a saus ROVANIEMEN KONEPAJAN SUPERYLETIN 11 / 1980 Jukka Taipale

Transkriptio

1 ITSATI ON a saus / 98 SR-projekti ROVANIEMEN KONEPAJAN SUPERYLETIN Jukka Taipale Tutkimus liittyy Pohjoismaiden neuvoston aloitteesta NorjassaJ RuotsissaJ Suomessa ja Tanskassa Pohjoismaiden ministerineuvoston rahoittamina suoritettaviin yhteispohjoismaisiin metsäteknisiin kehittämistutkimuksiin. Näiden tutkimusten koordinaatioelin on Nordiska Skogsarbetsstudiernas Råd (NSR). Tutkimus kuuluu harvennuspuun korjuun koneellistamista koskevaan projektiinj jonka johtava maa on Ruotsi. Rovaniemen Konepajan superyletin on kahdella teleskooppijatkeella varustettu kuormaimiin asennettava erikoissiirtopuomi. Superylettimellä tavanomaisen nivelpuomikuormaimen ulottuvuutta voidaan lisätä - 3 m kuormaimen alkuperäiset liikeradat lähikuormauksessa säilyttäen. RKP:n superyletin soveltuu asennettavaksi sekä suuriin että keskikokoisiin metsätraktoreihin joko katolle tai traktorin rungolle asennettuihin kuormaimiin. Superyletinkuormaimen ulottuvuus mahdollistaa harvennuskorj uussa hakkuuta keventävien vyöhykekasausmenetelmien käytön. Myös sahatukki saadaan lähes kaikissa olosuhteissa superyletinkuormainta käyttäen kuormatuksi 3 m:n ajouravälein ilman esikasaustaj koukkaamista tai ajouravälin kaventamista. Teknisesti superylettimellä varustettu kuormain (Cranab ) toimi tutkimuksessa hyvin. Metsäkuljetuksen tehotuntituotos keskikokoista peruskonetta käytettäessä oli 35 m: n matkalla vyöhykkeelle kasattua noin 3 m kuitupuuta ajettaessa m3 ja sahatukin ajossa avohakkuussa 3. 3 m3. Tulosten pohjalta tehtyjen laskelmien mukaan vyöhykekasaukseen ja superylettimen käyttöön perustuva hakkuun keventäminen näyttääkin olevan jo jokseenkin taloudellista eri harvennusvaiheen leimikoissa. Kuva. Rovaniemen Konepajan superylettimellä varustettu Cranab -kuormain, ulottuvuus maanpinnan tasossa 8 7 mm. Valok. Metsäteho

2 mm Kuva. 5,3 Mittapiirros ja nostovoimakaavio (brutto). YLEISTÄ Pitkäulotteisia kuormaimia on Suomessa kehitetty ja kehitteillä kahdentyyppisiä: alun perin pitkäulotteisiksi suunnitellut kuormaimet ja toisaalta kuormaimet, jotka voidaan rakentaa vakiomalleis ta korvaamalla vakiosiirtopuomi erikoisvalmisteisella siirtopuomilla. Erikoissiirtopuomien valmistuksen Suomessa aloitti L. Marttiini-Yhtymä liukupuomillaan vuonna 974. Rovaniemen Konepaja aloitti erikoissiirtopuomiensa, ylettimen ja superylettimen, kehittämisen vuonna 977. Vuoden 98 alkuun mennessä ylettimiä oli valmistettu noin 8 ja superylettimiä no in 7 kappaletta. Ylettimi stä oli asennettu autonostureihin, loput ylettimet sekä kaikki superylettimet olivat metsäkuo rmaimissa. TUTKIMINEN Metsäteho tutki superylettimellä varustettua Cranab -kuormainta sekä avo- e tt ä harvennushakkuissa Enso-Gutzei t Osakeyhtiön Cranab + superyletin työmailla. Peruskoneena oli Valmet 87 K -metsätraktori. Kuljettajia oli kaksi, joista kumpikin oli käyttänyt superylettimellä varustettua kuormainta noin puoli vuotta. Molempien kuljettajien työtaito oli hyvä. Pääosa aineistosta kerättiin vyöhykkeelle kasatun noin 3 m kuitupuun ajosta. Avohakkuuaineisto käsitti myö s sahatukin ajoa levältään. Toinen kuljettajista ajoi harvennusolosuhteiss a myös ajouran varteen kasattua noin 3 m kuitupuuta vertailuaineiston saamiseksi. Aineistoa kertyi yhteensä 44 kuormaa, 74m3. Hakkuu vyöhykekasausmenetelmässä oli t o teutettu ohjeen mukaisesti ; kasat SJats ivat siten, että kouraisukohta oli enintään m:n etäis yydellä ajouran reunasta. Täten suunna tun kaadon jälkeen kokonaan kuormausvyöhykkeen ulkopuolelle jääneitä kasattavia pölkkyjä oli työmailla 5-3 % pölkkyjen kappalemäärästä. Tutkimuspalstojen pienistä lajitiheyksistä huolimatta kasan koot muodostuivat kohtalaisiksi ja erassä paikoin vyöhykekasauksessa oli voitu soveltaa kasojen sjottami sta jonoon samalle kuormauslinjal le (kuva 3). TEKNISET TIEDOT Superyletin on kahdella samanpituisella teleskooppijatkeella varustettu erikoissiirtopuomi. Se soveltuu lähes kaikkiin nivelpuomikuormaimiin, joskin se on hankalampi asen taa niihin, JOssa varsinainen siirtosylinteri on sijoitettu puomiston päälle. Kuva 3. Vyöhykekasauksen hakkuujälki. ajouraa kohti. Valok. Metsäteho Kasojen päät Superylettimen tomn ta perustuu teleskooppisylinteriin ja levykimppuketjuun. Kuormainta käytettäessä teleskooppijatkeet toimivat portaattomasti.

3 Jatkeiden pituus riippuu halutusta ulottuvuudesta. Käytännössä superylettimellä aikaansaatava, sopiva lisäulottuvuus kuormamn rajoittunee kuitenkin - 4 m:iin, sillä pyrittäessä tätä suurempiin lisäulottuvuuksiin siirtopuomiosan pienin ulottuvuus kasvanee liikaa ja haitannee lähikuormauksessa. Jos peruskuormaimen alkuperäiset liikeradat lähikuormauksessa säilytetään, nykyisillä nivelpuomikuormaimilla päästään 8-9 m:n ulottuvuuteen, kun ne varustetaan RKP:n superylettimellä. Superylettimestä aiheutuva lisäpaino kuormaimiin on noin kg, keskimäärin kg/lisämetri. Puominjatkeet superylettimeen valmistetaan suhteellisen kevyestä erikoisteräksestä. Kouran hydrauliletkut ovat tekokuituvalmisteisia ja ne on suojattu hyvin. Letkujen kireys kuormaimella työskenneltäessä pysyy aina lähes vakiona taittopyöräjärjestelmän ansiosta. Tutkitun superylettimellä varustetun Cranab -kuormairnen tärkeimmät tekniset tiedot selviävät seuraavasta asetelmasta (peruskuormaimen liikeradat lähikuormauksessa säilytetty). Kuormain Suurin ulottuvuus vaakatasossa, mm maanpinnan tasossa, mm Puomin jatkeiden isku, mm Paino 77 mm:n pylväällä ilman öljyä, kouraa, ohjausventtiiliä ja sen letkuja, kg Kouran poikkileikkauspinta-ala, m Kouravarustuksen paino, kg Nostomomentt i, brutto, knm (5 MPa), netto, Puomisten kääntömomentti, knm ( Teleskoopin vetovoima, kn ( Puomisten kääntökulma, rad X n tai n. Pumppusuositus Käyttöpaine, MPa Öljyvirta, /min Tehon tarve, kw KÄYTTÖOMINAISUUDET Superylet timellä varustetun kuormaimen tavanomaista - 3 m suurempi ulottuvuus ei näytä tottuneelle kuljettajalle aiheuttavan kuormaimen käytön vaikeutumista kuormauksessa tai purkamisessa. Kuormainta hallitaan normaalisti joko tai -vipuohjauksella. Kaukaa kuormattaessa kuormain vaatii tavanomaista tarkempaa hallintavipujen käsittelyä, mutta on oikeaa vipujenkäsittelytekniikkaa käytettäessä tarkka, sillä siirtopuomin ja teleskooppijatkeiden välinen välys on saatu pieneksi. Kuormausgeometrialtaan superylettimellä varustettu kuormain sopii myös harvennuksiin, koska superyletin ei lähikuormauksessa, toisin sanoen ajouran varresta kuormauksessa, muuta peruskuormaimen liikeratoja lainkaan tai muuttaa niitä vain vähän. Lähikuormauksen osuus harvennuksissa on kaikissa hakkuumenetelmissä suuri. Näkyvyys ohjaamosta kuormausvyöhykkeelle ( rn:n päähän ajouran reunasta) todettiin riittäväksi ensiharvennustyömaillakin, eikä puutavaraa yleensä jää palstalle superyletintä käytettäessä. Kuormausta hidastavia kuormaimen ulottuvuuden virhearviointeja ääriulottuvuuksilta kuormattaessa kumpikin kuljettaja teki harvoin. Kuorrnaimessa oli.35 m :n koura. Kuormattaessa sillä suurimpia taakkoja kuormaimen nosteteho osoittautui hieman tavanomaista huonommaksi, mikä lievästi haittasi kuormausta. Superyletinkuormaimissa koura tulee kuitenkin säilyttää suhteellisen suurena ja pyrkiä riittävään nostotehoon muilla keinoin, sillä pieneksi jäävät taakat, etenkin kun ne on kuormattu kaukaa, alentavat olennaisesti kuormauksen ja metsäkuljetuksen tuottavuutta. Teleskooppijatkeiden ulosviennin nopeuttaminen olisi kummankin kuljettajan osalta parantanut jonkin verran tuottavuutta tähtäystarkkuuden ja muiden käyttöominaisuuksien kärsimättä. Superyletin ja sille sovellettu työtekniikka (keskimääräistä suurempi kuormausetäisyys) ei kovin olennaisesti huononna me tsätraktorin stabiliteettia, koska kaukana olevien taakkojen kuormaus perustuu taakan vetoon ja kuormaan nosto suoritetaan traktorin läheltä. Superyletin soveltuukin asennettavaksi sekä keskikokoisiin että suuriin metsätraktoreihin joko katolle tai traktorin rungolle asennettuihin kuormaimiin. Jyrkkien sivukaltevuuksien varalta keskiraskas metsätraktori tulee varustaa lukittavalla kes kinivelellä. Superylettimen ja sille sovelletun työmenetelmän vaikutukset peruskuormaimen ja metsätraktorin kestävyyteen on vielä selvittämättä. Superylettimen käyttö lisää kuormausvaiheen osuutta metsäkuljetuksessa. Tämä saattaa vaikuttaa jonkin verran lähinnä peruskuormaimen kestävyyteen ja käy ttöikään. Myös kaukaa kuormaus rasittanee traktorin runkoa ja kuormaimen pylvästä tavanomaista enemmän. Valmistajan mukaan superylettimen paineenrajoitus on kuitenkin varoventtiilein järjestetty sellaiseksi, että peruskuormaimen mitoitus kestää syntyvät voimat. 3

4 TAULUKKO Ajanmenekki, t uo t os ja t yövaikeustekij ä t Ha r v e n n u s h a k k u u noin 3 m ku i tupuu No in 3 m kuitupuu Eritte ly Av o h a k k u u noin 3 m kuitupuu vyöhykkeel t ä vyöhykke elt ä aj our an va rr es t a Työmaa l Työmaa 3 l 4 Ajanmenekki, mi n/m Kuormaus Kuormausaj o Tyhjänäajo (3 5 m) Kuonna ttuna- ajo (35 m) Pu r kaminen Te hoaika yhteen sä m3 / m aj our a< Aj ouravä li, m 3 Kuorman koko, m3 Ka san koko, m Kesk i m. kuo rmau s et ä i sy s, m Kuormaus eaakan koko, m3 Pu r kamistaakan koko, m ======== ======== ==== ==== ===== === =============================== ======== ======== ======== Laj i t iheys, tään l Tuo t o s, m3 / teho tunt i *).9.57 Sahatukki leväl - ========. noin *) Samast a t yöpisteestä kuorma etu määr ä, m3 AJANMENEKKI JA TUOTOS Metsäkuljetuksen ajanmenekki ja tuotos selviää taulukosta. Kuorman koot on muunnettu vastaamaan M. Kahalan kuormatraktoritutkimuksen (Metsätehon tiedotus 355) keskimääräisiä kuormankokoja. Eräillä työmailla keskimääräinen kuormankoko j ä i pienemmäksi. Ero ei kuitenkaan johtunut superyletinkuormaimesta, vaan siitä että varasto nä illä työmailla sijaitsi työmaan laidassa ja kuormia purettiin vajaina siirryttäessä uralta toiselle. Kuljettaja ajoi vertailupalstan (kuormaus ajouran varresta ) harvennustyömaat ja sekä avohakkuul ta sahatukkipalstan ja työmaan. Loput t yömaat ajoi toinen kuljettaja. Ajanmenekkitulosten perusteella molemmat ku lj etta j at ol i v at v ar s in samantasoiset., c r---r--- ' Kuvista 4 ja 5 selviää l ajitiheyd en v aikutus metsäkuljetustuotokseen. Mol empiin kuviin on piirretty myös Kaha lan kuormatrakt oritutkimuksen tuotos vast aav i s s a olosuhteissa keskikokoista metsä trakt ori a j a t avanomaista kuormainta käytett äes sä. Tutkimust yöma i ll a met säkulje tu s tuot os supe rylettimellä on jäänyt vyöhykkee ll e ka satun nin 3 m kuitupuun aj ossa 9 - %, m /tehotunti, pienemmäks i kuin Kaha l an esitt ämä tuotos. Superyl ettimen lähikuormaustuotos (= kuormaustuot os ajour an va rresta kuo rmaukse s sa ) on ollu t lähe s sama kuin tavanomaisten kuormaimi en tuo t os, jo ten supery l et i n e i ol ennaises t i näy t ä hida st ava n kuormaust a ajouran varres t a. J. ' r Tiheys. aj/ Ajourarrvarteerr ka.saus Vyöl'lykekasau.s Kasan koko, ajouru a uoruin a TtMys.l / a fouru Kuva 4. Laji t ihe yd e n vaikutus kuitupuun mets äku lj etust uotokseen. Ha rvennusha kkuu, ajoma tka 35 m SUpetylt t in Tavan.»a f nen kuorufn Supet'ylttfnltuoratn s-sta t:-i.ou.,t. kuorn Kuva 5. Laji t iheyden vaikutus sahatukin tuotokseen. Avohakkuu, ajomatka 35 m 9!.irl. al metsäkuljetu

5 Lyhyen kuitupuun osalta erittäin paljon tavanomaisen kuormaimen ja superylettimen tuotoseroon metsäkuljetuksessa vaikuttaa hakkuujälki. Jos kasat vyöhykkeelle hakkuussa superylettimelle tehdään puolta pienemmiksi kuin kasat hakattaessa ajouran varteen, metsäkuljetustuotos laskee vyöhykekasausmenetelmää käytettäessä eri olosuhteissa keskimäärin - 5 %. Jos kasan koko vyöhykkeelle hakattaessa sen sijaan pienenee vain 7., metsäkuljetuksen tuotosero on eri olosuhteissa vain noin - 3 %. Sekä liukupuomitutkimuksen (Metsätehon tiedotus 353) että tämän tutkimuksen mukaan näyttää keskimääräinen kasankoko eri olosuhteissa pienenevän tavanomaisesta ajouran varteen hakkuusta silloin, kun hakataan m:n levyiselle kasausvyöhykkeelle. Kasan koko on kuitenkin vaihdellut vyöhykekasausmenetelmässä hakkuumiehittäin paljon. Tavanomaisen ja superyletinkuormaimen väliseen lyhyen kuitupuun kuormausaika- ja tuotoseroon vaikuttaa erilaisen hakkuujäljen ohella myös se, että keskmääräinen taakankoko suurista, yli. 4 m :n kasoista kuormattaessa jää vyöhykkeeltä kuormauksessa pienemmäksi kuin ajouran varresta kuormattaessa. Lisäksi - m tavanomaista suurempi keskimääräinen kuormausetäisyys superyletintä käytettäessä lisää kaikkien puutavaralajien kuormausaikaa ja vaikuttaa osaltaan kuormaimien väliseen tuotoseroon. Avohakkuussa voidaan suuremmasta kuormausetäisyydestä aiheutuvaa kuormausajan lisää kuitenkin kompensoida käyttämällä harvempia ajouria, jolloin metsäkuljetuksen tiheysluokka ja kuormausolosuhteet paranevat. Avohakkuussa sahatukin ajossa levältään on superylettimen tuotos ollut lajitiheyden mukaan pienempi kuin Kahalan tutkimuksessa tavanomaisella kuormaimella (kuva 5). Kun tulosta tarkastellaan leimikkotasolla ja superyletinkuormaimen mahdollistama tavanomaista harvempi ajouraväli (menetelmien tiheysluokkaero käytännössä) otetaan huomioon, tuotosero Jaa leimikkotasolla tarkastellen - 9 %:iin. Sen ohella että me tsäkuljetuksen tiheysluokkaa avohakkuussa voidaan superyletintä käyttäen parantaa, kuormaimen ulottuvuus mahdollistaa myös sen, että ajolinjat voidaan valita vapaammin, maastollisesti parempiin kohtiin. Kuormausetäisyyden vaikutus kuormausaikaan superyletintä käytettäessä selviää kuvasta. Tavanomaisen kuormaimen keskimääräinen kuormauset äisyys on 3-4 m hakkuumenetelmän mukaan. Superyletinkuormaimen keskimääräinen kuormausetäisyys on vaihdellut työmailla 4. 4 :stä 5. m:iin (taulukko, s. 4). Tavanomaisen nivelpuomikuormaimen ulot tuma-alueelta kuormattiin superylettimelle sovelletuissa menetelmissä tutkimustyömailla 5 8 % taakkojen kokonaismäärästä ja jokseenkin sama osuus myös puutavaramäärästä...8 'C. 3 m kuitupuu kasoista vyö ykkeeltä <ha vennusha.><.>< '' E '.>< :::.4 :J !--,.,. t-',.,. / / uu/ /: atukki t viittaan a ohakkuu> :J ><. 4 8 Kuormausetäisyys, Kuva. Kuormausetäisyydn vaikutus kuormausaikaan. Taakan koko m Sekä kuitupuun että sahatukin kuormausaika superyletintä käytettäessä lyheni kuormausetäisyyden vähetessä jokseenkin samoin kuin metsäkuormaimilla yleensä (kuva ). Eräillä kuormaimilla havaittua kuormausajan kasvua lyhyiltä, noin.5 m:n etäisyyksiltä ei todettu. Jotta kuormaus myös vyöhykkeen ulkolaidalta kävisi mahdollisimman hyvin, kasat sinne olisi pyrittävä tekemään vain yhden kouraisun kokoisiksi. Suuremmat kasat hajoavat helposti ensimmäistä kouraisua otettaessa. KUSTANNUKSET Alkuvuodesta 98 superylettimen hinta oli peruskuormaimen mukaan - 3 mk. Käyttäen superylettimestä aiheutuvana hankintahintalisänä 5 mk:aa saatiin ohjemaksusopimuks en mukaisin laskentaperustein superyletinkuormaimella varustetun keskikokoisen metsätraktorin käyttötuntikustannuksiksi 45, mk. Tavanomaisella kuormaimella varustetun yksikön käyttötuntikustannuksiksi laskettiin vastaavasti 4,7 mk. Tarkkoja edullisuusvertailuja vyöhykekasaukseen ja superylettimen käyttöön perustuvasta korjuusta el tässä vaiheessa voida tehdä. Kuvassa 7 esitetään kuitenkin suuntaa antavasti vyöhykekasaukseen ja superylettimen käyttöön ja toisaalta ajouran-varteenkasaukseen ja tavanomaisen kuormaimen käyttö ön perustuvien menetelmien korjuukustannukset eriasteisissa harvennusmänniköissä. Laskelman perustana on 3-5 %:n suuruinen hakkuuajanmenekin säästö vyöhykekasausmenetelmässä ajouran varteen hakkuuseen verrattuna. Metsäkuljetustuotokset perustuvat tavanomaisen kuormaimen osal ta Kahalan kuormatraktoritutkimukseen, superylettimen osalta tämän tutkimuksen tuloksiin. 5

6 pitkä sahatukkileimikoissa. Sahatukkeja kuormattaessa joudutaan koukkaamaan, jolloin menetelmän metsäkuljetustuotos alenee ja jäävälle puustolle aiheutetaan vaurota. Toinen vaihtoehto sahatukin saamiseksi tavanomaisen kuormaimen ulottuville on puuntuotannollisista seikoista tinkiminen ja uravälin kaventaminen noin m:iin. Kolmas korjuun kannalta kallein vaihtoehto on sahatukin erillinen esikasaus \\ 4 :: 3 5., HUOLTO '\.>. ::> c: c: I<Vyöhykek saus ::> >< + su peryle i nkuormain '). 3 / Ajouran-var een-kasaus tavanomaine kuormain 5 L-, 3 + '=- 5 7 leimikon t i heys, m3 /ha 7 Ku i t upuuosuus, % 9 4 Kuva 7. Leimikon ko r j uukus t a nnukset. Harvennushakkuu, noi n 3 m kui t upuun j a s a ha tuk i n korjuu, puulaji män t y, ajour avä li 3m, aj oma tka 35 m äyttää siltä, että menetelmien välinen kustannusero on varsin pieni (, -, 8 markkaa/m3) ja että hakkuun keventäminen Vyöhykekasausta ja superyletintä käyttäen voidaan j o suhteellisen taloudellisesti suorittaa sekä pelkissä kuitupuu- että kuitupuuja sahatukkileimikoissa. Kuvaa 7 tarkas teltaessa on lisäksi otettava huomioon, että laskelman perustana molemmissa menetelmissä on 3 m:n a j ouraväl i, joka tavanomaista kuormain ta käytettäes sä on yleensä liian Superylettimen huolto ja varaosapalvelu perustuu sekä valmistajan omaan, että jälleenmyyjien, Valmetin ja Hankkijan, huoltoja myyntipisteverkkoon. Päivittäiset superylettimelle suoritettavat huoltotoimet ovat vähäiset. PÄÄTELMIÄ Rovaniemen Konepajan superyletin ja sil l e sovellettu vyöhykekasausmenetelmä näyttää olevan varsin käyttökelpoinen ja kustannuksiltaan ki l pai l ukyky inen harvennuspuun korjuumenetelmä. Joissakin tapa uksiss a superylettimellä kuormaimiin saatava lisäulottuvuus saisi kuitenkin olla nykyistä suurempi. Täll öin hakkuuta voitaisiin olennaisemmin keventää kasausvyöhykettä leventämä llä. Myös sahatukkileimikoi ssa ja nn s anottua pitkää rankaa korjattaess a päästä isiin t ällö in paremmin 3 m: n a jouraväl i i n. Superylettimellä kuormaimiin saatavan lisäulottuvuuden pidentäminen ei kuitenkaan ole mielekästä, jos s ama lla huonounetaan kuormaimen läh ikuormausomi na i s uuksia tai vaikutetaan kuormaimen ke s t ävyyteen. Met s äteho Review / 98 An SUPER-REACHER OF ROVANIEMEN KONEPAJA The inve s t igat ion i s one of the Pan-Nordic f ore s t-techno log ica l development studies. The s uper-rea her of Rovaniemen Konepaja eng i nee ring works is a s pecial transfer boom equipped with two t el escopic arms for moun t ing on loader s. It i nc reas es the reach of t he convent ional knuckle boom l oade r by - 3 m when required, but the original r ange s of movement of the l oader can be maint ained i n short-di s tance l oading. It is METSÄTEHO ISS SR Pr ojec t suitable fo r installa t ion in bo t h lar ge- and medium-si zed forwa r de r s in loaders mount ed eit her on t he roof or on the trac t or body. The l oader equ ipped wi t h t he super- reacher opera t e s well t echni cal l y. Acco rding to ca lculations made on the easing o f cut t ing bas ed on zone bunching and the use of t he super-reacher, i t seems t o be fairly economica l n s tands in different phases of t h inn ing. SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSLIITIO RY:N METSÄTYÖNTUTKIMUSOSASTO Opasiinsilta 8 B 5 HELSINKI 5 Puhelin 9-4 HELSI Kl 98 PA I OVA LM ISTE