TT-PALSTAHAKKURI 1000 F

Transkriptio

1 / 977 TT-PALSTAHAKKURI F Markku Melkko TTtJalstahakkuri F on kokonaisten pui den ajouralla tapahtuvaan haketukseen kehi tet ty haketusyksik. Konetta voidaan t mys vlivarastolla. Ensiharvennusmänniss, jossa haketettavat puut oli kasattu ajouran varteen ja jossa haketettavien puiden keskinen rinnankorkeusläpimitta oli 6 cm, keskimät:trinen on koko. 9 m3 kokopuuta, tiheys 32 m /ha kokopuuta, metsäkuljetusmatka 2m ja toluokka I, yksin tuotos oli 8. 3 m /:tehotunti kokopuuta eli noin 2 i-m3 kokopuuhaketta/tehotunti. Kun haketettavien puiden keskimtij:roti.inen rinnankor keusutpimitta kasvaa 8 cm:iin ja tiheys 6 m3: iin/ha kokopuu ta, haketusyksin tuotos nousee. 2 m3:iin/tehotunti kokopuuta eli 2. i - m :iin kokopuuhaketta/ tehotunti. on rakennettu Perusyht ymä Oy:n konepa j assa Hämeenlinnassa. Peruskoneena yksikössä on järeä kuormatraktori, Teli- Lokkeri. Sen kuormatilaan on asennettu haketusosa, j oka käs ittää lai kkahakkurin syöttölaitteineen, kipattavan hakesäiliön ja käytt ömoottor in. Kone on tarkoitettu ajouralla t oi mivaksi haketusyksiköksi, j olla myös kuljetetaan hake autokuljetusreitin varteen. Yksikköä voidaan käyttää myös väli varast olla. Konetta on valmi st ettu yksi kappale. Sit ä markkinoi ja huolt aa Työväline Oy. Sen hint a oli t alvella noin 3 mk ilman peruskonetta. Koneelle annet aan ylei nen sopi muspohjai nen t akuu. Tl'tJalstahakkuria voidaan pitliä varsin maastoke lpoisena, joskin suhtee Uisen suuret pintapaineet saattavat rajoittaa sen ytw. Jos yksi kliytet&in hatvennusmetsiss, on sen vaatima suurehko kulkuleveys otettava huomioon jo leimauksessa ja ajourien suunnittelussa. TT- palstahakkuri F on Työväline Oy:n yhdessä urakoitsija P. Szepaniakin kanssa kehittämä haketusyksikkö, jonka haketusosa Kuva. TT-palstahakkuri F. Valok. Työvålin Oy

2 Kuva 2. TT-palstahakkuri F. Mittapiirros (mitat I!ID: einä) TUTKIMINEN TT-palstahakkuri F:ää tutkittiin Enso Gutzeit Osakeyhtiön työmaalla Kesälahdella loka-marraskuussa!976. Tutkimustyömaa oli ensiharvennusmännikkö. Puut oli kaadettu ja kasattu palstalle ns. kouraisutaakkoihin, jotka oli kasattu Normetin kasauslaitteella 3 m:n välein olevien ajourien varteen. Hakkuri liikkui t yömaalla ajouria edestakaisin ja haketti a.iouran varressa siihen nähden kohtisuorassa olleet kokonaiset puut. Hake kuljetettiin välivarastolle, jossa se kipattiin vaihtolavaan. Tutkimusaineisto k äsiti kaikkiaan 2 kuormaa eli noin 28 i-m kokopuuhaketta. Aikatutkimuksessa seurattiin erikseen ottoja haketuslaitteistoa, siirtymistä, kuormattuna- ja tyhjänäajoa sekä kuorman purkamista välivarastolla vaihtolavoihin. Haketettavien taakkojen koon selvittämiseksi arvioitiin jokaisesta taakasta rinnankorkeusläpimittaluokittaiset kappalemäärät. Apuna kuutioinnissa käytettiin pystymittaustietoja. Perusko ne Peruakoneena yksikössä on Teli-Lokkerikuormatraktori. Seuraavassa on esitetty muutbl!lia mittoj a siitä. Tarkel!Il!lat tekniset tiedot on esitetty etsätehon katsauksessa 24/97. Pituus 8 6 mm, l eveys 2 47 mm aavara edessä 6 mm, takana mm Kantavuus 3... t, suurin sallittu kokonaisuaino t oottoi n suurin teho 96 kw (3 hv ) SAE/ 47 r / s (2 8 r /min) Kuormain Cranab 4 + liukupuomi Haketusosa Haketusosan muodostavat hakkuri syöttölaitteineen, hakesäiliö j a käyttömoottori. Lisäksi yksikköön on asennettu hydraulisesti t oimivat t uki j alat, j otka voidaan l askea kippauksen ajaksi alas. TEKNISET TIEDOT Tekniset tiedot perustuvat paaosin valmistajalta saatuihin tietoihin. Metsäteho on suorittanut eräitä mittauksia ja mittojen tarkistuksia. Hakkuri on Rauma-Repola Oy: n valmista.ca laikkahakkuri, ja se on asennettu käyttömoottorin j a hakesäili ön etupuolelle. Hakkuri a käytet ään mekaani sesti kiilahihnavälityksellä. Hake puhalletaan hakesäi l i öön hakkurin oman puhalluksen avulla. Päämitat Pituus kuljetusasennossa 2 2 mm ja t yöasennossa 9 8 mm sekä leveys 2 mm ja korkeus 3 8 mm Omapaino 8. t, josta peruakoneen paino.3 t ja haketusosan paino 7. 2 t Laikan halkaisija Pyör imis nopeus noi n Teri en lukumäärä Syött öaukko Hakkeen pituus Hakeput k i 98 mm 7 r / s (n. r / min ) 2 kpl 2 mm x 2 mm säädettävä hydraulisesti suunnattavisaa 2

3 Hakkurin sytlaite Hakkurissa on hydraulikäyttöinen syöttölaite. Se käsittää syöttöaukon yläpuolella olevan, korkeussuunnassa säädettävän piikkirullan ja syöttöaukon alapuolella olevan ketjukuljettimen. Syöttölaitteessa on automaattinen rajakatkaisin, joka pysähdyttää syötön hakkurin kierrosluvun laskettua tietyn määrän. Syöttösuuntaa voidaan muuttaa hydraulisesti vaaka- ja pyst yasennossa. Syöttö tapahtuu poikittain koneen kulkusuuntaan nähden oikealta puolelta. Alakuljettimen pituus " leveys noin l 3 mm 4oo u Syöttörullan leveys 4oo Syöttösuunnan säätämahdollisuudet sivusuunnassa.2 rad (3 ) ylös-/alassuunnassa.!.. 7 (.!_ ) HakesäilUJ Hakesäiliö on nivelletty yläkulmistaan kuormatilan takaosassa olevaan kehikkoon siten, että kippauskorkeudeksi tulee noin 3 m. Hakesäiliö on varustettu kipattaessa automaattisesti avautuvilla ja sulkeutuvilla hakeverkoilla. Hakesäiliön takaseinrän on asennettu tuntoelin, jonka avulla kuljettaja voi peruuttaa haketusyksikön kippauksen yhteydessä riittävän lähelle vaihtolavaa sitä kuitenkaan rikkomatta. vitaan yht ä aikaa, kuuluvat eri piireihin. Toiseen piiriin kuuluu syöttölaitteen (alakuljetin ja ylärulla) käyttö ja toiseen piiriin kuuluvat hakeputken kääntö, syöttösuunnan säädöt, hakesäiliön kippaus ja tukijalkojen käyttö. TOIMINTAPERIAATE Harvennusmetsässä toimittaessa kone liikkuu ajourilla, joita vastaan puut on kaadettu kohtisuoraan tyvet ajouralle päin. Koska kuormaimessa on liukupuomi, puut voidaan kasata myös palstalle kuormaimen ulottuville. Kone voi käytännössä ottaa puita vain ajosuunnan oikealta puolelta. Tämän vuoksi kaikilla ajourilla joudutaan liikkumaan kahteen suuntaan, jos puut on kasattu urien kummallekin puolelle. Haketettavat puut nostetaan kuormaimella tyvet edellä syöttölaitteeseen, joka syött ää ne hakkuriin. Haketettaessa syöttölaitteessa olevia puita voidaan kuormaimella noutaa uutta taakkaa. Hakkurista hake puhalletaan hakesäiliöön. Kun hakesäiliö on t äynnä, se tyhjennetään varastolla joko maahan tai vaihtolavaan hakkeen autokuljetusmenetelcän mukaan. TUTKIMUSTULOKSET Hakesäiliön pituus on ylhäältä noin 3 6 mm, alhaalta noin 2 7 mm; sen leveys on noin 2 4 mm ja korkeus noin 2 2 mm. Lisäksi varsinaisen säiliön pohjassa on syvennys, jonka pituus on noin 8 mm, leveys noin mm ja syvyys noin 7 mm. Koko hakesäiliön tilavuus on noin 7.3 m3. Kttytmoottori, Maastokelpoisuus Maaperän pehmeyden vaikutus Teoreettiset pintapaineet kuvaavat koneen uppoamisalttiutta pehmeillä.maapohji a. TT-pals tahkuri F:n pintapaineita laskettaessa on kuorman painona käytetty 6 kg:aa. Haketusosan käyttömoottori on asennettu hakkurin ja hakesäiliön väliin. Merkki ja t yyppi Iskutilavuus Suurin teho Suurin vääntömomentti Valmet 6ll CS, 6-sylinterinen, 4-tahtinen, ahtimella varustettu suorasuihkutusdiesel 6. 6 dm3 3 kw (4 hv) DIN/ 37 r/s (22 r/min) 74 m (8. kpm) DIN/ 27 r/s (6 r/min) Hydrau li ikka Haketusosan hydrauliikka on jaettu kahteen piiriin siten, että toiminnot, joita tar- Teoreettiset pintapaineet Renkaiden koko Pintapaine, kpa (kp/cm2 ) ilman teoj a teoilla Edessä / 34/4 6o 82 (.6) (.84) 6 82 (.6 ) (. 8 ) Takana /2 2/ (.6) (.) 6 68 (. 66) (.69) TT-palstahakkuri F:n rakenteesta johtuu, että koko haketuslaitteiston ja kuorman paino tulee taka-akselistole. Käytett äessä konetta ilman teloja ovat pintapaineet takarenkailla huomattavasti suureomat kuin eturenkailla ja takapää pyrkii uppoamaan herkästi. Käytettäessä telillä teloja 3

4 Keskimäi\räiset ajonopeudet m/ s (m/min) Ajo tyhjänä.72 (43) Ajo kuonnattuna. 68 (4) Ajo haketettaessa.4 (24) Tyhjänä- ja kuormattuna-ajonopeudet ovat lähes samansuuruiset. Tämä johtuu siitä, että peruskoneella on tyhjänä ajettaessakin yli 7 t: n kuorma ( haketuslai tteisto + hakesäiliö), mikä pienentää ajonopeutta verrattuna samantehoisten kuormatraktoreiden tyhjänäajonopeuksiin. Kuva 3. TT-palstahakkuri F:n kääntösäteet ja.käänt öleveys ovat etu- ja takapään pintapaineet lähes samansuuruiset. Tällöinkin ne ovat nn suuret, että painumista ja raiteenmuodostusta tapahtuu herkästi, jos maaperä on vähänkin pehmeä. Maanpinnan kaltevuuden ja epätasaisuuden vaikutus Tutkimustyömaan tasaisuuden vuoksi ei koneen sivuvakavuutta ja mäennousukykyä voitu tutkia. Puutavaran ajossa Teli-Lokkerin on todettu selviävän kantavuuden sallimalla kuormalla 27 %:n vastakaltevuudesta (Metsätehon katsaus 24/97). Haketusyksikön sivuvakavuus on ilmeisesti jonkin verran heikompi kuin saman kuormatraktorin tukkikuormalla. Tämä johtuu siitä, että täydellä hakekuormalla yksikön painopiste on jonkin verran korkeammalla kuin tukkikuormalla ja peruskoneelle tulevan kuorman (haketuslaitteisto + hake) paino on suurempi kuin keskimääräisen tukkikuorman. Pe.ruskoneen suuren maavaran ansiosta yksikkö pystyy liikkumaan hyvin huonossakin maastossa. Ketteryys j a kulkuleveys Kuvassa 3 esitetään haketusyksikön kääntösät eet ja kääntöleveys. Telin oikaisu (.8 m) mut ki ssa on melko suuri. Koneen käänt öleveys on 3.2 m. Tämän sekä korkean rakenteen (3.8 m) ja pitkän perän vuoksi kone vaatii käytännössä noin m:n levyiset ajourat. Ajonopeudet Tutkimustyömaalla maastooli metsätraktoreiden ohjemaksujen mukaista I maastoluokkaa. Ajankäyttö TAAKKAKOHTAISET AJAT Ottolaitteist<?_ Taakan nouto Haketuslaitteiston odotus Siirtymisen odotus Tehoajan rakenne j a menek.l<i tutkimustyömaalla Työpisteen. taakan odotus Taakan haketus Ottolaitteiston odotus TYÖPISTEKOHTAISET AJAT Haketus siirryttäessä Siirtyminen TEHOAIKA IUW METSÄKUlJETUSTA (lomittuminen otettu huomioon) KUORMAKOHTAISET AJAT Kuonnattuna-ajo (2 :) Tyhjänäajo (2 ml Purkamisen valmistelu Purkaminen ' TEHOAI KA SISLTÄEN METSÄKULJE'ruKSEN ömaan yleistiedot Puiden pituus keskimäärin, m Rinnankorkeusläpimitta keskimääri n, cm Keskim. rungon koko, m3 kokopuuta Leimikon t iheys, kpl/ha (DL 3 2 cm) Leimikon tiheys, m3/ha (kaxopuuta) Kasan koko keskimäärin, (kokopuuta) Taakan koko keskimäärin, m ( " ) Keskimääräinen siirtymismatka, m Ajouravili, m Maastoluokka cmin/ taa.t.ka % I 4

5 Asetelmassa on esitetty TT-palstahakkuri F:n ajankäyttö. Koska kone voi käsitellä samanaikaisesti kahta taakkaa, toiminnot jaettiin kahteen osaan, taakan ottamiseen (ottolaitteisto) ja taakan hakettamiseen ( haketuslai tteisto). Kumpaakin laiteryhmää seurasi eri työntutkija. Lisäksi toinen tutkija merkitsi muistiin siirtymisiin, metsäkuljetukseen ja kuorman purkamiseen liittyvät tiedot. Ottolaitteiston kohdalla haketuslaitteiston ootus tarkoittaa aikaa, jona haketuslaitteisto vielä käsittelee edellistä taakkaa. Siirtymisen odotus tarkoittaa aikaa, jolloin kone hakettaa työpisteen viimeistä taakkaa, mutta ei siirry uuteen työpisteeseen. T&&k.a.n 3 Kuva 4. TaakiUI pituuden vaikutus taakiui kåsitteyaikaiui Haketuslaitteisto joutuu odottamaan työpisteen ensimmäistä taakkaa. Ottolaitteiston odotus tarkoittaa sitä aikaa, minkä haketusosa käy tyhjänä seuraavaa taakkaa odottaessaan. Kun puut on kasattu haketusta varten ajouran varteen, keskimääräiseksi kuormaimellasiirtomatkaksi tulee m. Koska lisäksi hakkuriin joudutaan syöttämään suhteellisen pieni ä taakkoj a kerrallaan, taakan ottoaika on l ähes samansuuruinen taakan koosta rii ppumatta ( kuva 4 ). Taakan haketusaika sen sijaan kasvaa varsin selvästi taakan pituuden kasvaessa. Jos haketettavan taakan pituus j ää alle 8 m: n, haketusaika on pienempi kui n ottoaika ja t äll öin hakkuri käy osan aikaa t yhjänä. Vastaavasti taakan Pituuden ollessa yli 8 m:n ottolaitteist joutuu odottamaan. Tutkimustyömaalla, jossa taakkojen keskimääräinen pituus oli 8. m, eri laitteistojen toiminnot lomittuivat varsin hyvin. ll 9 pi t uu, m O 8 ETf:>- :nfc!ii'sjd' 'L; '= ':, ;_jc. --= - Lf. ='T' - ' " 4 : :=c :=? =:.EL ';:'''= :' -!:;' j - l L. '.=:: r... f t: t f.; ;:+- :r o:=n::. W "l " ''''"'..,. ='=;:.: ;,;;r v;.,, :J ;;_;::;::"' ;":':: t::."t =. "f' ;:F : "' :T!=i'-,,::-,... :'i " r - ;! o.ro j;tlijl_ 4 8 l2 6 2 Siirtymismatka, m Kuva. Siirtycismatkan pituude n vaikut us si irtymisaikaan. r toluokka I Kuvassa on esitetty siirtymisajan riippuvuus siirtymismatkan pituudesta. TUOTOS Kuvassa 6 on esitetty TT-palstahakkuri F:n tehotuntituotos haketettaessa ensiharvennusmäntyä. Tutkimustyömaal.l a keskimääräinen rinnankorkeusläpmitta oli 6 cm ja tehotuntituotos 8.3 m kokopuuta (=noin 2 i-m3 haketta). Selvitettäessä haketettavan puuston koon vaikutusta tuotokseen on laskelmissa lähdetty siitä, että taakkojen rakenne ( läpimi ttaluoki ttaiset kappalemäärät) pysyy samana erilaisissa puustoissa ja vain taakkojen suhteelliset osuudet vaihtelevat haketettavan puuston mukaan. Tuotoksen rppuvuus haketettavasta puustosta on saatu teoreettisesti vaihtelemalla eri-. Puiden keakimlårä.inen rinnanltorkeusläp.i mitta, cm Kuva 6. TT3pals tahakkur i F : n tehot untituotos. Tiheys 332 m /ha kokoj?uuta,. asiui koko kesk.in.9 m kokopuuta, a,) OuraviiJ. 3 c, cetsåkulj etuscat ka 2 c

6 " ".,g.,g..."......"... 7 Tiheys, m3/ha kokopuuta 2 3 Metailruljetu&tka, Kuva.7:_ iheyden 3 vaikutus tuotokeen. Ka-koo. 3 kokopuuta, puden keskaarä nen rinnankorkeusläpil'li tta 6 en, metsäkuljetusmatka 2 m keskaarn Kuva 9. Metsäkulj 3tusmatkan pituuden vaikutus tuotokseen. TihjYs 32 m / ha kokopuuta, kasan koko keskimäärin.9 m kokopuuta, puiden keskil!!åäräinen rinnankorkeusläpinitta 6 cm, maastoluokka I erilaisissa tiheyksissä tuotoksen vaihtelu aiheutuu siirtymismatkan (kasojen välinen etäisyys ajouran varressa) muuttumisesta. Käytännössä kuitenkin tiheyden muuttuessa muuttuu siirtymismatkan ohella myös kasan koko....,g ::l" Esitettäessä kuvassa 8 kasan koen vaikutusta tuotokseen on tuots merkitty : lla, kun kasan koko on. 3 m kokopuut. Jos kasan koko pienenee tästä. m :iin, tuotos alen3e yli %. Kasan koen kasvaminen.3 m : stä esimerkiksi.6 m3 :iin suurentaa t uotosta noin %. ce Kasan koko, m3 kokopuuta Kuva 38. Kasan koen vaikutus t uotokseen. Tiheys 32 c /ha kokopuuta, puiden keski määräinen r innankorkeusläpimitta 6 cm, net säkuljetusmatka 2 c kokoisten taakkojen suhteellisia osuuksia ja laskemalla näitä vastaavat keskimääräiset ri nnankorkeusläpimitat. Keski määräisen rinnankorkeusläpi mitan pi eneneminen esimerkik si 6 cm:stä cm:iin laskee tuotosta muuten samoissa olosuhteissa noin % ja vastaavasti rinnankorkeusl äpimitan kasvu 6 cm:stä 7 cm:iin nost aa tuotosta vajaat %. Tiheyden pi 3neneminen 3 m3 :stä/ha kokopuuta 2m :iin/ha alentaa tuotosta noin 3% (kuva 7). 3 Tiheyden kasvaminen 3 m :stä/ha m :iin/ha nost aa tuotost a samoin %. Pidettäessä kasan koko samana Met säteho Review ets äkuljetusmatkan pituudella on varsin selvä vaikutus yksikön tuotokseen (kuva 9). r.fetsäkuljetusmatkan lyhentyessä 2 m: stä m: iin tuotos nousee yli %. Jos metsäkuljetusmatka sen SI J aan pitenee 2 m:stä 4 m: iin, yksikön t uotos laskee yli %. ERGONOMISET OMINAISUUDET TT- palstahakkuri F : n erp,onomisia ominaisuuksia ei t ässä t utkimuksessa selvitetty, sillä peruskoneena oleva TeliLokkeri on testattu aikaise.l!iiiiin ( etsätehon kat saus 24/97). Lisäksi haketusyksikön per uskoneena voi olla muukin kuor matraktori ja ergonomiset ominaisuudet voivat muuttua paljonkin per uskoneen myöt ä. /977 TI TERRAIN OHPPER F A complete English version of the work was published in etsäteho Review A/977. METSÄTEHO SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSLIITTO RY:N METSÄTYONTUTKIMUSOSASTO Opasi insilta 8 B 2 HELSINKI 2 Puhelin 9 4 HElSINKI m PAINOVALMisTf