D31 D
Tommy Helgesson, Rune Leithe-Eriksen
Virkeshantering - teknik och
skador. Studie av
traktor-burna upparbetningsmaskiner
Handling of Timber - Technology
and Damages. Study of Processing
Machinery Mounted to a Tractor
Trätek
Tommy Helgesson och Rune L e i t h e - E r i k s e n
VIRKESHANTERING - TEKNIK OCH SKADOR Studie av t r a k t o r b u r n a upparbetningsmaskiner
Handling of Timber - Technology and Damages. Study of Processing Machinery Mounted to Å Tractor TräteknikCentrum Rapport I 8703021 Nyckelord damage de limbing feed rolls loss in value lumber yield Stockholm mars 1987
Rapporter från TräteknikCentrum är kompletta sammanställningar av forskningsresultat eller översikter, utvecklingar och studier. Publicerade rapporter betecknas med I eller P och numreras tillsammans med alla utgåvor från Träteknik-Centrum i löpande följd.
Rapporter kan som regel beställas kostnadsfritt i ett exemplar av medlemsföretag. Ytterligare be-ställda exemplar faktureras.
Citat tillätes om källan anges.
Reports issued by the Swedish Institute for Wood Technology Research comprise complete accounts for research results, or summaries, surveys and
stu-dies. Published reports bear the designation I or P and are numbered in consecutive order together with all the other publications from the Institute.
Member companies may generally order one copy of any report free of charge. A charge will be made for any further copies ordered.
Extracts from the text may be reproduced provided the source is acknowledged.
TräteknikCentrum betjänar de fem industrigre-narna sågverk, trämanufaktur (snickeri-, trähus-, möbel- och övrig träbearbetande industri), träfi-berskivor, spånskivor och plywood. Ett avtal om forskning och utveckling mellan industrin och Styrelsen för Teknisk Utveckling (STU) utgör grunden för verksamheten som utförs med egna, samverkande och externa resurser. Träteknik-Centrum har forskningsenheter, förutom i Stock-holm, även i Jönköping och Skellefteå.
The Swedish Institute for Wood Technology Re-search serves the five branches of the industry: saw-mills, manufacturing (joinery, wooden houses, fur-niture and other woodworking plants), fibre board, particle board and plywood. A research and deve-lopment agreement between the industry and the Swedish National Board for Technical Development (STU) forms the basis for the Institute's activities. The Institute utilises its own resources as well as those of its collaborators and other outside bodies. Apart from Stockholm, research units are also located in Jönköping and Skellefteå.
I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G
S i d
SAMMANFATTNING 3 BAKGRUND OCH SYFTE 4
FÖRSÖKSPLAN OCH B E S T A N D 5
DATAINSAMLING OCH MÄTMETOD 6 TEKNISK BESKRIVNING OCH RESULTAT 7
Nokka 350 7 Vimek G30 9 I l s b o 3020 11 NIAB 14 KOMMENTARER 16 Teknik 16 Skador 17 LITTERATURFÖRTECKNING 18 SUMMARY 19
SAMMANFATTNING
Fyra o l i k a t r a k t o r b u r n a g a l l r i n g s p r o c e s s o r e r har s t u d e r a t s , främst med av-seende på v i r k e s s k a d o r från matningsanordningarna. Studierna genomfördes under våren 1986. Tre av maskinerna i s t u d i e n har matarvalsar med a g g r e s s i -va dubbar och den fjärde stegmatning. R e s u l t a t e t v i s a r a t t dubbskadorna från matarvalsarna är mycket s t o r a , med e t t maximalt djup på omkring 10 mm. Maskinen med stegmatning ger mindre skador.
Den t r a k t o r b u r n a g a l l r i n g s p r o c e s s o r n är en ny maskintyp som fått ökad
s p r i d n i n g på marknaden under senare år. Tekniken är e m e l l e r t i d i n t e ny och verktygen för matning, k v i s t n i n g och kapning är i huvudsak en förminskning och k o p i e r i n g av motsvarande v e r k t y g på de större skogsmaskinerna.
Maskinens främsta konkurrensfördel gentemot specialmaskiner är p r i s e t . Som framgår av våra s t u d i e r e s u l t a t har t i l l v e r k a r n a a c c e p t e r a t en sämre v i r k e s -behandling för a t t kunna hålla p r i s e t lågt. Ur virkesanvändarnas synpunkt är d e t t a i n t e a c c e p t a b e l t . Även t r a k t o r b u r n a g a l l r i n g s p r o c e s s o r e r måste k l a r a de krav på v i r k e s b e h a n d l i n g som ställs på övriga maskiner inom skogs-bruket .
Utöver matningsskador redovisas också förekomsten av k a p s p r i c k o r , barkav-skav och s l i r s k a d o r . Även k v i s t n i n g s r e s u l t a t e t har bedömts. Samtidigt med v i r k e s s k a d e s t u d i e r n a utförde personal från Sveriges L a n t b r u k s u n i v e r s i t e t (5LU) metod-, t i d - och p r e s t a t i o n s s t u d i e r . R e s u l t a t e t från dessa s t u d i e r återfinns i / I / .
Undersökningen har genomförts med samma metodik som v i d t i d i g a r e redovisade dubbskadeundersökningar /2, 3/. Arbetet ingår i p r o j e k t Virkesvärde som f i -nansieras inom den ekonomiska ramen för k o l l e k t i v skogsteknisk f o r s k n i n g . Rapporten r i k t a r s i g i första hand t i l l virkesmarknadens p a r t e r inom skog och såg och t i l l s k o g s m a s k i n t i l l v e r k a r e .
BAKGRUND OCH SYFTE
Vid TräteknikCentrum har s t u d i e r av hur upparbetningsmaskiner skadar v i r -ket b e d r i v i t s under f l e r a år /2/. Under 1984 och 1985 genomfördes s t u d i e r av matningsskador orsakade av m a t a r v a l s a r på engreppsskördare. R e s u l t a t e n f i n n s redovisade i TräteknikCentrums Rapport I 8602014 /3/.
De t r a k t o r b u r n a g a l l r i n g s p r o c e s s o r e r n a s a n t a l h a r under de senaste aren ökat k r a f t i g t främst i södra S v e r i g e , men maskinerna har s t u d e r a t s tämligen l i t e vad gäller p r e s t a t i o n , metodfrågor, påverkan på kvarvarande bestånd samt v i r k e s b e h a n d l i n g v i d upparbetning /4/. Då det v i s a t s i g a t t en tämligen s t o r volym klentimmer upparbetas med dessa maskintyper, främst i södra Sverige, har frågan om maskinernas v i r k e s b e h a n d l i n g fått ökat i n t r e s s e för våra huvudmän.
För a t t få en samlad b i l d av maskinerna med avseende på de ovan nämnda frå-gorna beslöt v i a t t i en b r e t t upplagd s t u d i e s t u d e r a de f y r a v a n l i g a s t e maskintyperna. Personal från Skogsvetenskapliga f a k u l t e t e n v i d SLU genomförde metod och p r e s t a t i o n s s t u d i e r och TräteknikCentrum svarade för s t u -d i e n av v i r k e s b e h a n -d l i n g e n .
S y f t e t med vår s t u d i e var a t t bestämma förekomsten och s t o r l e k e n av kap-s p r i c k o r , barkavkap-skav, kap-s l i r n i n g kap-s kap-s k a d o r och dubbkap-skador från de o l i k a makap-ski- maski-nerna.
Genom e t t g o t t samarbete med de inblandade m a s k i n t i l l v e r k a r n a . Domänverket och personalen v i d SLU har denna u t r e d n i n g kunnat genomföras. T i l l a l l a be-rörda p a r t e r r i k t a s e t t varmt t a c k .
FÖRSÖKSPLAN OCH BESTAND
För a t t få så l i k a studieförutsättningar som möjligt för maskinerna samla-des samla-dessa t i l l en p l a t s . De maskiner som u t v a l d e s för s t u d i e r n a var
NOKKA 350, t i l l v e r k a d av Nokkakoneet i F i n l a n d , VIMEK G30, t i l l v e r k a d av Vimek AB i V i n d e l n , ILSBO 3020, t i l l v e r k a d av I l s b o Mekaniska Verkstad och NIAB, t i l l v e r k a d av NIAB i Jämtland. VIMEK G30-maskinen f i n n s i s t o r t a n t a l exemplar på marknaden och de övriga i något t i o t a l . NIAB-maskinen togs med som r e p r e s e n t a n t för maskiner med stegmatning. De t r e andra har k o n t i n u e r -l i g matning med m a t a r v a -l s a r .
Då maskinerna i huvudsak är g a l l r i n g s m a s k i n e r , valdes e t t gallringsbestånd för s t u d i e r n a . Provytan l i g g e r på Domänverkets marker n o r r om Hofors och har följande beståndsdata:
A r e a l - ca 5,0 ha Trädslagsblandning - 75 % t a l l , 25 % gran övre höjd - 20 m Medelhöjd - 17 " Medeldiameter - 16 cm Medelstam - 0,15 m^sk Grundyta - 30 m^ Volym - 270 m^sk/ha Uttag - 65
Studien genomfördes i m i t t e n av a p r i l och savningsperioden hade i n t e s t a r -t a -t v i d s-tudie-tillfälle-t. Provy-tan delades upp så a -t -t man erhöll f y r a ur mark- och beståndssynpunkt så l i k a r t a d e d e l a r som möjligt. Före s t u d i e n gavs tillfälle t i l l inkörning av maskinerna på p r o v y t a n . Samtliga maskin-t i l l v e r k a r e d e l maskin-t o g med egen p e r s o n a l och svarade själva för insmaskin-tällning av maskinerna före s t u d i e n .
V i r k e t för s k a d e s t u d i e r n a t o g s u t från d e t v i r k e som upparbetades under t i d s s t u d i e r n a av de o l i k a maskinerna. På så sätt kan skadorna r e l a t e r a s t i l l p r e s t a t i o n e n för v a r j e maskin.
DATAINSAMLING OCH MÄTMETOD
Datainsamlingen för skadestudien t i l l g i c k på följande sätt. E f t e r v a r j e maskins h a n t e r i n g av stockarna valdes slumpmässigt f y r t i o granstockar inom en v i s s diameterklass u t .
På dessa s t o c k a r uppmättes följande data: Toppdiameter på bark.
B a r k t j o c k l e k .
Barkavskav. Den d e l av mantelytan där barken är avskavd i n t i l l veden mäts och anges i p r o c e n t .
S l i r n i n g s s k a d o r . A n t a l s l i r n i n g a r n o t e r a s .
K a p s p r i c k o r . Eör v a r j e stock noteras e v e n t u e l l a k a p s p r i c k o r i toppänden samt s p r i c k o r n a s läge.
Dubbskadedjup. En ca 15 cm lång t r i s s a kapas från toppänden, de dubb-skadade s e k t i o n e r n a huggs l o s s och k l y v s genom den dubbrad som upp-s k a t t a upp-s ha de d j u p a upp-s t e upp-skadorna, upp-skadedjupet mätupp-s på upp-s n i t t y t a n , upp-se b i l d . Metoden är densamma som använts v i d t i d i g a r e dubbskademätningar.
Tillvägagångssätt v i d u t t a g n i n g av provkroppar.
Utöver mätningarna på s t o c k m a t e r i a l e t noterades mått på dubbar, m a t a r v a l -sar, matarvalsarnas infästningsgeometri och t r y c k i hydraulsystemet. Vid våra mätningar användes följande d e f i n i t i o n på skadedjup:
Skadedjupet mäts från den odeformerade mantel ytan under bark så långt ner som årsringarnas längsgående samband är 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. Dubbhål under 0,5 mm har e j medtagits då dessa är svåra a t t mäta och utan betydelse för virkesvärdet annat än ur blånadsskadesynpunkt.
TEKNISK BESKRIVNING OCH RESULTAT Nokka 350
Nokka 350 är en maskin som med avseende på utformningen av k v i s t v e r k t y g , matarvalsar och kapsåg mycket påminner om en s l u t a v v e r k n i n g s p r o c e s s o r . Mat-ningsbordet är svängbart och har en fjäderbelastad t i l t a n o r d n i n g som möj-liggör b r a a n l i g g n i n g mellan matningsbord och stam. K v i s t n i n g s a n o r d n i n g e n består av två rörliga och en f a s t k v i s t k n i v . Knivarnas krökning och l a g -r i n g s p u n k t e -r ä-r anpassade fö-r bästa omslutning v i d 20 cm stamdiamete-r, maximal stamdiameter som kan k v i s t a s är 35 cm och minsta 5 cm. K v i s t k n i v a r -na sak-nar släppning mot stammen.
Matningsanordningen består av två v e r t i k a l t lagrade matarvalsar monterade på svängarmar. Geometrin är sådan a t t man v i d matning och ökande matnings-k r a f t får en minsmatnings-kande a n l i g g n i n g s matnings-k r a f t mellan matarvalsar och stam. Detta är särskilt påtagligt v i d l i t e n träddiameter. V i d backning b l i r e f f e k t e n omvänd, a n l i g g n i n g s k r a f t e n ökar. Med de systemtryck (30 bar ansättning och maximalt 200 b a r ) som uppmättes v i d s t u d i e n kommer a n l i g g n i n g s k r a f t e n a t t v a r i e r a mellan 2 och 6,5 kN. Matarvalsarnas diameter är 305 mm. Delningen mellan dubbarna är ca 50 mm. Dubbarna är 20 mm höga, s n e t t avskurna rund-stål med 15 mm diameter, se s k i s s .
Dubbform Nokka 350.
Kapsågen är h y d r a u l i s k t d r i v e n och har en 3/8"-kedja med en k e d j e h a s t i g h e t på ca 20 m/s. Sågsvärdet är väl skyddat i hemmaläget och d e t f i n n s e t t skydd på motstående sida som fångar upp e v e n t u e l l t a v s l i t e n k e d j a .
R e s u l t a t Nokka 350
A n t a l mätta hål: 163 s t Skadedjup (medel): 4,9 mm
D i a m e t e r i n t e r v a 1 1 : 12-16 cm S t a n d a r d a v v i k e l s e : 1,4 i r Medeldiameter: 140 mm Max-värde: 9,5 i r D e n s i t e t : 342 kg/m^f Min-värde: 2,0 I I Barkavskav: 2 % B a r k t j o c k l e k : 2,9 M c 0) > (U CD "O ra 80 70 60 50 40 30 20 10 O NOKKA 350 8 10 12 14 Skadedi up 16 18 20 mm Nokka 350 dubbskador, skadedjupsfördelning.
Kommentarer: På 15 % av de inmätta b i t a r n a förekom s l i r s k a d o r . K v i s t n i n g s -k v a l i t e t e n var genomgående utan anmär-kning och bar-kavs-kavet l i t e t . På v i s s a b i t a r l u c k r a s veden upp på mantelytan, möjli-gen i samband med backning, så a t t fiberförluster kommer a t t uppstå v i d barkningen. Inga k a p s p r i c k o r noterades. Genom v i d e o f i l m n i n g av kapningsförloppet och mätning av s n i t t d i a m e t rarna framgår a t t k a p t i d e r på en sekund erhålles v i d s n i t t d i a -metrar på 22-25 cm. Se diagram.
NOKKA 350
30 diam (cm) Kaptiden som f u n k t i o n av s n i t t d i a m e t e r n .
Vimek G30
Vimek G30 f i n n s u t e i störst a n t a l av de studerade maskinerna. K o n s t r u k t i o -nen är e t t nytänkande, e t t s l a g s delmekaniserad lösning. Genom a t t
operatö-ren a r b e t a r u t e v i d maskinen, v i n s c h a r i n , s t y r k v i s t n i n g e n och motorma-n u e l l t kapar trädemotorma-n erhålles emotorma-n t e k motorma-n i s k t r e l a t i v t okomplicerad lösmotorma-nimotorma-ng. Matningsbordet är h y d r a u l i s k t sväng- och t i l t b a r t v i l k e t ger god a n l i g g n i n g mot stammen.
K v i s t n i n g s a n o r d n i n g e n består av två rörliga (öppningsbara) och en f a s t underliggande k n i v . Den f a s t a k n i v e n är även den i v i s s mån rörlig genom en fjädrande upphängning. K v i s t k n i v a r n a har en v i s s släppning mot stammen. Maximal stamdiameter som kan k v i s t a s är 30 cm, minsta diameter 5 cm. Bästa stamomslutning är v i d ca 20 cm.
Matningsanordningen består av t r e h o r i s o n t e l l t lagrade m a t a r v a l s a r : två underliggande och en höj- och sänkbar övervals. Samtliga v a l s a r är meka-n i s k t d r i v meka-n a och s y meka-n k r o meka-n i s e r a d e . Geometrimeka-n är sådameka-n a t t mameka-n v i d matmeka-nimeka-ng får en ökande a n l i g g n i n g s k r a f t mellan de främre matarvalsarna och stammen v i d ökande m a t n i n g s k r a f t . Ökningen b l i r större v i d ökande träddiameter. V i d backning b l i r e f f e k t e n omvänd, a n l i g g n i n g s k r a f t e n minskar. Med de system-t r y c k som anges av system-t i l l v e r k a r e n kommer a n l i g g n i n g s k r a f system-t e n mosystem-t en 20 cm stock a t t v a r i e r a mellan 8 och 11 kN beroende på kvistmotståndet. M a t a r v a l -sarnas diameter är 210 mm. Dubbarna är 15 mm höga, se s k i s s .
15
Dubbform Vimek G30.
Kapsågen är h y d r a u l i s k t d r i v e n . Den har en 3/8"-kedja och k e d j e h a s t i g h e t e n ca 20 m/s v i d flödet 20 1/min. Sågen är g e j d r a t upphängd och matningsrörel-sen s t y r s h e l t manuellt av föraren. D e t t a är en fördel då föraren på grova stammar kan göra e t t underkap och därefter genomkapning för a t t undvika k a p s p r i c k o r . Kedjeskydd saknas.
10
R e s u l t a t Vimek G30
A n t a l mätta hål: 165 s t Skadedjup (medel): 6,5 mm
D i a m e t e r i n t e r v a l l : 11-20 cm Standardavvikelse: 2,0 M Medeldiameter: 135 mm Max-värde: 11,5 I I D e n s i t e t : 342 kg/m^f Min-värde: 2,3 I I Barkavskav: 4 % B a r k t j o c k l e k : 2,7 I I c 0) > •o CO (n 80 70 60 50 40 30 20 10 O VIMEK G 30 8 10 12 14 Skaded)up 16 18 20 mm Vimek G30 dubbskador, skadedjupsfördelning.
Kommentarer: På 13 % av de inmätta b i t a r n a förekom s l i r s k a d o r , k v i s t n i n g s -k v a l i t e t e n var genomgående utan anmär-kning och bar-kavs-kavet måttligt. På v i s s a b i t a r l u c k r a s veden upp på mantel y t a n , möj-l i g e n i samband med backning, så a t t fiberförmöj-luster kommer a t t uppstå v i d b a r k n i n g . Inga kapsprickor noterades. Av v i d e o f i l -men framgår a t t k a p t i d e r på en sekund uppnås v i d ca 15 cm s n i t t d i a m e t e r , se diagram. Genom kapsågens u t f o r m n i n g , med möjlighet a t t utföra underkap, kan förmodligen kapsprickor undvikas oavsett s n i t t d i a m e t e r . 2.0 - VIMEK G 30
:
1.0 H 10 20 30 diam (cm) Kaptiden som f u n k t i o n av s n i t t d i a m e t e r n .11 I l s b o 3020
I l s b o 3020 påminner k o n s t r u k t i v t t i l l v i s s d e l om Vimek-maskinen men opera-tören s t y r maskinen inifrån h y t t e n . Matningsbordet är h y d r a u l i s k t svängbart och t i l t b a r t med fjäderbelastning.
K v i s t k n i v a r n a saknar släppning. Maximal stamdiameter som kan k v i s t a s är 30 cm, minsta 5 cm.
Matningsanordningen består av t r e h o r i s o n t e l l t l a g r a d e m a t a r v a l s a r : två underliggande mekaniskt d r i v n a m a t a r v a l s a r och en överliggande e j d r i v e n
r u l l e med u p p g i f t a t t pressa ner stammen mot de två övriga. Med de system-t r y c k som anges av system-t i l l v e r k a r e n (kunde e j k o n system-t r o l l e r a s på provmaskinen), maximalt 60 bar v i d ansättning och därefter 10 bar under matning, v a r i e r a r a n l i g g n i n g s k r a f t e n mot en 20 cm stam från 20 kN t i l l 3,3 kN. De d r i v a n d e matarvalsarnas diameter är 300 mm och dubbarna är 25 mm höga, se s k i s s . Kapsågen är h y d r a u l i s k t d r i v e n . Den har en 3/8"-kedja och k e d j e h a s t i g h e t e n anges t i l l 18 m/s v i d flödet 30 1/min. Sågmatningen s t y r s h y d r a u l i s k t med mekanisk fjäderretur. Sågen är u t r u s t a d med skydd i hemmaläget.
0 25
Dubbform I l s b o 3020.
12
R e s u l t a t I l s b o 3020
A n t a l mätta hål: 72 s t Skadedjup (medel): 8,0 mm
D i a m e t e r i n t e r v a l l : 11-18 cm Standardavvikelse: 2,0 I I Medeldiameter: 140 mm Max-värde: 12,6 I I D e n s i t e t : 342 kg/m^f Min-värde: 3,9 I I Barkavskav: 3 % B a r k t j o c k l e k : 2,7 I I 80 70 c 60 > 50 50 0} £_ 40 <»-(U •ö 30 20 10 O L ILSBO 3020 8 10 12 14 Skadedjup 16 18 20 mm I l s b o 3020 dubbskador, skadedjupsfördelning
Kommentarer: På h e l a 50 % av de inmätta b i t a r n a förekom s l i r s k a d o r , i v i s s a f a l l mycket k r a f t i g a . K v i s t n i n g s k v a l i t e n var bra med undantag för stammar med en diameter som understeg 8 cm. Höjdinställ-ningen av den f a s t a underliggande k v i s t k n i v e n på maskinen måste k o n t r o l l e r a s . F e l inställning l e d e r t i l l sämre k v i s t -n i -n g s r e s u l t a t . Barkavskavet var l i t e t . Ge-nom mat-ni-ngsa-nord- matningsanord-ningens u t f o r m n i n g med den överliggande t r y c k r u l l e n p l a c e r a d m i t t mellan de underliggande knäcktes o f t a k l e n a r e stammar v i d ansättning av överrullen. Då ackumulatorn i n t e k l a r a d e a t t hålla t r y c k e t under upparbetningen av e t t h e l t träd utan kläm-t r y c k e kläm-t f i c k ansäkläm-tkläm-tas upprepade gånger inkläm-träffade knäckning av stammar tämligen o f t a . En s t o r d e l av s l i r s k a d o r n a kan t r o l i gen hänföras t i l l den dåligt fungerande a c k u m u l a t o r f u n k t i o -nen .
Inga k a p s p r i c k o r noterades. Av v i d e o f i l m e n framgår dock a t t k a p a c i t e t e n på kapsågen är mycket låg, se diagram. A t t i n t e k a p s p r i c k o r uppstod beror s a n n o l i k t på de små träddiametrarna samt på a t t operatören sänkte ner processordelen så lågt a t t stamänden v i l a d e mot snön v i d kapning.
13 2 , 0 1 . 0 -fid (s) I L S B O 3020 1.0 2.0 3.0 diam (cm) Kaptiden som f u n k t i o n av s n i t t d i a m e t e r n .
14 NIAB
NIAB är en stegmatad processor där operatören står på marken och s t y r upp-arbetningen på samma sätt som hos Vimek G30. Maskinen saknar matningsbord som stammen kan v i l a mot. Istället f i n n s en stödkonsol kombinerad med mothållsanordning. V i d frammatning av stammen dras den i n med hjälp av g r i p -och k v i s t v e r k t y g e t , läggs upp på konsolen -och kläms f a s t h y d r a u l i s k t med mothållsanordningen. G r i p k r a f t e n mot stammen i det kombinerade g r i p - och k v i s t v e r k t y g e t sänks och v e r k t y g e t körs u t längs stammen. Slaglängden för kvistningsrörelsen är 1,5 m och maximala k v i s t k r a f t e n 24 kN. Stegmatningen ger inga k o n t i n u e r l i g a matningsskador längs stammen. Däremot förorsakar mothållsanordningen i n t r y c k n i n g a r i veden på en sida av stammen i v a r j e kvistningsrörelse, se b i l d .
K v i s t k n i v a r n a , två rörliga och en f a s t överliggande, har två f u n k t i o n e r : dels a t t g r i p a och dra i n stammar, dels a t t k v i s t a stammen. V i d i n d r a g n i n g -en är klämkraft-en mot stamm-en t i o gånger större än under k v i s t n i n g e n . V i d en stamdiameter som u n d e r s t i g e r t i o c e n t i m e t e r är k v i s t k n i v a r n a s omslutning av stammen mindre b r a .
Kapsågen är h y d r a u l i s k t d r i v e n . Den har en 0,325-kedja och k e d j e h a s t i g h e t e n anges t i l l 24 m/s. Sågmatningen s t y r s h y d r a u l i s k t , k r a f t r e g l e r a t v i a såg-m o t o r v a r v t a l e t och har såg-mekanisk fjäderretur. Sågen är u t r u s t a d såg-med skydd.
Typiska v i r k e s s k a d o r (se p i l a r n a ) från mothållsanordningen på NIAB stegmatare.
R e s u l t a t NIAB
13
A n t a l mätta hål: 4 s t Skadedjup (medel):
D i a m e t e r i n t e r v a l l : 11-17 cm S t a n d a r d a v v i k e l s e :
Medeldiameter: 137 mm Max-värde: 6,0 mm
D e n s i t e t : 342 kg/m^f Min-värde: 3,9 mm
Barkavskav: 5 % B a r k t j o c k l e k : 2,5 mm
Kommentarer: Inga s l i r s k a d o r . K v i s t n i n g s k v a l i t e t e n var bra med undantag för stammar med en diameter som understeg 10 cm. Barkavskavet v a r r e l a t i v t s t o r t , 5 Nästan a l l a b i t a r barkades på t r e s i d o r , v i l k e t t r o l i g e n b e r o r på k v i s t v e r k t y g e n s u t f o r m n i n g och s t y r -ning längs stammen. Inga k a p s p r i c k o r noterades. Av v i d e o f i l m e n framgår a t t k a p a c i t e t e n på sågen är r e l a t i v t god. K a p t i d e r på en sekund uppnås v i d 20-24 cm s n i t t d i a m e t e r , se diagram. Observera a t t de dubbintrangningar som redovisas ovan i t a b e l -len i n t e ar jämförbara med övriga maskiners» Skadorna förekom-mer endast med 1,5 meters mellanrum och endast på en sida av stocken. S a n n o l i k h e t e n för a t t skadorna s k a l l påverka u t b y t e t v i d sågning är därför mindre än för övriga maskiner.
2.0 H tid (s)
10
3,0 diam (cm)
16
KOMMENTARER
T i l l r e s u l t a t e n från s t u d i e n och de o b s e r v a t i o n e r som g j o r t s kan följande kommentarer göras.
Teknik
K v i s t v e r k t y q e n fungerar i s t o r t s e t t bra på maskinerna. NIAB-maskinen bar-kar tämligen mycket men d e t b e r o r t r o l i g e n på s t y r n i n g e n av v e r k t y g e n längs stammen. På s a m t l i g a maskiner kommer lägre m a t n i n g s k r a f t a t t e r f o r d r a s om knivarna förses med släppning, se s k i s s , så a t t a n l i g g n i n g s k r a f t e n mot stammen kan minskas.
00
P r o f i l av k v i s t k n i v med släppning.
Matningsanordningarna på maskinerna kan v i d a r e u t v e c k l a s . T r o t s k r a f t i g dubbinträngning förekommer s l i r n i n g . A n l i g g n i n g s y t a n mot stocken är genom-gående för l i t e n . På de maskiner som har h o r i s o n t e l l t lagrade matarvalsar är anpassningen av v i n k e l n mellan matningsbord och stam v i k t i g för mat-n i mat-n g s f u mat-n k t i o mat-n och k v i s t mat-n i mat-n g s r e s u l t a t . V i d f e l v i mat-n k e l mellamat-n matmat-nimat-ngsbord och stam på t ex Vimek-maskinen s n u r r a r den bakre matarvalsen i l u f t e n . På Ilsbomaskinen är överrullens p l a c e r i n g mellan de bägge underliggande v a l -sarna e t t k l a r t problem då klena stammar b r y t s av nedböjningen.
Kapsåqarnas k a p a c i t e t räcker t i l l för s k a d e f r i kapning av maximalt 20 cm s n i t t d i a m e t e r . V i d större s n i t t d i a m e t e r föreligger s t o r r i s k för k a p s p r i c k -o r . Undantag utgör kapsågen på I l s b -o 3020 s-om i n t e fungerade tillfredsstäl-lande på provmaskinen. Med Vimek G30 kan s k a d e f r i kapning göras på större s n i t t d i a m e t r a r om operatören u t n y t t j a r möjligheten a t t underkapa. På NIAB-och Vimek-maskinerna saknas stöd för stammen nära kapsågen. Det gör a t t klena stammar fjädrar mer v i d kapningen, v i l k e t kan leda t i l l nypningar mot sågsvärdet och kedjeavhopp. Möjligheterna a t t på e n k e l t sätt b y t a och spän-na kedjan är v i k t i g t för kedjeunderhållet och bör uppmärksammas på s a m t l i g a maskiner.
17 Skador
Studien v i s a r a t t skadorna från matningsanordningarna l i g g e r på en oaccep-t a b e l nivå. NIAB-maskinen uoaccep-tgör e oaccep-t oaccep-t undanoaccep-tag, då skadorna är myckeoaccep-t få
längs stammen. Om man drar en gräns v i d 4 mm skadedjup och t i t t a r på hur många procent av de uppmätta värdena som överstiger gränsen framgår a t t t i -d i g a r e stu-dera-de engreppskör-dare l i g g e r b e t y -d l i g t bättre t i l l , se t a b e l l . Observera a t t 4 mn i n t e a r någon accepterad grans för skadorna.
Jämförelse av skadedjup mellan engreppskördare och t r a k t o r -burna p r o c e s s o r e r .
Medel- Max- Större än 4 mm
värde värde skadedjup
mm mm % BM-Valmet 935 ( s p e c i a l ) 2,1 4,3 1 Gremo Sk-42 1,2 4,1 1 Lako 2,8 7,4 12 ÖSA 735 2,1 4,9 5 SP-21 3,2 6,3 23 NOKKA 350 4,9 9,5 75 Vimek 630 6,5 11,5 89 I l s b o 3020 8,0 12,9 97
De t r a k t o r b u r n a processorerna kan ur virkesskadesynpunkt i n t e särbehandlas gentemot övriga maskiner. T i l l v e r k a r n a måste därför v i d a r e u t v e c k l a mat-nings- och kapanordningarna på s i n a maskiner. E t t s t e g i den r i k t n i n e n har också t a g i t s av Vimek AB som visade en Vimek G30 med gummihjulsmatning men då maskinen var h e l t oprovad togs den e j med i s t u d i e n .
18 LITTERATURFÖRTECKNING / I / Håkansson M.: Småskaliga g a l l r i n g s p r o c e s s o r e r - en p i l o t s t u d i e . Sveriges L a n t b r u k s u n i v e r s i t e t , I n s t i t u t i o n e n för skogsteknik (1987). /2/ Magnusson B.: V i r k e s s k a d e s t u d i e r e f t e r k v i s t a r e - k a p a r e med o l i k a t y p e r av matar-v a l s a r . STFI-meddelande s e r i e A nr 490 (1978). /3/ L e i t h e - E r i k s e n R.:
Virkesskador orsakade av matarvalsar på engreppsskördare. TräteknikCentrum, Rapport I 8602014 (1986).
/4/ Gårdh R., L i d b e r g B.:
Vimek G30 - g a l l r i n g s p r o c e s s o r .
19 SUMMARY
Four d i f f e r e n t t h i n n i n g processors mounted t o t r a c t o r s were s t u d i e d , above a l l i n view of damage t o the timber by the feed r o l l s . The s t u d i e s were c a r r i e d out d u r i n g the s p r i n g of 1986. Three of the processors s t u d i e d are p r o v i d e d w i t h feed r o l l s w i t h aggressive spikes and the f o u r t h w i t h a s t e p -by-step f e e d i n g mechanism. The r e s u l t shows t h a t the damage caused by the spikes of the feed r o l l s i s o f g r e a t magnitude, w i t h an average damage depth of approximately 10 mm. The processor w i t h step-by-step f e e d i n g causes damages of l e s s magnitude.
The tractor-mounted t h i n n i n g processor i s a brand-new type of machine t h a t has had an increased spread on the market d u r i n g the past few years. The
technique i s , however, not new and the t o o l s f o r f e e d i n g , d e l i m b i n g and c r o s s - c u t t i n g are mainly reduced copies of the e q u i v a l e n t t o o l s of the bigger f o r e s t r y machines.
The main c o m p e t i t i v e advantage of the new type of machine over s p e c i a l machinery i s the p r i c e . I t appears from our r e s u l t s t h a t the manufacturers have accepted a l e s s good timber h a n d l i n g so as t o be able t o keep the p r i c e low. From the user's p o i n t of view, t h i s i s , however, not accep-t a b l e . Also accep-tracaccep-tor-mounaccep-ted accep-t h i n n i n g processors musaccep-t meeaccep-t accep-the demands on timber h a n d l i n g put on o t h e r f o r e s t r y machines.
Besides damages due t o f e e d i n g , a l s o the appearance of cracks due t o cross-c u t t i n g , bark abrasion and damages due t o s k i d d i n g . Also the delimbing was e v a l u a t e d . During the s t u d i e s of timber damages, s t a f f from the Swedish U n i v e r s i t y of A g r i c u l t u r a l Sciences made method, time and performance s t u d i e s . The r e s u l t appears i n /!/.
In the i n v e s t i g a t i o n ^ the same methods have been a p p l i e d as i n the spike damage s t u d i e s demonstrated i n /2, 3/.
The r e p o r t i s mainly addressed t o the p a r t i e s of the timber market w i t h i n f o r e s t r y and s a w m i l l i n g and t o f o r e s t r y machinery manufacturers.
Detta digitala dokument skapades med anslag från
Stiftelsen Nils och Dorthi Troédssons forskningsfond
rätel<nikCentrum
I S T I T U T E T FÖR T R Ä T E K N I S K F O R S K N I N G
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 tratck s Telefax: 08-11 61 88 Huvudenhet med kansli
Äsenvägen 9, 552 58 JÖNKÖPING Telefon: 036-12 60 41 Telefax: 036-16 87 98 ISSN 0283-4634 931 87 SKELLEFTEÅ Besöksadress: Bockholmsvägen 18 Telefon: 0910-652 00 Telex: 65031 expolar s Telefax: 0910-652 65
