2/1978 ÖSA 705 -PROSESSORI VÄLJENNYSHAKKUISSA. Esko Mikkonen

2/1978 ÖSA 705 -PROSESSORI VÄLJENNYSHAKKUISSA Esko Mikkonen

MDSATIHD Opastinsilta 8 B 00520 HELSINKI 52 Puhelin 90-140011 SELOSTE 2/1978 2/1978 ÖSA 705 -PROSESSORI VÄLJENNYSHAKKUISSA Esko Mikkonen TIIVISTELMÄ Väljennyshakkuissa suunnattu kaato kahdessa vaiheessa ja samanaikainen muutamien ajourapuiden valmistaminen tukeiksi vei 18 % enemmän aikaa kuin pelkkä suunnattu kaato. Prosessorin työskentely palstalla kasvatettavan puuston seassa vei puuta kohti noin 7 % enemmän aikaa kuin työskentely ennalta merkityillä ajourilla. KU!l kaato ja koneellinen valmistus yhdistettiin, osoittautui menetelmä, jossa prosessori työskenteli ajouralla, tutkituissa olosuhteissa työpanoksel t aan 6 prosenttiyksikköä paremmaksi kuin menetelmä, jossa prosessori työskenteli palstalla. Kun olosuhteet vakioitiin molemmissa menetelmissä samoiksi (rungon koko 0.2 m3, poistettavan puuston tiheys 500 runkoa/ba) eivät menetelmien vaat imat työpanokset eronneet toisistaan merkittävästi.

2 Prosessorin työskennellessä palstalla kasvatettavan puuston runkolukumäärästä vaurioitui 11.3 %. Vastaava luku ajouralla työskentelyn jäljeltä oli 16.6 %. Vaurioiden suurempi määrä ajouralla työskentelyssä aiheutui pääasiassa siitä,että prosessori joutui ajamaan saman uran kahteen kertaan. JOHDANTO Metsäteho on tutkinut monitoimikoneiden käyttöä kasvatushakkuissa useaan eri otteeseen. Tutkimukset ovat käsitelleet Bobcat 1075 -kaato-kasauskone - Valmet-prosessori -korjuuketjua männikön toisessa harvennuksessa (Metsätehon katsaus 12/1976), suunnattua kaatoa, vinssausta ja Tvigg-prosessoria kuusikon toisessa harvennuksessa (Metsätehon katsaus 17/1976) sekä suunnattua kaatoa ja Pika 52 -prosessoria kuusikon väljennyshakkuissa (julkaisematon käsikirjoitus). Yleensä on tutkittu vain koneiden työskentelyä, e~ hakkuumiehen suorittamaa kaatoa. Tutkimuksien yhteydessä on selvitetty myös koneiden kasvatettavalle puustolle aiheuttamat vauriot: Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää ison prosessorin käyttömahdollisuudet väljennyshakkuissa. Tutkimuksessa selvitetään kaatomenetelmän vaikutus koneen työskentelyyn, kaadon ajanmenekki er1 menetelmissä ja kasvatettavalle puustolle aiheutetut vauriot. TUTKIMUSMENETELMÄ, TUTKIMUSAINEISTO JA TYÖMENETElMÄT Sekä kaadosta että prosessorin työskentelystä tehtiin tavanomainen aikatutkious. Tutkimus suoritettiin kahdella palstalla siten, että toinen työntutkija seurasi kaatomiehen työskentelyä ja toinen prosessoria. Kaatoa koskeva aineisto käsiteltiin manuaalisesti ja prosessoria koskeva aineisto tietokoneohjelmia käyttäen.

3 TAULUKKO 1 Tutkimusaineisto PMP-tu1ostuksen mukaan Mene- telmä Kasvateir Poistettu puusto tavan Yhteensä puuston Mänty Kuusi Lehtipuu tiheys, runk. /ha kpl 3 3 m3 3 m kpl m kpl kpl m 1 310 28 10.3 309 52.5 6 1.9 343 64.7 2 320 42 18.3 323 62.2 95 16.2 460 96.7 Yhteensä 70 28.6 632 114.7 101 18.1 803 161.4 Tutkitut työmenetelmät olivat seuraavat. Mene te Zmä 1: Leimatut puut kaadetaan suunnatusti yhdensuuntaisina. Ajouria ei ollut merkitty maastoon. Kone pujottelee kasvatettavan puuston välissä poimien kaadetut puut (kuva 1). Menetelmä 2: Ajouraväli leimikossa oli noin 15 m. Puut kaadettiin ajouraa vasten kohtisuoraan ja kahdessa vaiheessa siten, että ensin kaadettiin ajouralla olleet ja ajouravälin toisella puoliskolla sijainneet puut (kuva 2, kohtaa). Ajouralla olleista suurista puista valmistettiin kaadon yhteydessä tukkiosa. Prosessori valmisti ajouravälin toiselta puoliskolta kaadetut puut vasta ensimmäisen puoliskon puiden valmistamisen jälkeen. Toisessa vaiheessa puut kaadettiin päinvastaiseen suuntaan kuin ensimmäisessä (kuva 2, kohta B). Sekä ajourilla olleet että ajourien välistä poistettaviksi merkityt puut oli leimattu siten, että leimamerkki osoitti puiden kaatosuunnan.

4 Kuva 1. Työjärjestys menetelmässä 1 Kuva 2. Työjärjestys menetelmässä 2

5 TULOKSET Kaadon ajanmenekki Taulukossa 2 esitetään kaadon ajanmenekki työvaiheittain. Valmistus sj.- sälsi ajouralta kaadettujen puiden karsinnan ja katkonnan moottorisahalla. Näin jouduttiin menettelemään, jotteivät koneen telat vaurioittaisi uralta kaadettujen tukkipuiden tyviosia. Muita töitä olivat siirtyminen palstalla, työn suunnittelu, tienraivaus ja muuhun työhön liittyvä raivaus. Työskentely menetelmällä 2 on vienyt 18 % enemmän aikaa kuin menetelmällä 1. TAULUKKO 2 Suunnatun kaadon ajanmenekki Ja sen rakenne Menetelmä lx) Menetelmä 2 Työvaihe Ajanmenekki/puu cmin % cmj.n % Siirtyminen puulle 16 15 18 15 Puun suunnattu kaato 64 60 61 49 (tyven raivaus) (4) (6) (kaato) (60) (55) Valmistus 1 1 13 10 Muut työt 5 5 11 9 Konkelon kaato 9 9 12 10 Keskeytykset ( < 15 min) 11 10 9 7 (sahan käynnistys) (2) (1) (sahan huolto) (9) (8) YHTEENSÄ 106 100 124 100 min/kerta Keskeytykset (> 15 min) 31.7 20.4 ' (työvälineiden haeskelu) (4.2) (-) (lepo) (27.5) (20.4) SUHTEELLINEN AJANMENEKKI 100 118 x) Menetelmät selitetty sivulla 3

..! 6 Kaatoaika, cmn 220 000000.. T T T00000000010000000000T... 000000000 00000000 o... oo:ooooooooooo:.. oooooo oo01ooooooooooo!oooooooooot'oo.. ooooolooooooooo.. oooooooooooloooooooooo o I00000...... f. [ L ; ; +. :, +, 200 180 160 140 OOOoOOOooj"oooooooooo;oooooOoooooo(oOOOoooo~oooooo oooo r oo oooooooo, OOoooooo oo;oo ooooooooo;ooooooooooojooooooooooojooooooooooorooooooooo. t''-'t Ti ' - : '.. i......:....,...,... :, : :... OOo 00 00 0 (oooo.. OOOOo;oo ; : : : ; : ; OooOoO 00~ 000000 OOo.. 00... 00010000 00 000 "1 : 1 000000000 fooooooooot 00000000000.. 0000 00 000-00000000000 roooooooooo;oo Oo OOOOOO!o oooooooooo = =. T - ' T, ' ooot'ooooooooo (oooooooootooooooooooo:ooooooooooo, Oooooooooool.. i... L...... i... i...... -~ -... -~... ---~ oooooooootoooo oooooot:...}... ~ :::ooooooooooooooi::~.. i " : ~ : : ~ : : ~ ~ ~:; ~ ~ + - -! - '.....:...... '.... 1 : r - i 120 100 80 60 40 0. : : ;, : 0 ~- ; ~ : 0 : 0 000 00 oooo!oo ooooooooo~ o oo oo o oo oioooooo oo 0 ooioo oooooooooloo 0000 00 00 0!-.- oj 00.. 0 oooooolo 0000 00 0 <00 00 000 OOo+ oooooooo oolo 0 0000 ooo 0~ ooo 00 000 oooj 0 0.. 0 000 0 jo 0 0.. ~ : ~ ~ : ;00.. 00 00 00 0 1 000000 oooool"oo 00 00 00.. roooo oooolooooo 00 000t"' ooooo ool'oooooo r oooo1... 0000 0 00... 000000 : :r-l;r-' j 1 OOOlOOOOOOOOOOo~OOOOoooOOOol00000000000(00000000~00 00 0000o+OOOOOOOO+ O oooo00+00000000t"'o0 0"oot 00" 0 oo OOo0 1000 0 00o0000 f....... : : :. : : oooo ooo oof oo oo oo o oo o t o0 OOooooOOo~ oooooo 00.,,; 00 00 000000 1' 00 00 00 ""t "" 000 00 00t" 00000 oo 00! 00 00 00 " 0000 ~ ~, i 1 - r r; -~ 1 -! 1 ~ Men~tel.mii 1: l y = l49.4j + 2.l5x + lo.o7;, ~ = 10.684 f ~ - ~ : --=- -! - = : -: -: = : 2 ~ 2 :!.. ; - ~ i Men~tel.mli 2: : y = ~ 71. 5 ~ + L9x + ~ 0.08~ ~ = ~ 0. 73~ ~ ' j j.,. [ ' t X ;o rrttnäiiklrkeuoiäpi3nltti + ' :+' i : -r '1-Jj ~r-~--~--~--~--~--~---l--~---l--~--~------~------~ 7 11 15 19 23 27 31 35 Rinnankorkeus1äpimitta, cm Kuva 3. Suunnatun kaadon ajanmenekki rungon koon funktiona. Menetelmät se1i tetty si vu11a 3

7 Kaatotyön ajanmenekistä eri menetelmissä ei voida tämän perusteella tehdä kovin pitkälle meneviä päätelmiä, sillä tutkimuksessa seurattiin vain yhden miehen työskentelyä kummallakin menetelmällä. Kaatotyössä tuli esille seuraavaa. Konkeloita syntyy tavaralajihakkuuseen verrattuna enemmän, koska kaatosuunta on tarkkaan rajattu. Kasvatettavan puuston takana kaatosuunnassa olevat puut ovat hankalia kaataa; niiden kaataminen onnistuu vain pyöritysmenetelmää käyttäen. Siirtymisiä tulee tavallista enemmän, sillä konkeloiden välttämiseksi niin sanottua luonnollista kaatojärjestystä ei aina voida noudattaa. Kaatotyön teknisessä suorittamisessa ei er1 menetelmien välillä ollut mainittavia eroja. Prosessorin ajanmenekki ja tuotos Työpisteessä mitattiin se aika, jonka prosessori käytti työpisteen ens1mmäisen puun ottamiseen. Sen jälkeen siirryttiin seuraamaan karsinta- ja katkontalaitteiston toimintaa. Taskun tyhjentäminen ja häiriöt työssä kirjattiin erikseen samoin kuin siirtymisen valmistelut ja itse siirtymisaika työpisteestä toiseen. Kun alle 15 rnan:n keskeytykset otetaan huomioon, työskentely prosessorilla käytettäessä menetelmää 1 on vienyt noin 7 % enemmän aikaa verrattuna menetelmään 2. Prosessorin käyttötuntituotos (kuva 4, s. 9) jää molemmissa menetelmissä selvästi alhaisemmaksi kuin vastaavissa olosuhteissa avohakkuussa. Pitkä puutavaratasku sekä taskun työskentely- ja kuljetusasentoon kääntärnanen ovat suurin haitta prosessorin työskentelyssä. Myös prosessorin heiluntaliike silloin, kun monitoimiosa on kuljetusasennossa, haittaa prosessorin työskentelyä.

8 TAULUKKO 3 Ösa 705 -prosessorin keskimääräinen ajanmenekki ja sen rakenne Menetelmä lx) Menetelmä 2 Työvaihe Ajanmenekki/puu PUUKOHTAISET AJAT cmn % cmn % Ensimmäisen puun ottaminen 8 7 11 11 Karsinta ja katkonta 28 26 28 28 Karsinnan odotus 20 19 15 15 Taskun tyhjennys 2 2 2 2 Häiriöt 2 2 - - Yhteensä 60 56 56 56 TYÖPISTEKOHTAISET AJAT Siirtymisen valmistelu 2 2 3 3 Siirtyminen 38 35 35 35 Yhteensä 40 37 38 38 TEHOAIKA 100 93 94 94 KESKEYTYKSET ( < 15 min) 7 7 6 6 KÄYTTÖAIKA 107 100 100 100 KESKEYTYKSET ( > 15 min) 28-58 - Työntutkimustietoja Poistetun puuston - keskikoko~ m3/runko 0.188 0.210 -tiheys ~ runkoa/ha 530 510 Kasvatettavan puuston -keskikoko, m3/runko 0. 667 0. 462 -tiheys, runkoa/ha 310 320 x) Menetelmät selitetty sivulla 3

9 30 : : -.. r : - ~ -......;...... 7...: -...!~~~!et- ; ~ menetelmk 1 ; ; i ; putiston ' : ' : ' / :, 1 ~ ------ ~ menetelm~ 2! i ;/ : tiheys, 25....... ; l ;/. runk. /ha :;/< 601 900 : / _:,_ : / : ~ ~ ///.. 20 / / / / / / / : / :,. _,, /. / : 5 0 0.1 ~ ~ +:... ~ : ~ A = Ösa 705 -prose~sorin tuo~os avoh~uussa, poist~tun puus~on tiheys ~ 500 runkoa/ha (Mets~tehon ti~dotus 345~ l! j : [.. 0.2 Rungon koko, m3 0. 3 0.4 Kuva 4. Ösa 705 -prosessorin käyttötuntituotos väljennyshak.kuussa. Maastoluokka 1, poistetun puuston tiheys 500 runkoa/ha~ havupuut Prosessorin työskentelyn aikana tuli esille seuraavaa. Koska leimauksen yhteydessä ei ollut millään tavalla otettu huomioon koneen liikkumissuuntaa palstatyöskentelyssä, koneen suuren kokonaispituuden vuoksi oli paikoin varsin vaikeaa löytää riittävän suoraviivaisia työskentelyuria. Tämän vuoksi ei aina pystytty käyttämään hyväksi kuormaajan ulottuvuuden mukaista ajouraväliä. Niinpä puita jouduttiin syöttämään karsinta-katkootalaitteeseen myös latva edellä.

10 Työskenneltäessä ajouralla vaikeinta oli kääntää pitkä tasku työskentelyasentoon. Tämä seikka haittasi erityisesti ens1mmäisellä työskentelykerralla, koska leimattu puusto oli taskun puolella vielä pystyssä. Myös prosessorin saattaminen oikeaan työskentelyasentoon oli hankalaa, sillä usein jouduttiin konetta myös peruuttamaan, jotta se saatiin valmistettaviin puihin nähden oikeaan asentoon. Tämä vaikeus aiheutuu siitä, että koneen karsintalinjan ja nosturin välinen etäisyys on varsin suuri. Haittana tätä menetelmää käytettäessä on myös se, että toisella työskentelykerralla hakkuutähteitä tulee jonkin verran ensimmäisellä kerralla valmistetun puutavaran päälle. Taulukossa 4 on vertailtu eri menetelmien työpanoksia. Taulukon luvut perustuvat kaatotyön ja prosessorilla suoritetun puutavaran valmistuksen keskimääräiseen s.janmenekkiin. Ajanmenekki, johon vertailu perustuu, sisältää vain 15 min:n ja sitä lyhyemmät keskeytykset. Näin ollen "mittari" ei millään tavalla ota huomioon koneen mahdollista käyttöastetta. Ajouralla työskentelyn työpanos on tutkituissa olosuhteissa noin 6 % p1enempi kuin palstalla työskentelyn työpanos. Jos rungon koko vakioidaan 0.2 m3:ksi ja poistettavan puuston tiheys 500 rungoksi/ha molemmissa menetelmissä ja lasketaan kuvissa 3 (s. 6) ja 4 (s. 9) esitettyjen käyrien avulla vastaavat työpanosluvut, menetelmän 2 työpanos on vain 0.5 % suurempi kuin menetelmän 1 työpanos. Ero ilmeisestikään ei ole merkitsevä. TAULUKKO 4 Menetelmi') Eri menetelmien työpanos Kaato Valmistus Rungon (ihmistyö) {ihmis- ja Yhteensä Suhteelk ko, konetyö) linen m arvo Tarvittava työpanos, h/m3 1 0.188 0.094 0.095 0.189 100 ' 2 0. 210 0.098 0.079 0.177 94 x) Menetelmät selitetty sivulla 3

11 Kasvatettavan puuston vaurioituminen Kasvatettavalle puustolle aiheutetut vauriot mitattiin jo aikaisemmin Metsätehossa käytettyä vauriomittausmenetelmää käyttäen (Metsätehon katsaus 16/1977). TAULUKKO 5 Kasvatettavan puuston vaurioituminen Mene}< telmå Vauri- Kasvat et tavan Vauri- Vauri- Ajo- Runkovauriot oitu- puuston Juurivauriot oita oitu- uraa neita yh- neita pals- puita, tiheys, vauteen- puita, ta.ll.a, kol/ runk./ riot, kpl sä, % kpl kpl m % kpl 100 m ha % 1 19 50 19 50 38 35 570 6.1 310 11.3 2 47 84 9 16 56 53 765 6.9 320 16.6 x) M t lm''t ene e a selltetty slvulla 3 Työskenneltäessä menetelmällä 1 runko- Ja juurivaurioita on syntynyt yhtä paljon. Menetelmässä 2 runkovaurioita on syntynyt selvästi enemmän kuin juuri vaurioita. TAULUKKO 6 Vaurioiden jakautuminen suuruuden mukaan Mene- ) telmäx Runkovauriot Vaurion pinta-ala, 2 cm Juurivauriot <50 50... 100 >100 Yht. <50 50... 100 >100 Yht. % 1 32 32 36 100 11 47 42 100 2 23 34 43 100 11 22 67 100 x) Menetelmät selitetty sivulla 3

12 Menetelmässä 1 vaurioitui 11.3 % kasvatettavasta puustosta, kun vastaava luku menetelmässä 2 oli 16.6 %. Vaurioiden suurempi määrä ajouralla työskentelyn jäljeltä johtuu ilmeisesti työmenetelmästä, ajamaan saman uran kahdesti. sillä kone joutuu TAULUKKO 7 Vaurioiden jakautuminen syvyyden mukaan Runkovauriot Juurivauriot Mene-x) telmä Vaurion laatu Syvä Matala Yhteensä Syvä Matala Yhteensä % 1 79 21 100 84 16 100 2 81 19 100 89 11 100 x) M t lm t ene e a sel~tetty s~vulla 3 PÄÄTELMIÄ Suuren prosessorin käyttö väljennyshakkuissa näyttää vars~n epätaloudelliselta. Koneen tuotos alenee selvästi verrattaessa työskentelyyn järeydeltään samanlaisissa avohakkuuleimikoissa, joissa päästään 19.. 21 m 3 :n käyttötuntituotoksiin. Työskentely on myös teknisesti hankalaa ja vaatii leimikon suunnitteluvaiheessa runsaasti lisätyötä. Myös kaatomiesten ja prosessorinkuljettajan kouluttamiseen joudutaan kiinnittämään runsaasti huomiota, jotta työskentely sujuisi oikein. Nykyisten suurten prosessoreiden kuormainten ulottuvuus ei ole riittävä eikä kuormaimen sijaintipaikka oikea työskentelyyn väljennyshakkuissa. Ajouravälit ovat liian kapeat ja ajouraa on liian paljon pinta-alayksikköä kohti, mistä aiheutuu kasvutappioita. Kasvatettava~ puustoa vaurioitetaan liikaa. Koska tämä tutkimus perustuu vain tietyissä olosuhteissa toimineisiin yhteen hakkuumieheen ja yhteen prosessoriin, tutkimuksen tulokset ovat ainoastaan suuntaa antavia.

13 KIRJALLISUUS KOTANEN, VELI-MATTI 1976. Tvigg-prosessorin käytöstä harvennushakkuussa. Metsätehon katsaus 17/1976. Helsinki MIKKONEN, ESKO 1976. Bobcat 1075 -kaato-kasauskone- Valmetprosessori -korjuuketju. Metsätehon katsaus 12/1976. Helsinki MIKKONEN, ESKO - YLÄ-HEMMILÄ, VEIKKO 1977. Makeri-kuormatraktori. Metsätehon katsaus 16/1977. Helsinki MYLLYNIEMI, ANTTI 1977. Työvaikeustekijöiden vaikutus palstalla toimivien monitoimikoneiden tuotokseen. tiedotus 345. Helsinki Metsätehon TYNKKYNEN, MARTTI 1976. Pika 52 -prosessorin käyttö suojuspuuhakkuussa. Y.etsäteho. Julkaisematon käsikirjoitus