajojarru on hydraulisesti toimiva paineilmakäyttöinen, takapyöriin vaikuttava, käsi- ja jalkahallintainen levyjarru. Työjarru on paineilmalla toimiva jousijarru ja se toimii myös hätäjarruna, jos paineilma häviää järjestelmästä. Myös kuljettaja voi tarvittaessa kytkeä hätäjarrun. Hydraulijärjestelmä Hydraulijärjestelmässä on kaksi tavallista hammaspyöräpumppua sekä yksi kaksoishammaspyöräpumppu. Yksi tavallinen pumppu (servopiirin pumppu) on moottorin yhteydessä ja saa käyttövoimansa jakopäästä. Muut pumput ovat vaihteiston yhteydessä, josta ne aaavat käyttövoimansa. Varsinaisia hydraulipiirejä on kolme; niiden pumppujen kapasiteetit ovat 119, 141 ja 192 dm3/min 2

3 pyörimisnopeuden ollessa 4 r/s. Lisäksi on servop11r1. Hydraulijärjestelmien paineet ~vat 25, 16 ja 2 MPa (255, 163 ja 34 kp/cm ). Öljysäiliön tilavuus on 275 dm. Sähköjärjestelmä Jännite on 24 V ja akun varauskyky 15 Ah. Generaattorina toimii 45 A -vaihtovirtageneraattori. Kockums 88:ssa on tavanomaiset työ- ja ajovalot. Kaatolaitteisto Kaatolaitteen varsi on nivelpuomirakenteinen. Kaatolaitteen nostokyky on 15 knm (15 3 kpm) ja ulottuvuus 6 m. Puu, jonka suurin läpimitta saa olla 58 cm, kaadetaan ketjusahalla. Kaatosahauksen jälkeen sahalaippa jää suojakoteloon ja palautuu peruaasentoon automaattisesti puuta puristavien sakaroiden avautuessa. Sahalaipan kääntönopeus eli sahausnopeus riippuu sakaroiden asennosta puun ympärillä, ts. katkaistavan puun tyviläpimitasta. Kaatolaitteisto voidaan toimittaa myös hydraulisella leikkuuterällä varustettuna. TUTKIMUSTULOKSET Maastokelpoisuus kantavuuden vaikutus Lisävarusteet Teoreettiset pintapaineet Valmistajalla on kehitteillä kaatoelimen tilalle vaihtoehtoisesti asennettavat kannon nosto- ja murskauslaitteet. Renkaiden koko Etuakseli Taka-akseli Kockums 88 -kaato-kasauskoneella pystyt~ kaatamaan puita molemmilta puolilta ajouraa. Työskenneltäessä kone ajetaan sopivalle etäisyydelle puista ja nivelpuomisto siirretään 2-vipuohjauksella kaadettavan puun tyvelle. Taittopuomi sekä sen alapäässä oleva kaatoelin viedään runkoa vasten ja puu puristetaan kiinteään sivu~en kahdella hydraulisesti toimivalla sakaralla. Samalla kaadettava puu nojaa taittopuomin tukeen. Ketjusahalla tapahtuvan sahauksen aikana erillinen kaatokiila työntyy sahausuraan helpottaen sahausta ja puun hallintaa. Kaatosahauksen jälkeen puu nostetaan kannelta ajouran varteen ja pudotetaan palstalle ajouran suuntaisiin riveihin tai puu- ja puutavaralajeittai ~ siin kasoihin. Tämän jälkeen kaato-kasauskone käsittelee loput ulottuma- alueella olevat puut ja siirtyy uuteen työpisteeseen. 4 Kuva 3. Kockums 88 -kaato-kasauskoneen kaatolaitteen ulottuvuus vaakatasossa Maaper~ TOIMINTAPERIAATE X X Pintapaine~ kpa (kp/cm ) 59 (.6) 93 (.95) Kockums 88:n eri akseleille kohdistuvat pintapaineet ovat renkaiden suuren koon ansiosta suhteellisen pienet. Ne ovat kuitenkin niin suuret, ettei kone sovellu pehmeille maaperille. Maanpinnan kaltevuuden vaikutus Kockums 88:n mäennousukyky on. Kone pystyi työskentelemään lähes samassa kaltevuudessa kuin liikkumaan. Puomisten liikkeen avulla voidaan painopistettä muuttaa haluttuun suuntaan, mikä lisää koneen vakavuutta. Havaintojen perusteella kaatokasauskone pystyi työskentelemään nån 3 % kaltevilla rinteillä. Sivuvakavuus riippui huomattavasti siitä, miten kuljettaja käytti nostovartta. Painopistettä siirtämällä koneella pystyttiin työskentelemään noin %:n sivukaltevuudessa. Kaatokasauskoneen vakavuus kaatotyössä on. Työskenneltäessä kaltevilla rinteillä 3

4 oli vain lyhyen ~jan Suomessa, j oten työmaiden valintaan ei voitu vaikuttaa. Tästä syystä aikatutkimuksen aikana kaato-kasauskone työskenteli työmaalla, jonka maastoluokka oli pääasiassa I. Kaato-kasaust yön nopeuden takia eri työvaiheiden osa-'aikojen rekisteröinti osoittautui hankalaksi. Tämän takia kaatolaitteen vienti puulle ja tarttum_inen, kaatosahaus, puomiston kallistus ja sahatun puun kasaus katsottiin yhdeksi työvaiheeksi, jota nimitetään puun kaatotoiminnaksi. Tutkimuksen aikana sattuneet keskeytykset rekisteröitiin, mutta niitä ei ole otettu huomioon esitettävissä tuloksissa pikatestauksen lyhytaikaisuuden vuoksi. Tuloksiin sen sijaan sisältyvät normaalityörytmiin kuuluvat hä iriöajat. Kuva 4. Kockums 88 -kaato-kasauskoneen kääntösäteet ja käåntö1eveys, m koneen vakavuutta voidaan l isätä lukitsemalla keinuakseli. Keinuakseli lukkiutuu, kun vaihde siirretään vapaalle. Tehoajan rakenne ja menekki Työmaa 1 2 Maanpinnan epätasaisuuden vaikutus cmin/puu PUUKOHTAISET AJAT Puun kaatotoiminta Kockums 88:n suuret pyörät, voimakas moottori, jämerä ja kevyesti hallittava ohjaus sekä keinuakseli helpottivat koneen liikkumista epätasaisessa maastossa. Kuitenkin koneen suhteellisen pieni maavara, 5 cm, rajoittaa koneen esteenylityskykyä. TEHOAIKA YHTEENSÄ Keskim. siirtymismatka, m Keskimääräi nen rungon koko, m3 Puita keskimäärin, kp1/ työpiste ~st~ittaustiedot Keskim. rungon koko, m3 Leimikon tiheys, runkoa/ha Ajankäyttö Aikatutkimuksen lisäksi tutkittiin erikseen omalla noin 3 puun aineistolla kaatosahausaikaa sekä kaatosahatun puun Kockums 88 -kaato-kasauskonetta seurasi yksi työntutkija kahdella työmaalla. Kone 9 ll Rinnanltorkeuslåpimitta., cm 4 8 Työntutkimusti edot Kockums 88 -kaato-kasauskone on nivelohjauksensa ja lyhyen akselivälinsä ansiosta erittäin ketterä. Ulompi kääntösäde on 6. m. Taka-akseli oikaisee käänteissä noin.2 m. Kockums 88: n kääntösäteet ja kääntöleveys on esitetty kuvassa TYÖPISTEKOHTAISET AJAT Siirtyminen Kettecyy,s Kuva 5. Kaatosahausajan (ilman keskeytyksiä) riippuvuus puun rinnankorkeuslåpimitast~

5 Kuva 6. Kasausaj~ r11ppuvuus kaato- ja k.asauspisteen välisestä sektorista sekä puun rinn~orkeusläpimitasta. {Siirto ~no1ta kasaan) Rinnankorkeusläpimitta, cm kasausaikaa. Kaatosahausaika ilman keskeytyksiä esitetään kuvassa 5 puun läpimitan funktiona. Sahattavan läpimitan suuretessa esimerkiksi 7:stä 17 cm:iin kaatosahausaika kasvoi.4:stä.6 min:iin. Vastaava aika cm:n läpimittaisia puita sahattaessa oli min. Kaatosahausaika ei sisältänyt tarttumista puuhun. Kuvassa 6 esitetään kasausajan riippuvuus kaato- ja kasauspisteen välisestä sektorista sekä puun läpimitasta. Tuloksista voidaan havaita kaato- ja kasaussektorin suuruuden vaikuttaneen kasausaikaan enemmän kuin kasattavan puun koon. Molempien tekijöiden yhteisvaikutusta ei tutkimuksessa selvitetty. Eri sektorien väliset aikaerot johtuivat pääasiassa kaatolaitteiston eripituisista pyörimismatkoista. Jokaiseen kolmeen sektorialaan sattui otoksessa lähes yhtä monta havaintoa Siirtymismatka, m Kuva 7. ::ockuma 88:n aiirtymiaajan riippuvuus siirtymismatkasta. Maastoluokka I Kockums 88 -kaato-kasauskone käytti molemmilla työmailla suunnilleen saman ajan, noin 3 cmin, kutakin puuta kohti. Työntutkimuksessa koneen keskimääräinen siirtymismatka oli työmaalla m ja työmaalla m. Vastaavasti koneella saatiin yhdestä työpisteestä puita 2.8 ja 2.4 kpl. Työmaiden leimikoiden tiheydet erosivat pystymittaustietojen perusteella toisistaan jonkin verran. Koneen siirtymisajan r11ppuvuus siirtymismatkasta esitetään kuvassa 7. Työjälki Kockums 88 -kaato-kasauskoneella suoritettiin kaatosahaus ketjusahalla, minkä ansiosta silmin havaittavia kaatohalkeamia ja tyv,irepeytymiä oli erittäin vähän. Kaatovarren nopeat liikkeet aiheuttivat joissakin tapauksissa kasattavan puun Rungon koko,,.3 Kuva 8. Kockums 88 :n klyttötuntituotoksen riippuvuus rungon koosta. Leimikon tiheys 5 runkoa/ha, puulaji kuusi ja maastoluokka I

6 TUOTOS Leimikon tiheys, runkoa/he. Kuva 9. Leimikon tiheyden vaikutus Kockums 88:n käyttötunti ~uotokseen. Maastoluokka I ja rungon koko. 33 m 1 tuotos kun tiheys on 5 runkoa/ha latvan katkeamisen. Työskentelytekniikalla voidaan kuitenkin estää tällainen puun murtuminen. Kaatokiilan, kaatonosturin sakaroiden ja tukien ansiosta käsiteltäyä puu pysyi helposti kuljettajan hallinnassa aiheuttamatta ympärillä olevalle puustolle vaurioita. Kannet jäivät suunnilleen yhtä korkeiksi kuin moottorisahakaadossa. Kuvassa 8 (s. 5) esitetään Kockums 88:n käyttötuntituotoksen r11ppuvuus rungon koosta leimikon tiheyden ollessa 5 runkoa/ha, puulajin kuusi ja maastoluokan I. Käyttötuntituotos oli m3 rungon koon ollessa m. Kuvan perusteella voidaan päätellä, että käyttötuntituotos suurenee melko tasaisesti rungon koon kasvaessa. Koska tutkimuksen aikana seurattiin vain yhtä konetta ja kuljettajaa ja koska aineiston määrä oli melko pieni, tuloksia ei voida yleistää käsittämaan keskimääräistä vuosituotosta eikä kaikkia olosuhteita. Kuvassa 9 esitetään leimikon tiheyden vaikutus Kockums 88:n käyttötuntituotokseen rungon koon ollessa.33 m3. Suhteellinen tuotoslisäys pienenee hieman siirryttäessä harvemmasta leimikosta tiheämpään. Jos tiheys on 1 runkoa/ha, tuotos on noin 14 % suurempi kuin puolet harvemmassa leimikossa. 6

7 Työtehoseura Erkki Wuolijoki ERGONOMISET OMINAISUUDET Ergonomiset ominaisuudet arvosteltiin Metsätehon katsauksessa 9/1975 esitetyllä tavalla. Tutkittu kone testattiin vaikeahkossa metsämaastossa lumettomissa olosuhteissa. Ohjaamo ja hallintalaitteet Kohde Arvosana Taajuus, Hz Näkyvyys Tärinän vaimennus Heiluntavakavuus Ääneneri stys Pääsy ohjaamoon Ohjaamon tilavuus Istuin Lämpimyys Il:manvaihto Tiiviys Ajo- ja työvalot Lasinpyyhkijät Ikkunoiden suojasäleiköt eritt. eritt. eritt. Kuva 1. Ohjaamon äänitason analyysi Tärinä TAULUKKO 2 Moottorin pyörimisnopeus, r/s (r/min) huono huono ( 5.. 6).5 Normaali työskentely (18. 19).1 Kaasu täysin auki ( ).5 Tarkastelua eritt. Äänitaso TAUWKKO 1 Mittaustilanne Äänitaso ohjaamossa Moottorin pyörimisnopeus, r/s (r/min) Ajo tasaisella palstatiellä ( ) -" ( Tärinän kiihtyvyys, m/s 2 Joutokäynti Hallintalaitteet Ohjauspyörä Kaasupolkimet Jarrupoljin Pysäköintijarru Työjarru Vaihteen valits in Valonkytkimet Virrankytkin, käynnistin Pysäytin Mittaristo Merkkivalot Tasauspyörästön lukko Kaatolaitteen hallintavivut Tärinä istuimessa Äänitason Äänitason huippuyleinen arvo, arvo, db (A) db (A) 79, Näkyvyys ohjaamosta on erinomainen, mikä johtuu melko alhaalta alkavista ikkunoista ja suojasäleikköjen vähyydestä. Ohjaamon äänitaso jää alle N-85-käyrän. Ohjaamoon pääsyä haittaa oven liian pieni aukeamiskuima ja se, että oven haka joudutaan käsin ~settamaan paikoilleen, jotta ovi pysyisi auki-asennossa. Ohjaamo on pituussuunnassa melko lyhyt, mikä seikka vaikeuttaa istuimen kääntämistä, mutta parantaa ' osittain näkyvyyttä. Lämmityslaite tuottaa ilmaa ainoastaan yhdestä suuttimesta. Ikkunoiden suojasäleiköt vaikuttavat riittämättömiltä. Työjarru on vaikeasti tavoitettavissa, kun otetaan huomioon se, että jurupoljin on ainoastaan ajosuunnassa. Pysäytin oli ainoastaan ajosuunnassa ja väriltään musta eikä punainen. Kaatolaitteen hallinta tapahtui kaksivipujärjestelmållä. 7

8 Metsäteho Review 2/1976 KOCKLI-1S 88 FEu.ER-BUNCI-ER Test report on the machine. ( METSÄTEHO SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSLIITTO RY:N METSÄTYÖNTUTKIMUSOSASTO Opastiosilta 8 B 52 HELSINKI 52 Puhelin HELSINKI 1976 PAINOVALMISTE