Virkesskador orsakade av barkmaskiner

8610059

Rune Leithe-Eriksen

Virkesskador orsakade av

barkmaskiner

Timber Damages Caused by

Debarkers

TrätelcnikCentrum

Rune L e i t h e - E r i k s e n

VIRKESSKADOR ORSAKADE AV BARKMASKINER Timber Damages caused hy Debarkers

TräteknikCentrum Rapport I 8610039 Nyckelord damage debarker feeding rolls loss in value lumber Stockholm i oktober 1986

I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G

Sid

FÖRORD 3 SAMMANFATTNING 3

1 . BAKGRUND OCH SYFTE 4

2. UPPLÄGGNING 5 2.1 Försöksplan 5 2.2 Datainsamling 5 2.3 Mätmetod 6 3. MASKINPRESTANDA 7 3.1 Cambio 75 7 3.2 VK 800 7 4. RESULTAT 9

4.1 Virkesskador orsakade av matarvalsar 9

4.2 Kommentar 10 4.3 övriga skador 10 4.4 Barkens hållfasthet v i d o l i k a årstider 11

4.5 F a k t o r e r som d i r e k t påverkar skadefrekvensen 14 4.6 övriga f a k t o r e r som t i l l v i s s d e l kan påverka 15

skadefrekvensen, men främst b a r k n i n g s r e s u l t a t e t

5. SKADORNAS INVERKAN PÄ VIRKESVÄRDET 16

6. DEFINITIONER 17 7. DISKUSSION 17 8. LITTERATURFÖRTECKNING 18

9. SUMMARY 19 Skadedjup Cambio 75, normalt klämtryck

" , lågt " " , högt

Dubbform och typskada, Cambio 75 Skadedjup VK-800, normalt klämtryck

, lågt , högt

Dubbform och typskada, VK-800

T a b e l l - Skadedjup och övriga uppmätta värden för maskinerna v i d de två s t u d i e -tillfällena BILAGA 1.1 I I _1.2 I I _1.3 I I _1.4 I I _2.1 I I _2.2 I I _2.3 I I _2.4 I I ₃

FtJRORD

Genom e t t omfattande samarbete med sågverk och m a s k i n t i l l v e r k a r e har denna u t r e d n i n g kunnat genomföras.

T i l l a l l a berörda p a r t e r r i k t a s e t t varmt t a c k . SAMMANFATTNING

Under 1985 och 1986 har två t y p e r av barkmaskiner undersökts vad avser mekaniska skador som deras m a t a r v a l s a r orsakar på sågtimmer.

Undersökningen i n n e f a t t a r även skador på f r u s e t timmer.

R e s u l t a t e n pekar på a t t de mekaniska skadorna på v i r k e t kan vara av större o m f a t t n i n g än de omdiskuterade dubbskadorna som förorsakas av m a t a r v a l s a r -na på engreppsskördare. Däremot inträffar normalt i n t e den blå-nadsutveck- blånadsutveck-l i n g i dubbskadorna som man erhåblånadsutveck-lblånadsutveck-ler i skogen. Någon större s k i blånadsutveck-l blånadsutveck-l n a d på skador på o f r u s e t och f r u s e t v i r k e har undersökningen e j kunnat påvisa vad beträffar de skador som orsakas av matarvalsarna. Barkning v i d låga tempe-r a t u tempe-r e tempe-r medfötempe-r dätempe-remot avsevätempe-rda skadotempe-r på v i tempe-r k e t och kan otempe-rsaka ptempe-roduk- produk-tionsstörningar. V a n l i g t v i s är d e t b a r k v e r k t y g e n som åstadkommer dessa skador.

S l u t l i g e n kan v i k o n s t a t e r a a t t r e s u l t a t e n från denna undersökning v i s a r a t t d e t här f i n n s en s t o r p o t e n t i a l för förbättringar av barkmaskinerna. På så v i s kan v i få e t t bättre u t n y t t j a n d e av den dyrbara vedråvaran.

1. BAKGRUND OCH SYFTE

V i d de s k a d e s t u d i e r som t i d i g a r e g j o r t s på skördare och processorer i skogsbruket har det framkommit a t t mataranordningar med p i g g v a l s a r kan or-saka avsevärda värdeförluster på v i r k e t , främst i form av blånadsskador och mekaniska skador. E f t e r påtryckningar från skogsbolagen och sågverks-i n d u s t r sågverks-i n samt sågverks-införande av värdereducersågverks-ingstal på dubbskadat tsågverks-immer har m a s k i n t i l l v e r k a r n a u t v e c k l a t skonsammare m a t a r v a l s a r , v i l k e t l e t t t i l l mindre v i r k e s s k a d o r .

Barkmaskiner i sågverken är även de försedda med aggressiva m a t a r v a l s a r . Någon u t v e c k l i n g mot skonsamma matarvalsar har dock i n t e s k e t t . Detta har skogsbruket påpekat och framfört önskemål om en skadestudie.

TräteknikCentrum har i e t t p r o j e k t s t u d e r a t omfattningen av skador för-orsakade av mekaniska matarvalsar på två t y p e r av barkmaskiner, Cambio 75 och VK 800. Studien genomfördes dels på o f r u s e t v i r k e , d e l s på f r u s e t v i r k e .

S y f t e t har v a r i t a t t genomföra en övergripande s t u d i e för a t t bestämma fö-rekomsten och s t o r l e k e n av dubbskador från barkmaskiner.

Denna r a p p o r t behandlar i första hand de mekaniska dubbskadorna men t a r även upp andra t y p e r av mekaniska v i r k e s s k a d o r samt, t i l l v i s s d e l , maski-nernas prestanda.

2. UPPLÄGGNING

Under våren och hösten 1985 genomfördes s t u d i e r på o f r u s e t v i r k e , och un-der v i n t e r n 1985 på f r u s e t v i r k e . Målsättningen var från början a t t göra en jämförande s t u d i e mellan de båda maskintyperna. D e t t a har v i s a t s i g svårt a t t genomföra då de åstadkommer o l i k a t y p e r av skador på v i r k e t . Strävan har dock v a r i t a t t hålla så många f a k t o r e r som möjligt l i k a .

2.1 Försöksplan

Studierna genomfördes på t r e o l i k a p l a t s e r i l a n d e t :

1. B o l l s t a sågverk i B o l l s t a b r u k . Här studerades VK 800 på o f r u s e t och f r u s e t v i r k e .

2. K a s t e t s sågverk i Gävle. Cambio 75 studerades på o f r u s e t v i r k e . 3. Tunadals sågverk i S u n d s v a l l . För a t t få någorlunda l i k a r t a d e

förhållanden mellan VK 800 och Cambio 75 v i d barkning av f r u s e t v i r k e f l y t -tades v i n t e r s t u d i e n för Cambio 75 h i t .

En av målsättningarna var a t t studera hur matarvalsarnas klämtryck påver-kar skadedjupet. Därför studerades t r e o l i k a klämtryck på matarvalsarna.

Klämtryck Normalt Högt Lågt

Klämtryck

( b a r ) ( b a r ) ( b a r )

Cambio 75 80 (80) 100 (100) 60 (70)

VK 800 70 ( 8 5 ) 90 (105) 50 ( 7 5 )

Normalt t r y c k är det klämtryck som rekommenderas av m a s k i n t i l l v e r k a r e n . Värdena inom parentes anger klämtrycket v i d b a r k n i n g av f r u s e t v i r k e . Klämtrycken j u s t e r a d e s av personal från r e s p e k t i v e m a s k i n t i l l v e r k a r e . För a t t lättare kunna jämföra r e s u l t a t e n studerades s t o c k a r inom diameteri n t e r v a l l e t 2426 cm pb. För a t t få en u p p f a t t n diameteri n g om stockddiameteriameterns diameteri n -verkan på skadedjupet u t t o g s e t t s t u d i e l e d med klena s t o c k a r (16-18 cm pb) och normalt klämtryck.

2.2 Datainsamling

Då d e t visade s i g a t t d e t var p r o b l e m a t i s k t a t t erhålla p r o v m a t e r i a l från l i k a r t a d e bestånd togs stockarna slumpmässigt u t för de o l i k a diameter-k l a s s e r n a . D e t t a utfördes av p e r s o n a l från r e s p e diameter-k t i v e sågverdiameter-k. Försödiameter-ksma- Försöksma-t e r i a l e Försöksma-t var r e l a Försöksma-t i v Försöksma-t nyavverkaFörsöksma-t och hade l a g r a Försöksma-t s på l a n d . DeFörsöksma-t besFörsöksma-tod av 40 s t o c k a r inom v a r j e klämtrycksintervall. T o t a l t studerades alltså 160 s t o c k a r per maskintyp. För v a r j e stock noterades stockdiameter och b a r k t j o c k l e k .

E f t e r barkning t r a n s p o r t e r a d e s stockarna t i l l en i förväg utsedd p l a t s för v i d a r e behandling.

Från v a r j e stocks toppände sågades en ca 15 cm lång t r i s s a u t . Därefter höggs de skadade s e k t i o n e r n a b o r t och t r a n s p o r t e r a d e s v i d a r e t i l l f r y s r u m på TräteknikCentrum i Stockholm.

För a t t kunna mäta skadedjupet mera exakt klövs v a r j e s e k t i o n genom den dubbrad (skadedel) som bedömdes ha d j u p a s t inträngning. Genom d e t t a förfa-rande kunde skadedjupet mätas på s n i t t y t o r n a . I samband med d e t t a u t t o g s 10 provkroppar från v a r j e s t u d i e l e d för bestämning av torr-rådensiteten.

F i g u r 1. Tillvägagångssätt v i d u t t a g n i n g av provkroppar. 2.3 Mätmetod

Vid mätningarna har följande d e f i n i t i o n av skadedjupet tillämpats:

Skadedjupet har mätts från den odeformerade mantelytan under bark så långt ner som årsringarnas längsgående samband v a r i t b r u t e t . Därmed ingår även k r a f t i g årsringskompression i skadedjupet.

D e f i n i t i o n e n är densamma som v i d t i d i g a r e undersökningar. Mätningarna har s k e t t med e t t d i g i t a l t skjutmått med en mätnoggrannhet på 0,01 mm. Skade-djup under 0,5 mm har e j medtagits då dessa värden är svåra a t t mäta och utan b e t y d e l s e f o r virkesvärdet.

3. MASKINPRESTANDA

De två maskiner som ingått i s t u d i e n är som t i d i g a r e nämnts Cambio 75 och VK 800. Båda barkmaskinerna är den största typen som t i l l v e r k a s av respek-t i v e förerespek-tag.

3.1 Cambio 75

T i l l v e r k a r e är Söderhamns Verkstäder AB. Maskinen k l a r a r s t o c k a r med en diameter på upp t i l l 75 cm. Matningshastigheten kan v a r i e r a s mellan 23 och 71 meter p e r minut. Maskinen kan e j barka s t o c k a r som är k o r t a r e än 3 me-ter utan e x t r a s t y r v a l s a r , s k b a b y r o l l s . Barkningen sker med fem bark-v e r k t y g med bark-vändbara pyramoknibark-vspetsar e l l e r f a s t a k n i bark-v a r . Matningen sker med sex m a t a r v a l s a r , t r e för inmatning och t r e för utmatning. Dubbarna är koniska t i l l formen med mått e n l i g t f i g u r 8. Matarvalsens mått e n l i g t f i -gur 9 ( s e b i l a g a 1 . 4 ) .

Maskinen v i d K a s t e t s sågverk ingår i k l e n t i m m e r l i n j e n och är försedd med b a b y r o l l s . Genomgång och tryckinställning av maskinen genomfördes av s e r -v i c e p e r s o n a l från Söderhamns Verkstäder AB. Matar-valsarna hade n y l i g e n vänts och dubbarna noterades vara i g o t t s k i c k vad avser s l i t a g e . Bark-verktygen var försedda med vändbara pyramospetsar. Matningshastigheten var vid studietillfället 65 m/min.

Maskinen v i d Tunadals sågverk är i n t e försedd med b a b y r o l l s men efterföljs av en reducerare, v i l k e n är försedd med e t t s t y r v e r k . S t y r v e r k e t s

matarv a l s a r är försedda med dubbar, matarv i l k a ämatarven de åstadkommer skador på matarv i r -ket. Dessa går dock a t t särskilja från barkmaskinens dubbskador och har i n t e medtagits i undersökningen. Genomgång och tryckinställning av maski-nen genomfördes av s e r v i c e p e r s o n a l från Söderhamns Verkstäder AB. Matar-valsarnas dubbar noterades vara i godtagbart s k i c k . Barkverktygen var för-sedda med Söderhamns Verkstäder AB s t a n d a r d k n i v a r , v i l k a ompostas v a r j e dag. Matningshastigheten var v i d studietillfället 71 m/min.

3.2 VK 800

Maskinen t i l l v e r k a s av d e t f i n s k a företaget Valon Kone OY. Den maximala barkningsdiametern är 80 cm. Matningshastigheten är 70 meter per minut och maskinen barkar s t o c k a r på ned t i l l 2,4 meters längd. Barkningen sker med sex b a r k v e r k t y g med u t b y t b a r a k n i v s p e t s a r . Matningen sker med sex

kamför-sedda v a l s a r , två för inmatning och f y r a för utmatning. Kammarna är monte-rade i V-form med mått e n l i g t f i g u r 11 och 12 ( s e b i l a g a 2 . 4 ) .

Maskinen v i d B o l l s t a b r u k s sågverk var densamma v i d båda studietillfälle-na. Genomgång och tryckinställning genomfördes av s e r v i c e p e r s o n a l från Valon Kone OY. V i d v i n t e r s t u d i e n hade matarvalsarnas kammar f i l a t s e x t r a vassa, v i l k e t med s t o r säkerhet har påverkat s t u d i e r e s u l t a t e t i någon form. M a t n i n g s h a s t i g h e t e n v a r v i d båda studietillfällena 70 m/min.

F i g u r 2. Cambio 75

4. RESULTAT

Virkesskador som orsakas av barkmaskiner har t i d i g a r e u n d e r s k a t t a t s . Detta framgår av föreliggande r a p p o r t där skador orsakade av matarvalsar samt andra t y p e r av v i r k e s s k a d o r från barkmaskiner undersökts.

4.1 Virkesskador orsakade av m a t a r v a l s a r

Denna t y p av v i r k e s s k a d o r , även k a l l a d e dubbskador, är jämförbara med de dubbskador som orsakas av skördare och processorer inom skogsbruket /2/. En avgörande s k i l l n a d är a t t man på barkat v i r k e s l i p p e r problemet med blånadsskador.

Skadedjupet för de studerade maskinerna framgår av t a b e l l 1. En mera kom-p l e t t r e d o v i s n i n g av r e s u l t a t e n f i n n s i b i l a g a 3. Eftersom omfattningen av och s t o r l e k e n på skadorna är o l i k a från de båda maskinerna är det svårt a t t jämföra dessa.

Cambio 75 åstadkommer punktformiga i n t r y c k n i n g a r i veden på t r e ställen r u n t stocken (se f i g u r 4 ) . D e t t a innebär a t t v i d en stockdiameter på 25 cm och e t t skadedjup på 6 mm kan 4 % av volymen på en f y r a m e t e r s s t o c k drabbas av dubbskador.

VK 800 åstadkommer skador på v i r k e t av en annan form (se f i g u r 5 ) . De Vformade kammarna medför a t t skadan b l i r mera heltäckande v i d a n l i g g n i n g s -y t a n än e f t e r Cambio 75. Vol-ymförlusten kan, med de t i d i g a r e nämnda förut-sättningarna, uppgå t i l l 8 % på o f r u s e t v i r k e .

' ' 'it

F i g u r 4. Typskada Cambio 75. Figur 5. Typskada VK 800

För a t t bättre kunna åskådliggöra s k i l l n a d e r i skadedjupet mellan de båda maskinerna samt de o l i k a studietillfällena, har en gräns d r a g i t s v i d

4 mm. I t a b e l l ( b i l a g a 3) anges hur många procent av de uppmätta värdena som överstiger 4 mm skadedjup. Observera a t t d e t t a i n t e är någon accepte-rad gräns för skadorna.

10

TABELL 1. Skadedjupet för de två barkmaskinerna v i d de o l i k a s t u d i e f a l l e n a . Klämtryck Skadedjup O f r u s e t v i r k e Fruset v i r k e CAMBIO 75 Lågt 4,9 6,4 Normalt 6,0 6,1 Högt 6,6 7,6 VK 800 Lågt 7,3 4,3 Normalt 8,0 6,3 Högt 8,7 6,0 4.2 Kommentar

På Cambio 75 är skadedjupet ganska l i k a r t a t för o f r u s e t r e s p e k t i v e f r u s e t v i r k e , d e t t a s p e c i e l l t v i d normalt klämtryck. S k i l l n a d e r n a i skadedjup mellan studietillfällena beror snarare på a t t s t u d i e n utfördes på två o l i -ka barkmaskiner. O l i k a förslitningsgrad på dubbarna -kan också påver-ka s-ka- ska-dedjupet t i l l v i s s d e l .

På VK 800 har uppmätts e t t lägre skadedjup på f r u s e t v i r k e än på o f r u s e t . D e t t a kan bero på a t t a n l i g g n i n g s y t a n på kamvalsar är större än på p i g g -v a l s a r . De f o r d r a r då större k r a f t a t t tränga i n 1 d e t f r u s n a -v i r k e t . Stockdiameterns inverkan på skadedjupet har v i d undersökningen v i s a t s i g ha m a r g i n e l l b e t y d e l s e .

Möjligheterna a t t minska skadorna från barkmaskinernas matningsanordningar bedöms som goda. Som exempel kan nämnas a t t skadedjupet från plggvalsför-sedda engreppsskördare minskats från 6-8 mm t i l l 2-3 mm genom ändring av k o n s t r u k t i o n e r n a med avseende på m a t a r v a l s u t f o r m n i n g , dubbform och kläm-t r y c k . Dekläm-t bör dock observeras a kläm-t kläm-t b e l a s kläm-t n i n g s f a l l e n för makläm-tarverken på skördarna och barkmaskinerna är h e l t o l i k a . På skördarna gäller det a t t överföra en s t o r a x i e l l m a t n i n g s k r a f t mot s t o c k e n . På barkmaskinerna gäll e r det a t t främst t a upp d e t vridmoment från b a r k v e r k t y g e n som v i gäll gäll r o t e -r a stocken och dä-rtill öve-rfö-ra en mind-re a x i e l l m a t n i n g s k -r a f t .

4.3 övriga skador

Förutom skador från matarvalsarna kan barkmaskinerna även orsaka andra t y -per av skador av b e t y d e l s e för virkesvärdet.

Spjälkskador - skador som orsakas av b a r k k n i v a r n a v i d av- och påklättring av stocken (se f i g u r 6 ) . Spjälkskadorna uppstår främst när stockänden r e -dan är skadad av k a p s p r i c k o r e l l e r snedkapad. Skadorna b l i r a l l v a r l i g a s t i toppänden där sågutbytet lättast drabbas. På VK 800 har man l y c k a t s minska spjälkskadorna i toppänden genom a t t snedställa b a r k v e r k t y g e n . D e t t a hjäl-per dock i n t e mot spjälkskador i rotänden, v i l k a kan orsaka a l l v a r l i g a s p r i c k o r i v i r k e t , s p e c i e l l t v i n t e r t i d .

11

Söderhamns verkstäder l a n s e r a r för närvarande en v i d a r e u t v e c k l i n g av

Cambio 75, Cambio 80. För a t t e l i m i n e r a b l a spjälkskador är barkverktygen i öppet läge v i d inmatningen och s l u t e s när stocken b e f i n n e r s i g i barkningsläge. En närmare s t u d i e kommer a t t genomföras v i d e t t senare t i l l -fälle av TräteknikCentrum.

Rivskador - om stocken r o t e r a r under barkningen uppstår lätt r i v s k a d o r på veden. Dessa kan orsakas av både b a r k v e r k t y g och dubbar/kammar (se f i -gur 7 ) .

4.4 Barkens hållfasthet v i d o l i k a årstider

Barkning av o f r u s e t v i r k e innebär normalt inga problem. Däremot är bark-n i bark-n g ubark-nder vibark-nterförhållabark-ndebark-n o f t a s t förebark-nat med problem, större j u lägre temperaturen a r . V i d en undersökning av barkens hållfasthet v i d o l i k a års-t i d e r /I/ har d e års-t framkommiårs-t a års-t års-t barkens vidfäsårs-tning års-t i l l veden, adhesio-nen, minskar med ca 75 % t i l l 20 N/cm^ under savningsperioden ( m a j - j u l i ) .

12

Figur 6. Spjälkskada

13

Barkens t o t a l a skjuvhållfasthet är en kombination av adhesion och kohesion ( i n t e r n draghållfasthet). Denna är på o f r u s e t v i r k e n o r m a l t mer än

120 N/cm2 men s j u n k e r under s a v n i n g s p e r i o d e n t i l l ca 80 N/cm^. D e t t a framgår av diagram 1.

'e 1 4 0

-^ 120

A

i / )

I

100

2 80

OJ

m 60

40

20

\

Adhesion

Total

skjuvhåil-fasthet

Ytterbarkens

skjuvhfillfasthet

— I — I — I — i — I — I — i — I — i — I — I — I

J F M A M J J A S O N D Mänad

Diagram 1 . Barkens skjuvhållfasthet för grantimmer under o l i k a årstider. Undersökningar har även g j o r t s på f r u s e t m a t e r i a l . Dessa /6/ pekar på a t t skjuvhållfastheten kan vara 3,5 gånger högre v i d -25 "C än v i d O "C. 1 p r a k t i k e n innebär d e t t a a t t v i r k e t är mycket svårbarkat v i d låga tempera-t u r e r , v i l k e tempera-t också framgår av diagram 2 som v i s a r skjuvhållfastempera-thetempera-ten längs r e s p e k t i v e tvärs f i b e r r i k t n i n g e n .

14

Langs fiberriktningen

Tvärs fiberriktningen

N/mm

-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5

TEMPERATUR

O

4 5

+10 C

Diagram 2. Skjuvhållfastheten i k a m b i a l s k i k t e t för gran v i d o l i k a tempe-r a t u tempe-r e tempe-r . A n t a l gångetempe-r högtempe-re än v i d O °C.

4.5 F a k t o r e r som d i r e k t påverkar skadefrekvensen

Orsakerna t i l l virkesskadorna från barkmaskinerna kan hänföras t i l l en mängd f a k t o r e r . Den primära orsaken är de k r a f t e r som uppstår då barkverk-tygens k n i v a r t a r b o r t barken från stocken. Ju större dessa k r a f t e r är, desto bättre grepp om stocken e r f o r d r a s för a t t h i n d r a den från a t t r o t e r a under frammatningen. Det f i n n s således e t t förhållande mellan k r a v e t på b a r k n i n g s k v a l i t e t och v i r k e s s k a d o r . Detta framgår t y d l i g a s t under svåra barkningsförhållanden.

Dubbarnas/kammarnas u t f o r m n i n g , såsom form och t r u b b i g h e t samt a n t a l . 3u f l e r dubbar desto större a n l i g g n i n g s y t a och därmed bättre "grepp". Matarvalsarnas diameter, större diameter ger större a n l i g g n i n g s y t a . Matarvalsarnas klämtryck, v i l k e t i s i n t u r påverkar a n l i g g n i n g s k r a f t e n mot stocken. 3u större klämtryck, desto bättre "grepp" om stocken.

15

D e n s i t e t e n i n v e r k a r t i l l v i s s d e l också på skadedjupet. Detta framgår dock i n t e av undersökningen. D e n s i t e t e n v a r i e r a r mellan stockarna men även inom stocken. Skadedjupet minskar t i l l v i s s d e l med ökad d e n s i t e t eftersom vedens eget motstånd ökar.

Temperaturen påverkar barkens vidhäftningsförmåga. Ju lägre tempera-tur, desto högre vidhäftning mellan ved och bark. V i d låga temperatu-rer f o r d r a s e t t högre k n i v t r y c k och därmed e t t högre t r y c k på matar-v a l s a r n a för a t t förhindra a t t stocken r o t e r a r . D e t t a framgår matar-v i d a r e av diagram 2.

Knivarnas u t f o r m n i n g har alltså s t o r b e t y d e l s e för hur k r a f t i g t "grepp" om stocken som e r f o r d r a s men även b e t y d e l s e för b a r k n i n g s r e -s u l t a t e t . Det f i n n -s en h e l d e l o l i k a t y p e r av k n i v a r för o l i k a för-hållanden och maskintyper och v a r j e m a s k i n t i l l v e r k a r e har s i n egen

lösning på k n i v s p e t s a r n a s u t f o r m n i n g .

4.6 övriga f a k t o r e r som t i l l v i s s d e l även kan påverka skadefrekvensen, men främst b a r k n i n g s r e s u l t a t e t

Knivspetsarnas k o n d i t i o n . Det är i n t e o v a n l i g t a t t d e t s l a r v a s med s l i p n i n g och byte av b a r k k n i v a r .

- K n i v t r y c k . Högre k n i v t r y c k g e r bättre b a r k n i n g s r e s u l t a t men s a m t i d i g t högre vedandel i barken samt större r i s k f o r spjälkskador.

M a t n i n g s h a s t i g h e t , ökad m a t n i n g s h a s t i g h e t och övriga f a k t o r e r konstan-ta medför v a n l i g t v i s sämre b a r k n i n g s r e s u l t a t och högre skadefrekvens. Detta gäller s p e c i e l l t v i d b a r k n i n g av f r u s e t v i r k e . Det är i n t e ovan-l i g t a t t man sänker matningshastigheten v i n t e r t i d f o r a t t erhåovan-lovan-la e t t bättre b a r k n i n g s r e s u l t a t . Sänkningen av matningshastigheten kan också ses som en kompromiss mellan b a r k n i n g s r e s u l t a t - s k a d o r och matnings-h a s t i g matnings-h e t .

A v v e r k n i n g s t i d p u n k t och lagringssätt påverkar också b a r k n i n g s r e s u l -t a -t e -t .

Eftersom de o l i k a f a k t o r e r n a tillsammans påverkar skadefrekvensen och b a r k n i n g s r e s u l t a t e t är d e t svårt a t t avgöra t i l l v i l k e n grad den e n s k i l d a f a k t o r n i n v e r k a r . M a s k i n t i l l v e r k a r n a rekommenderar en v i s s maskininställ-n i maskininställ-n g umaskininställ-nder e t t v i s s t förhållamaskininställ-nde, memaskininställ-n v a maskininställ-n l i g t v i s är det sågverkemaskininställ-ns egemaskininställ-n e r f a r e n h e t som avgör r e s u l t a t e t .

16

5. SKADORNAS INVERKAN PÄ VIRKESVÄRDET

De mekaniska skadorna orsakar en värdeminskning på den sågade varan vars s t o r l e k beror på skadedjupet. Ingen uppföljning av v i l k e n i n v e r k a n skador-na har på virkesvärdet har g j o r t s v i d denskador-na undersökning. Därför redovisas här r e s u l t a t e t från två t i d i g a r e undersökningar som b e s k r i v e r den procent u e l l a värdeminskningen som orsakas av mekaniska skador från m a procent a r v a l -sarna.

Den ena undersökningen / 3 / är en sågsimulering, utförd av SIKOB, som redo-v i s a r u t f a l l e t s redo-värdeförlust redo-v i d skadedjupen 8,0 och 13,0 mm. T o t a l t såg-simulerades 51.660 grantimmer, men analysen begränsades t i l l 648 s t o c k a r med en toppdiameter på 21,0 cm. Sannolikheten för a t t skadan s k a l l påverka u t b y t e t har beräknats för fem o l i k a p o s t n i n g a r .

Den andra undersökningen som utfördes v i d STFI /!/ är en provsågning av grantimmer från samma bestånd men upparbetat med o l i k a dubbtyper. Det ena p a r t i e t innehöll 161 s t o c k a r med e t t medelskadedjup på 13,9 mm. Motsvaran-de s i f f r o r för Motsvaran-det andra p a r t i e t v a r 180 och 9,0 mm. MeMotsvaran-deltoppdiameter v a r 18,5 r e s p e k t i v e 19,5 cm. Timmerpartierna försågades v i d e t t cirkelsågverk v a r v i d inga särskilda p o s t n i n g a r föreskrevs. Det sågade v i r k e t bedömdes därefter med och utan hänsyn tagen t i l l skadorna e f t e r matarvalsarna. Med hjälp av ovan r e f e r e r a d e undersökningar kan man få en u p p f a t t n i n g om hur värdeförlusten, orsakad av matarvalsarnas mekaniska skador, v a r i e r a r med skadedjupet. I diagram 3 framgår h u r snabbt värdeförlusten s t i g e r med ökat inträngningsdjup.

V ä r d e f ö r l u s t

%

12

10

-

8-

6-

42

-T

O 5 8 10 15

Skadedjup mm

Diagram 3. Värdeförlusten för grantimmer, orsakad av matarvalsarnas meka-n i s k a skador som f u meka-n k t i o meka-n av skadedjupet.

17 Värdeförlusten som o r s a k a t s av matarvalsarna görs således på den sågade varan. Denna har därefter omräknats t i l l kr/m-^to och anges som en procen-t u e l l förlusprocen-t. Om man, som i diagram 3, försöker åskådliggöra värdeförlus-ten som en f u n k t i o n av skadedjupet kan det d i s k u t e r a s huruvida f u n k t i o n e n s k a l l a v t a mot o r i g o e l l e r i n t e . Eftersom inga undersökningar beträffande värdeförluster utförts på timmer med e t t skadedjup understigande 8 mm, saknas u p p g i f t e r härom.

Vid en bedömning av värdeminskningen måste hänsyn även t a s t i l l sågverkets p r o d u k t i o n s i n r i k t n i n g och råvarans kvalitetssammansättning. E t t k l e n t i m -merverk med lågt sågutbyte kan förmodas vara mindre känsligt för skador på råvaran än e t t högutbytessågverk.

6. DEEINITIONER

För förtydligande förklaras här några v a n l i g a begrepp som används i r a p p o r t e n .

D e n s i t e t : Med d e n s i t e t avses torr-rådensiteten i kg/m-^f. Ur v a r j e aggregats p r o v m a t e r i a l har u t t a g i t s 10 provkroppar för densitetsbestämning.

Klämtryck: Det t r y c k som råder i h y d r a u l c y l i n d r a r n a t i l l m a t a r v a l s a r -na. E j detsamma som d e t t r y c k matarvalsarna åstadkommer på stocken.

Blånadsskador: Så k a l l a d e b i o l o g i s k a skador orsakade av blånadssvampar, v i l k a ger en missfärgnlng av veden. Uppkommer på p a r t i e r där barken d e l v i s avlägsnats e l l e r p e r f o r e r a t s ( t ex genom dubbskador). Svampen u t v e c k l a s främst under j u l i s e p

-tember.

Mekaniska Skador på v i r k e t , v i l k e t innebär deformerade f i b r e r av va-skador: r i e r a n d e s t o r l e k . Dubbskador är en form av mekaniska

ska-dor. 7. DISKUSSION

Av föreliggande undersökning framgår a t t de mekaniska skador som orsakas av matarvalsarna på barkmaskiner idag är av större o m f a t t n i n g än de om-debatterade dubbskadorna som o r s a k a t s av skördare och processorer i skogs-b r u k e t . Underlaget är dock för l i t e t för a t t kunna fastställa a t t skade-b i l d e n gäller g e n e r e l l t v i d våra sågverk. A v v i k e l s e r åt skade-båda hållen före-kommer med s t o r säkerhet. Med tanke på de ansträngningar som också görs i övrigt inom sågverksbranschen för a t t öka sågutbytet, är d e t n a t u r l i g t a t t matningsskadorna från barkmaskinerna minskas och på s i k t försvinner h e l t . För a t t förbättringsåtgärderna s k a l l få genomslagskraft inom r i m l i g t i d är det v i k t i g t a t t b a r k m a s k i n t i l l v e r k a r n a s a t s a r på sådana åtgärder som kan genomföras på de maskiner som är i d r i f t på sågverken.

Undersökningen v i s a r v i d a r e a t t barkning v i n t e r t i d kan medföra a l l v a r l i g a problem med s t o r a v i r k e s s k a d o r och dålig barkningsgrad som följd. Här f i n n s en s t o r p o t e n t i a l för y t t e r l i g a r e undersökningar och s a t s n i n g på u t -v e c k l i n g a-v bättre barkmaskiner.

18

8. LITTERATURFÖRTECKNING / I / I l s t e d t , ^ B . , 1977:

Skador på timmer och sågutbyte av k o n i s k t s p e t s i g a r e s p e k t i v e e l l i p s -formade matardubbar v i d m a s k i n e l l k v i s t n i n g .

STFI-meddelande s e r i e A nr 434. /2/ L e i t h e - E r i k s e n , R., 1986:

Virkesskador orsakade av matarvalsar på engreppsskördare. TräteknikRapport nr 9 1 .

/3/ Persson, I . , 1977:

Inverkan av dubbskador på sågutbyte och sågningsekonomi. SIKOB r a p p o r t nr 1428.

/4/ Sandqvist, I . , 1984:

Vintersågning. Etapp 1 . Sammanställning av l i t t e r a t u r u p p g i f t e r . TräteknikRapport nr 50.

/5/ Sandqvist, I . , 1986:

Vintersågning. Etapp 2. Sammanställning av p r a k t i s k a e r f a r e n h e t e r från sågverksindustrin.

TräteknikRapport I 8605035. /6/ T h u n e l l , B., 1977:

Barkning - en s t u d i e av hur förutsättningarna ändras med tempera-t u r e n .

STFI-meddelande s e r i e A nr 456. /!/ Wästerlund, I . k 1985:

The s t r e n g t h o f bark on pine and spruce t r e e s .

19

9. SUMMARY

I n 1985 and 1986, t h e saw timber damages caused by t h e f e e d i n g r o l l s o f two types o f debarkers were s t u d i e d . The study a l s o i n c l u d e s damages on f r o z e n t i m b e r .

The r e s u l t s i n d i c a t e t h a t the mechanically caused timber damages c o u l d be more comprehensive than t h e c o n t r o v e r s i a l timber damages caused by t h e f e e d i n g r o l l s o f g r a p p l e h a r v e s t e r s . The study s t a t e s t h a t t h e r e i s no g r e a t e r d i f f e r e n c e between damages t o unfrozen and f r o z e n timber as r e -gards damages caused by t h e f e e d i n g r o l l s . Debarking a t low temperatures, however, gives r i s e t o c o n s i d e r a b l e damage t o t h e timber and can a l s o

cause i n t e r r u p t i o n s i n t h e p r o d u c t i o n . I t i s u s u a l l y the debarking devices t h a t a r e t h e cause o f these damages.

F i n a l l y we s t a t e t h a t t h e r e s u l t s o f t h i s i n v e s t i g a t i o n show t h a t t h e r e i s a g r e a t p o t e n t i a l f o r improving these machines. This i s a l s o a way t o u t i

Skadedjup Cambio 75 R e s u l t a t f r u s e t / o f r u s e t v i r k e Normalt klämtryck (80/80 b a r ) 21 BILAGA 1.1 A n t a l mätvärden: 206/226 s t Skadedjup: 6,1/6,0 mm Medeldiameter: - /254 mm S t a n d a r d a v v i k e l s e : 2,3/2,6 mm D e n s i t e t : 348/398 kg/m3f Maximalt värde: 12,3/12,4 mm B a r k t j o c k l e k : 4,5/6,6 mm M i n i m a l t värde: 1,4/1,0 mm Fruset v i r k e Ofruset v i r k e 80 70 g 60 o > o c 1*-o •a _o ÖO 40 30 ä 20 10 O CAMBIO 75 BO BAR B 10 12 14 16 16 20 Bkadedlup 60 70 60 50 40 30 20 10 O CAMBIO 75 Bg_BAR 8 10 12 14 16 18 20 3kadedjup

Skadedjup Canbio 75 R e s u l t a t f r u s e t / o f r u s e t v i r k e Lågt klämtryck (70/60 b a r ) 23 BILAGA 1.2 A n t a l mätvärden: 180/159 s t Skadedjup: 6,4/4,9 mm Medeldiameter: - /257 mm S t a n d a r d a v v i k e l s e : 2,4/2,2 mm D e n s i t e t : 391/416 kg/m^f Maximalt värde: 14,3/9,8 mm B a r k t j o c k l e k : 4,8/6,8 mm M i n i m a l t värde: 1,4/1,0 mm Fruset v i r k e Ofruset v i r k e 80 70

2

60 e > 50

2

40 € 30

å

20 10 O CAMBIO 75 70 BAR 80 70 60 50 40 30 20 10 O CAMBIO 75 60 BAR Skadedjup tnm 8 10 12 14 16 18 20 Skadedjup

Skadedjup Cambio 73 R e s u l t a t f r u s e t / o f r u s e t v i r k e Högt klämtryck (100/100 b a r ) 25 BILAGA 1.3 A n t a l mätvärden: 199/ - s t Skadedjup: 7,9/ mm Medeldiameter:

- /

mm S t a n d a r d a v v i k e l s e : 2,5/ mm D e n s i t e t : 302/ kg/m^f Maximalt värde: 14,7/ mm B a r k t j o c k l e k : 5,2/ mm M i n i m a l t värde: 2,6/ mm Fruset v i r k e Ofruset v i r k e 60 70 60 50 40 30 20 10

o

CAMBIO 75 iOO BAR

8 10 Skadedjup 80 70 60 50 40 30 20 10 O CAMBIO 75 100 BAR mm 6 10 12 14 16 16 20 Skadedjup

27 BILAGA 1.4

22

20

20

680

f i g u r 8. Dubbform Cambio 75. F i g u r 9. Matarvals

Skadedjup VK 800 R e s u l t a t f r u s e t / o f r u s e t v i r k e Normalt klämtryck (85/70 b a r ) 29 BILAGA 2.1 A n t a l mätvärden: 95/194 s t Skadedjup: 6,3/8,0 mm Medeldiameter: 245/238 mm S t a n d a r d a v v i k e l s e : 2,4/3,2 mm D e n s i t e t : 371/ - kg/m^f Maximalt värde: 15,4/17,9 mm B a r k t j o c k l e k : 4,9/6,5 mm M i n i m a l t värde: 1,0/1,4 mm Fruset v i r k e Ofruset v i r k e 80 70 g 60 « > 50 a c 40

i

30

5

20 10 O VK-BOO 85 BAR 80 70 60 50 40 30 20 10 O VK-BOO 70 BAR 10 12 14 16 18 20 Skadedjup mm Skadedjup mm

Skadedjup VK 800 R e s u l t a t f r u s e t / o f r u s e t v i r k e Lågt klämtryck (75/50 b a r ) 31 BILAGA 2.2 A n t a l mätvärden: 93/158 s t Skadedjup: /7,3 mm Medeldiameter: 240/245 mm S t a n d a r d a v v i k e l s e : /2,9 mm D e n s i t e t : 371/380 kg/m^f Maximalt värde: /16,0 mm B a r k t j o c k l e k : 4,6/6,5 mm M i n i m a l t värde: /1,7 mm Fruset v i r k e Ofruset v i r k e 80 70 • 60 o > 50

i

30

5

20 10 O VK-BOO 75 BAR 6 B 10 12 14 16 18 20 Skadedjup 80 70 60 50 40 30 20 10 O VK-800 50 BAR 8 10 12 14 16 18 20 Skadedjup

Skadedjup VK 800 R e s u l t a t f r u s e t / o f r u s e t v i r k e Högt klämtryck (105/90 b a r ) 33 BILAGA 2.3 A n t a l mätvärden: 85/224 s t Skadedjup: 7,0/8,7 mm Medeldiameter: 243/245 mm S t a n d a r d a v v i k e l s e : 2,7/2,9 mm D e n s i t e t : 387/380 kg/m^f Maximalt värde: 15,5/17,6 mm B a r k t j o c k l e k : 5,0/6,5 mm M i n i m a l t värde: 2,9/3,5 mm Fruset v i r k e Ofruset v i r k e 80 70 <n c 60 (D > ₅₀ (D C ₄₀ t3 30 a 20 10 VK-800 105 BAR 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Skadedjup 80 70 60 50 40 30 20 10 O VK-aOO 90 BAR 6 8 10 12 14 SKadedJup 16 18 20 mm

35 BILAGA 2.4

|, 565

^1 ₇ 1 f i

23j

40

F i g u r 1 1 . Dubbform VK 800 F i g u r 12. Matarvals. F i g u r 13. Typskada VK 800

37 BILAGA 3 ••-5 • •4-> CX3 VO c^ CO A CN A l A A VO CJs o CO E c E VO VO <t LfV VO VO VO • 5 t l A 03 CO CO —1 :cö •—I E CO o O O l A CO A O A r A •—i CO E l A r A f A r A r A •=t • 5 t <t •1-1 • H E CN CvJ CN CN CN CN csl CN CN CN CN 4 J 0) • H "O +J CO E VO CO - H CO CN O O CO C \ os o <3S o CO CO CO 03 _cn CN r A r A rA r A r^ r A r A r A «»co _:^ -(->

%

E E O O VO r A l A VO CM CO A CO •r-l VO CO CO Os CO Os Os CO CO > Q. <t (0 A c u > c > _CO • a VO o •«t f A A c^ CN c^ o "St CO X3 _c ffl CO CN CN CN CM CN Csl r A CN r A CM CM +J CO _tn (-1 :o _{( t - <—I} > O o •st •!t VO •st A O Os c c E (U •KO E • H - H r H • H CN - H r A CN •Q UK :co _^ > > CX3 t A r A O OS VO <t A CO X E v» •\ *^ ». •> <p CO E Os CN KS • 5 t CN VO l A l A - P • H —1 '-\ ' H :co E a a u > _{Os O VO <H Os rA o O r A O} 0) E CO _"D E <t VO VO VO VO CO CO VO VO CP VO VO • H z : > :o £. O o o _{(4 O o O O O o o o o A l A} a CO SO CO O CO o A _os CO O u E £1 - H •-3 :co "O •a _CO LO l A ' N • p y-^ • P f—\ • (U • P (D 4-> _ J o CO o (U O CO o Q) —1 •rJ CO O o CO U _{n u} JD D CO U CO =J E E _u <*- _u < CO o Cö <+- O C J — ' U _{> >} —•

Detta digitala dokument skapades med anslag fran

Stiftelsen Nils och Dorthi Troedssons forskningsfond

rätelcnikCen

Box 5609, 114 86 S T O C K H O L M Besöksadress: Drottning Kristinas väg 67 Telefon: 08-14 53 00

Telex: 14445 tratek s Telefax: 08-1161 88 Huvudenhet med kansli

riTUTET FÖR TRÄTEKNISK FORSKNING

Äsenvägen 9, 552 58 JÖNKÖPING Telefon: 036-12 60 41 ISSN 0280-6789 931 87 SKELLEFTEÅ Besöksadress: Bockholmsvägen 18 Telefon: 0910-652 00 Telex: 65031 expolar s Telefax: 0910-652 65