Download
1 / 24
270 likes | 612 Views
Integrované technológie. Triedenie viacúčelových strojov. Harvester – ťažbový stroj
E N D
Triedenie viacúčelových strojov • Harvester – ťažbový stroj Harvester je viacoperačný ťažbový stroj, ktorý okrem samostatného pohybu po teréne spiľuje, odvetvuje, rozrezáva stromy a ukladá drevo na viac alebo menej sformované hromady. Všetky pracovné operácie sa vykonávajú v jednom cykle, pričom niektoré operácie môžu prebiehať súbežne (napr. premiestňovanie, odvetvovanie, rozrez kmeňa). Pracovný cyklus môže byť automatizovaný alebo je plne mechanizovaný a riadený operátorom v reálnom čase. • Vyvážacie stroje; Vyvážacie súpravy • Súčasťou technologických uzlov na báze viacoperačných strojov v ťažbovej činnosti sú vždy aj stroje, ktoré dopravujú drevo z porastu na odvozné miesto. Drevo, ktoré sa týmto spôsobom sústreďuje, má v prevažnej miere charakter výrezov (sortimentov) o dĺžke 2-6 m. • Sústreďovacie prostriedky, ktorých základnou funkciou je doprava dreva z pracovnej linky harvestera a uloženie dreva do hromád pripravených na odvoz, môžeme rozdeliť do 2 základných skupín. • Vyvážacie súpravy (vývozné súpravy) – je to sústreďovací prostriedok tvorený dvomi samostatnými vozidlami – ťahačom a prívesom. Súčasťou prívesu je spravidla aj nakladacie zariadenie (hydromanipulátor), pričom klanicový príves je rýchlospojkami napojený na energetický systém (elektrina, hydraulika, kardanový hriadeľ) ťahača. Ťažným vozidlom je spravidla univerzálny traktor, ktorý sa môže od prívesu odpojiť a pracovať samostatne, alebo ako ťažná a pohonná jednotka iného prídavného zariadenia.
Vyvážací stroj (vyvážač, forwarder) – je to kompaktný dvoj až štvornápravový stroj, kde ťažná sekcia je s klanicovou nadstavbou pevne spojená s kĺbovou sústavou. Kĺbová sústava umožňuje pohonnej jednotke aj nadstavbe s nákladom samostatne kopírovať terén počas jazdy. U väčšiny forwarderov špeciálne zariadenie umožňuje aretovať kĺb, čím sa spojí pevne ťažná časť s nadstavbou. Takto získaná tuhosť celého stroja, zvyšuje stabilitu pri práci s hydromanipulátorom, ktorý je vždy súčasťou forwardera. Forvester – kombinovaný stroj, ktorý spája funkciu harvestera a forwardera. Zjednodušene je možné tento stroj popísať tak, že na forwarder so spevneným rámom sa primontuje dostatočne dlhý a silný hydromanipulátor, ktorý je namiesto drapáka vybavený harvesterovou hlavicou. Tak môže forwarder plniť funkciu spiľovača, odvetvovača, ale tiež funkciu stroja pre formovanie, prepravu a uloženie nákladu. Horský harvester – všeobecne sa takto nazýva stroj, ktorý plní väčšinu funkcií harvestera v strmých horských terénoch, t.j. tam, kde väčšina harvesterov štandardnej konštrukcie nedokáže plynule manévrovať, resp. nie je dostatočne efektívna výkonnosť či kvalita práce. Sú dva druhy strojov (strojných sústav), ktoré sa popisujú pojmovým spojením horský harvester. Je to špeciálne upravený stroj klasickej harvesterovej konštrukcie. Špeciálna úprava zvyšuje svahovú dostupnosť a účinnosť stroja v horách. Takáto špeciálna úprava je napr. prestavba kolesovej verzie harvestera Valmet 911.1 na pásovú verziu - horský harvester Valmet 911.1 Snake so svahovou dostupnosťou 60 %, výnimočne až 80 % (Ulrich,R., et al. 2003). Pojem horský harvester úplne nevystihuje ani ďalšia strojná sústava, ktorú európski odborníci pod týmto označením poznajú. Je to kombinácia spravidla stredne ťažkej alebo ťažkej lesníckej lanovky, ktorá sústreďuje stromy, s odvetvovacou a skracovacou jednotkou na hydraulickom ramene. Lanovku i odvetvovanie a skracovanie obsluhuje jeden operátor. Problém je v tom, že stromy sa spiľujú motorovou pílou a nie strojom. To znamená, že správny názov by mal byť pre takýto stroj – horský procesor.
Harvestery Základné rozdelenie harvesterov vychádza z druhu podvozku a podľa toho členíme harvestery na: • kolesové (napr.Valmet 941) • pásové (napr.Königstiger) • kráčajúce (napr.Plustech) • kombinované (napr.Menzi Muck)
Tabuľka 1 Kategorizácia harvesterov podľa výkonu motora a ďalších dôležitých kritérií (upravené podľa Ulrich,R., et al. 2003).
Kategórie (triedy) harvesterov: a) malý; b) stredný; c) veľký
Z hľadiska priechodnosti stroja v teréne, osobitný význam majú práve tandemové kolesá. Jednotlivé kolesá v tandeme sú poháňané čelným ozubením alebo reťazou tak, aby otáčanie kolies bolo vzájomne synchronizované.
Hydraulické ruky • Pre lesnícku prax je dôležitým ukazovateľom užitočný dosah výložníka žeriava (až 15 m) a nemenej dôležitá je aj nosnosť pri vysunutom výložníku. Ulrich,R., et al. (2003) rozdeľujú hydromanipulátory na: a) malé – zdvihová nosnosť do 40 kNm b) stredné – zdvihová nosnosť okolo 100 kNm c) veľké – zdvihová nosnosť okolo 160 kNm • Nosnosť hydraulického ramena sa udáva v kilonewtonmetroch. Zdvíhací moment (nosnosť) je daný súčinom dĺžky ramena v m a zdvihovej sily (pri konkrétnej dĺžke ramena) v kN.
Harvesterová hlavica Popis hlavice: 1. Predný odvetvovací nôž 2. Horná dvojica úchopných a odvetvovacích nožov 3. Odvetvovacie valce poháňané hydraulicky 4. Dolné úchopné a odvetvovacie nože 5. Rezacie ústrojenstvo píly 6. Ozubené koleso pre dotykové meranie dĺžok 7. Dotykov é meranie hrúbok - v čape odvetvovacieho noža 8. Rám hlavice + merací systém
Výstupy z merania, evidencie a hodnotenia sortimentov • Každý merací a riadiaci systém harvestera poskytuje informácie o priebehu a stave vyrobených sortimentov. Dáta ( údaje) sa môžu ukladať na rôzne médiá, resp. aj vytlačiť na papier. • Meracie systémy môžu spravidla tlačiť tieto informácie: • Výtlačok s hlavičkou údajov o pracovisku. • Výtlačok protokolu s údajmi o kmeňoch. Na výtlačku sú aj údaje o mieste ťažby. • Protokol operátora. Sú na ňom údaje o objeme spracovaného dreva podľa sortimentov. Slúži ako kontrolná informácia. • Súčtový protokol. Sú to sumáre týkajúce sa parametrov ťažby. • Protokol o kalibrácii. Sú tam uvedené hodnoty a čas poslednej kalibrácie. Údaje z 10-tich kalibrácií sú uložené do pamäte. • Kontrolný výtlačok. Najmenej 30 kusov z jedného sortimentu musí byť evidované aj v obrátenom poradí. Majú byť vytlačené aj s potrebnými údajmi. Kontroluje sa tým aj presnosť nastavenia riadiaceho systému. • Je všeobecne známou skutočnosťou, že chyba pri meraní hrúbky spôsobuje väčšiu odchýlku pri stanovení objemu ako chyba pri meraní dĺžky.
Kabína Pracoviská obsluhy viacoperačných strojov sú riešené nielen komfortne, ale aj bezpečne. Kabína odolá vonkajším silám (náraz, prevrátenie) v zmysle medzinárodných štandardov. Pre prípad zhoršených svetelných podmienok v lesnom poraste (hmla, tma, hustý porast) je kabína harvestera osadená v hornej časti zo všetkých strán reflektormi, ktoré dostatočnou intenzitou osvetlia pracovný priestor. Základnou súčasťou „technologičnosti“ harvestera je práca hydromanipulátora.
Činnosť harvestera (pracovný postup) • V praxi prevládajú jednoúchopové harvestery, t.j. také, kde harvester strom spíli a opracuje v jednom plynulom pracovnom cykle, pričom strom (časť stromu) súčasne premiestňuje od pňa po miesto uloženia sortimentov. • Sú 2 základné spôsoby odvetvovania stromu harvesterom: • pri prvom spôsobe sa vrcholec necháva v poraste do hrúbky cca 7 cm • pri druhom spôsobe sa aj vrcholec využije ako podstielka do jazdnej dráhy stroja. • Vrstva konárov a odpadu by v stope harvesterov mala dosahovať 30-40 cm. V štandardných podmienkach sa z oboch strán linky nachádza dosť stromov, ktorých konáre a vrcholce slúžia ako podklad pod kolesá harvestera a neskôr forwardera.
Smerovanie stromu po spílení je kolmo na linku. Konáre sa ukladajú na linku. Vzdialenejšie stromy sa odvetvujú v poraste.
Existujú 2 základné princípy ťažbového postupu pri výbere stromov z porastu harvestermi: a) vejárovitý, b) paralelný (obr. 12). Rozdielny postup závisí od hustoty vyznačených stromov, potreby posunu stroja, návykov operátora a pod.
Technologická príprava práce a pracovísk v lesníctve - je súbor rozhodnutí a opatrení, ktoré v danom prostredí a v danej etape technologického rozvoja zabezpečia realizáciu hospodárskych a spoločenských cieľov výroby tak, aby sa trvale zachovali produkčné i mimoprodukčné funkcie lesa.
Strategické princípy technologickej prípravy pracovísk (dlhodobé) Stratégia využitia viacoperačných strojov v ťažbovej činnosti lesníctva musí vychádzať z troch základných pravidiel: Všetky stroje, technológie a postupy majú čo najpresnejšie kopírovať (reflektovať) požiadavky na parametre trvalého hospodárenia. Stroje musia akceptovať prognózu dopravnej infraštruktúry v danom geografickom priestore. Technológie musia byť v dlhodobom súlade so základnými logistickými princípmi výroby (druhy ciest, vzdialenosti, frekvencia pohybu, kapacity infraštruktúry, gravitácia hmoty atď.). Dlhodobá technologická príprava pracovísk pre harvestery musí vychádzať z objektívnej terénnej a technologickej typizácie. Tým nemáme na mysli len parametre terénu a možnosť strojov tieto parametre (sklon, variabilita, dĺžka svahov, únosnosť pôdy, erodovateľnosť) zvládnuť.
Z hľadiska dlhodobej prípravy využívania viacoperačných technológií je potrebné a racionálne vykonať tieto činnosti a opatrenia: • V lesnom užívateľskom celku (LUC) treba vykonať retypizáciu jednotiek priestorového rozdelenia lesa (JPRL) tak, aby sa definovali limity využiteľnosti vhodných technologických uzlov. Odporúčame zistiť a evidovať najmä tieto znaky: • drevina: druh, zastúpenie, objemnosť, vek. (Harvestery pracujú efektívnejšie v ihličnatých a rovnorodých listnatých porastoch. Najnevhodnejší pomer ihličnatých a listnatých drevín je 1:1). • Terén: sklon, únosnosť, variabilita (strže, rokliny), expozícia, prekážky (rozmery, vzdialenosť). (Na homogénnom a tvrdom podklade je hornou hranicou pre harvestery sklon 70 %. Pre forwardery je ešte prijateľný sklon 40-50%). • Porast: stav, fytotechnické opatrenia, intenzita (sila) zásahu, cykličnosť zásahov pre plánované obdobie, rovnomernosť distribúcie hmoty na ploche. (Väčšia sila zásahu vyhovuje hospodárnosti technológie). • Stav operačného priestoru viacoperačného uzla: rozčlenenie porastu, definovanie a smer ťažbového (obnovného) postupu, stav približovacích liniek, stav približovacej cesty, hodnotenie možnosti ukladania a triedenia vyvezeného dreva, predpoklady plynulého odvozu dreva. (Vhodným riešením je skrátenie vývoznej (približovacej) vzdialenosti). • Vybrané JPRL je vhodné združiť (zoskupiť) do väčších výrobných jednotiek (VJ) tak, aby koncentrácia práce vyhovovala aspoň 1 mesačnej kapacite (2-4 tis. m3) viacoperačného uzla. Vhodné kritéria pre vymedzenie VJ sú: • Ťažbový zásah v rovnakom období v rámci fytotechnickej cykličnosti. (Cieľom je väčší objem práce na jednom mieste). • Približne rovnaké výrobno-technické podmienky. (Všetky práce vo VJ by mala urobiť rovnaká zostava strojov). • Zostaviť VJ tak, aby sa predlžoval odvoz dreva do porastu, resp. minimalizovala vyvážacia vzdialenosť. • Možnosť ubytovania posádok, ochrana majetku a pod. • Osobitne podchytiť, evidovať a charakterizovať výrobné možnosti v JPRL, ktoré sú trvale exponované z ekologického alebo environmentálneho hľadiska, napr. podmáčané územie, cenný biotop, vyšší stupeň ochrany, špeciálna kvalita dreva a pod. • Pre plánovanie viacoperačných technológií zásadne odporúčame vypracovať technologickú kartu (TK) pre každý JPRL. Čím detailnejšie sú informácie na TK, čím konkrétnejší je pracovný postup, tým sa realizátor ťažbového zásahu lepšie stotožní so zámermi lesného hospodára. • Pri výbere JPRL a zostavovaní VJ treba dbať na to, aby výber zodpovedal požadovaným parametrom bezpečnosti pri práci, kritériám humanizácie práce, ale tiež medzinárodným kritériám vyjadreným v certifikácii (PEFC, FSC) v podmienkach reťazca les – drevo – výrobok. • Pre každú JPRL v rámci typizácie na základe všeobecných kritérií (napr. obtiažnosť, terén) stanoviť hornú hranicu miery poškodenia porastu, podrastu a pôdy takto: • počet poškodených ostávajúcich stromov 10 %, • ťažbovo-dopravná erózia na ploche porastu (okrem linky 7 %, • hĺbka koľaje 10 cm, • počet nevyznačených vyťažených stromov 5 %, • počet vyznačených nevyťažených stromov 5 %.
Základné vstupné údaje pre rozhodovanie • Dobre premyslená a správne rozvinutá sieť približovacích liniek je základnom pre plynulú a výkonnú prácu harvestera i forwardera. Pre rozčlenenie porastu na pracovné polia harvestera je vhodné akceptovať tieto základné odporúčania a fakty: • Najvhodnejšie je viesť približovacie linky v smere spádnice. • Moderné harvestery zvládnu sklon 35 – 40 % bez problémov. Zvláštna úprava (pásy, kolopásy) umožňuje plynulý pohyb do 60 % a špeciálna úprava má dostupnosť až 80 %, výnimočne na krátkom úseku až 100 % (napr. KÖNIGSTIGER). Priečny pracovný sklon stroja by nemal presiahnuť 5-10 % a priečny pojazdový sklon 15-20%. • Operačný priestor harvesterov s ohľadom na sklon terénu a účinnosti • Šírka pracovnej (približovacej) linky u malých harvesterov je min. 3,5 m, u veľkých strojov je to najmenej 4 m. Najlepšie je keď si harvester robí linku sám a konáre ukladá na jazdnú dráhu aspoň do výšky 35 cm. V porastoch s normálnym zakmenením odpadové konáre spravidla nepostačujú na plne vyhovujúcu „podstielku“ a môžu sa vytvárať koľaje. • Približovacie (pracovné linky) by mali byť vedené kolmo na smer nebezpečných vetrov. • V porastoch s radovou výsadbou sa vyžaduje šikmé vedenie liniek, aby boli označené stromy dobre viditeľné a aby sa dali vyťažené stromy ľahko odvetviť. • Smerovanie a lokalizáciu približovacích liniek je treba vykonať veľmi pozorne tak, aby sa zohľadnili aj prírodné aj technické faktory. • Stroje sa zásadne môžu pohybovať len po vyznačených dráhach. Podiel približovacích liniek by nemal prekročiť 20 % plochy povrchu.
