Rengaspaineiden alentamisen vaikutus metsäkoneen tärinään Esko Rytkönen & Aki Vähänikkilä Työterveyslaitos Metsätehon tuloskalvosarja 14/2010
Tausta Metsäkoneiden kuljettajilla on tärinän aiheuttamia vaivoja Kuljettajan altistus ylittää usein tärinäasetuksen määräämän toiminta-arvon 0,5 m/s 2 Kentällä on tarve löytää uusia tärinäntorjuntakeinoja Rengaspaineiden alentaminen parantaa maastokelpoisuutta Kuorma-autoissa on saatu hyviä kokemuksia alennettuja rengaspaineita käytettäessä (Metsätehon raportti 209) 2
Lainsäädäntöä Työntekijöiden suojeleminen tärinän aiheuttamilta vaaroilta VNa 48/2005 (tärinäasetus) Kehotärinän toiminta-arvo = 0,5 m/s 2 Tärinäntorjuntaohjelman laatimisvelvoite Raja-arvo = 1,15 m/s 2 Työnantajan on viipymättä ryhdyttävä toimenpiteisiin altistumisen alentamiseksi raja-arvon alle Päivittäisen tärinäaltistuksen arviointi eripituisilla altistusajoilla Esimerkki: tärinän kiihtyvyys 1 m/s 2 Altistusaika 4 h/päivä Altistus ylittää toimintaarvon, mutta ei rajaarvoa 3
Tutkimuksen tavoitteet Selvittää hakkuukoneen ja kuormatraktorin rengaspaineiden alentamisen vaikutusta kuljettajan tärinäaltistukseen ja koneen tärinään Tutkimus oli osa Metsäteho Oy:n Olosuhteisiin mukautuva puunkorjuu hanketta (Metsätehon tuloskalvosarja 5/2010) 4
Tutkittu korjuukalusto 4-pyöräinen hakkuukone (ProSilva 910) 6-pyöräinen hakkuukone (John Deere 1270D Eco III) 8-pyöräinen hakkuukone (Ponsse Fox) Umpitelainen hakkuukone (ProSilva 810 T) 8-pyöräinen kuormatraktori (John Deere 1110D Eco III) Umpitelainen kuormatraktori (ProSilva 810 T) 5
Tutkitut rengaspaineet ProSilva 910 Nokian Forest King TRS 700/70-34 ilmanpaineet: 240, 180, 120 kpa John Deere 1270D Eco III Nokian Forest Rider 710/45R26,5 ilmanpaineet: 550, 340, 120 kpa Nokian Forest Rider 710/55R34 ilmanpaineet: 360, 200, 100 kpa John Deere 1110D Eco III Nokian Forest Rider 710/45R26,5 ilmanpaineet: edessä 550 360, 240, 120 kpa takana 550, 340, 140 kpa Kolmea eri ilmanpainetasoa käytettiin: Ylin = Suositusilmanpaine renkaalle telakäytössä. Keski = Ilmanpainetta alennettiin maksimiilmanpaineesta. Alin = Kuorman mukainen minimi( pelto )-ilmanpaine tai vähintään 100 kpa. 6
Hakkuu koealalla, korpikuusikko Tutkitut työvaiheet www.metsateho.fi Ajo koealalla ja siirtyminen koealalle kuormattuna Ajo tiellä 7
Tärinän mittauspaikat Istuin Ohjaamon lattia Koneen runko ohjaamon alla JD 1110D JD1270D 8
Mittauslaitteet ja -menetelmä x y z x y z Tärinäanturit ja vahvistimet 8-kanavainen instrumenttinauhuri Sony PC208A 11-kanavainen analysointijärjestelmä B&K Pulse Menetelmä ISO 2631-1 -standardin mukainen, täyttää tärinäasetuksen (48/2005) vaatimukset 9
Tuloksia 1: Hakkuukoneet koealalla Istuimen ja ohjaamon lattian tärinä m/s 2 1 0,9 0,8 0,7 0,6 istuin 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 ohjaamo PS 910ylin PS 910keski PS 910alin JD 1270ylin JD 1270keski JD 1270alin JD 1270telat PS 810T PonsseFox Rengaspaineiden alentaminen ei vähentänyt tärinää Tulos ei yllätä, sillä tärinä aiheutuu enimmäkseen nosturin liikuttelusta 10
Tuloksia 2: Hakkuukoneet tiellä Istuimen ja ohjaamon lattian tärinä www.metsateho.fi m/s 2 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 10 km/h PS 910ylin PS 910keski PS 910alin 11 km/h JD 1270ylin JD 1270keski JD 1270alin JD 1270telat 5 km/h JD 1270ylin JD 1270keski JD 1270alin JD 1270telat 3,5 km/h 4,9 km/h PS 810T PonsseFox istuin ohjaamo John Deere 1270D istuimen tärinä aleni rengaspaineita vähennettäessä varsinkin ajonopeudella 11 km/h Kummankin koneen (PS 910 JA JD 1270D) istuimen tärinän huippuarvot pienenivät 20 50 % 11
Tuloksia 3: Hakkuukoneen rungon tärinä eri taajuuksilla Rengaspaineiden alentaminen vähensi tässä tapauksessa rungon tärinää selvästi taajuusalueella 2 5 Hz 12
Tuloksia 4: Kuormatraktorit koealalla Istuimen ja ohjaamon lattian tärinä m/s 2 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 PS 810T Kuormattuna-ajo JD 1110ylin JD 1110keski JD 1110alin JD 1110telat istuin ohjaamo Rengaspaineiden alentaminen ei vähentänyt tärinää 13
Tuloksia 5: Kuormatraktorit, siirto koealalle Istuimen ja ohjaamon lattian tärinä www.metsateho.fi m/s 2 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 PS 810T Kuormattuna-ajo JD 1110ylin JD 1110keski JD 1110alin JD 1110telat istuin ohjaamo Rengaspaineiden alentaminen vähensi tärinää 25 % Ajoura kovempipohjainen kuin koeala 14
Tuloksia 6: Kuormatraktorit, ajo hiekkatiellä Istuimen ja ohjaamon lattian tärinä 4,5 km/h Tyhjänäajo 4 km/h 5 6 km/h www.metsateho.fi Rengaspaineiden ja ajonopeuden alentaminen vähensivät tärinää 15
Tuloksia 7: Kuljettajien mielipiteet Hakkuukone ProSilva 910 "Matalimmilla paineilla pehmeämpi tuntuma. Hakkuukone John Deere 1270D "Matalimmat paineet paras rengasvaihtoehto ilman muuta." Kuormatraktori John Deere 1110D "Alennetuilla paineilla ajo on pehmeämpää, varsinkin kivet ja kannot tuntuvat vähemmän. Mielipiteet tukevat mittaustuloksia 16
Pohdintaa Metsäkoneiden tärinäongelma vaikea ratkaista Aktiivinen tärinänvaimennus ei vielä kovin yleinen Rengaspaineiden alentaminen vähentää tärinää ja heiluntaa sekä iskuja varsinkin vaikeassa maastossa, huomioitava renkaiden kestävyys Metsäteknologiasektorin visiossa 1 tärinän hallinta yhtenä kehittämiskohteena Tärinän haittojen vähentämisessä huomioitava - istuimen malli, kunto ja säädöt - sopiva ajonopeus ja oikea työtapa - fyysisen kunnon ylläpito, taukoliikunta 1 Metsäteknologiasektorin visio ja tiekartta vuoteen 2020. Metlan työraportteja 8. 90 s. + liites. 17