Pl KATEST AUSTEN SUOR ITUSTE KN IIKKA

Transkriptio

1 9/1975 Pl KATEST AUSTEN SUOR ITUSTE KN IIKKA Esko Mikkonen Erkki Wuolijoki Metsäteho suorittaa uusien metsäkoneiden pika- ja kestotestauksia. Pikatestaukset tehdään yhdessä Työtehoseuran metsäosaston kanssa, joka vastaa liiliinnä ergonomisten tekijöiden testauksesta. Pikatestauksissa ovat olleet mukana myös metsähallituksen kehi ttämisjaosto ja valtion maatalouskoneiden tutkimuslaitos Vakola. Kestotestaukset suoritetaan yhdessä Metsätehon jäsenten ja metsäkoneurakoitsijoiden kanssa. Tämä esitys valottaa pääpiirtein korjuukoneiden pikatestausten suoritustekniikkaa saatavan t i edon hyödyntämisen kannalta. Ergonomiaa käsittelevän osan on kirjoitta nut Erkki Wuolijoki ja muut osat Esko Mikkonen. Pikatestausten tarkoituksena on selvittää uusien markkinoille tulleiden metsäkoneiden tekniset, tuotos - ja ergonomiset ominaisuudet siten, että jäsenyritykset ja metsäkoneurakoitsijat, jotka koneita paaasiassa käyttävät, saavat koneiden hankintaa ja käytön suunnittelua varten mahdollisimman paljon objektiivista ja hyödyllis tä tietoa uusista koneist a. Mycs koneiden valmistajat hyötyvät näistä t iedoista. Pikatestauksissa ei ole tarkoituksena tehdä tarkkoja teknisiä ja rakenteellisia mittauksia koneista esimerkiksi metsäkoneita koskevan lain noudattamisen valvomiseksi. T"ållainen testaus kuuluu Vakolan tehtäviin. Yleistä Kestotestaustoiminnan tarkoituksena on selvittää uusien koneiden kestävyys, käyttövarmuus ja tuotosominaisuudet käytännön olosuhteissa pitkällä aikavälillä. Metsätehon suorittamat testaukset ovat tähän asti pääosin kohdistuneet metsätraktoreihin ja mon1to1m1koneisiin. Testausten kohteena on ollut myös puuntuottamisen koneita, ja tätä testaustoimintaa tullaan laajentamaan. OMINAISUUKSI EN TESTAUS Raskaiden metsäkoneiden pikatestauksissa selvitetään koneiden tekniset, maasto-, tuotos-, ergonomiset ja huolto-ominaisuudet. Testaustekniikka on sekä metsätraktoreiden että monitoimikoneiden osalta muutoin samanlainen paitsi tuotosominaisuuksien testauksissa. Tekniset ominaisuudet Koneiden teknisten ominaisuuks ien kuten päämittojen, moottorin tehon ja koneen vetovoiman ja nopeuden sekä jarrutehon mittaamista ei tavallisesti suoriteta. ~åmä t iedot kootaan koneiden valmistajil~ maahantuojilta tai muilta tutk1muslaitoks1lta. Muualta saatujen t ietojen paikkansapitä~ tarkistetaan sellaisten tietojen osalta, joiden mittaaminen ei vaadi monimutkaisia tell.:n1siä laitteita. Jos tarvittavia tietoja ei ole saatavilla, kuten esimerkiksi koneen ollessa prototyyppi, suoritetaan tarpeellisiksi katsottavia päämittojen, nopeuden yms. mittauksia. 1

2 P - Uaelllle kohdistuva vot.ca, N A py&ln aaat& koskettavan pinnan ala, m2 X - akselin pyörien lukum&rä, kpl Kuva 1. Yksittäisen pyörän pintapaineen laskentakaavio 0.5 H 1 '~~~~! l X R X rb'------' , A R x B 1 pintapaine a-7 X Maasto-ominaisuudet M~ennousukyky~ mitataan maastossa ajattamaila konetta jyrkkyydeltään erilaisissa rinteissä eri suurilla kuormilla kuormattuna. Rinteiden kaltevuudet mitataan ja ilmoitetaan prosentteina. Mittausten perusteella arvioidaan mäennousukyky. Vakavuutta tutkitaan ajattamalla konetta sivukaltevuuksissa sekä suorittamalla kaltevuusherkkyyd~stä teoreettisia laskelmia. uppoamisalttiutta tutkitaan laskemalla koneidenpintapaineet ilman teloja ja telojen kanssa, mikäli sellaiset koneeseen voidaan asentaa. Laskutoimitusten helpottamiseksi tehdään seuraavat olettamukset. - Renkaan oletetaan uppoavan maahan 15 % laskettuna kuormittamattoman renkaan halkaisijasta - Ma.an pinta palautuu puoleen em. arvosta pyörän takana - Renkaan leveys lisääntyy noin 3 % kokoon painumisen vuoksi (kovalla maalla vastaava luku olisi noin 8 %) Pintapaineiden määrittäminen tapahtuu seuraavalla tavalla. TAULUKKO Rengaskoko Tavallisimpien rengaskokojen mittoja Kuormittamaton rengas Kosketuspinnan suuruus pebme- Halkai- Leveys, iillä ~aperiil - sija, liid liid lä, cm o o ':$T oo o oo o 594o B 0.15 x 2 R 1 Ptata-.lall -.naaa l (0,715 X ~ x ~ + L) x B -> la -(0.72 R, + 0.~ V L)<JI 1 JUklll1 ~ ft:,)...a.1dezl - Oftt )'b;.;:.;.;-c::..:...:: --, 1 A (1.25 R + L) x B 1 1 pintapaino ~ Kuva 2. Telan pintapaineen laskenta 2

3 Kuvasta 1 nähdään renkaan maata kosketta van pinnan (= A) suuruus edellä mainittujen olettamusten vallitessa. Taulukossa on esitetty tavallisimpien rengaskok~en halkaisijat, l eveydet ja kosketuspinnan suuruus. Kun tiedetään koneen painojakautuma eri akseleille sekä maata koskettava akselin pyörien pinta-ala, saadaan selville pintapaine. lukkoa käyttäen. On pantava merkille, että tuot os, j oka saadaan, edustaa ko. koneen potenti aalista tuotosta tutkituissa määräolosuhteissa. Laskentasysteemi ei näin ol l en ota huomi oon koneen käyttöastetta eikä sen perusteella pystytä arvioi maan esimerki ksi vuos i tuotosta. Eri tekijöi den vaikutussuhteita tuotokseen voidaankuitenkin pitää oikeina. Tela-ajoneuvon ollessa kysymyksessä telan pintapaine lasketaan kuvan 2 esittämällä tavalla. Ergonomiset ominaisuudet Yl.eistli Maanpinnan eplitasaisuuden ja Z.wnen vaikutusta tutkitaan laskemalla aikatutkimusaineistosta koneen nopeudet eri olosuhteissa. Tämän perusteella pyritään arvi oimaan koneessa käytettyjen teknisten ratkaisujen soveltuvuutta eri olosuhteisiin. Ketteryyttli, ~~Z.kuZ.eveyttä ja ~~tämistli arvioidaan laskemalla tai mittaamalla koneen kääntösäteet sekä kääntö- ja kulkuleveys. Tuotosominaisuudet Kuormatraktorit Kuormatraktorin tuotoksen selvittämiseksi suoritetaan aikatutkimus. Tässä mitataan keskimääräiset kuorrnaus- ja purkamisajat sekä ajoon käytetty aika. Kun t iedetään kuormatilan koko ja kuljetettu puutavara määrä puutavaralajeittain, voidaan laskea koneen tuot os näissä olosuhteissa. Kuormatilan koko on selvitetty mittaamalla sen pituus, leveys ja korkeus eri karikkayhdistelmillä. Pikatestauksen yhteydessä selvitettyä tuotosta on pidettävä vain suuntaa antavana, sillä tutkimusaineisto on tavallisesti suppea, noin kuormaa, ja koskee 1-2 kuljettajaa ja määräolosuhtei ta. Niinpä tavallisesti ei esitetä traktorin tuotosta vaan aikojen rake.n ne. Monitoimikoneet Myös monitoimikoneista tehdään aikatutkimus. Ajat merkitään muistiin työvaiheittain ja menetelmittäin. Pystymittaustie doista saadaan tavallisesti runkokohtaiset yksikkb1ruutiot ja tarvittavat leimikkotunnukset, kuten puulajijakautuma, tiheys, maastoluokka ym. J\åyttämällä etsätehossa kehitettyä monitoimikoneiden tuotoslaskentasysteemiä saadaan selville koneen tuotos rungon koon funktiona. Systeemi tulostaa myös leimikon tiheyden, maastoluokan ja puulajin vaikutuksen tuotokseen, mikäli lähtöaineistossa on näiden suhteen esiintynyt vaihtelua. TUotos ilmoi tetaan tavallisesti tuotoskäyrää tai -tau- Koneen ohjaamon ja hallintalaitteiden ergonomisia ominaisuuksia mitataan ja arvos tellaan Vakolan ergonomisen tarkistuslistan mukaan kä.vttäen apuna myös Ruotsin työsuojeluhallituksen julkaisemaa siirtoja käsittelykoneiden ergonomista tarkistuslistaa. Arvosteltavat ominaisuudet tai kohteet ovat ohjaamon osalta näkyvyys, tär inä, heiluntavakavuus, äänitaso, pääsy ohjaamoon, ohjaamon tilavuus, istuin, lämpimyys, ilmanva ihto, tiiviys, ajo- ja työvalot, l asinpyyhkimet ja ikkunan suojasäleikkö sekä hallintalaitteiden osalta oh_ jauspyörä, kaasupoljin, jarrupoljin, seisontajarru, vaihteen valitsin~ tasauspyörästön lukko, valonkytkimet, vi rrankytkin ja käynnistin, pysäytin, mittaristo, merkkivalot ja kuormaimen hallintalaitteet. ominaisuuksia tai kohteita arvostellaan tehtyjen havaintojen perusteella käyttäen arvosanoina erittäin hyvää, hyvää, tyydyttävää, huonoa ja erittäin huonoa. Ohjaamon äänitasosta ja tärinästä suoritetaan myös perusteellisempia mittauksia. ~åitä Ji.änitaso Mittaukset suoritetaan käyttäen sekä Apainotusta että oktaavianalyysiä. A- painotuksella suoritettu mittaus antaa tiedon koneen kuljettajan subjektiivisesta kuulohavainnosta. Oktaavianalyysi mahdolllstaa äänilähteen paikallistamisen sen värähte lytaajuuden perusteella. Äänitaso traktorin ohjaamossa mitataan ni.i ssä maasto- olosuhteissa, jotka vallitsevat koneen sijaintipaikan läheisyydessä. Korkeinta äänitasoa vastaavalla ajo- tai työskentel ynopeudella suoritetaan oktaavianalyysi. Mikrof oni kiinnitetään noin 5 cm :n päähän kuljettajan korvasta eteenja alaspäin suunnattuna. Mikrofoni kytketään BrUel & Kjaer ääni tason tarkkuusmittariin joko 10 m:n pituisella kaapelilla tai joustavalla jatkovarrella. Lait tei sto kalibroidaan välittömästi ennen mit tausta oktaavisuodattimen avulla db:n äänitasoon 1000 Hz:n taajuudella. 3

4 3 3 Kuva 3. TYötehoseuran äänitason mittauslaitteisto ( 1 - mi.krofoni jatkokaapeleineen, 2 a kalibrointilai te, 3 - tarklruusmi ttari ). Valok. TYötehoseura r. y. Tutkittavien koneiden käyttöikä saattaa vaikuttaa tulokseen, sillä ääneneristys voi muuttua koneen vanhetessa. Kuljettajien väliset ajotavan erot voivat myös vaikuttaa tulokseen. Melun haitailisuutta arvioitaessa on mitattavan äänitason lisäksi tunnettava aika, jonka kuljettaja päivittäin on alttiina kyseiselle melulle. Tärinä Tärinätutki muksissa mitataan traktorin moottorin aiheuttamaa nopeajaksoista tärinää koneen seistessä paikallaan. Mittaus suoritetaan istuimen pehmusteen päält~ kun istuiota kuoi'iilitetaan noin 490 N:n voimalla. Laitteisto (BrUel & Kjaer -iinpuissitarkkuusmittar1 ja Stellavox Sp - 7 -instrumenttinauhur~kalibroidaan välittömä~i ennenmittausta rekisteröimällä 9.81 m/s:n kiihtyvyyden omaavaa 79.6 Hz:n taajuista standarditärinää. Tietoa purettaessa laitteisto kalibroidaan nauhurin vertailutärinän avulla. Tärinän vaimennus saattaa muuttua koneen vanhetessa. Tärinän haitallisuutta arvi- Kuva 4. TYötehoseuran tärinänmittauslai t teisto ( 1 = kalibrointilaite, 2 = istuimelle asetettava anturi, 3 = tarkkuusmittari, 4 = instrumenttinauhu- ri). Valok. TYötehoseura r.y. oitaessa lisäksi tusaika. Huolto-ominaisuudet on mitatun tärinän kiihtyvyyden tunnettava sen taajuus ja vaiku- Eri kone -elimien sijainti huoltot oimia silmällä pitäen arvostellaan käyttäen samaa asteikkoa kuin ergonomiaa arvosteltaessa. Arvostelukohteina ovat voi telunippojen, täyttöaukkojen, ilmanpuhdistimen, suodattimien, akkujen, varokkeiden, sähköjohtojen ja öljyputkien sijainti sekä säiliöiden tyhjentäminen, hihnojen vaiht o ja pohja panssarin a va tta vuus. HUOLTOVERKOSTON ARVOSTELU Eri koneiden huoltoverkon laajuus ja sijainti Suomessa esitetään valmistajan tai maahantuojan antamien t i etojen perusteella. Tällöin sel v1 tetään myös mm. käytettävissä olevat huoltokorjaamot ja -autot sekä varaosien saantimahdollisuudet yms. 4

5 Pikatestaustoimintaa tullaan kehittämään siten, että testeistä saatava tieto olisi entistä täydellisempää ja monipuolisempaa. Kehi tteillä on systeemi, jonka avulla saataisiin ilman lisälaskelmia selville myös metsätraktoreiden potentiaalinen tuotos eri olosuhteissa. Samaa laskentamenetihmää voidaan käyttää myös kokonaisia korjuuketjuja koskevissa tutkimuksissa kuormatraktorin osuuden selvittelyssä. Metsätraktoreiden testauksen yhteydessä arvioidaan myös asianomaisen koneen soveltuvuus puuntuottamisen töihin. Monitoimikoneiden pikatestauksen yhteydessä pyritään kartoittamaan koneen puutavaralle aiheuttami a vaurioita. Ergonomisten ominaisuuksien tutkimus ja arviointi on kehitteillä entistä monipuolisemmaksi ja tarkemmaksi. Metsäteho Review 9/1975 TiiE TECHNIGXJE OF S!-DRT-Tffi\1 TESTING A description of the technique. 5

6 METSÄTEHO SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSLIITTO AY:N METSÄTYONTUTKIMUSOSASTO Opasiinsilta 8 B HELSINKI 52 Puhelin HELSINKI 1975 PAINOVALMISI~