PH 3 -KOKOPUUHAKKURI 14/1976

Transkriptio

1 4/976 PH 3 -KOKOPUUHAKKURI Markku Melkko PH 3 -kokopuuhakkuri, sittemmin TT-palstahakkuri T, on kokonaisten puiden p:zlstqlla tapahtuvaan haketukseen kehitetty haketusyksikk~ Konetta voidaan kliytt~ my~s välivarastolla Puut sy~tet~ hakkuriin vetotraktorin takaosassa olevalla kuormaimella taakkoina, joiden koko määräytyy sy~tt~aukon koon ( 25 mm x 25 mm) mukaan Hakkurista hake puhalletaan noin 5 m3:n kokoiseen kipattavaan hakesäil~~n Tutkimusty~maalla kuusentaimiston verhopuustona ollut lepikko oli kasattu ajo- uran varteen Kun puuston keskimääräinen rinnankorkeusläpimitta oli 55 cm ja keskimääräinen metsäkuljetusmatka 2 m, palstalla liikkuvan yksik~ tuotos oli 85 m3/tehotunti eli noin 2 i-m3 haketta/tehotunti Jos haketuskohteen maasto on huonompaa kuin I maastoluokkaa, yksik~ kliytt~ rajoittuu pääasiassa välivarastolle Koneen ergonomisia ominaisuuksia voidaan pit~ vain tyydyttävinä Kuva PH 3 -kokopuuhakkuri Valok Työväline Oy

2 -----, " Kuva 2 PH 3 -kokopuuhakkuri Mittapiirros (mitat mm:einä ) PH 3 -kokopuuhakkuri on Työväline Oy:n urakoitsija Szepaniakin kanssa kehittämä haketusyksikkö, joka kootaan Perusyhtymä Oy:n konepajalla Hämeenlinnassa Vetokoneena yksikössä on Fiat 3 DT -teollisuustraktori, jossa on nelipyöräveto Haketusvaunun muodostavat vetävä perävaunu, laikkahakkuri syöttölaitteineen ja kipattava hakesäiliö Puuston rakenteen vaihdellessa työmaiden mukaan myös erikokoisten taakkojen suhteelliset osuudet vaihtelevat Kuvassa 3 on esitetty taakkojen erilaisia suhteellisia osuuksia vastaavat puuston keskimääräiset rinnankorkeusläpimitat Haketusyksikön tuotoksia laskettaessa on käytetty kuvan 3 mukaista laskennallista jakaumaa Kone on tarkoitettu lähinnä palstalla liikkuvaksi kokopuuhakkuriksi, mutta sitä voidaan käyttää myös välivarastolla Konetta on valmistettu kaksi kappaletta Tutkimustyömaan hehtaarikohtainen runkoluku ja runkolukujakauma selvitettiin koealoilta Lisäksi mitattiin puukohtaisten tunnusten selvittämiseksi ajouran varteen kasatuista otantakasoista puiden tyviläpimitta, rinnankorkeusläpimitta ja pituus Konetta markkinoi ja huoltaa Työväline Oy Sen hinta oli maaliskuussa 976 noin 5 mk Koneelle annetaan yleinen sopimuspohjainen takuu TUTKIMINEN PH 3 -kokopuuhakkuria testattiin Saastamoinen Yhtymä Oy:n työmaalla Heinävedellä marraskuussa 975 Aikatutkimuksessa seurattiin taakkakohtaista haketusaikaa ja aikaa, jonka hakkuri kävi jouten seuraavaa taakkaa odottaessaan Samoin seurattiin työpisteestä toiseen siirtymistä, kuormattuna- ja tyhjänäajoa sekä kuorman purkamista välivarastolle Selvitettäessä haketettavan puuston koon vaikutusta hakkurin tuotokseen hakkuriin syötettävät taakat jaettiin niissä olleiden puiden koon ja lukumäärän mukaan kolmeen kokoluokkaan Tutkimustyömaalla koko3 luokkien keskimääräiset taakat {kokopuu-m ) olivat alla olevan asetelman mukaiset {kokopuu =runko-osa+ oksat) Taakan kokoluokka 2 Tutkimustyömaalla kone liikkui ajouralla ja haketti sen varteen kasattua kuusen verhopuustona ollutta lepikkoa Hake kuljetettiin välivarastolle, jossa se kipattiin muovikelmun päälle Tutkimusaineisto käsitti 3haketta 22 hakesäiliöllistä eli 279 i-m TEKNISET TIEDOT Esitettävät tekniset tiedot perustuvat pääosiltaan valmistajalta saatuihin tietoihin Metsäteho on suorittanut eräitä mittauksia ja mittojen tarkistuksia Vetokone Vetokoneena on Fiat 3 DT 4-pyörävetoinen maatalous- ja teollisuuskäyttöön tarkoitettu traktori Taakan koko keskimäärin, kokopuu-m3 Taakan pituus keskimäärin, m Puiden rinnankorkeusläpimitta keskimäärin, cm Puiden lukumiiärii keskim, kpl/taakka I II III Osuus t&&koista, %

3 Kuva 4 PH 3 -kokopuuhakkuriin asennetun Cranab 45 -nivelpuomikuormaimen ulottuvuus maanpinnan tasossa ilman liukupuomia ja liukupuomilla varustettuna (normaali toiminta-alue) 3 7 Puuston rinnankorkeusläpimitta keskimäärin, cm Kuva 3 Erilaisia taakkajakaumia vastaavat puuston keskimääräiset rinnankorkeusläpimitat Pyl:irltvarustus Edessä Takana X X Jarrut Pt:Utmitat Pituus 4 27 mm, leveys raidevälin mukaan mm, korkeus 2 92 mm(ilman kuormainta) Raideväli normaalirenkailla edessä 8 9 mm ja takana mm AkSeliväli 2 77 mm Maavara vetokoukun alla 5 mm Painot Omapaino 5 3 kg, josta edessä 2 45 kg ja takana 2 85 kg (painot ilman kuormainta) Vetotraktorissa on mekaaniset öljykylvyssä olevat monilevyjarrut Seisontajarru on mekaaninen StthkiJlaitteet Sähköjärjestelmän jännite on 2 V Akun kapasiteetti on 9 Ah Vaihtovirtalaturin teho on 5 kw ja käynnistinmoottorin teho 29 kw (4 hv) Painei~~jeste~ Paineilmapumppua käytetään välityksellä nokkapyörältä kiilahihnan Moottori Merkki ja tyyppi Fiat, 6-sylinterinen, 4-tahtinen suorasuihkutusdie~el Sylinteritilavuus Suurin teho Suurin vääntömomentti 74 dm kw (5 hv) SAE/35 r/s (2 r/min) 537 Nm (548 kpm) SAE/ 22 r/s ( 3 r/min) Polttonestesäiliön tilavuus 2 dm3 Kuormain Haketusyksikkö on varustettu ohjaamon taakse asennetulla Cranab 45 -nivelpuomikuormaimella Kouran tilalle on asennettu Pika-prosessorin pihti Kuormain toimii kuusivipuohjauksella Suurin ulottuvuus maanpinnan tasossa Suurin ulottuvuus liukupuomilla varustettuna maanpinnan tasossa 4 m 6 5 m Voimansiirto Traktoriesa on mekaaninen t äyssynkronoitu vaihteisto Vaihteita on eteenpäinajoa varten 2 ja taaksepäinajoa varten 4 Kytkin on 4" + 4":n kuivalevykytkin Tasauspyörästön lukko on mekaaninen Haketusvaunu Haketusvaununa on vetävällä telillä varustettu perävaunu, jonka päälle on asennettu hakkuri s3öttölaitteineen ja kipattava, noin 5 m :n hakesäiliö Perävaunuun voi- 3

4 ma siirretään vetotraktorin voimanulosotosta nivelakselin välityksellä Perävaunussa on hydraulisesti toimivat tukijalat, jotka voidaan laskea kippauksen ajaksi alas PCJllmitat Pituus 8 3 mm, leveys 2 5 mm ja korkeus 3 9 mm Raideväli on 82 mm Maavara telin alla 35 mm Renkaat 5 x 225/8 tai 4 x 24 Hakkuri Hakkuri on Rauma-Repola Oy:n valmistama laikkahakkuri ja se on asennettu hakesäiliön etupuolelle Hakkuri on hydraulikäyttöinen Hake puhalletaan hakesäiliöön hakkurin oman puhalluksen avulla Laikan halkaisija Pyörimisnopeus Terien lukumäärä Syöttöaukko 98 mm noin 7 r/s (n r/min) 2 kpl 25 x 25 mm 2 ~ mm, 3 korkeus noin 2 2 mm ja tilavuus non 5 m JazTUt Haketusvaunussa on painenmakäyt~ levyjarrut, jotka toimivat samalla työjarruna Hydrauliikka Vetokoneen voimanulosotalla käytetään kahta hydraulipumppua Suuremman pumpun tuotto käytetään pyörittämään hakkuria j a pienemmän kaksoispumpun tuotto syöttölaitetta ja hydraulisylintereitä (per ävaunussa ja kuormaimessa) Koko yksiklm painon jakawrrl Etuakseli Taka-akseli Teli Yhteensä Tyhjänä 3 kg 6 4 II 6 4 II 5 9 kg Kuormattuna 3 kg 6 4 II 3 II 2 8 kg Hakkurin ey~t~laite Hakkuri on varustettu hydraulikäyttöisellä syöttölaitteella, jonka muodostavat syöttöaukon alapuolella oleva vetävä kolakuljetin ja yläpuolella oleva korkeussuunnassa pneumaattisesti säädettävä syöttörulla Syöttö tapahtuu poikittain koneen kulkusuuntaan nähden oikealta puolelta Syöttölaitetta voidaan kääntää hydraulisesti vaaka- ja pystysuunnassa Syöttölaitteessa on automaattinen rajakatkaisin, joka pysähdyttää syötön hakkurin kierrosluvun laskettua tietyn määrän Alakuljettimen pituus noin 3 mm leveys noin 4oo mm Syöttörullan leveys noin 4 mm Syöttölaitteen kääntömahdollisuudet sivusuunnassa 52 rad ( 3 ) ylös-/alassuunnassa! 7 (!_ ) HakeeliiZilJ Hakesäiliö on asennettu perävaunuun hakkurin taakse Se on nivelletty yläkulmistaan perävaunun takaosassa olevaan kiinnityskehikkoon, jolloin kippauskorkeudeksi sa~ noin 3 m Hakesäiliö on varustettu kipattaessa automaattisesti avautuvilla ja sulkeutuvilla hakeverkoilla Hakesäiliön pituus ylhäältä on noin 3 2 mm, alhaalta noin 2 45 mm, leveys noin TOIMINTAPERIAATE Palstalla toimiessaan kone liikkuu ajouralla, jota vastaan puut on kaadetlu kohtisuoraan (tyvet ajouralle päin) Puut voidaan kasata joko palstalle tai a j ouran varteen Kone voi käytännössä ottaa puita vain ajosuunnan oikealta puolelta Puut nostetaan tarttumapihdillä varustetulla kuormaimella tyvet edellä syöttölaitteeseen, joka syöttää ne hakkuriin Hakkurista hake puhalletaan hakesäiliöön Haketettaessa syöttölaitteessa olevia puita voidaan kuormaimella noutaa uutta taakkaa kasasta syöttölaitteeseen Jos puut on kasattu ajourien kummallekin puolelle, joudutaan kaikilla urilla liikkumaan kahteen suuntaan Kun säiliö on haketettu täyteen, käydään se tyhjentämässä joko välivarastolle tai varastopaikalla olevalle vaihtolavalle TUTKIMUSTULOKSET Maastokelpoisuus Maaperän pehmeyden vaikutus Teoreettisilla pintapaineilla kuvataan koneen uppoamisalttiutta pehmeillä maapohjilla PH 3 -kokopuuhakkurin teoreettiset pintapaineet olivat seuraavat 4

5 Vetotraktori edessä takana Haketusvaunu Renkaiden koko 24 X X 38 5 X 22 5 Pintapaine, kpa ( kp/ cm 2 ) tyhjänä 82 4 ( 84) 84 (83) 53 (54) 4 9 kg:n kuormalla 82 4 (84) 84 (83 ) 94 (96) te Telin ja perävaunun rakenteen vuoksi lillä ei voida käyttää teloja Var sinkin kuorman kanssa yksikön pintapaineet ovat nn suuret, että sen käyttö rajoittuu kovapohjaisille maille Maanpinnan kaltevuuden vaikutus Tutkimustyömaan maanpinnan tasaisuuden vuoksi koneen mäennousukykyä ja sivuvakavuutta ei voitu tutkia Kuva 5 PH 3 - kokopuuhakkurin kiiiintösäteet ja kääntöleveys Ajankäyttö Maanpinnan epettasaisuuden vaikutus PH 3 -kokopuuhakkurin pieni maavara ja epätasainen pohja haittaavat esteiden ylitystä Vetotraktorin etupyörien kääntymiskulman pienuus ja yksikön pitkä rakenne vaikeuttavat esteiden kiertämistä Tutkimustyömaalla ei ollut lunta, mutta rakenteen (ohjausjärjestelmä, peräveto, telirakenne) perusteella koneen lumessaliikkumiskyvyn voidaan olettaa olevan korkeintaan tyydyttävä Ketteryys ja kulkuleveys Kuvassa 5 esitetään PH 3 -kokopuuhakkurin kääntösäteet ja käåntöleveys Koneen pitkän rakenteen vuoksi kääntösäteet ovat suuret ja oikaisu varsin huomattava (3m) Koneen vaatima kulkuleveys on yli 4 5 m:n, ja tämä vaikeuttaa koneen käyttöä varsinkin harvennusmetsäolosuhteissa Ajonopeudet Maasto oli tutkimustyömaalla metsätraktoreiden ohjemaksujen mukaista I maastoluokkaa Työmaalla kuusentaimiston verbopuustona ollut lepikko oli kasattu ajouran varteen Ajo tyhjänä Ajo kuorm&ttuna Ajo haltetettaessa Aja!!&tka, m Keskimääräiset ajonopeudet, m/s (m/min) 3 (62) o8 r <52) 63 (38) Asetelmassa on esitetty PH 3 - kokopuuhakkurin ajankäyttö palstatien varteen kasatuo verhopuulepikon haketuksessa Taakkakohtaista aikaa tarkasteltaessa havaitaan, että hakkuri on tutkimustyömaalla joutunut odottamaan taakkaa (käymään jouten) keskimäärin 4 % työpisteessä taakan käsittelyyn kuluneesta ajasta Tehoajan rakenne ja menekki ilman kuljetusta TAAJCKAKOHTAISET AJAT Waltetuitsen valmistelu Taakan odotus Taakan haketus Yhteensä TYÖPISTEKOHTAISET AJAT Siirron valmistelu Siirtyminen Yhteensä KUORMAKOHTAISET AJAT Purkamisen valmistelu Purkaminen cmin/ taakka Yhteensä 5 TEHOAIKA YHTEENsA ilman kuljetusta 4 Työntutkimustiedot Keskimääräinen siirtanajka, m Keskim taakan koko, m (kokopuuta) Taakkoja keskim työpisteessä, kpl Työpisteitä keskim, ltpl/baltesäiliö Kesltim kasan koko, m3 (ltokopuuta) Työmaan puustotiedot Puuston pituus keskimäärin, Rinnankorkeusläpimitta ltesltil:, cm Puuston tiheys, kpl/ha (n _ 3 ~ 2 cm) "lc l 6o ) 8 7 3,,- 65 oo

6 4 v~ -t- -" -" ~ i i i : a!,:,:l p~! L ~"c ;:;; ~-L : ; ~," --f--7 ~!! :L :T akan hake u; 5 5 Taakan koko, kokopuu-m3 _J, J r Kuva 6 Taakan käsittelyajan rakenne ja riippuvuus taakan koosta 2 5 Siirtymismatka, m Kuvassa 6 on esitetty taakan käsittelyajan rakenne ja riippuvuus taakan koosta Hakkuria syöttäessään kuljettaja pyrkii valitsemaan taakan koon niin, että taakka menee hakkuriin yhtäjaksoisesti syötön pysähtymättä välillä, eli pieniä puita syötetään useita kerralla ja puiden koon kasvaessa niiden lukumäärä taakassa pienenee Koska hakkurin syöttönopeus pysyy lähes vakiona eikä syöttö mainitusta syystä yleensä pysähdy kesken taakan, taakan haketusaika riippuu lähinnä taakan pituudesta Varsinaisen haketusajan lisäksi taakan käsittelyyn kuluva muu aika (valmistelu, kouran vienti kasaan, uuteen taakkaan tarttuminen ja sen tuonti syöttölaitteeseen sekä mahdollinen syötön avustaminen) riippuu puuston ja haketusolosuhteiden lisäksi myös kuljettajan taitavuudesta Tutkimustyömaalla muun ajan suhteellinen osuus taakan kokonaiskäsittelyajasta näyttää olevan pienillä taakoilla lähes ~ % ja suurilla taakoillakin vielä yli 4 % taakan kokonaiskäsittelyajasta Tämä merkitsee sitä, että yhdessä työpisteessä kuhueesta ajasta noin puolet hakkuri käy jouten Jos tätä joutokäyntiaikaa pystytään pienentämään nopeuttamalla uuden taakan noutoa, haketusyksikön tuotos kasvaa varsin nopeasti Kuva 7 PH 3 - kokopuuhakkurin siirtymisajan riippuvuus siirtymismatkasta Maastoluokka I -,-- 2 :,c,,,6 8 M~ 8 ~ B -r- t L ~ V V/ V L ~ vv ~~ V / 6 ~ ~ ~ ~V ~V! - - soo, -i, :: ~ 4oo r- t t 2 /V V v!-/vyr--- =-~ :j --- -~ r-~ Kul etufatk, m ;-"- : ---- ; i! 6 Puus ton keskimääräinen o 3 Kuva 8 PH 3 - kokopuuhakkurin tehotuntituotos haketettaessa a j ouran vart een kasattua ver~opuustona oilutta l epikkoa Leimikon t i heys 77 5 m / ha (kokopuuta) Maastoluokka I Kuvassa 7 on esitetty PH 3 -kokopuuhakkurin siirtymisajan riippuvuus siirtymismatkasta TUOTOS Kuvassa 8 on esitetty PH 3 -kokopuuhakkurin tehotuntituotos palstahaketuksessa 6 puuston keskiläpimitan ja kuljetusmatkan mukaan Haketettavana puuna on ollut lähes pelkästään leppää Esimerkiksi 2 m:n kuljetusmatkalla puuston keskimääräisen rinnankorkeusläpim~tan ollessa 55 cm tuo~os3on ollut 85 m /t7hotunti eli noin 2 -m haketta tehotunnssa

7 Työtehoseura Erkki Wuolijoki ERGONOMISET OMINAISUUDET Ergonomiset ominaisuudet arvosteltiin Metsätehon katsauksessa 9/975 esitetyllä tavalla Tutkittu kone testattiin vähälumisissa olosuhteissa välivarastolla kuorma-auton lavalle haketettaessa Ohjaama ja hallintalaitteet 2 + ~~- r! - ~ ", lr-- >- + - # "" o-pi - le - l,_f--_ - -,, -~,- -- r-,;/" ~,_ r-- > - "" -~ r ~ ~ o t laajuus IIz Kuva 9 Ohjaamon äänitason analyysi Kohde Arvosana Tärinä Äänitaso TAULUKKO l Näkyvyys Tärinän vaimennus Heiluntavakavuus Ääneneri stys Pääsy ohjaamoon Ohjaamon tilavuus Istuin Lämpimyys Ilmanvaihto Tiiviys Ajo- ja työvalot Lasinpyyhkimet Jlallintal ai t teet Ohjauspyör ii Kaasupol j in ja kaasuvi pu Jarrupoljin Pysäköintijarru Vaihteen valitsin Valonkytkimet Virrankytkin, käynnistin Pysäytin Mittaristo Mer kkivalot Kuorrnairnen halli ntavivut Äänitaso ohjaamossa huono huono huono tyyd tyyd tyyd huono tyyd tyyd Moottorin Äänitason Äänitason Hittaus- pyörirnis- yleinen hui pputilanne nopeus, arvo, arvo, r/s (r/min) db (A) db (A) llaketus välivarastolla ( 22 23) TAULUKKO 2 Joutokiiynti Tär inä istuirnessa Moottorin Tärinän pyörirnisnopeus, kiihtyvyys, r/s ( r/min) m/s2 2 3 ( 7 8) Normaali ajo (6 7) llaketus Tarkastelua ( ) Katon leveähkö tukipilari ja takaikkunan poikittainen tukilista sijaitsevat lähes keskellä näkökenttää haketuksen aikana Ikkunoiden suojasäleikköjen puuttuminen parantaa näkyvyyttä koneesta, mutta voi toisaalta vähentää ohjaamon turvallisuutta Ääneneristystä voidaan pitää huonona, sillä äänitaso ylittään-85-käyrän Ohjaamoon pääsyä haittaa aivan liian korkealla sijaitseva alin askelma Ohjaamon tilavuutta voidaan pitää huonona, sillä istuinta käännettäessä polvitila on riittämätön Lasinpyyhkimen pyyhkimispinta-ala on liian pieni Pysäytin on ainoastaan ajosuunnassa ja väriltään musta eikä punainen Kuormaimen hallinta tapahtuu kuusivipujärjestelmällä Ohjaamo ei ole välivarastotyössä tarkoituksenmukainen, sillä lähes kaikki hallintalaitteet, mittarit ja varoitusvalot sijaitsevat työn aikana kuljettajan selän takana 7

8 Metsäteho Review 4/976 PH 3 \HltE-TREE CHIPPER The review deas with a quick test of a PH 3 whoe- tree chipper The PH 3 whoetree chipper is a chipping unit that was deveoped for chipping of whoe trees in the cutting area, but can be used at the anding METSÄTEHO SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSLIITTO RY:N METSÄTYONTUTKIMUSOSASTO Opastinailta 8 B 52 HELSINKI 52 Puhelin 9-4 HELSINKI 976 PAINOVALMISTE