M ETSÄTEHO REPORT OHUTPAPERIPUIDEN KUORINNASTA PINO-TEHO -KUORIMAKONEELLA. Preliminary Studies on the Barki.ng of Birch, Softwood.

Transkriptio

1 METSÄ TEHON TIEDOTUS M ETSÄTEHO REPORT 218 SÄILYTYS: 1 A L U S T A V I A T U T K I M U K S I A K 0 I V U -, H A V U- JA OHUTPAPERIPUIDEN KUORINNASTA PINO-TEHO -KUORIMAKONEELLA Preliminary Studies on the Barki.ng of Birch, Softwood and Small-Sized Pulpwood by a Pino- Teho Barker Jaakko Salminen Ilmestynyt myös Pienpuualan Toimikunnan tiedotuksena n : o 99 HELSINKI 1964

2 (

3 s i s ä 1 1 y s Sivu Tiivistelmä ooooooo... 6 Työmaa-ajan rakenne ja menekki Pino-Teho -kuorimakoneen rakenne Tutkimusaineisto Tu tkimustulok:set Syöttönopeus ~ Tuotos e Kuorinnan laatu ja kuorimishukka Kuorintakustannukset Loppupäätelmiä ~ Summa r y (in English)

4

5 - 3 - T i i v i s t e 1 m ä Pino- Teho on n. 200 kg painava, traktorikäyttöinen, jatkuvasyöttöinen, siirrettävä kutterikuorimakone. Kuorintaelimenä on puun pintaa myötäilevä, jousikuormitettu moniteräkutteri. Syöttölaitteena on ruuvikierukka, jonka päällä kuorittava pölkky siirtyy pyörien eteenpäin. Kone on tarkoitettu 1 3 m pitkän ja cm paksun puun puolipuhtaaksi kuor intaan. Metsäteho suoritti kesällä 1963 Metsäliiton SellulooRa Oy:n työmailla tutkimuksia tuoreiden havu- ja koivupaperipuiden puolipuhtaaksi kuorinnasta Pino- Teholla. Työryhmä oli kaksimiehinen. Työmaa-ajan rakenne ja menekki on esitetty taulukossa 1 (s. 6). Syöttönopeus ja tuotos sekä niiden riippuvuus puiden paksuudesta nähdään kuvassa 5 (s. 9). Tutkimuksessa saatu keskimääräinen, 20 %:n lepoaikaa vastaava tuotos oli 2 m kuusella 5. 3 kuorell.p-m~~ 2.2 m männyllä 4. 6 kuorell. p- m3jh ja 2. 2 m koivulla 4 9 kuorell. p- m3jh. Yksityisten urakoitsijoiden kuorinnoissa tuotos on ollut tuoreita havupuita kuorittaessa 6 7 kuorell. p- m3jh. Kuorinnan laatua voidaan n. 2 m havupaperipuiden osalta pitää riittävän hyvänä, mutta koivupaperipuiden osalta huonompana. Myöskään ohutpuiden osalta kuorinnan laatu ei ole ollut tyydyttävä. Tutkimusten mukaan Pino- Teho I -kuorimakone soveltuu siten parhaiten n. 2 m havupaperipuiden puolipuhtaaksi kuorintaan. Sen sijaan koivulle ja ohutpuille se ei ole suositeltava. Halvan hankintahintansa vuoksi Pino-Teho soveltunee reikäroottorikoneita paremmin olosuhteisiin, joissa kuoritaan vuosittain suhteellisen vähäisin puutavaramääriä. Muihin puolipuhtaaksi kuo- 1 ri ~iin kuorimakone is iin vertaava kannat tavuuslask.elma esitetään 1 Lhe!IliD.l.n..

6 .'...

7 - 4 - Suuritehoisten ja kalliiden, siirrettävien paperipuiden kuoriidakoneiden rinnalle on pyritty rakentamaan myös halvempia, vähäisempään käyttöön soveltuvia, traktorikäyttöisiä kuorimakoneita. Näistä ovat meillä tunnetuimmat kutterikonetyyppiset Bark-Lasse ja Veikko II sekä pari vuotta sitten ilmaantunut Pino- Teho I. Pino-Teho I -kuorimakoneen käytöstä koivu-, havu- ja ohutpaperipuiden kuorintaan Metsäteho suoritti kesällä 1963 tutkimuksia Metsäliiton Selluloosa Oy gn työmailla Viitasaarella ja Karstulassa. Tutkimukset liittyvät Metsätehon Pienpuualan Toimikunnan rahoittamana suorittamaan, koivu- ja ohutpaperipuiden koneellista kuorintaa koskevaan tutkimussarjaan. P i n o - T e h o - k u o r i m a - k o n e e n r a k e n n e Pino-Teho I on n. 200 kg painava, pyörätraktorin nostolaitteeseen asennettava, pyörätraktorikäyttöinen ja jatkuvasyöttöinen, siirrettävä kutterikuorimakone. Kilorintaelimenä on puun pintaa myötäilevä, jousikuormitettu moniteräkutteri, jonka sivuilla olevilla levyillä säädetään kilorintasyvyyttä ja siten kilorinnan laatua. Syöttölaitteena on ruuvikierukka, jonka päällä kuorittava pölkky siirtyy kierukan yläpuolella olevan hammastangon tukemana eteenpäin pyörien akselinsa ympäri kutteria vasten. Pölkym syöttönopeutta säädetään kaarevalla ohjausterällä, siten että ohuempi pölkky kulkee nopeammin kuin paksumpi pölkky~ Kuorijäte putoaa kutterin alla olevaan kuoripuhaltimeen, joka heittää sen

8 {

9 - 5 - s ivummalle. Syötön helpottamiseksi koneessa on syöttö- ja vastaanottovarret ~~rineen. Uloimmassa syöttökaar essa on pölkyn pyörimi stä helpottavat rullat. Konetta siirrettäessä syöttö- ja vastaanottovarret nostetaan ylös. Kone on ta:r-h:c ;_t ettu j 3 m pitkän ja 7 35 cm paksun puun puolipuhtaaksi ku orin ~ac-u:l < T u t k i m u s a i n e i s t o Tutkimusainejsto lcerättiin touko- kesäkuussa 1963 Metsäliiton Selluloosa Oy~n Viitasaarella ja Kar stulassa olevilta työmail~ joilla kuorittij.n 2m kuusi--, 2m ohut-, 2.2 m mänty- ja 2. 2 m koivupaperipuita puolipuh taiksi. ne olivat J.ao.dul t~an?uu G oli pir.ottu m korkeisiin pinoihin, ja tuorei lia ja sulia., Työryhmässä oli kaksi miestä toi s en toimiessa syöttäjänä ja toisen vastaano ttaj~~a. Puut kuorittiin pinosta pinoon tai ristikkoon siirtäen konetta j 2.. tkuva 3"!;~ 359 D tai Valmet 361 D -dieseltraktori. Tutkimus Viitasaarell~ pitkin pinon viertä. Voimakoneena oli Valmet käsitti kaikkiaan 175 p- m3, j osta 54 p-m3 oli koivuao Toisella koneella työskenneltiin Karstulassa, missä oli ehditty kuoria,~ain 30 :r-m3, kun kone särkyi ja tutkimus oli. lopetettava. T u t k i m u s t u l o k s e t Työmaa--ajan rakenne,ja. _mepekk~ Viitasaarella kerätyn a~_ ne is ton mukaan laskettu työmaa-ajan keskimääräinen rakenne j c. menekki on esitetty taulukossa 1. Kuorint a.--aika s i så.l t ää s ekä. vars~.naisen syötettäes sä syntyvä t lyhyet väli a.ja t. kuorinta- ajan että pölkkyä

10

11 Taulukko Table 1 Työmaa-ajan keskimääräinen rakenne ja menekki kuorellista p-m3 kohti 2m kuusi-, 2.2 m mänty- ja 2.2 m koivupaperipuita puolipuhtaiksi kuorittaessa. Pölkkyjen keskimääräinen, kuorellinen keskiläpimitta on 13 cm. Puut kuorittiin pinosta pinoon. ~;öryhmä; 2 miestä. The structure and expenditure of working- site time, per piled cu.m.incl.bark, when barking 2- metre spruce, 2. 2-metre pine and 2. 2-metre birch pulpwood by a Pino-Teho barker. Middle diameter of logs outside bark was on an average 13 cm. The logs were barked from pile to pile. Work team: 2 me~ Työmb.a-aika - Worki~g-site time Työvaihe Phase of Work 2 m kuusipaperipuu spruce pulpwood mirvp-m3 min./piled cu.m. % 2 2 mäntypaperipuu m p~ne pu 1 pwoo d min/p-m3 min./ piled ou. m. fo 2 2 koivupaperipuu m birch pulpwood min/p-m3 min./ piled cu. m. % Kuorinta - Barking '\ Pää- ja aluspuiden teko Making the end poles and foundation timber o Pinon laotus Discharging the pile Työn suunnittelu - Planning of the work Koneen siirto - Moving the machine o Koneen huolto - Machine maintenance Koneen korjaus - Machine repair Hukkatyö - Unproductive work Lepo - Rest TYömaa-aika - Working-site time ~ _

12

13 -7- Kuva 1. P ino-teho 1 - kuorimakone. - Valok. Metsätyö O y. Fig. 1. Photo Metsätyö Oy. The Pino Teho l barker. Kuva 2. Paperipuiden kuorintaa Pino-Teholla. teho. Valok. Metsä- Fig. 2. Barking of pulpwood by the Pino-Teho. Metsäteho. Photo Kuva 3. Pino-Teho 1 - kuorimakoneella kuorietua 2 m kuusipaperipuuta. - Valok. Metsäteho. Fig m. spruce pulpwood barked by the Pino-T eho l. Photo Metsäteho. Kuva 4. Pino-Teho 1 - kuorimakoneella kuorietua 2.2 m koivupaperipuuta. - Valok. Metsäteho. Fig m. birch pulpwood barked by the Pino-Teho l barker. - Photo Metsäteho.

14

15 - 8 - Koneen siirtoaika sisältää vain kuoriidakoneen siirtämisen pitkin pinon viertä ja pinolta toiselle saman työmaan puitteissa. Koneen kertasiirtomatkan pituus pitkin pinoa oli keskimäärin 2 m. Kuorimakoneen huoltoajasta kului 24% polttoaineen täydennykseen ja voiteluun, 72 % terien teroitukseen ja huoltoon sekä 4% mullrin töihin. Kuorimakoneen korjauksista osa ~uuu kiilahihnojen katkeamisista, kuoren tukkeutumisesta kone- elimiin ym. syistä. Näihin kuuluivat vain sellai set korjaukset 1 jotka voitiin suorittaa työmaalla. Niihin eivät sisälly työmaa- ajan ulkopuolella suoritetut korjaukset, joita aiheuttivat kulmavaihteen särkyminen ym. syyt. Taulukossa on kuorinnasta riippumattomat osa-ajat tasoitettu kaikille puulajeille samoiksi, joten työmaa- ajat ovat keskenään vertailukelpoisia. Taulukon mukaan kului työmaa-ajasta % kuorintaan, pää- ja aluspuiden tekoon, pinon laotukseen ja työn suunnitteluun, 3 ~ 4% koneen siirtoon, n. 17% sen huoltoon ja korjauksiin, 0. 5% hukkatyöhön sekä 4.7 % lepoon. Koko työmaa- ajan mukaan laskettuna oli 2. 2 m männyn kuorinta 15.5 % ja 2.2 m koivun 7.7 % hitaampaa kuin 2m kuusen kuorinta. Karstulassa kului kahden miehen työryhmäl tä 2m kuusipaperipuun kuorinnassa 72 % työmaa- ajasta kuorintaan, 5. 1 % aputöihin jasiirtoihin, 15.2 %huoltoon ja korjaukseen sekä 7 7 % lepoon. Syöttönopeus Keskimääräinen syöttönopeus oli 13 cm paksun kuusen ja männyn kuorinnassa likimain sama eli m/min, mutta k oivun kuorinnassa m /min. Syöttönopeuden riippuvuus pölkyn paksuudesta nähdään ~sa 5. Tuotos Keskimääräinen tuotos kuorellisina p- m3 ginä oli 2 m tuoreiden, keskeltä 13 cm paksujen kuusipaperipuiden puolipuhtaaksi kuorinnassa 7. 0

16

17 ..Q ~ ~20,..c. rl ~ g g ''"! '13- s.... ::l () 'Ö'Ö <ll <ll <llrl p. ri en P. b.o... S::..P ri ::l -o P<1C <ll..p &6 1 1 cn..q ::l... <Dl"'"\ P.S 0 1 s:: p. :o..p f'o ~ <ll»h C/) ;) ~ "' ~ ~ 2. 2 m mäntypaperipuu pine pulpwood Koivupaperipuut Hardwood 2 m kuusipaperipuu 2 m. spruce~ pulpwood ~ ~ TUOTOS Ou.tput SYÖTTÖNOPNJS Faeding Spe ed Havupaperipuut Softwood \2.2 m.koivupaper~puu 2. 2 m. birch pulpwood 'L, l ---- j_ -- L ~-, r r ~----,---~ ~------, L --' L- 1 J L 1 r-~~ Pölkyn kuorellinen keskiläpimitta- Middle diameter of log outside bark, cm \0 Kuva 5. Syöttönopeuden ja 20 %:n lepoaikaa vastaavan tuotoksen riippuvuus pölkyn kuorellisesta keskiläpimitasta Pino-TehoI -kuorimakoneella 2m kuusta, 2.2 m mäntyä ja 2.2 m koivua kuorittaessa. Fig. 5. Dependence of feeding speed and output a]jowing for a 20 per cent rest time, on the middle diameter of log outside bark when barking 2-m. spruce, 2.2-m. pine and 2.2-m. birch by the Pino-Teho I barker.

18

19 p-m3 /h tehollisena työaikana, 6.6 p- m 3 /h 4.7 %gn lepoaikaa vastaavana työmaa- aikana ja 5.3 p- m3 /h 20 %g n lepoai kaa vastaavana työmaa- aikana. Vastaavanlaisten 2.2 m mäntypaperi pui den kuorintatuotos oli 6. 1 p-m3jh tehollisena työaikana, 5 7 p- m3 /h 4.7 %:n lepoaikaa vastaavana työmaa- aikana ja 4. 6 p- m3 /h 20 %gn lepoai kaa vastaavana työmaa- aikana. Tuoreiden 2. 2 m koivupaperipuiden kuorinnan vastaavat tuotokset olivat 6.5 p- m3jh, 6.1 p- m3 /h ja 4 9 p- m 3 /h. 20 %:n lepoajan osuutta vastaavan tuotoksen riippuvuus pölkyn paksuudesta nähdään kuvassa 5 (s. 9). Siitä to<letaan, että tuotos pienenee pölkyn koon pienentyessä. Ohutpuiden 20 %:n lepoaikaa vastaava kuorintatuotos oli 7 cm:n keskiläpimittais ten 2m kuusipaperipuiden osalta 2.2 kuorell.p- m1hja 2~2 m mäntypaperipuiden osalta 1.8 kuorell.p- m3 jh. Karstulan tutkimuksen mukaan tuotos 2m kuusipaperipuiden kuorinnassa, joiden koko oli 53 jm/kuorell. p- m3, oli 6. 9 kuorell.p- m3 /h tehollisena työaikana, 6. 4 kuorell. p- m3 /h 7.7 %:n lepoaikaa vastaavana työmaa- aikana ja 5.5 kuorell. p-m3/h 20 %:n lepoaikaa vastaavana työmaa- aikana. Työtehoseuran tietojen mukaan kuorintatuotos on ollut yksityisten urakoitsijoiden kuorinnoissa 2 m kuusipaperipuilla kesällä keskimäärin 6 7 p- m3 /h ja talvella keskimäärin 5 p- m 3 /h. Tilapäisesti lienee päästy korkeampiinkin tuotoksiin. luokkaa kuin tämän tutkimukset osoittamat. Tuotokset ovat siis olleet samaa Kuivan tai jäätyneen puun kuorinta on mahdollista, mikäli kuorintaja syöttölaitteet ovat sitä silmällä pitäen säädetyt ja teroitetut. Tuotos on tällöin tietenkin alhaisempi kuin tuoreen puun kuorinnassa. Pino-Teho -kuorimakoneen kuorinta- ja syöttöperiaatteesta johtuen puiden lenkous, mutkaisuus, koroisuus ja oksaisuus sekä epäpyöreys hidastavat kuorintaa. Tällä seikalla on meikäläisissä olosuhteissa suuri merkitys paitsi latvatavaran ennen kaikkea koivun kuorinnassa, jonka muotoviat ovat usein suuria. Kuorintaa hidastaa myös se, että osa puista jää muotovikojen vuoksi kokonaan kuorimatta. Niinpä tutkimuskohteessa kaikki havupuut pystyttiin kuorimaan, mutta koivuista jäi n. 4 % kuorimatta. Näiden kuorinta tapahtui jälkeenpäin käsin. Käsinkuorintaa varten kuorintatyöryhmään on joskus tapana lisätäko~ mies.

20 '.

21 Kuorinnan laatu ja kuorimishukka Kuori nnan laatu ja kuorimishukka riippuvat ratkaisevasti kilorintaja syöttöelimien säädöstä ja teroituksesta. Näin on asia etenkin kuivan ja jäätyneen kuoren osalta4 Muotoviat, kuten oksaisuus, koroisuus, lenkous, mutkaisuus ja epäpyöreys, huonontavat kuorinnan laatua, niin että pahimmissa tapauksissa on turvauduttava käsinkuorintaan. Kuorinnan laatua voidaan parantaa myös syöttönopeutta alentamalla. Tutkimuksessa kuorinnan laatua arvosteltiin pölkkyjen vaippapinnan kuoriutumisasteen mukaan. Viitasaarella kuoriutuminen vaihteli 2m tuoreen kuusen osalta rajoissa 90 98% ollen keskimäärin 94 %, 2.2 m tuoreen männyn osalta rajo1ssa 85 97% ollen keskimäärin 92% ja 2.2 m tuoreen koivun osalta rajoissa % ollen keskimäärin 88 %. Nain puolet koivuun jääneestä kuoresta oli tuohikuorta. Keskiläpimitaltaan 7 10 cm paksujen kuusiohutpuiden osalta kuoriutuminen vaihteli rajoissa 30 90% ollen keskimäärin 77 %. Niiden kuoriutuminen oli siis verrattain huonoa. Pinomittainen kuorimishukka oli 2m tuoreella kuusella 9. 6%, 2. 2 m tuoreella männyllä 6. 8 %, 2. 2 m tuoreella koivulla % ja 2 m tuoreilla kuusiohutpuilla %. Koska kuoriutuminen oli useissa tapauksissa huonoa, ei näiden lukujen perusteella voida päätellä mitään. Kuorinnan laatua on yleisesti katsoen pidettävä reikäroo~ikoneilla saatua huonompana. Tämän seikan käytännöllinen merkitys r.lippuu kuitenkin kilorinnalle asetettavista laatuvaatimuksista, tavaran jatkokäsittelystä ym. tekijöistä. K u o r i n t a k u s t a n n u k s e t Kuorintakustannusten laskemista vaikeuttavat koneen uutuudesta johtuva riittävän pitkäaikaisten käyttötilastojen puute ja koneen käyttöönoton alkuvaiheessa monin paikoin sattuneet, epätavallisilla pidettävät särkymiset.

22

23 Koska Pino- Teho soveltuu lähinnä 2m havupuun kuorintaan, on kustannuksetkin arvioitu vain tälle tavaralajille, seuraavasti. Polttonesteen (kaasuöljyn) kulutus on tutkimuksen mukaan n /kuor ell. p-m3 vastaavien kustannusten ollessa - g09/ kuorell. p- m3 Jos kuor imakoneen korjaus-, kunnossapito- ja varaosakustannukset ovat -:2o - g40 /kuorell. p- m3, voima- ja vetokoneena käytetyn pyörätraktor in konekustannukset ilman polttoneste- ja työpalkkakustannuksia 3g50/työmaatunti, sosiaalikulut 20 % palkoista, kuoriidakoneen nykyisen pääoman, 3 640:-, korko 8 % ja kuoletusikä 5 vgn aikana tuntia vuodessa sekä kuorintataksa ristikointilisineen 2g75/kuorell. p- m3, olisi kahden miehen työryhmän kuorintatuotoksen ristikoimisineen oltava vähi ntään 5p-~/h, jotta kuorijat pääsisivä t markan miespäi väansioon. Tuotoksen noustessa myös ansiot nousevat. Koska Pino- Tehoon tullaan myyjän ilmoituksen mukaan tekemään~ntahintaa nostavia parannuksia, suori tetaan myöhemmi n tarkempi a vertailevia kustannuslaskelrnia. L o p p u p ä ä t e l m i ä Suoritettujen tutkimusten mukaan, jotka jä ivät monestakin syystä alustaviksi, Pino- Teho I -kuorimakone soveltuu siirrettävänä, traktorikäyttöisenä koneena n. 2 m tavallisten havupaperipuiden puolipuhtaaksi kuorintaan. Koivupaperipuiden kuorinnassa kone sen sijaan ei koivun runsaiden muotovikojen vuoksi ole osoittautunut ainakaan yleisesti tyydyttäväksi, eikä valmistajatehdaskaan sitä siihen suosittele. Myöskään ohut- ja latvapaperi puiden kuorintaan se ei ole suositeltava. Korkean kuorintatuotoksen ja hyvän konekuorinnan kanna~uden saavuttaminen edellyttävät kuori joilta koneen hyvää tuntemusta, niin että se pystytään pitämään hyvässä kunnossa etenkin kutterin ja syöttökierukan teroituksen osalta. Pino-Tehon ja vastaavanlaisten kuorimakoneiden varjopuolina reikäroottorikoneisiin verrattuina ovat niiden hitaampi syöttönopeus ja vä-

24

25 häisempi automaattisuus sekä näistä aiheutuvat pienempi tuotos ja huonompi ihmistyön tuottavuuso Lisäksi kuorinnan laatu on yleensä reikäroottorikoneilla saatua huonompi. Pino-Tehon etuna sen sijaan on sen suhteellisen halpa hankintahinta, joten voisi odottaa sen käytön tulevan reikäroottorikoneiden käyttöä kannattavammaksi, milloin vuosittain kuorittavat puutavaramäärätovat verrattain vähäiset. Näiden konetyyppien välinen ero, mitä kannattavuuteen tulee, riipvuu ratkaisevimmin tuntituotoksesta ja korjauskustannusten suuruudesta. Kannattavuusvertailu esitetään tietojen puutteellisuuden vuoksi vasta myöhemmin o Pino-Teholla kuorittaessa on yleensä noudatettu samaa kuorintataksaa kuin muillakin puolipuhtaaksi kuorivilla koneilla kuorittaessa.

26

27 P r e 1 i m i n a r y Studies o n t h e B a r k i n g 0 f B i r c h, S o f t w o o d a n d S m a S i z e d Pulpwood b y a P i n o - T e h o B a r k e r By Jaak..'co Salminen SUMMARY The Pino-Teho is a tractor-operated, continuous feed, mobile cutter barker which weighs c. 200 kg. The barking organ is a spring-loaded multi- bl ade cutter which conforms to the surface of the wood. The feeding device is a s crew spiral along which the log moves with a spinning motion. The machine i s designed for the barking of 1 c3 m. long and 7 35 cm. thick logs. In summer 1963, Metsäteho conducted studies on the work sites of Metsäliiton Selluloosa Oy on the barking of green softwood and birch pulpwood by the Pino- Teho. The working team consisted of 2 men. The structure and expenditure of working-site time are shown in Table 1 (p. 6). The feeding speed and output and their correlation with log thickness are shown in Fig. 5 (p. 9). The average output, allowing for a 20 per aent rest time, was 5.3 piled cu.m.incl.bark/h. for 2- m. spruce, 4. 6 piled cu. m. incl.bark/h. for m. pine and 4 9 piled cu. m.incl.bark/h. for 2.2- m. birch. In barking by private contractors the output for green softwood logs was 6 7 piled cu.m./h& The QUality of barking can be considered adequate for c. 2- m. softwood pulpwood, but poorer for birch pulpwood. The Quality of barking was not satisfactory for small- s ized logs. According to the studies, the Pino-Teho I barker is thus most suitable for the barking of c. 2- m. softwood pulpwood. It is not recommended for the barking of birch and small-sized timber. Because of its low price, the Pino-Teho is perhaps more suitable than ring barkers in conditions where relatively small QUantities of timber are barked annually. A comparative profitability calculationfar other barking machines will be published later,

28