MAKERI-HARVESTERI

Markku Melkko

Makeri - harvesteri on pientraktoriperustai­nen harves teri , joka Ziikkuu j~~vän puuston seassa paZstaZZa . Se kaataa, karsii , katkoo ja kasaa puut yksiteZZen joko ajouran var­teen tai paZstaZZe . Suurin puu, minM se pystyy k~sitteZem~än, on tyvi~imitaZtaan 25 cm.

Ensimmäisen harvennuksen männik~ss~, joka maastoZtaan oZi heZppoa, harvesterin tuotos oZi mene3eLm~n mukaan keskim~n 3. 5, 4. 3 ja 4. 6 m /keytWtunti , kun vastaavat rungon koot oZ~vat keskim~ärin 0. 063, 0 . 060 ja 0. 067 m . Puutavara tehtiin noin 3-metri­seksi. Testaus suoritettiin Zumettomana aikana.

Vaurioinventoinnissa todettiin noin 1 %:ssa j~~is~ puista jonkinasteinen vaurio maan-pinnan y~uoZeZZa . Juuristavaurioita ei inventoi tu .

Testauksen aikana Laite toimi hyvin j a kar­sintaj~Zki todettiin varsin tyydyt~~ksi . Koneen ergonomisia ominaisuuksia ei ~ssä yhteydess~ seLvitetty.

Laitteen on suunniteLLut ja rakentanut rau­maZainen Oy M. Laine. Mets~teho on tukenut hanketta maa- ja mets~taZousminis teri~ Z t<t saaduilLa, kasvatusmetsien puunkorjuun ke­hit~seen osoitetuilLa varoiLLa.

YLEISTÄ

Makeri-harvesterin kehittämistyön tavoit­teena on ollut pienharvesteri, joka pystyy liikkumaan harvennusmetsässä jäävän puus­ton seassa sekä kaatamaan, karsimaan, kat­komaan ja kasaamaan poistettavat puut jää­vää puustoa vaurioittamatta.

6/1979

Yksikön peruskoneena on Makeri- t raktori. Moni toimiosa muodostuu kahdesta suoras ta l eikkuuteräs tä , joilla tehdään sekä kaato­e t tä kat kontaleikkaukset, kahdesta syöttö­rullasta ja kolmesta karsintaterästä,j ois­ta yks i on kiinteä ja kaksi liikkuvaa.

Kone t ta valmistaa raumalainen Oy . t. Laine j a s i t ä mar kki noi Formacomp Oy , Sponsor Oy:n me tsäkoneryhmä. Koneen hinta talvella 1979 oli 200 000 mk. Takuuaika on 6 kuukautta tai 1 000 t untia .

TUTKIMINEN JA TUTKIMUSAINEISTO

Metsä t eho t ut ki konetta syksyllä 1978 A. Ahlström Osakeyhtiön t yömaalla Eurassa. Tutkimus t yömaa oli ens i mmäisen harvennuksen

Kuva 1. Hakeri-harvesteri. Va l ok . Metsäteho

1

Kuva 2. Makeri-harvesteri. Mi ttapiirros (mitat mm:einÄ)

männi kkö , j onka maasto ol i puutavar an met­sätraktorikulj etuks en ohjemaksusopimusten mukaista 1 . luokkaa. Valmistettava puu­tavara oli pelkästään kuitupuuta ja se teh­tiin noin 3-metriseksi . Tutkimusaineisto oli seuraava.

Puita , kpl

Puita, m3

A

261

16.4

Menetelmä

B C

323 317

19 .4 21.2

MENETELMÄ A $, ~ 1

30m

~t~ 30m

E>

~r ® l <tl 'iJ ® ~

lf» 1 1~ ~ r® ~1 ~ ro @>1 ~E) (@ ~ ~ ~ ~: fll !?$> ~

4>: f; ~ ® ~ ie; ~ ~ ft Jr~ ~ ~·

Kuva 3. Kokei llut työmene t elmä t

2

Yhteensä

901

57.0

t; I I ~ ~ 1~

1 1

111~ .d! 1 ~ 1~

~1 1

~~ ~1

~lenetelmässä A (kuva 3) puutavara valmis­tettiin Makeri-harvesterilla 30 m:n välein olevien, 4 m leveiden a j ourien varteen. Menetelmä vastaa yleisesti käytössä olevaa miestyönä tehtävää hakkuuta kasoihin ajo­uran varteen.

Menetelmässä B puutavara valmistettiin Ma­keri-harvesterilla 15 m:n välein olevien, 2.5 m leveiden ajourien varteen. Puutava­ra kuljetettiin metsästä pientraktorilla .

Menetelmässä C puutavara valmis tettiin Ma­keri-harvesterilla 30 m:n välein olevien, 4 m leveiden ajourien varteen pitkäulottei­sen kuormaimen ulottuville. Harvesterin työskentelytavan vuoksi puutavara tuli osittain ns. apu-urien varteen . Menetelmä vastaa miestyönä tehdyssä hakkuussa kasa­usta 3 •.• 10 m:n vyöhykkeelle ajouran kes­keltä mitattuna.

Kaikissa menetelmissä kuljettaja valitsi poistettavat puut .

Testauksen aikana konetta kuljetti esitte­lykuljettaja, j oka oli a janut 1. prototyyp­piä noin 1.5 kk:n ajan ja tätä harvesteria noin 1 viikon ajan ennen testausta. Kone toimi teknisesti varsin hyvin .

Työntutkija seurasi koneen työskentelyä seuraavalla sivulla olevassa ase telmassa esitetyn aikaj aon mukaan. Puista merkit­tiin muistiin rinnankorkeusl äpi mitta. Puut kuutioitiin ~W-tietojen perusteella.

Jäävälle puustolle aiheutuneet vauriot in­ventoitiin neljältä koealalta.

TE KNISET TIEDOT

Päämitat

Pituus, monitoimiosa pysty-

" asennossa

alas kall istettuna

3 500 mm

4 500 IIID

Leveys, monitoimiosa pysty-asennossa 1 600 mm

sivulla 2 100 mm Korkeus Haavar a Paino

e t uakselilla taka-akseli lla

Moottori

2 370 mm 450 mm

noin 2 900 kg 1 535 kg 1 365 kg

Moottori on Hatz, 2-syl in terinen, 4-tahti­nen , ilmajäähdy t teinen suorasuihkutus­diesel . Moottorin teho on 22 kW/50 r/s.

Voimansiirto

Voimansiirto on hydrostaattinen. Säätö ti­lavuuspumpun ja hydraulimoottorin käsittä­vä piiri on erikseen molemmille teloille. Nopeuden säätö tapahtuu pumpun tuottoa muuttamalla.

Monitoimiosa

Korkeus Leveys Pituus Paino Kallis tus sivulle Kallistus taakse

Hydraulijärjestelmä

1 510 ll1l!l

1 000 mm 760 mm

noin 700 kg - 10° ... + 110°

120°

Kaikki toiminnot tapahtuvat avoimellj jä r­jestelmällä. Pumpun tuotto on 79 dm /min . Pumpun paine on 200 baaria .

Ottolaitteisto

Puuhun tartutaan karsintaterillä j a syö tt ö­r ullilla.

Karsintalaitteisto

Puu karsitaan kahden liikkuvan ja yhden kiinteän karsintaveitsen avulla. Lii kkuvat karsintaveitset ovat kiinteän veits en takana .

Syöttölaitteisto

Puu vede t ään karsintalinjan l äpi kahden lieriömäisen rullan avulla. Rullat on va­rustettu lamelliliukuesteillä. Rullat kes­kittävät puun . Puristusvoima on riippuvai­nen vetovoimasta ja puun halkaisijasta .

Syöttörullan läpimitta Suurin rullien avautuma Suurin syöttövoima Syö ttönopeus

255 mm 335 mm

20 kN maks . 1 m/ s

Katkontala itteisto

Puut katkotaan hydraulisella leikkurilla, jossa on kaksi suoraa terää .

Suur in katkootapaksuus Puris t usvoima

TOIMINTAPERIAATE

250 tmii

135 kN

Makeri- harvesteri käsittelee puita yksitel­len. Kone ajetaan puun juurelle ja puuhun tartu t aan puristamalla karsiotaterät ja syöttör ullat puun ympärille. Puu leikataan kannosta irti leikkuuterillä ja kuljete­taan pystyasennossa käsi t telypaikalle . Puu kaade t aan monitotmtosaa kallistamalla ja karsitaan ja katkotaan kuten jatkuvatoimi­silla prosessoreilla. Valmis puutavar a kasautuu koneen sivulle joko koneen suun­taisesti tai poikittain koneeseen nähden. Puutavara on mahdollista valmistaa myös koneen alle.

Koska valmis puutavara kasautuu koneen oi­kealle puolelle, t yöskentely su j uu palstal­la joustavimmin siten, että harvesteri kä­sittelee etenemissuuntaansa nähden vain a jouran oi kealla puolella j a a jouralla olevia puita. Tällöin puutavarakasat ei­vn t vaikeuta harvesterin liikkumista pals­ta ll a jäävän puuston seassa.

TUT Kl MUSTU LO KSET

Ajanmenekki

Tehoaj an rakenne j a menekki keskimäärin tutkimustyömaal la

Menete lmä

A B c Suhteellinen ajanmenekki,

%

Siirtyminen puulle 30 30 30 Tarttuminen + katkaisu 7 8 7 Sii rtyminen puun kanssa 15 12 10 Karsinta + katkoota 47 50 53 Häiriöt l

% 100 100 100 TEHOAIKA YHTEENSÄ ,

cmin/puu 98 77 80

Työntutkimustiedot

Rungon keskikoko, m 3 0.063 0.060 0 .067 Rinnankorkeusläpimitta

keskimäärin , cm 11.6 11.5 11.9 Kasan koko 3 keskimäär in, m 0 .177 0.186 0 .148 Käsiteltyjä puita, kpl 261 323 317 Siirt ymiamatka

keskimäär in , m 6 . 8 6 . 0 5.4 Jäävä puusto, kpl/ha 300 OlO 260

3

.. .. " "

8

~ !: 6 -

0.040 0.080 0 . 120 0.160 0.200 0.240

Rungon koko, m3

Kuva 4. Rungon koen vaikutus tarttumis- + katkaisuaikaan

Työmenetelmässä A (ajouraväli 30 m) harves­terilta on kulunut huomattava osa ajasta, 45 %, puun noutamiseen palstalta ajouran varteen. Tämä vaikuttaa varsin paljon ko­neen tuotokseen, etenkin pieniä puita käsi­teltäessä, koska puut käsitellään yksi­tellen.

Työmenetelmissä B ja C koneelta vaaditaan vähemmän ajamista, mikä näkyy sekä siirty­misajoista että -matkoista.

Ilmeisesti työmenetelmien B ja C edullisuus verrattuna menetelmään A tulee viel ä sel­vemmin esille kohteissa, joissa maasto on vaikeampaa kuin kokeilukohteissa. Mitä vai­keampaa maasto on, sitä hitaammin kone liikkuu ja sitä enemmän siirtymismatka vai­kuttaa tuotokseen.

Rungon koko ei näytä juuri vaikuttavan tarttumis- + katkaisuaikaan (kuva 4), mikä osoittaa sitä, että koneen ja katkaisulait­teen teho riittävät hyvin tämänkokoisille puille . Samoin karsinta-katkonta-aika (kuva 5) osoittaa, että kone jaksaa pitää syöttö­nopeuden suunnilleen samana puun koosta

8o.-----,------.-----.-----.------.-----,

enetel f!IIA

.: . ! 40+-~~~~~~------+-----~----~----~ c

~ : 20+------r----~------+------r----~----~ c

" L

~

4

0 0 . 040 0.080 0.120 0.160 0.200 0.240

Rungon koko, • 3

Kuva 5 . Rungon koen vaikutus karsinta-katkonta­aikaan

c

:;

.: : "E

15 T------r----_,~'-~T------r----_,

r 10 +------r~~~------+------r----_,

0 6 8 10

Sii rtYJiisaat ke , •

Kuva 6 . Siirtymisaika s ii rtymisma tkan mukaan siirryttäessä puun kanssa

riippumatta, kun koneen teoreettinen syöt­t önopeus on noin 1 m/s. Teoreettista syöt­tönopeutta tuskin voidaan juuri nykyises­t ään nostaa, jos koneen tehoarvot pidetään entisellään.

Siirtyminen puun kanssa (kuva 6) on ollut menetelmässä A hieman hitaampaa kuin mene­telmässä B ja C, vaikka alueet olivat maastollisesti samanlaiset. Ero ajoissa saattaa johtua siitä, että t yöskentely aloitettiin menetelmällä A. Keskimääräiset siirtymisajat ilman puuta on esitetty ku­vassa 7. Aikoja ei ole esitetty menetel­mittäin, koska eri menetelmien välillä ei ollut eroa. Siirtyminen ilman puuta on ol­lut hieman hitaampaa kuin siirtyminen puun kanssa. Tämä johtunee siitä, että kuljet­taja valitsi poistettavat puut työskentelyn yh teydessä. Samoin puulle mentäessä jou­dutaan sopivaa a j oreitti ä usein ·~aeskele­maan", kun taas palata voidaan vanhoja jälkiä .

c -"

:

50

40

~20

10

0

/ V

/ /

/ V

/ r 10 15

Si irtyooi ... t ko .

Kuva 7 . Siirtymisaika siirtymisoatkan mukaan siirryttäessä ilman puuta

12.0

10.0

-;:; 8.0 c ;l _g " ,.,~ 6.0 ~ .. E 0

.= 4 .0

2 . 0

0.040 0.080 0.120 0. 160 0 . 200 0.240

Rungon koko , ~

Kuva 8 . Rungon koon vaikutus ~~ker i-ha rvester in ~ehotunt i tuo tokseen. Puulaj i mänty

Tuotokset

Menetelmäss ä A tuotos on ollut selvästi pienempi kuin menetelmissä B ja C. Tämä johtuu pääasiassa siitä, että menetelmäss ä A harvesteri joutuu ajamaan enemmän sekä puun kanssa että ilman,jolloin harvesterin varsinaiseen työhön - kaatamiseen ja puuta­varan valmistamiseen - käy ttämän ajan osuus pienenee. Keski mää r ä iset käyttötuntituo­tokset menetelmittäin olivat:

Mene t elmä

A B c

T~o tos , m /käyttötunti

3 . 5 4 . 3 4 . 6

Rungon kok~ keskim ., m

0 . 063 0 . 060 0 .067

Alle 15 min:n keskeytysten osuutena on käy­tetty 10 %:a tehoajasta.

KUSTANNUKSET

Kuvissa 9 ja 10 on esitetty puutavaran hak­kuukustannukset Makeri-harvesterilla run­gon koon ja käyttötuntikustannusten mukaan.

Makeri-harvesterista j a nä in myös sen käyt­tökustannuksista on vielä vähän kokemuksia . Tämän vuoksi laskelmissa on käytetty kolmea eri käyttötuntikustannusta,joihin päästään likimain käyttämä ll ä koneen hintana 200 000 mk : aa , vaihtoarvona 15 %:a, poistoaikana 4 .0 . . . 4.5 vuotta j a käyttöasteena 60 ... 70 %: a. Vuotuisena työaikana on käy tetty 2 150 tuntia, johon päästään käyttämä llä konetta esimerki ks i 10 kk vuodessa 10 h /pv. Keskimää r in 10 tuntiin/pv päästään käy ttä­mäl l ä kone t ta osan vuotta (noin 1/4) kaksi ­vuoro t yössä .

120

100 1

"' 80

~ E .. : 60

~ !l " ~ 40

20

~ ~ ~ ~ ~ Uyt t tunti-

kusta froukset .

.........:::::: ~ ,._ .. 120 100

90

0 . 040 0.080 0. 120 0.160 0.200 0.240

Rungon koko, ~

Kuva 9. Puutavaran hakkuukustannukset Makeri­harvesteri lla . MenetelMä A

Puunkorjuukustannukset menete lmittä in tut­kimustyömaalla on esitetty tau l ukossa 1 .

Korjuuketjut olivat:

Menetelmä Puu t avaran Metsä-hakkuu ku ljetus

A Maker i - harvesteri + tavallinen kuormat r ak to r i

ll Makeri-harvesteri + ~keri-

kuormatraktori

Makeri-harvester i kuormatraktor i + c + liukupuomikuormain

120

100

1

' ' \ ~~ \~ Uytt6~t i -

t".... kus taiYIJkset ,

__M

~ ,._ 120

60

40

20

100 90

0 .040 0.080 0. 120 0.160 3

0.200 0.240 Rungon koko,

Kuva 10 . Puutavaran hakkuukustannukset Makeri­harves t e r illa . Menetelmä t B j a C

5

TAULUKKO 1 Puunkor j uukustannuks e t menetelmittä in tutkimustyömaalla

Menetelmä

Työnvaihe A B c

90 l Makeri- harvesJterin käyt t ö t unt ikus t annukset, mk 100 l 120 90 -, 100 1 120 1 90 1 100

1 120

mk/m3

Puut avaran hakkuu 25 , 64 28 , 49 34 ,19 21,18 23 , 53 28 ,24 19,69 21,88 26 ,26

Puut avar an metsä-8 ,01 8 , 01 8 , 01 11 ,85 11 ,85 11 ,85 9,21 9 , 21 9,21 kuljetus

Yhteensä 33, 65 36 , 50 42 , 20 33 , 03 35,38 40 ,09 28,90 31 ,09 35,47

Makeri-kuormatraktorin käyttötuntikustannuk­sina on käytetty 72,30 mk:aa ja laskentape­rustei na seuraavia.

Hakkuu miestyönä (sisä ltää sosiaalikulut) ja kuljetus samoilla koneilla kuin em . mene­telmissä , johtaa seuraaviin kustannuksi i n.

Hinta Vaihtoarvo (15 %) Vuotuinen työaika

(10 kk X 21 . 5 pV X 10 h) Käyttöaste Poistoaika

140 000 mk 21 000 mk

2 150 h 80 % 4 V

Jos käyttöaste on 75 7. ja muut perusteet samat kuin edellä, käyttötuntikustannukset ovat 76,70 mk.

Makeri-kuo~atraktorin tuotoksena on käy­tetty 6.1 m :ä/käyttötunti (Metsätehon katsaus 16/1977).

Edul lisimpiin korjuukustannuksiin päästään, kun puutavara valmistetaan Hakeri-harveste­rilla palstalle kasoihin ja ajetaan kuorma­traktorilla, jossa on pitkäulotteinen kuor­main.

8

~

.... -6 E

Oksohuu luokka 2 KAyttöt kust ann

nt i-kse t ,

mk - 120 -~

~ ,_

100 -/~ ~

:-- - 90

~ ::::= ~

0 . 040 0 . 080 0.120 0 .160 0.200 0 . 240

Rungon koko , m3

Menetel mä

A .B c mk/m3

Hakkuu miestyönä 24,71 25,99 23,21

Metsäkulje tus 7 ,72 11 ,85 8 , 92

Yhteensä 32 ,43 37 ,84 32 , 13

Kuvissa 11 ja 12 on esitetty Makeri-harves­terilta vaadittavat tuotokset männikössä rungon koon, oksaisuuden ja käyttötunti­kustannusten mukaan, j otta sen käyttö olisi yh t ä edul l ista ku i n hakkuu mi estyönä .

Pe lkästään suoranaisten yksikkökustannusten kannalta Makeri-harvesterin käyttö menetel­mässä A näyttää muodostuvan kilpailukykyi­seksi miestyönä tehtävän hakkuun kanssa,kun harvesterin käyttötuntikustannukset ovat

.. 0

~ 4+---~~--~~~~--~~--~----~~----4 .. >

E ~2+------r----~------+------r----~~----4 .. >

0 0 . 040 0.080 0 . 120 0 .160 0.200 0 . 240 Runqon koko • .,3

Kuva 11 . ~~keri-harvesterilta vaad ittavat t uo t okse t menetelmässä A

6

Oksolsu sluokko

.. s 0 ~4+---~-b~~~~----+------r-----;----__, .. > ! ~

i2+-----~--~----~-----+----~----~ !!

0.040 0.080 0 . 120 0 .160 0.200 0.240

Rungon koko, _;3

~ 6 +------r-----;------:::;;0..-"""'=---r-----;----__, "k ..

0

§4 +---~~~~~~~--+------r-----;----__, .. >

t ~2 +------r-----;------+------r-----;----__, .. >

0 0.040 0 .080 0.120 0.160 0.200 0.240

Rungon koko, .?

Kuva 12. Makeri-harvesterilta vaadittavat tuotokset menetelmissä 8 ja C

noin 90 mk tai pienemmät. Menetelmissä B ja C Makeri-harvesterin käyttötuntikustan­nukset saisivat vastaavasti olla 100 ... 110 markkaa.

VAURIOSELVITYS

Makeri-harvesterin pystyyn jäävälle puus­tolle maanpinnan yläpuolelle aiheuttamat vauriot inventoitiin neljältä koealalta. Juuristolle aiheutuneita vaurioita ei sel­vitetty .

Vaurio katsottiin pintavaurioksi silloin, kun vain puun kuori oli rikkoutunut. Kun myös puuaines oli vahingoittunut, vaurion katsottiin olevan syvä. Kaiken kaikkiaan vaurioituneita puita oli noin 1 % jäävistä puista .

Juuristavaurioita kone aiheuttaa sulan maan aikana . Kuinka paljon ja mikä niiden mer­kitys on jäävälle puustolle, on vielä epä­selvää. Varminta tässä vaiheessa lieneekin käyttää konetta sulan maan aikana vain männiköissä ja kuusikkoihin mennään vain jäätyneen ja mieluimmin lumipeitteisen maan aikana.

PÄÄTELMIÄ

Teknisesti Makeri-harvesteri toimi testa­uksen aikana hyvin. Koneen tehot tuntuivat riittävän kuitupuunkokoiselle puustolle ja työjälki oli varsin tyydyttävää. Monitoimi­osan kallistusmekanismi mahdollistaa jous­tavan työskentelyn jäävän puuston seassa.

Kuljettajan valitessa poistettavat puut leimauskustannukset jäävät pois. Tällöin kuljettaja voi helpommin myös valita ajo­reitit, jolloin jäävien puiden vaurioitu­misriski pienenee.

Puutavaran hakkuun suoranaisten yksikkö­kustannusten perusteella näyttää siltä,et­tä Makeri-harvesterille edullisissa olosuh­teissa harvesterin käyttäminen on kilpailu­kykyistä, jos sen käyttötuntikustannukset ovat alle 100 ..• 110 mk:n. Kuitenkin tämä riippuu hyvin paljon mm. koneen kestävyy­destä, käyttövarmuudesta jne.

Pelkästään puutavaran korjuun suoranaiset yksikkökustannukset eivät kuitenkaan rat­kaise Makeri-harvesterin käyttökelpoisuut­ta. Sitä arvioitaessa on otettava huomioon myös seuraavat seikat, jo"ista ei ole vielä riittävästi tietoa.

TAULUKKO 2 Puustovauriot tutkimustyömaalla

Pintavauriot Syvät vauriot

Työmene- Koe- Koealan Jääviä Vaurion pinta-ala, cm2

telmä ala koko, m2 puita, kpl/ha < 50 50 ••• 100 > 100 < 50 50 .•. 100 > 100

Vaurioituneita puita , 't

A 1 1 000 1 300 0 . 8 - - - - -8 2 680 1 060 1.4 - - - 2.8 -8 3 680 960 - - - - - -c 4 1 400 1 260 - 0.6 - - - -

7

- Koneen maastokelpoisuus ja maaston vai­kutus tuotokseen

- Lumen vaikutus tuotokseen ja vuotuiseen käyttötuntimäärään

- Vauriot

- Kuljettajan suorittaman paistettavien pui­den valinnan vaikutus jäävään puustoon

Metsäteho Review 6/1979

- Ergonomia

- Organisaatio

Vasta edellä mainittujen seikkojen selvit­tämisen jälkeen }~keri-harvesterin käytön kannattavuutta voidaan paremmin arvioida.

MAKER 1 HARVESTER

A complete English version of the work was published in Metsäteho Review 6 A/1979.

METSÄTEHO

ISSN 0357·4326

SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSUITTO RY:N METSÄTYONTUTKIMUSOSASTO

Opasiinsilta 8 B · 00520 HELSINKI 52 · Puhelin 90 - 140 011

HELSI KJ 1979 PAINOV~