ITSATIHDN a /9 ALGOL-MON KÄ YTTÖHAKKUR Markku Melkko A Zgo Z-monikäytttJhakkuri, joka on suzmniteztu hakkzwtähteiden vnzivarastohaketukseen, soveztuu mytjs kokonaisten puiden, rankojen, sahaustähteiden, suokantojen yms. haketukseen. fla~kuut~hteiden_ lujketuksessa yk~ik?_n tuotos va-z.hteh. 0 -z.-m :stä 9. -z.-m :-z.-z.n tehotunnissa haketettavan raaka-aineen ~dun mukaan. Kokopuiden haketuksessa ~säaikana yks~n tuotos vaihtezi. 0 i-m :stä. i-m :iin haketta tehotunnissa ja ozi keskimäärin 6. i -m /teho~ti. TaZviai~ tuotos vaihtezi S. 9 i-m :stä. i-m :iin haketta tehotunnissa haketusozosuhteiden ja haketettavan raaka-aineen mukaan. llake on varsin tikutonta hakkurin sisäisen seulan ja terärakenteen ansiosta..fui,takin ominaisuuksiltaan hake on vertaizukezpoista muizza hakkureizla tehdyn hakkeen kanssa. A Zustakoneen rmastoke Zpoisuuden sekä haketusosan ja har~putken kään~hdozzisuuden ansiosta varastojäl'jeste Zyt ovat suhteezzisen helppoja. Kuitenkin yksiktjn suuri paino ja korkeazla ozevan painopi.steen vuoksi huonontunut stabiliteetti vaativat suhteez Zisen kantavia ja tasaisia varastoazueita. Kuva l. A.lgol""!l0niltäyttöhaklruri. Valok. Metaät~o
4.9!0 Kuva. Ago-rnonikäyttöhakkuri. Mittapiirros (mitat rnc:einä) YLEISTÄ Algol-monikäyttöhakkuri on Osakeyhtiö ALGOL Aktiebolagin rakentama, välivarastolla toimiva haketusyksikkö. Yksikön alustakoneena on järeä kuormatraktori, tässä tapauksessa Valmet 0 K, jonka kuormatilaan haketusosa on asennettu kääntökehälle. Haketusosa voidaan asentaa myös muuhun kuormatraktoriin tai muuntyyppiselle alustalle, jonka kantavuus on riittävä. Haketusosa käsittää moniteräisen rumpuhakkurin syöttölaitteineen, kaksi puhallinta hakkeenpoistoa varten sekä haketusosan käyttömoottorin. Yksikkö on alun perin suunniteltu hakkuutä.hteiden väli varastohaketukseen, mutta suunnittelussa on otettu huomioon myös muiden haketettavien raaka-aineiden, esimerkiksi kokonaisten puiden, rankojen ja sahausjätteiden, haketusyksikölle asettamat vaatimukset. TUTKIMINEN Algol-monikäyttöhakkuria tutkittiin kesän 96 ja talven 96- aikana kolmella hakkuutähteiden ja kahdella kokopuiden haketustyömaalla. Haketettava raaka-aine oli ajettu välivarastolle kuormatraktorilla. Hakkuutähdetyömaalla hakkuutähde oli kerätty monitoimikoneen jälkeisistä kasoista välivarastolle, jossa se oli talven yli ennen haketusta. Hakkuutähdetyömaalla hakkuutähde esikasattiin maataloustraktorilla, jolloin mukaan tuli myös raivauspuita juurineen ja niiden ker jonkin verran kivennäismaata ja kiviä. llakkuutähde oli kuivahkoa. Työmaalla tuore bakkuutähde kerättiin kuormatraktorilla monitoimikoneen jäljiltä ja haketettiin heti. työmaalla haketettava puusto oli ensiäisen harvennuksen mäntyä, joka oli katkottu metsäkuljetusta varten... 6- metriseksi. Keskimääräinen r innankor keus- läpimitta oli 0... cm. työmaalla haketettava puusto oli ensiharvennusnäntyä, jonka seassa oli jonkin verran kuusta ja lehtipuuta. etsäkuljetusta varten puut oli katkottu... -metrisiksi. KeskimäP.r äinen rinnankorkeusläpimitta oli noin cm. Hakkuutähdetyömailla ja kokopuutyömaalla hake puhallet iin suoraan odottavaan autoon. työmaalla hake puhallettiin vaihtolavoihin. Kuljetuskalustona olivat t äysperävaunulliset hakeautot. Kaikki kuormat itattiin välivarastolla. Osa kuornista punnittiin tehtaalla vastaanoton yhteydessä. Tyiicaa Tutkimusaineisto Kuormia, kp Sakemäärä yht.' i-m Hakkuutähde (ylivuotinen) 4. (kuivahko) 4. (tuore)..0. 669. 96.0 0. 0 69. Hakkuutä.hdety ailla ja kokopuutyömaala yksi aikatutkija seurasi hakkurin joutokäyntiaikaa, varsinaista haketusaikaa sekä siirtymis ä varas olla. Lisiiksi selvitettiin haketettavien taakkojen lukumäärä. työmaalla toinen aikatutkija seurasi ottolaitteis oa ja toinen haketuslaitteistoa. Jokaisella työmaalla tuotos selvitet iin ei aamalla hake auton lavalla. TEKNISET TIEDOT Päämitat Pituus kulj etusasennossa 4 ja työ-
asennossa 0 4 sekä leveys 00 ja korkeus 4 00 kuljetusasennossa Kokonaispaino noin 6 t, josta peruskoneen paino noin t ja haketusosan paino noin t Peruskone Yksikön peruskoneena on kunnostettu Valmet 0 K -kuormatraktori. Sen tekniset tie dot on esitetty Met sätehon katsauksessa 0(9. Yksikön kuormaimena on ohjaamon katolle asennettu, liukupuomilla varustettu Cranab 400. Kourana hakkuutähteiden haketuksessa käytettiin tavallisesta puutavarakourasta levennettyä kouraa, josta lisäksi piikkien välilevyt oli poistettu. Kokopuiden haketuksessa käytettiin tavallista puutavarakouraa. Traktorin oh jaamo oli varustettu raitisilmatuuletin-suurteholäitinyhdistelmäll ä. Hakk.uri Hakkuri on moniteräinen, seulalla ja jälki murskaimella varustettu r umpuhakkuri. Sitä käytetään mekaanisesti kiilahihnavälityksell ä. Haketusosa Haketusosa käsittää moniteräisen, seulalla ja jälkimurskaimella varustetun rumpuhakkurin, syött ölaitteen, kaksi puhallinta hakkeen poistoon, hydraul isesti suunnattavan hakeputken j a käyttömoottorin. Koko haketusosa on asennettu kuormatilaan kääntökehälle. Kaikkien toimintojen hallintalaitteet on keskitetty kuormatraktorin oh jaamoon. Mitat Ruun halkaisija Ruun leveys Ruun pyörimisnopeus Teri ä Leikkauksia/kierros Hakkeen pituus Seulan reikien koko Seulatyyppi 600 000 noin. ( noin 0 0 r/s r /min) kpl k. l s äädettävä 0 x 0 m vaihdettava Sy~tt~~itteisto Pituus 6 600, korkeus kuljetusasennossa noin 90 ja leveys noin 00 Paino noin t Asennus Haketusosa on asennettu kuormatraktorin telin keskikohdalla olevan kääntökehän päälle niin, että koneen kualtakin puolelta voidaan työskennellä samalla tavalla. Lisäksi haketusosa on nivelletty kääntökehälle niin, että sitä voidaan kallistaa hydraulisesti haketuspaikan ja haketettavan raaka-aineen mukaan. Kääntöliike käyttö kääntökulma Kallistusliike käyttö kallistuskulma Kuva. Haketusosan kääntösektori (= hakkurin teoreettinen syöttösektori) bydraulim.o ottori 4. 0 rad (0 ) hydraulisylinteriä + 0. 09 rad ( + 6-0. 6 rad (- ) Hakkurissa on hydraulikäyttöinen syöttölaite, joka muodostuu kahdesta metallises ta lamellikuljettinesta ja yhdestä syöt crullasta. Yläpuolinen kul jetin on nivelletty hakkurin puoleisesta päästä hakkurir. akselille kaksoisnivelellä. Tämän ansiosta se pysyy aina yhtä kaukana leikkaavista teristä ja säilyttää tiiviin kosketuksen haketettavaan taakkaan sen suuruudes a riippumatta. Kuljettimen toinen pää voi daan nostaa hydraulisesti ylös, jolloin haketettava taakka saadaan syötetyksi kuor maajalla kuljettimen alle. Alapuolinen kuljetin on kiinteä. Sen ja hakkurin välissä on kiinteä syöttörulla, jonka pyöri misnopeus on suurempi kuin kuljettimen. Alakulj ettimen pituus II leveys Yläkulj ettimen pituus leveys Yläkuljettimen liikevarat alakuljettimen pinnasta noin " II 00 l'li!l 000 r::m 00 000
hakkurin puoleinen pää 0... 0 toinen pää 400... 00 Syöttöaukko, maksimi 0 x 000 Syöttönopeuksia kpl Syöttölaitteessa on syöttö-pysäytys-takaisinajomahdollisuus. Lisäksi syöttölaite on varustettu automaatti sella rajakatkaisimella, joka pysäyttää syötön hakkurin pyörimisnopeuden laskettua tietyn määrän. Hakkeen poisto Hake poistetaan hakkurin alta kahdella puhaltimella, jotka on asennettu syöttöpuhaltimia käytetään mekaapöydän alle. nisesti kiilahihnavälityksellä. Hakeputki nousee pystysuoraan ylös hakkurin ja käytt ömoottorin välistä. Putken pystysuoralla osalla on nivel, jonka ansiosta putki voidaan laskea hydraulisesti alas kuljetusta varten. Putki on hydraulisesti suunnattavissa 00 ja lisäksi sen päässä on hydraulisesti toimiva läppä, jolla hakkeen lentorataa voidaan suunnata. Hakeputken pään korkeus on noin m maasta. Käyttömoottori Herkki ja tyyppi Scania DS 4, - sylinterinen, 4-tahtinen, ahtimella varustettu suorasu~hkutusdiesel Iskutilavuus Suurin t eho Jatkuva teho Suurin vääntöm=entti Paino (ilman nesteitä) 4. dr.! kw (0 hv) DIN/ r/s ( 00 r/min) 0 kw (0 hv) DIN/ r/s ( 00 r/min) 00 kw ( 0 hv) Dm/0 r/s ( 00 r/min) 0 kw ( 9 hv) DIN/ r/s ( r/min) Kuva 4. Hallkurin toimintaperiaate varastolla raaka-ainetta. Kun syöttölaite alkaa vet ää taakkaa, voidaan kuormaa j alla noutaa uutta taakkaa. TUTKIMUSTULOKSET Maastokelpoisuus Uaaperän pehmeyden vaikutus Vaikka yksikköä ei olekaan tarkoitettu palstalla liikkuvaksi, t öiden järjestelyn, varastolla liikkumisen j å varastoinoin joustavuuden kannalta on eduksi, jos haketusyksikkö voi t arvittaessa liikkua myös tien ulkopuolella. Teor eettiset pintapaineet kuvaavat yksikön uppoamisalttiutta pehmeillä maapobjilla. 6 Nm ( kpm) DIN/ r/s ( 4oo r/mi n) Teoreettiset pintapaineet 60 kg TOIMINTAPERIAATE Haketettava raaka-aine oli ajettu välivarastolle pinomaisiin muodostelmiin kohtisuoraan tiehen nähden. Varastoalueen mukaan hakkuri liikkui joko tiellä tai tien ja varastokasan välissä ja haketti joko suoraan odottavaan autoon tai vaihtolavaan. Auto tai lava voi olla käytettävissä olevan tilan mukaan joko hakkurin vierellä tai perässä (kuva 4). Haketettava raaka-aine nostetaan kourakuormaimella syöttölaitteeseen, joka on käännetty mahdollisian lähelle haketettavaa 4 f Renkaiden toto Pintapaine, kpa ilm&n teloja (ltp/cj) teloilla Bdeaai. X J /. (0.).4 (0.) Taltana tai 6. 0 0. X 4/6 /6.. (.6o) (.)..0 (0.) (0. ) X Ilman teloja pintapaineet taka-akselistolla ovat suuret. Tämä johtuu haketusosan suuresta painosta sekä siitä, että sen koko paino kohdistuu taka- akselistolle. Pintapaineita voidaan pienentää huomattavasti käyttämällä teloja. Tällöinkin ne ovat jonki n verran suureat kuin keskimäärin t äyttä tukkikuormaa kuljettavilla järeillä kuormatraktoreilla, joten kone ei sovellu pehceille maapohjille.
Maanpinnan kaltevuuden ja epätasaisuuden vaikutus Tehoajan r akenne ja meneltlci keskimäärin kokopuiden b<etuksessa, työmaa Tutkimuksessa koneen sivuvakavuutta ei tes tattu. Haketusosan rakenteen (kääntökehäkallistus-puhallinsysteemin) vuoksi ylhäällä oleva painopiste sekä haketusosan suuri paino huonontavat koneen sivuvakavuutta esimerkiksi tavallista tukkikuormaa kuljettavaan kuormatraktoriin verr attuna. Peruskoneen maavara ja telin liikevara mahdollistavat liikkumisen suhteelli sen- epätasaisessakin maastossa. Odotus Taakan Syötön Odotus llaltkuutihdetyåcaa (yli vuot. ) ( ltui Tahko) (tuore) c:ain/taakke j a % Haitetukoen va.l.mistelu KAnti jouten Haitetua 40 9 4 ~ ~ 6 40 4 9 4 ~ 4 6 4 49 4 6 6 49 9 6 0 90 69 Ta<~ i -m m koko keskim., h<etta haketta 0. 0.0 0. 4 0. 0 0.99 0. 0 Haketus l a itteistolla joutokäynni n osuus on noin 0 %tehoajasta. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että haketettavaa taakkaa on use i n jouduttu auttamaan kuornaimella l ähes loppuun saakka hakkuriin. Tällöin seuraavan taakan noutamisen ajan hakkuri on käynyt jouten. Hakkeen laatu Hakkuutihde- ja kokopuuhakkeiden pituus- ja paksuuejakaumat 0.49 0. 96 Hakkuutähteiden haketuksessa hakkuriosa on varsin tehokkaasti työllistetty, sillä haketuksen osuus tehoajasta on vaihdellut 6 %:sta 9 %:iin. Tämä johtuu suurelta osin siitä, että kääntökehän ansiosta kuormaimen liikeradat ovat suhteellisen lyhyet nostettaessa hakkuutähdettä kasasta syöttölaitteeseen. Suuriaksi joutokäynnin osuus on tullut tuoreen hakkuutähteen haketuksessa. Tämä johtunee siitä, että kuormaimella joudutaan auttamaan taakan syöttämistä ja näin seuraavaa taakkaa ei saada riittävän nopeasti syöttöpöydälle. Seuraavassa asetelmassa on esitetty tehoajan rake nne,ja menekki keskimäärin kokopuiden haketuksessa työosalla. Kas ojen päällä oli lunta noin 0 cm ja ne olivat lähes kokonaan jäätyneet, mikä vai keutti puiden i rrottamista huomattavasti. Lisäksi kasan haketus joudut iin aloi tamaan keskeltä (kasan korkeus noin 4 m), joten ottolaitteistolla sekä taakan ottoaika (sisältää kouran viennin kasaan, 0. 0. 0 0. 9 0. 6 taakan irrottamisen ja taakan nostamisen syött öl aittees een) että syötön avustusaika ovat huomattavasti suureat kuin kasaa haketettaessa. T~~ koko keak.im., a % tyhjänä otto a vustus taakan kanssa tyåcaa % Haketusaitteisto Ajankäyttö Tehoajan rakenne ja aeneklti keatimi.irin hakkuutihteid.e n ja kokopuiden haketultsessa =in/ ta<ka Ottolaitteisto Odotus tyhjänä Haitetua Seuraavassa asetelmassa on esitetty hakkurin tehoajan rake nne j a menekki hakkuutäht ei den haketuksessa sekä kokopuutyömaalla, j ossa otto- j a haketus laitte istoa ei seurattu erikseen. Keskimääräinen taakan koko on saatu jakamalla yhdessä hakelavassa olleen hakkeen maara syötettyjen taakkojen lukumäärällä. Kasa Kasa =in/ ta<ka Pituusjakauma Jaekoko, P<suuejalta=a H<ltuutåhde Osuus ltuivs- Jaekoko, cm lmlinosta. :>........ 9. 9... 6. 6...... 6. 6.... ~ Yhteenså 4 0 6 0 Hakkuutihde.. ~u:.~ % 0. 0...... 6. 6. 4. 4.... (. 6 0 4 Algol-monikäyttöhakkurin tekenä hake on varsin tikutonta, mikä johtuu hakkurin sisäisestä seulasta ja terärakenteesta. Hakkeen pituus jakaumat osoi tava, e Ä kokopuuhakkeen oituusjakauma on hyvin samanlainen kuin muilla hakkureilla tehtyjen kokopuuhakkeiden pituusjakaumat. Hakkuutähdehakkeessa pienten jakeiden osu s on varsin suur i, mikä,johtuu neulasten a k oren suuresta määr ästä. Hakkeen aks us jakaumista voidaan todeta, e ä aksujen palojen osuus on suurempi k in hakkeella
keskimäärin. Tämä j ohtuu kokopuulla leikkuukulmasta ja hakkuutäbteellä lisäksi oksapuun kovuudesta. TUOTOS Keskimääräiset tehotuntituotokset ja niiden vaihtelurajat hakkuutähteiden ja kokopuiden haketuksessa Haketettava raaka-aine Kesk:il!äärin Vaihtelurajat i-/h Hakkuutähde Ylivuotinen Kuivahko Tuore.9. 0. 0. 9. 4.9...0....0 6.. 4. 0. 0.... 46.....6 6.9 60. 4 Kokopuiden haketuksessa yksikön tuotos vaihtelee suhteellisen paljon haketettavan raaka-aineen ja työskentelyolosuhteiden mukaan. Keskimäärin tuotos näyttää olevan samansuuruinen muiden vastaavan kokoisten haketusyksiköiden tuotosten kanssa. Varsinkin hakkuutähteiden haketuksessa, mutta myös kokopuiden haketuksessa kivet ja kivennäisnaa ovat aiheuttaneet yleensä suuria ongelmia. Ter ät tylsyvät nopeasti, hakkeen laatu heikkenee ja hakkurin tuotos alenee. Algol -monikäyttöhakkurin terärakenteen ja syött ölaitteen ansiosta nama ongelmat ovat pienentyneet niin, että hakkuutähteitäkin pystytään hakettamaan useita autokuormallisia teriä välillä vaihtamatta. Työmaa (kesä), kasa Ty~ - - kasa Hakkuutähteen haketuksessa suurin tehotuntituotos on saavutettu ylivuotista raakaainetta ja pienin tuotos tuoretta raakaainetta käsiteltäessä. Tämä johtunee siitä, että mitä kauein hakkuutähdett ä on varastoitu kasassa, sitä tiiviirnmäksi se on painunut. Tällöin kuormaimella saadaan kasasta myös tiivii~pi taakka ja sen syöttäminen hakkuriin on vaivattomampaa kuin tuoreen hakkuutähdetaakan. Kokopuiden haketukse s sa parhaimpaan tulokseen on päästy kesäaikaan (työmaa ). Puu on tällöin sulaa, joten sen hakettaminen käy helpoin. Työmaalla tuotosta ovat alentaneet lumi, se että puut olivat jäässä sekä se että varastointitavan vuoksi kasan haketus jouduttiin aloittamaan keskeltä. Lumi ja jää hidastivat haketusta, sillä taakka luisti syöttölaitteessa, jolloin syöttö katkeili ja syöttönopeus jäi huomattavasti teoreettista syöttönopeutta pieneäksi. PÄÄTELMIÄ Rumpuhakkurin ja syöttölaitteen ansiosta hakkuutähdettä pystytään Algol-monikäyttöhakkurilla hakettamaan varsin hyvin. Tätä raaka-ainetta haketettaessa tuotos Jaa kuitenkin noin puoleen kokopuiden haketustuotoksesta, joten yksikkökustannukset ovat varsin suuret. Metsäteho Review Terien kunto vaikuttaa huomattavasti hakkeen laatuun varsinkin kokonaisia puita haketettaessa. Jos terät pidetään kunnossa, Algol-monikäyttöhakkurin tekemä hake on täysin vertailukelpoista cuilla hakkureilla tehdyn h~~een kanssa. Hakkuutähteiden haketuksessa terä t tylsyvät nopeain ja hakkeen laatu heikkenee. Jos haketta käytetään muuhun kuin selluloosateollisuuteen, hakkeen laatu ei ole niin ratkaiseva, vaan kustannusten kannalta t ärkeämpää on yksikön tuotos. Yleensä Algol-monikäyttöhakkurin tekemä hake on hakkurin sis äisen seulan ja terärakenteen ansiosta varsin tikutonta, ~kä merkitsee paljon hakkeen myöheässä käsittelyssä. Alustakoneen maastokelpoisuuden sekä haketusosan ja hakeputken kääntömahdollisuuden ansiosta varastojärjestelyt ovat suhteellisen help oja yksikköä käytettäes s ä. Haketettava raaka-aine voidaan varastoida tien kuallekin puolelle ja haketusyksikkö voidaan a j aa yleensä tieltä pois, jolloin hakeautot voivat liikkua tiellvapaasti. Kokeilujen perusteella Algol- monikäyttöhakkuri on jo nykyis~llä- varsin monipuolinen haketusyksikkö. Hakkuutähteiden haketuksen lisäksi se soveltuu myös kokonaisten puiden, ranko j en, sahaustähteiden ym. haketukseen. Koska testa tu yksikkö on kuitenkin prototyyp i, on sna vielä kehittämistä sarjakoneeksi. Toisaalta tämä antaa käyttäj- le mahdollisuuden rakennuttaa yksikkö sen tulevaan pääasialliseen käyttöalueeseen soveltuvaksi. /9 ALGOL r-tjltpurpose CH PPER A complete English ver sion of the wor k was published in Metsäteho Review A/9. METSÄTEHO SUOMEN METSÄTEOUISUUOEN KESKUSLIITTO RY: METSÄTYONTlfTKIMUSOSASTO Opasiinsilta B 000 HELSINKI Puhalin 90 <40 0 HELSINKI 9 PAJNOVALMISTE