METSÄTIHON a saus 11/90 KUORMAN PAINON MÄÄRITTÄMINEN PUUTAVARAN AUTOKULJETUKSESSA Timo Heikka Tutkimus selvitteli puutavaraauton nosturiin asennettavien kuormainvaakojen tarkkuutta sekä niiden käytön vaikutusta kuljettajan ajankäyttöön ja kuljetuksen taloudellisuuteen. Kenttäkokeissa testattiin kahta ruotsalaisvalmisteista ja yhtä suomalaisvalmisteista vaakaa. Vaakojen tarkkuutta selviteltiin vertaamalla kuormainvaaan punnitustuloksia tehtaan vaaan punnitustuloksiin. Ajanmenekkiä tutkittiin vertaamalla kuljettajan työskentelyä vaaan kanssa ja ilman vaakaa. Vaaan käytön Vaikutuksia kuljetuksen taloudellisuuteen arvioitiin seuraamalla ajankäyttöä ja vertaamalla punnitustuloksiltaan tarkiliiijalla vaaalla varustetun ja vastaavan vaaattoman ajoneuvoyhdistelmän kuormien kokoja keskenään. Punnitustarkkuus oli suoraan verrannollinen kuljettajan punnitustyöhön käyttämään lisäaikaan: 3 9 min koko yhdistelmää kohti. Vetoautojen keskimääräiset kuormien painoerot (ja niitä vastaavat hajonnat) olivat 2. +3.3 (7.. ) ja perävaunujen + (7.6. ). Ainakin silloin, kun kuljettaja on huolellinen ja vaaka on tarkka, vaa an hankinta on taloudellisesti kannattavaa. KUORMANMITIAUSLAITIEIDEN KÄYfÖN TAUSTA JA TEKNISET VAIHTOEHDOT Tausta 1.1.90 7akselisten ajoneuvoyhdistelmien suurin sallittu kokonaispaino nousi 6 tonniin. Lis ä ksi tienpitäjän luvalla voidaan maan ollessa jäätyneenä käyttää kokonaispainoltaan 60 tonnin yhdistelmiä edellyttäen, että ne on katsastettu t ä lle painolle. Kuusiakselisten yhdistelmien suurin sallittu kokonaispaino pysyi 8 tonnissa. Samanaikaisesti otettiin puutavaran ja eräiden muiden tuotteidenautokuljetuksissa kuorman pai non ja ajoneuvon kokonaispainon määrittämisessä käyttöön tilavuuspainomenetelmän sijasta todellisen painon punnitseminen. Jotta lain sallimaa suurinta kuormankokoa voitaisiin täysimääräisesti hyödyntää ja jotta toisaalta vältyttäisiin ylikuormilta, on kuljettajan itse kyettävä punnitsemaan kuorman paino tai suoraan akseli ja kokonaispainot. Silmä varaista ja kokemukseen perustuvaa kuorman painon arviointia vaikeuttaa puutavaran tilavuuspainojen suuri vaihtelu (vrt. Marjomaa 90). Vaikka kuorman paino kyettäisiin määrittämään tarkasti kuormauksen yhteydessä, voi se suureta ajon aikana kertyvä n veden tai lumen vuoksi. Auton alustaan kertyvät lika, lumi ja jää nostavat taarapainoa. Talvikuukausina auton taarapaino voi olla jatkuvasti l 000 l 0 suurempi kuin kesäkuukausina. Tekniset vaihtoehdot Kuorman painon määrittä miseen ajoneuvossa on useita teknisiä vaihtoehtoja. Akseleihin tai jousien yhteyteen asennetut kuormaanturit sekä ilmajousitetuissa ajoneuvoissa jousituksen ilmanpaineen mittaaminen mahdollistavat myös kokonaispainon ja akselipainojen määrittämisen. Pankkoj en ja rungon väliin asennetut anturit ilmoittavat ajoneuvon kuorman painon ja parhaassa tapauksessa sen jakautumisen kuormatilan eri osien välille. Ne kannattavat kuorman pain oa koko ajan. Jousituksen yhteyteen asennetu t laitteet ilmoittavat painon jousituksen painuman perusteella. Pohjoismaissa käytössä olevissa puutavaraautoissa on erilliset vetoauto ja perävaunu ja niissä kummassakin 3 akselia sekä 6 pankkoa. Siksi kaikki mainitut menetelmät vaativat työläitä ja ka l liita asennuksia muutostöineen. Lisä ksi mittaustietojen välittäminen s ä hkökaa pelin avulla perä vaunusta keskusyksikköön on osoittautunut epäluotettavaksi. Tiedonsiirto radioaaltojen avulla tuo lisää varmuutta, mu t ta suurentaa myö s hankintahintaa. l
Jousituksen ilmanpaineessa kuormituksen myötä tapahtuvat muutokset antaisivat teknisesti yksinkertaisen ja varmatoimisen mahdollisuuden kuorman ja koko ajoneuvonkin painon määrittämiseen. Ilmajousitteiset puutavaraautot eivät ole kuitenkaan yleistyneet maassamme. Ilmajousitukseen liittyy yleensä automaattinen vakiokorkeuden säätö järjestelmän painetta suurentamalla. Vakiokorkeuden tai pikemminkin jousituksen vakiopainuman saavuttamiseen tarvittava ilmanpaine on verrannollinen kuorman painoon. Esimerkiksi Union Camp yhtiön Yhdysvalloissa käyttämät laitteet ovat hyvin yksinkertaisia: Itse mittari on tavallinen painemittari. Se kytketä än lukeman saamiseksi jousituksen ilmanpainejärjestelmään painamalla kytkentäventtiilin nappia. Mittari ja venttiili on sijoitettu auton ja perävaunun runkoon asennettuihin, avattaviin koteloihin. Laitteita on näin käytettävä ulkona seisten. Koteloiden kansiin on kiinnitetty muuntotaulukko, jonka avulla ilmanpainelukemat muutetaan painoksi. (Stephenson 88) Kotimaassa mielenkiintoista teknistä ratkaisua kippilavallisia ajoneuvoja varten on kehitellyt tamperelainen Tamtron Oy. Laitteella rekisteröidään lavalla oleva kuorma silloin, kun nostosylinteriä on kohotettu hieman, noin cm. Kuorman paino on antureiden varassa vain punnitushetkellä. Kipin liukulaakeroituihin saranatappeihin on asennettu venymäliuskaanturit. Lisäksi nostosylinterin yhteyteen on asennettu hydraulinesteen paineen mittaava sähköinen anturi. Laitteisto on yksinkertainen, ja se toimii tielaitoksen soraautoissa tehtyjen käyttökokeiden perusteella luotettavasti. Sellaisenaan se soveltuisi esimerkiksi hakeautoihin, ei kuitenkaan tavanomaisiin puutavaraautoihin. Edellä mainituista syistä Metsäteho katsoi ensivaiheen tärkeimmäksi tehtäväksi hankkia tietoa puutavaraautoihin soveltuvien kuormainvaakojen tarkkuudesta, käyttöominaisuuksista ja kustannuksista Suomen oloissa. Kuormainvaa an avulla voidaan punnita vain kuorman paino, ei akselikohtaisia painoja tai ajoneuvon omaa painoa eikä sen ajonaikaisia muutoksia. Kuormainvaaan käyttö kiinnostaa eniten niitä maita, joissa tavaralajimenetelmä on saanut jalansijaa. Kuormainvaaan käyttöön verrattava menetelmä on trukkiin tai kauhakuormaaj aan yleensä sen nostosylinteriin asennettu hydraulipaineen anturi, jolla kuorman paino saadaan selville kuormauksen yhteydessä. Tämä menetelmä soveltunee vain tehdashakkeen tai jalosteiden kuljetukseen. 2 KUORMAINVAAKOJEN TARKKUUS Testatut vaaat Kauimmin markkinoilla olleet kuormainvaaat on valmistettu Ruotsissa. Niistä Suomeen tuotavia ovat Hydrovåg ja Indexator. Metsätehon tiedossa oli tutkimuksen aikana kolmen kotimaisen, varteenotettavan kuormainvaaan kehittelytyö. Niistä kaupallisesti pisimmälle oli ehtinyt vantaalaisen Elektrovaaka Oy : n Evolifter. Se saatiinkin mukaan tutkimukseen. Kaksi muuta kotimaista valmistajaa halusi seurata prototyyppiensä toimintaa ilman ulkopuolisten suoraa osallistumista. Toisella näistä valmistajista on runsaasti kokemusta teollisuuden punnituksista ja toinen tunnetaan metsäkoneiden elektroniikan valmistajana. Evoliftervaaassa (kuva 1) sekä punnitus että punnitustulosten siirto ja käsittely tapahtuvat sähköisesti. Hydrovåg (kuva 2) sekä punnitsee että siirtää impulssin hydraulinesteen paineen avulla. Indexatorissa (kuva 3) hydraulinesteen paineen muutokset mitataan, siirretään ja käsitellään sähköisesti. Evolifterkuormainvaaassa sähköinen, renkaanmuotoinen venymäliuska anturi on asennettu nosturin pään ja rotaattorin välille. Impulssi siirretään sähköisesti kuljettajan näkökenttään sijoitettuun alumiiniseen käyttökoteloon. Sen sisälle, lämmitettävään tilaan on asennettu koko laitteen elektroniikkayksikkö (piirikortit ja mikroprosessori). Laitteessa on kahdeksan muistipaikkaa ("pinoa"), joista kulloinkin syötettävä valitaan kuormainvipuun sijoitetulla sähköisellä painonapilla. Toisella samanlaisella taakan painotieto lähetetään valittuun muistipaikkaan. Punni tus perustuu keskiarvoon, jonka ohjelmoitava mikroprosessori laskee joukosta mittausarvoja. Keskiarvon perustana ovat lukemat, jotka on rekisteröity tietyllä aikaviipeellä sekä ennen napinpainallusta että sen jälkeen. Äänimerkki ilmoittaa punnituksen tehdyksi. Nippu eli muistipaikoittain voidaan säätää painorajat, joiden ylityttyä äänimerkki soi ja numeronäyttö vilkkuu. Kotelossa on myös kaksi apupainiketta, joista toisella rekisteröidään kouran taarapaino ja toisella voidaan valitusta muistipaikasta vähentää painoa. Painon vähentäminen tulee kyseeseen esimerkiksi silloin, kun kuormaa joudutaan järjestelemään painonjakauman tasaamiseksi. Laitteessa on liitäntämahdollisuus tiedonsiirtoa varten. Tuotekehittely jatkui koko tutkimuksen ajan. Heti alussa jouduttiin kevytmetallinen anturinsuoja korvaamaan sorvatulla, teräksisellä
kuormausta varten, toimii sähköventtiili takaiskuventtiilinä ja päästää hydrauliöljyn takaisin kohti anturia. Alhainen käyttölämpötila vaat ii öljyn lämmit tämistä kuormainta käyttämällä. Laitteen ilmauksesta on huolehdittava säännöl lisesti. Hydrovåg vaa 1 assa ei ole mahdollisuutta nip pu, vetoauto, tai perävaunukohtaiseen rekisteröintiin. Punnitustuloksia ei myöskään voida siirtää laitteelta sähköisesti edelleen hyödynnettäviksi. Vaa 1 an asennus vie yhden päivän. Valmistaja: Kuva 1. Evolifterkuormainvaaan keskusyksikkö ja nllyttölaite. Kuva Elektrovaaka Oy:n esitteestll kappaleella. Muita rakenteellisia muutoksia ei tehty, vaan kehittelytyössä keskityttiin elektroniikan ominaisuuksiin. Vaaka voidaan asentaa ajoneuvoen yhdessä päivässä. Valmistus ja myynti: Elektrovaaka Oy Kiitoradantie 11 01 VANTAA Hinta helmikuussa 90: 32 000, asennus 3 000 matkakuluineen koko maassa Hydrovåg Aut:omat:ic kuormainvaa 1 assa nosturin kärjen ja rotaattorin väliin asennetaan painesylinterin sisältävä anturi. Hydraulines teen paine siirretään letkulla nosturia pitkin varoventtiilin kautta käyttäjän näkökenttään sijoitettuun teräspeltiseen mittauslaatikkoon. Siinä on näyttötaulu sekä taakkakohtaiselle painolle että kuorman kokonaispainolle. Kuormaimen vipuun asennetulla painokatkaisijalla avataan sähköventtiili, j oka säätelee, öljyn virtausta näyttölait teen laskirunäntään. Mäntä painuu jousta vasten kuorman painon suhteessa ja kääntää samalla osoittimen viisaria. Kun koura lasketaan alas uuden nipun Kuva 2. Hydroväg Automatic kuormainvaaan mittauslaatikko ja nllyttölaite. Molemmat valok. Metsllteho Hydrovåg AB S937 90 BURTRÄSK Sverige Maahantuoja : Esse Matic Ky Alatori Commerce 60 VAASA Hinta helmikuussa 90: 22 0 asen nettuna Indexat:or HVJ kuormainvaa 1 an ydin on hyd raulinen kuormitusanturi, joka asennetaan nosturin pään ja rotaattorin väliin. Punnitusanturin alaosassa on levyjarrun tapaan toimiva hei lunnan vaimennin. Hydraulipaineen muutoksiin reagoi sähköinen paineanturi, jonka impulssi siirretään sähköjohtoa pitkin käyttäjän näkökenttään asennettuun, pienikokoiseen keskusyksikköön. Taskulaskimen mal linen keskusyksikkö irrotetaan käytön jälkeen vetämällä se kiinnikkeestään ylös. Kiinnik keessä olevie n kosketuspintojen kautta keskusyksikkö kytkeytyy anturiin. Kuljetusta varten ohjaamoon asennetaan säilytyskiinnike. Muistipaikkoja on viisi sekä yksi summamuisti kokonaispainoa varten. Keskusyksikössä on vakiona seitsemän painonappia seuraaville toiminnoille : muistipaikan valinta, maksimikuorman asennus ja tarkistus, nollaus, taaraus, painon kalibrointi sekä painon lisäys ja v ä hennys. Punnituksen rekisteröintinappi asennetaan yleensä kuormaimen käyttövipuun. Lisävarusteena saa myös kuormaimen vipuun asennettavan muistipaikan valintanapin. Kuva 3. lndexator MV3 kuormainvaaan irrotettava keskusyksikkönllyt tölaite 3
Ylikuorman varo ituksessa näytön lukema alkaa vilkkua miinusmerkkisenä. Summamuistin maksimikuorman ylityksestä hälytetään samalla tavalla. Laite on aina n o llattava ennen uuden kuorman tekoa. Punnitustarkkuus ja siihen vaikuttavat seikat Valmistaja: Kuormainvaaalla ja tehtaan vaaalla punnituista seurantakuormista laskettiin vetoauton ja perävaunun kuormien painoerot, ajoneuvokohtaiset kokonaispainoerot sekä punnitustaakan keskipaino sekä kuormain että tehtaan vaaan perusteella (taulukko 2). Taakan keskipaino saatiin jakamalla tehtaan vaa alla saatu kuormanpaino punnitustaakkojen määrällä, jonka tiedon kuljettajat kirjasivat. Evoliftervaaan punnitustulosten hajontaa lisäsi se, että sitä käytti yhteensä kolme kuljettajaa. Siitä huolimatta sen tulosten hajonta jäi pienemmäksi kuin Hydrovågvaaan. Punnitusaineisto Evoliftervaaan keskimääräiset vetoautoa ja perävaunua koskevat punnitustulokset olivat selvästi suuremmat (+3.3 ja + ) kuin tehtaan vaaan punnitustulokset (kuva ). Johdonmukaiset virheet ovat suhteellisen helposti poistettavissa ohjelmoinnilla. Tärkeämpää on huomata suurehko hajonta, jonka pienentäminen teknisten ratkaisujen avulla kuljettajan työtavan suuren vaikutuksen vuoksi on vaikeaa. Suomen oloissa hyvä asia on se, että keskusyksikön voi irrottaa ajon ajaksi. Lian, kosteuden sekä pakkasen aiheuttamia haittoja voidaan siten vähentää. Kokemusten mukaan teknisesti haitallisimpia ovat o lleet anturin ja keskusyksikön välisen johdon hankautumisesta tai puristumisesta aiheutuneet katkokset. Hydraulik AB Indexator P.O. Box 11 S922 00 VINDELN Sverige Maahantuoja: HiabMultilift Oy Sörnäisten rantatie 23 000 HELSINKI Hinta helmikuussa 90 : 26 000 asennet tuna kaikkine tarvikkeineen Fiskars F 8SS kuormaimeen asennettua Evoliftervaakaa käytti kolme kuljettajaa. Hydro vågvaakaa käytti seurannassa pääasiassa yksi kuljettaja (90 kuormista). Vaaka oli asennettu Fiskars F 8SS Lo glift nosturiin. Jonsereds 790 kuormaimeen asennettua Indexatorvaakaa käytti paria p o ikkeusta lukuun ottamatta vain yksi kuljettaja. Seurannassa tavoitteeksi asetettiin kuorman punnituksen tarkkuutta koskevan vertailuaineiston saaminen vaakaa kohti (taulukko 1). Evoliftervaaan vertailukuormia kertyi alun perin lähes sata. Tuotekehittelyn aikana tehtiin taakan painon laskentaohjelmaan sellaisia muutoksia, joiden takia vertailukuormista otettiin laskentaan mukaan kuitenkin vain runsaat 0. TAULUKJ<O 1 Kuormainvaakojen tarkkuuden vertailuaineisto Evolifter Aineisto Vetoauto Hy drovåg Perä vaunu Vetoauto.rerä vaunu Indexator Veto auto Perävaunu Ajankohta 6. 1. 8. 2. 90 3 9 8 21 23 1 2 2 21 3 1 27 38 12 8 37 6 12 37 67 69 31 76 2 Puutavaralajien osuudet puumaärästä, måntytukit kuusi måntykuitupuu kuus i koivu... 1.9.1.12. 89 20.9..11.89 Tuoreusasteiden osuudet puumaäräs tå, tuore puolikuiva 98 2 98 2 33 76 2 Hydrovåg näytti sekä vetoautolle että perävaunulle keskimäärin selvästi pienempiä (2. ja.0 ) painoja kuin tehtaan vaaka (kuva ). Tämä seikka ja punnitustulosten erittäin suuri hajonta (yli 7 ) viittaavat siihen, että laitteen hydrauliputkistossa oli seurannan aikana ilmaa. Anturi ja näyttöosien välillä oleva, kokoonpuristuva ilma estää hydraulinesteen impulssin täysimääräisen siirtymisen näyttölaitteelle. Siten lukemat jäävät liian pieniksi ja hajontakin saattaa olla suurta. Myös pakkanen vaikuttaa merkittävästi hydraulinesteen käyttöön perustuvassa impulssin siirrossa. Etenkin kylmällä säällä tarvitaan aluksi joitakin kuormauksia ja punnituksia, ennen kuin hydraulineste on riittävän juoksevaa. Indexatorvaakaa käyttänyt huolellinen kuljettaja pääsi lähimmäksi tehtaan vaaalla punnittuja painoja (kuva ). Sekä perävaunun että vetoauton virheprosentit olivat alle yhden (+0.8 ja 0. ). Huolelliseen työskentelyyn viittaa punnitustulosten erittäin pieni hajonta (2.3 ja 2.6 ). Laitteen toimintaperiaate tuntuu myös onnistuneelta. Kuljettajan työtapa vaikuttaa ratkaisevasti kaikkien kuormainvaakojen punnitustulosten hajonnan suuruuteen. UudessaSeelannissa LIRA (WingateHill ym. 88) on tehnyt perusteellisia selvityksiä työskentelytavan vaikutuksista Indexatorkuormainvaa an punnitustuloksiin. Yhdessä testissä kokeiltiin työskentelytavan vaikutusta painoanturin tarkkuuteen, ts. miten paljon nykivällä nostotavalla saadut tulokset eroavat mahdollisimman tasaisella nostotavalla saaduista punnitustuloksista.
Viittä eri painoa (0, 2, 0, 7 ja 1 000 ) nostettiin 2 m:n korkeudelle maasta mahdollisimman nopeasti ja mahdollisimman rauhallisesti. Punnituslukema kirjattiin sekunnin kuluttua noston aloittamisesta, kun kuorma oli lakannut heilumasta. Punnusten nostojärjestys sekä nostotapa valittiin satunnaisesti ja toistettiin neljästi. Nostotapojen välille saatiin tilastollisesti merkitsevä ero. Riuhtaisevassa nostossa punnituksen keskivirhe oli +3. 70 ja rauhallisessa nostossa +1. 2. Indexatorvaaassa samoin kuin kaikissa muissakin sellaisissa kuormainvaaoissa, joissa kuljettaja painaa punnituksen aktivointipainiketta, voi osa taakoista jää dä kirjaamatta laitteen muistiin, mikä johtaa todellista pienempiin punnitustuloksiin. Osuus kuormista, X TAULUKKO 2 Kuormainvaakojen ja tehtaan vaaan kuorman painoa, kokonaispainoa ja punnitustaakan keskipainoa koskevien punnitustulosten vertailu Er ittely Pera.vaunu Vetoauto Ajoneuvo yhdistelma EV0 L I F T E R Aineisto keratty KUORMIEN PAINOEROT Vaihteluvali, Keskim. ero, Keskihajonta, KOKONAISPAINOEROT Vaihteluvali, Keskim. ero, Keskihajonta, 6.1. 8.2.90 3 1 360 +2 600.07 +21.8 3 0.29 399 3.32 682.9 1 + 200 6.81 +26.26 "" 0.1 8 3.9 1 121. 3. +.20 0.1 1. 66 2.79. +. 0 2 26 2 27 8 2 3.2 +1. 91 0. 08 2.29 2.91 0.11 2. 99. PUNNITUSTAAKAN KESKIPAI NO 0 Ku9rmainvaaka, EVOLIFTER 1 0 3 2 Tehtaan vaaka, Vetoauto Punnituksiafkuorma HYDR 0 VÅG Perävaunu 20 Aineisto keratty KUORMIEN PAINOEROT Vaihteluva1i, 1 0 b d e Keskim. ero, 9 Keskihajonta, 2 HYDROV2G a =.; b = 9.99 8. 00 c = 7.99 6. 00 20 d =. 99. 00 e = 3. 99 2.00 1 f = 1. 99 0.00 KOKONAISPAINOEROT Vaihteluväli, Keskim. ero, Keskihajonta, 1.9. 1. 12. 89 3 07 +2 2 16.12 +16. 1 ±2 ±0.1 379 2. 1 098 7. 37 7 700 + 600 2.8 +18.00 ± ±0.18 1 3.02 2 099 7. 6.1 8 +9.29 0.09 1.3.0 20. 37 +1. 33 0.1.00 6.13 693 712 23 68 1.8 +7.08 0. 2 2.81.63 PUNNITUSTAAKAN KESKIPAINO Kuormainvaaka, Tehtaan vaaka, Punnituksiajkuorma 720 38 1 NDE XAT 0 R Aineisto kera tty 0 d 20.9. 9 b.11.89 8 8 9 INDEXA TOR 9 = 0. 01 = 2. 01 i =. 01.00 6. 00 h 0 3 2. 00 = 6. 01 8. 00 k = 8. 01. 0 = > 2 KUORMIEN PAINOEROT Vaihteluvali, Keskim. ero, Keskihajonta, 20 73 +1 202 3.62 +9.6 2 0.16 3 6 +1 0 1.0 +.37 0.83 0 2.27 0.02 8 0.3 63 2.8 2.00 +. 7 0.09 0.2 1.1.9 +3.3 0.02 0.27 2.00 618 613 23 8 87 111 1 KOKONAISPAINOEROT Vaihteluvali. b \ Keskim. ero, Keskihajonta, d Kuorman painoero, X Kuva. Evolifler, Hydroväg ja lndexatorlcuormainvaakojen ja tehtaan ajoneuvovaaan vaiisien punniluserojen suhteellinen jakau ma PUNNITUSTAAKAN KESKI PAINO Kuormainvaaka, Tehtaan vaaka, Punnituksiafkuo rma.97 +3.36 0.00 0.01 1. 2
AJANMENEKKI OSANA VAAAN TEKNISTÄ KÄYITÖKELPOISUUTIA cmin/taakka 70 Vaa alla varustettuna D I lman vaakaa 60 Aikatutkimusaineisto Tarkka punnitustulos ei yksin riitä. Ollakseen käyttökelpoinen vaaka ei saisi haitata kuormausta tai kuljetusta. Punnitustarkkuuden seurantaan osallistuneiden aj oneuvoyhdistelmien kuormauksen ajanmenekkiä seurattiin tammihelmikuussa 90 punnitustarkkuuden seurannasta erillisen, suppean aikatutkimuksen avulla (taulukko 3). Kutakin ajoneuvoyhdistelmää seurattiin samoissa varastooloissa sekä vaaalla varustettuna että vaaattomana. oli vähän. Selvityksen perusyksikkö on kuitenkin yhden taakan kuormaukseen liittyvä työjakso. Näitä taakkakohtaisia ajanmenekkihavaintoja kertyikin satoja. 0 20 0 \ Vetoauto Perävaunu J l Vetoauto Perävaunu) {Vetoauto Perävaunu ) V V V"" EVOLI FTER HYDROVaG IN DEXATOR Kuva. Kuormainvaaan käytön vaikutus sekä vetoauton etlä peravaunun taakkakobtaiseen ajanmeneklciin Evoliftervaakaa käytti 2 kuljettajaa, joiden ajankäyttö oli hyvin samankaltaista. Molempien ajankäytöstä on esitetty keskiarvo, joka vastasi kummankin yksittäisiä keskiarvoja. TAULlJl(](Q 3 KUORMAINVAAAN KÄYTÖN VAIKUTUS KULJETUSTEN TALOUDELLISUUTEEN Aikatutkimusaineiston erittely eri kuormainvaakoja käytettäessä Erittely Aineisto kerätty EVOLIFTER 1. 9.2.90 HYDROVÅG 2.31.1. 90 INDEXATOR. 2. l. 90 9 9 8 punnitus kuormainvaaalla kuormauk sen yhteydessä kuormaus ilman punnitusta 3 Vaaan käytön vaikutus kuljettajan ajankäyttöön Työskentely kaikilla testatuilla vaaoilla oli hitaampaa kuin työskentely ilman vaakaa (kuva ). Punnitsemiseen k äytetty lisäaika on suoraan suhteessa punnitusten tarkkuuteen (kuva, s. ). Vähiten lisäaikaa kului Hydrovågilla punnittaessa ja eniten Indexator vaaalla punnittaessa. Ajanmenekki koko yhdistelmää kohti lisääntyi 66 punnitustaakan (23 vetoautoon ja 3 perävaunuun) mukaan Evoliftervaakaa käytettäessä 8. 26 min, Hydrovågia käytettäessä 2.7 min ja Indexator vaakaa käytettäessä eniten, 9.18 minuuttia. Kun keskimääräisenä varastollaviipymisaikana käytetään 7 min:a (Alve 88), ovat aj anmenekkien lisäykset vastaavasti 11, ja 12 tästä ajasta. Koko kuormaa kohti lasketusta kuljetusajasta lisäysten osuus on pieni varsinkin keskipitkillä ja pitkillä kuljetusmatkoilla. 6 Kuormien painojen vertailu Kuormainvaa an käytön vaikutuksen selvittämiseen soveltuisi parhaiten sellaisen auton kuormien painojen vertailu, joka selvityksen alussa olisi ilman vaakaa ja johon se myöhemmin asennettaisiin. Vaaalla varustetun auton kuormien painoja voitaisiin vertailla sitten, kun kuljettaja olisi oppinut käyttämään vaakaa. Ajan niukkuuden vuoksi tällainen tutkimustapa ei kuitenkaan tullut kyseeseen. Toinen kuormien painojen hajontaa selvittävä tapa on verrata kahta samanlaista, samoissa olosuhteissa ajavaa ajoneuvoyhdistelmää. Siten voidaan saada suuntaaantava käsitys keskimääräisestä kuormanpainosta ja sen vaihtelusta sekä kuormainvaaalla varustetun että vaaattoman auton osalta. Seurannassa olleen Indexatorvaaalla varustetun yhdistelmän kuormien keskipainoa vertailtiin erikseen tammihelmikuussa 90 toisen RaumaRepola Oy:n Rauman tehtaille puuta kuljettaneen, vastaavan 7akselisen yhdistelmän kuormien keskikokoon. Molemmat autot ajoivat tuoretta, puutavaralajikoostumukseltaan suunnilleen samanlaista tavaraa. Kuormainvaa alla varustetulle yhdistelmälle saatiin 3 kuorman ja vaa attomalle yhdistelmälle 20 kuorman aineisto. Indexator valittiin siksi, että sillä punnitustarkkuuden seurannassa päästiin lähimmäksi tehtaan vaaan lukuja ja sen punnitustulosten hajonta oli pieni.
Ajoneuvoyhdistelmien kokonaispainon keskimää räinen ero verrattuna suurimpaan sallittuun kokonaispainoon (ko. ajankohtana 60 tonnia; vaaalla varustettu auto oli kuitenkin katsastettu 9. tonnin kokonaispainolle) sekä keskimääräisen eron prosentuaalinen osuus maksimikuormasta oli seuraava. Vaaallinen Vaaaton yhdistelmä Keskimää räinen ero verrattuna suurimpaan sallittuun kokonaispainoon, Hajonta, Keskimääräisen eron osuus maksimikuormasta, Hajonta, 93 l 161 3 760 l 3 2. 3.0 8.8 3.2 Vaaallinen yhdistelmä näyttää pystyneen hyödyntämään paremmin suurimman sallitun kokonaispainon mukaisen kuormanpainon. Vaaallinen auto toi tehtaalle keskimäärin 97.6 maksimihyötykuormasta ja vaaaton auto vastaavasti 91.2. Autojen kuormanpainon hajonnassa ei ollut suurta eroa. Vaa attoman ajoneuvoyhdistelmän varmuusmarginaali jätettiin kuitenkin selvästi suuremmaksi kuin vaaallisen. Vaaallisen auton kuormista 21 ylitti hieman sallitun kokonaispainon rajan, vaihteluväli oli 0 6. Vaaattoman yhdistelmän kaikki vertailukuormat olivat alle sallitun kokonaispainon. Ylikuormamaksua ei kumpikaan yhdistelmä näiden kuormien perusteella olisi saanut. Käytön taloudellisuus Riittävän tarkalla vaaalla voidaan kuormien painon vaihtelua pienentää ja kuljettaa mahdollisimman suuria, lain sallimia kuormia ja parantaa siten kuljetusten taloudellisuutta. TAULUKKO J:orko Huolto & korjaus Indexatorkuormainvaaan kustannuslaskelma 13 \ (kunkin vuoden poistoista otettu puolet bua.ioon) Hankintahinta 26 000 U: Pitoaika 6. \ bankinta.b innasta/"y Poisto Kuoletus aika Huolto han kintahin Korko, vuotta Jiinnösar"Yo ( \) 1 0 U: Paaoma kulut, & kor nasta jauskulut, Kokonais kustannukset, l. vuosi 90 3 09 7 999 9 689 2. vuosi 90 2 17 7 37 9 07 3. vuosi 90 l 77 6 71 8 0. vuosi 90 l 132 6072 7 762. vuosi 90 90 7 120 Yhteensä 2 700 9 8873 33 73 8 0 2 023 Taloudellisuutta parantaa myös ylikuormien määrän väheneminen tai poisjäänti. Ylikuormamaksua määrättä essä sallitaan : n ylitys yhdistel~än kokonaispainoa punnittaessa. Vertailuyhdistelmille se merkitsee korkeintaan 3 tonnin ylitystä ilman ylikuormamaksua. Kumpikaan autoista ei siis ylittänyt tätä rajaa. Vaaalla varustetun auton kuormista joka viides ylitti suurimman sallitun kokonaispainon. Ylitykset olivat kuitenkin vain 3 22 suurimmasta sallitusta määrästä. Indexatorvaaan käyttökustannuslaskelmassa (taulukko ) ensimmäisen vuoden kokonaiskustannuksiksi saatiin tasapoistoin noin 9 700 ja koko pitoajan kokonaiskustannuksiksi 2 000. Näitä kustannuksia voidaan verrata keskimääräiseen kuormankoon eroon. Vertailun perustaksi oletetaan seuraavaa: Ajopäiviä Ajoa Kuorman keskipaino Keskimääräinen tilavuuspaino Kuorman keskitilavuus Keskim. kuljetusmaksu 21. /kk 11 kkjv 3/ajopv 37 tonnia 8 3. ml 0 /ml Vertailuautojen kuormien keski määräinen ero oli 2.8 tonnia vaakaauton hyväksi. Se merkitsisi yllä esitetyin laskuperustein 93 370 markkaa lisääntyneitä kuljetustuloja vuotta kohti edellyttäen, ettei vaaan käyttöön kuluvalle lisäajalle lasketa kuluja. Jos autojen kuormien kokoero olisi puolet tästä, merkitsisi se noin 7 000 :n lisäystä kuljetustuloihin. Jos tästä vähennetään 2 min : n päivittäisen lisäajan aiheuttamat kustannukset (karkeasti arvioituina yhdistelmän käyttötuntikustannuksista, noin 80 markkaa, joka olisi 000 vuodessa yllä esitetyin perustein), jäisi kuljetustulojen lisäykseksi 28 000 vuodessa. Näilläkin perusteilla voitaisiin vaaan kokonaiskustannukset koko oletetulle vuoden käyttöajalle kattaa puolentoista vuoden kuljetuksilla. PÄÄTELMÄT Niin tämän tutkimuksen kuin kuormainvaaoista saatujen aiempien kokemustenkin mukaan kuormainvaakojen ongelmana näyttää olevan se, että ne tekevät helposti liikevoimien aiheuttamia punnitusvirheitä. Virheiden eliminointi saattaisi onnistua mikroprosessoripohj aisten punnitustuloksen laskentaohjelmien kehittämisellä. Suppea ajankäytön seuranta osoitti, että tarkkoihin tuloksiin pääsemiseksi vaa allisen ajoneuvoyhdistelmä n kuormauks e en tarvittiin jonkin verran enemmä n aikaa kuin vaaattoman yhdistelmän kuormaukseen. Kun käytettiin tarkinta vaakaa, ajankäyttö lisääntyi koko yhdistelmää kohti runsaat 9 min. 7
Tarkin ta työtä tehneen kuljettajan ja tarkimman vaaan punnitsemien kuormien keskipaino näytti olevan selvästi lähempänä sallittua maksimia kuin samanlaisen vaa attoman vertailuyhdisteimän kuormien keskikoko. Jos punnitustarkkuus ja kuorman keskikoko ovat samat kuin kuormankoon vertailussa saavutetut, näyttääkin vaaan hankkiminen olevan taloudellisesti kannattavaa, vaikka kuljettaja käyttäisi työskentelyyn hieman lisäaikaa. Kokonaisuutena voidaan todeta, että parhaimmillaan kuormainvaa alla voidaan saavuttaa sellaista hyötyä, että vaakoj en hankinta etenkin vaihteleviin kuljetusolosuhteisiin on perusteltua. Vaikka tekninen kehitys toisi mukanaan uusia välineitä, jotka mahdollisesti pystyvät tarkkaan akselikohtaiseen painonpunnitukseen, jää kuormainvaaoille oma käyttöalueensa. Niiden etuna on mm. se, että niitä voidaan tarvittaessa käyttää muunkin kuin kuljetettavan tavaran punnitukseen esimerkiksi terminaali tai tehdasalueilla. Kuormainvaa oilla saattaisi olla käyttöä myös puunkorjuussa. Metsätraktoriin asennetuilla kuormamittareilla voitaisiin seurata korjuuketjuj en tuottavuutta. Karsimattomia puita tai puunosia kuljetettaessa tieto kuorman painosta voi merkitä nykyistä suurempia kuormia. Edellä mainittu tietoliikenneyhteys metsäkuljetuksessa mahdollistaisi tienvarsivarastojen määrän ja leimikkojen korjuutilanteen ajantasaisen seurannan. On mahdollista, että elektroniset kuormanmittauslaitteet voitaisiin tulevaisuudessa kytkeä puunhankinnan ohjaus ja seurantajärjestelmiin. Tällainen järjestelmä saattaisi modeemin välityksellä olla puhelinyhteydessä puutavaraautoon asennettuun mikrotietokoneeseen, jolle punnitustiedot olisi siirretty. Lähteet: ALVE, M. 88. Puutavaraautojen ajankäyttö. Metsätehon katsaus 13/88. Helsinki MARJOMAA, J. 90. Painoositemenetelmä puutavaran mittauksessa tehtaalla. Metsätehon katsaus 8/90. Helsinki STEPHENSON, E.H. 88. OnBoard Air Scales for Timber Transport. Union Camp Corp. Siteerannut Doug Domenech, APA, Technical Release 88113. Washington WINGATEHILL, R., MacARTHUR, I.J. & CUNNINGHAM, R.B. 88. The Indexator Weighing System. LIRA, Technical Release No. 7 88. Rotorua Asiasanat: autokuljetus~ kuormainvaaat, puutavaran mittaus Metsäteho Review 11/90 DETERMINATION OF TIMBER WEIGHT IN TRUCK TRANSPORTATION The accuracy of loader mounted weigh scales and their effect on the time consumption and transport economy were studied. Two Swedish and one Finnish scale model were field tested. The time required for weighing a truck and trailer combination was 3 to 9 minutes. Weighing accuracy was directly related to the extra time used by the driver. The average differences (and the corresponding standard deviations) between the weighing results of the loader mounted scales and the weighbridges at the mill were 2. to +3.3 (7. to. ) for the truck loads and to + (7.6 to. ) for the trailer loads. A high accuracy level and careful usage of the scales can make the investment profitable in the form of increased load weight. Key words: METSÄTEHO ISSN 037326 truck transport, crane weighing system, timber scaling SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSLIITIO RY:N METSÄTYONTUTKIMUSOSASTO PL (Fabianinkatu 9 B) 00131 HELSINKI Puhelin (90) 68 922 HELS KJ 90 PAINOVALMISTE