6/1978 NIPPUREKI. Veikko Ylä-Hemmilä

6/1978 NIPPUREKI Veikko Ylä-Hemmilä

MITSATIHO Opastinailta 8 B eo520 HELSINKI 52 Puhelin 90-140011 SELOSTE 6/1978 6/1978 NIPPUREKI Veikko Ylä-Hemmilä Sisällys TIIVISTELMÄ... YLEISTÄ................................. 2 TUTKlMINEN... TEKNISIÄ TI:m'OJA... TOIMINTAPERIAATE... TUTKIMUSTULOKS:m'... TUC>'l'OS 1 NIPPUJEN l4t.jo'l'osujide 8 REEN' v:e:'to KONE 8 KUSTANNUKS:m' Reen keyttökustannukset..... 8 Jäädytyskustannusten pieneneminen..... lö Puskurivarastointikustannusten pieneneminen 12 KÄYTrÖKELPOISUUS JA KEHITTÄMINEN 13 2 3 3 5 6

2 TIIVISTEIMÄ Rakennusmestari Herbert Kiviahon suunnittelema nippureki on tarkoitettu puutavaranippujen siirtoon autosta jäälle. Vetokoneena käytetään maataloustraktoria. Nippureellä voidaan niput viedä jo no1n 70 cm:n jäälle. Reen käyttö tulee lähinnä kyseeseen silloin, kun muille ajoneuvoille riittävän vahvaa jäätä ei saada aikaan. Nippurekeä käytettäessä täysperävaunuauton viipymisaika pudotuspaikalla kasvoi noin 8 min/kuorma. Reeltä kului kuorman siirtoon jäälle noin 26 min, kun jäälläajomatka oli noin 300 m. Tämän mukaan reellä pysty- tään siirtämään jäälle 4. 5 nippua tunnissa, jos reen ei tarvitse odottaa autoa. reelle. Käytännössä odotusaikoja kuitenkin tulee joko autoille tai Kustannukset rekeä käytettäessä ovat noin 10 mk/nippu, jos ei kumpikaan, auto tai reki, liiemmin joudu odottamaan. Reen käytöstä aiheutuvia kustannuksia pienentävät kuitenkin jäädytyskustannuksissa saavutettava säästö sekä se, että puutavaraa ei tarvitse ajaa niin paljon puskurivarastoon~ kun jäälle päästään 2... 3 viikkoa tavallista aiemmin. set alenevat noin kolmanneksen. noin 7 mk:aa/nippu. Jäädytyskustannuk- Viiden ha:n jäävarastolla tämä merkitsee Hyvinä pakkaatalvina reellä pystytään ajamaan puuta luonnonjäille. Täl- löin reellä on siirrettävä keskimäärin 2.. 3 nippua tunnissa, jotta sen käyttö olisi jäädytystä edullisempaa. Ensimmäiseksi prototyypiksi nippureki osoittautui verraten varmakäyttöiseksi ja kestäväksi. Siitä saadut kokemukset ovat kuitenkin vielä vähäisiä ja tuloksetkin lähinnä suuntaa antavia. YLEISTÄ Puutavaran jäälleajo autolla on häiriintynyt useina viime talvina etenkin Etelä- ja Keski-Suomessa, sillä riittävän paksun jääpeitteen aikaan-

3 saaminen on tuottanut vaikeuksia. Tähän ovat olleet syynä toisaalta leu- dot talvet ja toisaalta puutavara-autojen järeytyminen. Nykyiset täys- perävaunuautot vaativat vähintään metrin paksuista teräsjäätä. Tämän johdosta on etsitty keinoja n1pun siirtämiseksi jäälle, joka on ohuempaa kuin nykyiset menetelmät vaativat. vella 1978 valmistunut nippureki. Yksi ratkaisu tähän on tal- Kokonainen puutavaranippu pudotetaan autosta rekeen ja siirretään sitten traktorin vetämänä jäälle nippujonoon. Reen on suunnitellut Savon Uittoyhdistyksen rakennusmestari Herbert Kiviaho ja se on valmistettu pääasiassa Savon Uittoyhdistyksen korjaus- pajalla. Avustusta reen valmistamiseen Savon Uittoyhdistys sa1 muilta uittoyhdistyksiltä ja Metsäteholta. TUTKIMINEN Metsäteho tutki nippureen käyttöä puutavaran jäälleajossa kahden päivän aikana maaliskuussa 1978 Leppävirran Möhköskoskella. Tavoitteena oli selvittää reen soveltuvuus ja käyttömahdollisuudet puutavaran jäälleajossa. Tutkimus oli kokeiluluonteinen, koska jää oli niin paksua, että autot olisivat voineet ajaa puutavaran suoraankin jäälle. Tästä syystä tutkimusaineisto jäi suppeaksi. Aineisto käsitti kahdeksan täysperävaunullista tukkikuormaa sekä kaksi kolmimetrisen kuitupuun nuppiautokuormaa. Tutkimuksen kohteena oli kolme kyseiselle jäävarastolle tavallisestikin puutavaraa ajavaa autoa. Koska kyseessä oli uusi työmenetelmä, työssä oli paljon alkukankeutta. Parin ensimmäisen kuorman aikana oli niin paljon alkuvaikeuksia, ettei niitä kuormia otettu tuloksiin mukaan. TEKNISIÄ TIETOJA Nippureki on teräsrakenteinen. Se on varustettu kippaavilla pankeilla, vaaka- ja pystytasossa kääntyvillä etu- ja takajalaksilla ja vetoaisalla,

4 Kuva l. Nippureki. Metsäteho Valok. Kuva 2. Nipun pudotus rekeen. Valok. Metsäteho Kuva 3. Nippu reessä. M. Mäkilä Valok. Kuva 4. Nipun siirto jäälle. Valok. Metsäteho Kuva 5. Nipun pudotus jäälle. Valok. M. Mäkilä 4

5 jossa on liikkeellelähdön helpottamiseksi nytkä. tetään maataloustraktoria. Reen vetokoneena käy- Pankkojen muoto ja mitoitus on sellainen, että nippu ei varsinaisesti putoa autosta rekeen vaan liukuu pankkeja pitkin. Pankkojen korkeus auton puolella on 1 100 mm eli vain vähän auton pankkeja alempana. Kippaussysteemi on saatu aikaan sillä, että pankot on mitoitettu ja laakeroitu siten, että nipun painopiste jää laakerointipisteen ulkopuolelle. Kun pankkojen lukitus laukaistaan, pankot kippautuvat nipun painosta ja nippu liukuu reestä. Pankot palaavat omalla painollaan takaisin kulje- tusasentoonsa. Reen pa1no on noin 2 500 kg. Kuormatilan pituus on 5 000 mm Ja leveys 3 OlO mm ja koko reen pituus noin 7 000 mm. TOIMINTAPERIAATE Auto puretaan kuorma kerrallaan, vetoauton kuorma erikseen ja perävaunun kuorma erikseen. Auto ajetaan reen viereen tai reki auton viereen. Au- toa kallistetaan joko kallistuskorokkeita käyttäen tai jollain muulla tapaa. Sivupankot laukaistaan, jolloin nippu liukuu reen pankkeja pitkin rekeen. Autossa oleva puutavaranippu on sidottu siten, että sitomiskohte on hieman tavallista ylempänä, koska nippu ei paljon pyörähdä pudotuksien aikana. Tämän jälkeen traktori voi heti lähteä viemään nippua jäälle. Kun nippu on viety haluttuun kohtaan, pankkojen lukituelaite laukaistaan, jolloin pankot kippaavat ja nippu luisuu pyörähtämättä jäälle. Pankot jäävät jonkin verran nipun reunan alle ala-asentoonsa, mutta ajamalla traktoria eteenpäin pankot laskeutuvat omalla painollaan kuormausasentoon. Reki viedään takaisin rannalle ja noudetaan toinen nippu. Sillä aikaa kun ensimmäistä nippua viedään jäälle, autoa laitetaan ajokuntoon ja valmistellaan toisen nipun pudotusta. kuitenkin niin kauan, että auto joutuu odottamaan. Reki viipyy jäällä

6 TUTKIMUSTULOKSET Täysperävaunuauton purkamisen ja reelläajon keskimääräinen ajanmenekki oli seuraava. Erittely PÄÄTYÖT Täysperävaunullinen auto, min/kuorma Reki, min/ täysperävaunullisen auton kuorma Sitomisen valmistelu + sitominen Viereenajo Rekeenpudotuksen valmistelu Rekeenpudotus Reen liikkeellelähdön valmistelu Auton ajokuntoon laitto Ajo jäällä (noin 300 m) Jäällepudotuksen valmistelu Jäällepudotus Jäällepudotuksen lopetus Ajo maalle Reen odotus yhteensä 9.38 1.22 7.02 0.14 2.38 5.64 4.60 30.38 1.22 7.02 0.14 3.90 4.12 1.82 0. 08 1.96 5.36 25.62 APUTYÖT Nippu ei luistanut rekeen Kallistuskorokkeen luistaminen Muu yhteensä TEHOAIKA o. 36 0.31 0.14 0.81 31.19 0.36 0.31 0.14 0.81 26.43 :,============,===================================--================

7 Tutkimuksessa saatu pienin tehoaika auton osalta oli 24.09 min ja suurin 39. 66 min. Pienin rekiaika oli 21. 77 min ja suurin 37. 40 mln. ajomatka oli noin 300m. Jäälle- Ajat vaihtelivat suuresti, mikä johtui paljol- ti siitä, että menetelmät eivät vielä olleet hioutuneet. Verrattaessa tuloksia aikaisempiin autojen purkamista koskeviin tutkimustuloksiin (Metsätehon seloste 12/1975) voidaan todeta, että reen käytöstä on aiheutunut auto-perävaunuyksikölle pudotuspaikalla viipymiseen 7. 80 min:n lisäaika. Tästä suurin osa johtuu siitä, että pudotuks'=n valmistelu on vienyt noin 5 min tavallista enemmän aikaa. TUOTOS Teoriassa yhdellä reellä olisi mahdollista siirtää puuta jäälle tunnissa 2.25 täysperävaunuautokuormaa, ts. 4.5 nippua, 8 h:n työpäivänä 36 nippua ja kuukaudessa noin 800 nippua. Käytännössä tähän on kuitenkin mahdotonta päästä. Puuta ei pystytä tuo- maan pudotuspaikalle niin, etteikö joko reki tai auto joutuisi odottamaan. Yhden kahden autokuorman siirto tunnissa saattaisi olla mahdollista. Käy- tännön järjestelyt on helpompi hoitaa ja siirto sujuu joustave.mmin, jos on käytössä kaksi rekeä. Tällöin voitaisiin toinen nippu pudottaa toiseen rekeen sillä aikaa, kun traktori v1e ensimmäistä nippua jäälle. Traktori tuo tyhjän reen rannalle, jättää sen pois ja ottaa toisen peräänsä. Täl- löin auton viipymise.ike. pudotuspaikalla lyhenee 4... 5 min. Kahta rekeä käytettäessä olisi teoriassa mahdollista päästä no1n 3.3 täysperävaunuautokuormaan/h eli noin 6.6 nippuun/h, 53 nippuun/pv, 1 150 nippuun/kk. Jos vielä halutaan lisätä kapasiteettia, otetaan käyt- töön toinen mies ja traktori. Vaikka reellä ei vietäisi kuin 2 n1ppua tunnissa, päästään sillä talven aikana noin 850 nippuun, mikä vastaa noin 4. 3 he.: n jäävarastaa. Vastaa- vat luvut, kun viedään 3 nippue. tunnissa, olisivat 1 275 nippue. ja 6. 4 ha ja, kun viedään 4 nippua tunniss~ 1 700 nippue. ja 8.5 ba.

8 NIPPUJEN MUOTOSUHDE Reellä siirrettyjen nippujen muotosuhde (leveys/korkeus) vaihteli 1.50:stä 2.05:een keskiarvon ollessa 1.76. Se oli samanlainen tai ehkä hieman huonompi kuin suoraan autosta jäälle pudotettujen nippujen muotosuhde. REEN VETOKONE Reen vetokoneena kokeiltiin kahta traktoria. Ensimmäisenä päivänä käy- tettiin nelivetoista Fiat 750 -maataloustraktoria, jonka paino tavanomaisin varustein on 3 020 kg ja suurin moottoriteho 60 kw. Traktori oli varustettu etukuormaajalla ja takapainolla, joten sen kokonaispaino oli noin 4 000 kg. Traktorisaa ei ollut ketjuja. Toisena päivänä rekeä vedettiin huomattavasti järeämmällä traktorilla, takavetoisella Ford OK-6:lla, jonka paino on 3 830 kg ja suurin moottoriteho 84 kw. Tässä traktorissa oli ketjut. Molemmat traktorit pystyivät vetämään rekeä helposti ainakin silloisissa olosuhteissa. Lämpöasteita oli muutama ja jäällä oli paikoin vettä. Vetokoneeksi soveltunee yleensä keskikokoinen maataloustraktori. KUSTAlfNUKSET Reen käyttökustannukset Kustannuslaskelmassa reen hinta on 35 000 mk, työaika 500 b/vuosi, käyttöaste 95 %ja poistoaika 10 vuotta. Reen käyttötuntikustannuksiksi saadaan 13 mk/b. Traktorin ja miehen kustannuksina on pidetty 34 mk:aa/h, joten kustannukset ovat yhteensä 47 mk/h. ipunsiirtokustannusten riippuvuus rekien ja siirrettyjen nippujen lukumäärästä nähdään kuvasta 6. Kahden reen käyttö on kalliimpaa kuin yhden reen käyttö, jos niillä siirretään yhtä monta nippua tunnissa. utta kahdella reellä saattaa olla helpompi siirtää esimerkiksi 5 nippua tunnissa kuin yhdellä reellä kolme. sempaa. Tällöin kahden reen käyttö on edulli-

9 70 6o 50 40 30 20 10.. ~ :...,...... r..... i ;..... ~!- ~--..............: : :........................................ :--- : -:... :- - : i.!!\ ;... l........!.............. :.... ;...'..... -:... : : : : :. '.... :...... :....... :.......... : \ :. """"'i"""""7'""\""";....... (... '"('""'"1""""";........ \...... ~...,....... :....... ;...... ~......;...\r........ j... r......:...(...;... ~...,............ ' 0 0 0 0 0 0 0 0 o 0 o... o, o...;...:......\....... J '1.... ~ 1 0 0 0 ';' ~ : o 1 =: 1 reki ' 1 traktori ja i mie$ 0 o 0 o o o olo o 0 o o, o o o o o,, o o o o o o ; o : o o o o; o o o o o : o, \ ' 2 2 rekeä, 1 tr~toroi ja :1 mi~s... r...-.... ~. \....!..... '...:... =.i........ : '....... \...... '.........'..... [...... i..... t....r.. i \. : : :........ :-... : ~ " =......,...,... : ' :... :..... ~.........:.........:... : ooo o oo o.:....,,,,,,,,... :... ;......... :. 1... : -~-~... ~.. -:-... r - =- i... :.. -~ ::.:;:.: ~: 2........ ~... ~... :........1...:..... i....... : 1 - ~....! 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Siirretty nippumäärä, nippua/b Kuva 6. Nipunsiirtokustannukset

10 Jäädytyskustannusten pieneneminen Jään kantavuus on seuraava. Jään tehollinen paksuus, cm Suurin sallittu ajoneuvopaino, t 20 2. 0 25 3.0 30 4.5 40 7.0 50 12.0 60 17.0 70 23.0 80 31.0 90 39.0 100 48.0 Reen+ traktorin paino on noin 6 tonnia, nipun noin 16.. 17 tonnia eli kokonaispaino ~2... 23 tonnia. Reen käyttö vaatii noin 70 cm:n teräsjään eli samanpaksuisen kuin ajettaessa traktorilla puutavaraa jäälle. Kun jäädytys voidaan lopettaa rekeä käytettäessä jään vahvuuden ollessa 70 cm, jäädytyskustannukset alenevat noin kolmanneksen edellyttäen, että 70 cm:n jää kestää nippulautan painon. Jos reen käyttö mahdollistaa ajon luonnonjäille, jäädytyskustannuksilta vältytään kokonaan. Jäädytyskustannukset vaihtelevat suuresti jäävaraston koon mukaan. 25.. 30 ha:n kokoisella jäävarastolla jäädytyskustannukset ovat noin 2 300 mk/ha eli noin 11,50 mk/nippu, kun hehtaarille ajetaan keskimäärin 200 nippua, 10 ha:n jäävarastolla jäädytyskustannukset ovat noin 3 500 mk/ha eli noin 17,50 mk/nippu ja 5 ha:n kokoisella noin 4 500 mk/ha eli noin 22,50 mk/nippu. Jäädytyskustannuksissa rekeä käytettäessä suurin säästö saadaan pienillä varastoilla ja niillähän reen käyttö lähinnä tuleekin kyseeseen. Viiden ha:n jäävarastolla säästö nippua kohti on noin 6,80 mk, 10 ha:n noin 5,30 mk ja 25... 30 ha:n noin 3,50 mk.

11 Kuvassa 7 esitetään nipunsiirtokustannukset siirrettävän nippumaaran mukaan, kun reen käytöstä aiheutuvista kustannuksista on vähennetty jäädytyskustannuksissa saavutettu säästö 5 ha:n jäävarastolla. 10 ha:n jäävarastolla säästö on 1,50 mk/nippu pienempi. 6o... ;.....<... 1. r r T -r- ~ : -r r ' ~ - { ~ - =...:...:. 1..... t :... T... ~..... ~..... l"'.....-.... 50 i"''""...\'...:...;... ""j'"' """]"""""'!"'""' "' \'"" '"'" ~" ' ". "1''""'"-r-'""'!"'"".. ~... "'"(... ~...(.....\..\....:... T......(... j..... j... j... r... i.....:... T...,..... : : \ : ~ : : ~ 4o...;...:..... ;... ~...;... ~........,.. ~ ] : ;..., ; ; :.. l.. ~.J.. rer,i, Urak~ori. Ja.. l ~es :.,... ~ ~ ~ \ ; ~ ~ : 2 = ~ re~eä, 1 tra~tori ja ~ mies 2 30...;...;......!...;... j...,... ~... t... ~..... ~...... ~....;.....!.... ~...,\ j '! :. -...: T i..:...' ~,... 20.......,~... ~..._;....:.:...,:...:,...:_... _;... ;..... - -~...-:... ~--...... CJl [... j : ' :..... +-... ;... ~...)..... i z 10...t... >...,... ~...:... j... ~... "(... t""'. "'i.. '""'\...! ""'. "j... -:.:.:.:...:;_:... :.:.... j:...:::_... -~...:_:... ~....f...... :_~..."i... ~...:.."... :...... --- --.. :. : :.... ~... ~... ~... ~... ~... ;... ~........ ~ ~ : : : ~... ;,.. : --:-...._: 0 1 2 3 4 5 6 7 Siirretty nippumä.ärä, nippua/h 1 -:- ~ 2..... 8 Kuva 7. Nipunsiirtokustannukset kun jäädytyskustannusten säästö 5 ha:n --, Jaavarastolla on otettu huomioon Hyvinä pakkastal vina, kuten 1977/78, reellä pystytään ajamaan puuta jäälle jäätä keinotekoisesti jäädyttämättä. Jotta reen käyttö tällöin tulisi edullisemmaksi kuin jäädytys, tulisi reellä siirtää keskimäärin 2... 3 nippua tunnissa (kuva 8).

12 70 ' l f ', T ' T ; ', - '....:... r t t - r- ' :...;... T ~ i ; -~ 60.r L r - : - - ~ < 1 r T - _ _ _ ; r - t......... ~ 50...,... j \-.' '. +! " : i :....:!:............ ~.....;,; :, ~ : : ~ ::!:i.r:~::r;;,lt::6 ;...: 10... ' i \.: f L ~ l :,,.. -'....... i :... i...... r r \; r-- ~... r ~.. : : : :.......;...... ~...:......:... ~......... r- -...... ~.... : :... :...:.. -... -~... ~..-... ~......:........ ~-...-... ~-........;......... r -r... r...: i-- -- i --r l... 0 ~... +... ~........ --~--- t... ;... :...... --~..... ~---... \' -- r -- -- ~ --- i--... ~... ;..,.,~...,... i i ; i :.. :........ 1... ~_... _... ;.. ; :...:...;........;......,..-...... :... ;.. ~... :....... :... :... :. : :........!... ""'(... ~...;...: : : :.... ~--.. -.-... :... : :. ~,.. : ; :. :.. t.. ~... ±... ~ ;.... :........ ~- -------i ; l---i2 [ -... : i.. -~ r..... i-........ ~ -........ ~...... ~..... ~..... :... ;- 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Siirretty nippumäärä, nippua/h Kuva 8. Nipunsiirtokustannusten ja jäädytyskustannusten vertailu 5 ha:n jäävarastolla Puskurivarastointikustannusten pieneneminen Reen käytöstä aiheutuvia kustannuksia pienentää jonkin verran se, ettei puutavaraa tarvitse ajaa niin paljon puskurivarastoon, kun jäälle ajoon päästään 2... 3 viikkoa tavallista aiemmin. Esimerkiksi jos puskuriin ajetaan 2... 3 kuormaa päivässä, siitä aiheutuu kolmessa viikossa lisäkustannuksia noin 6 000 mk. Jos kyseessä on 5 ha:n ja 1 000 nipun jää-

13 varasto, alentaa reen käyttö puskurivarastokustannuksia 6 mk/nippu. Jos puskuriin ajo vähenee, lautanteko keväällä myös nopeutuu jonkin verran. KÄYTTÖKELPOISUUS _JA KEHITTÄMINEN Vaikka kokemukset reestä ovat vielä hyvin vähäisiä, voidaan todeta, että reki osoittautui verraten käyttökelpoiseksi ja näppäräksi nipun jäälle siirtoon. Menetelmä oli tosin vielä siksi uusi, etteivät toiminnot olleet hioutuneet. Erityisesti rekeenpudotuksen valmistelu vei huomattavan kauan. Prototyypiksi reki osoittautui verraten valmiiksi. leiset päät saisivat olla jonkin verran alempana. Pankkojen auton puoautojen korkeudessa oli sen verran eroja, etenkin jousituksen vuoksi, että nippu toisinaan törmäsi pankkojen päihin eikä päässyt vapaasti liukumaan rekeen. Pank- kojen laukaisumekanismia pitäisi myös jonkin verran parantaa. Reki on mitoitettu varsin tukevaksi. Sen painoa voitaisiin alentaa, koska pudotuksessa reki joutuu melko vähäiseen rasitukseen.