Úvod / Informácie / Stroje a zariadenia / Rôzne

Moderná technika v lesníctve

16-04-2014
Prof. Ing. Milan Mikleš, DrSc. | milan.mikles@tuzvo.sk

Úvod

Vývoj lesnej techniky vychádza z potrieb lesného hospodárstva a následného spracovania dreva pri rešpektovaní potrieb lesného prostredia. V posledných rokoch v európskych podmienkach sa najvýznamnejšie prejavil nástup havestorovej techniky a technológie. Vývoj tejto techniky si vynútil rešpekt obzvlášť svojou produktivitou práce a šetrnosťou k vychovávaným porastom. Harvestorová technika a technológia bude rozširovaná aj v budúcnosti vzhľadom ku konkurencii na európskom trhu dreva. Jej odsudzovanie znamená neznalosť tejto techniky a technológie. Svoje miesto v oblasti približovania dreva majú stále traktorové technológie a v extrémnych sklonoch terénu lanové systémy. Významné miesto má tiež technika pre spracovanie biomasy pre energetické účely.

Harvestorová technika a technológie v prebierkach lesných porastov

Zvýšený záujem o nasadenie harvestorov sa datuje po roku 1990. Problém prebierok v ihličnatých porastoch sa stal časovým problémom pre celú Európu. Z ohľadom na nutné pestovné zásahy, ktoré mali a majú zaisťovať kvalitu porastov v budúcnosti, ako aj ich hospodárnosť, nízke ceny dreva na trhu, obmedzené finančné prostriedky lesných závodov a konkurencia v predaji dreva vyžadujú od závodov nasadenie novej ťažbovej techniky, ktorá svojou produktivitou môže priaznivo ovplyvniť ceny vyrobených sortimentov dreva. Nové ťažbovo-dopravné stroje vyžadujú nové spôsoby organizácie práce.

K masovému rozšíreniu harvestorov došlo v období 1990 až 1998. Harvestory boli dovezené do strednej Európy, do Nemecka, Švajčiarska a Rakúska, kde sa po počiatočnej skepse dokázali presadiť hlavne svojou produktivitou a šetrnosťou v prebierkach. Kolískou harvestorov zostávajú škandinávske štáty, predovšetkým Švédsko a Fínsko. V týchto štátoch sa počet týchto strojov ráta v tisícoch, v Nemecku do tisíc, v Rakúsku cez 100 a Švajčiarsku do 100. Zaujímavosťou je, že z postkomunistických štátov najviac pracuje harvestorov v Estónsku a potom v Česku.

Skúsenosti z nasadenia harvestorov ukazujú, že tieto špeciálne stroje pracujú:

  • veľmi šetrne s ohľadom na stojace stromy a pôdu porastu,
  • vyznačujú sa vysokou produktivitou práce,
  • pozitívne sú hodnotené z ergonomického hľadiska,
  • dochádza k menšej úrazovosti ako u ostatných strojov.

Ich hlavným nedostatkom zostávajú vysoké zriaďovacie náklady a požiadavky na dokonalú organizáciu práce, rovnako ako dostatočne veľké množstvo dreva pre prevádzkové nasadenie celej harvestorovej technológie.

1. Charakteristika harvestorov

Harvestor je samochodný viacoperačný stroj, ktorý stína, odvetvuje, rozrezáva a ukladá strom v jednom cykle. Jednotlivé výrezy zostávajú v poraste v neurovnaných alebo v urovnaných hŕbach. Celkový cyklus je plne mechanizovaný a automatizovaný. Harvestory podľa hmotnosti a dosahu výložníku žeriavu harvestora možno rozdeliť do tried na: malé, stredne veľké a veľké.

Tabuľka 1: Charakteristické údaje harvestorov

Technický parameter

jednotka

MALÝ

STREDNE VEĽKÝ

VEĽKÝ

výkon motora

kW

menej 70

70-140

nad 140

hmotnosť

t

4-8

9-13

13-15 (18)

šírka

cm

160-200

240-280

260-290

dosah žeriavu

m

6,0

8,5-10,0

10,0-11,0 (15,0)

objem stromu

m3/strom

do 0,15

do 0,35

nad 0,35

max. priemer v mieste rezu

cm

20-35

35-45

45-65

výkonnosť

m3/mth+

3-5

4-8

5-15

ročná výkonnosť

m3/rok

7-8 tis.

12 tis

18 tis.

+ motohodina zahrňuje 15 min. prestávku

 

Harvestory možno tiež rozdeliť podľa spôsobu odvetvovania:

  1. s jedným uchopením stromu ťažbovou hlavicou, kde agregát priamo pred kabínou operátora strom odvetví, rozreže a uloží,
  2. s dvojitým uchopením stromu, kde ďalšie spracovanie (odvetvovanie a rozrezanie) prebieha v ďalšom agregáte, ktorý je umiestnený na zadnej náprave harvestoru.

2. Možnosti nasadenia harvestorov

Harvestory boli konštruované hlavne pre ihličnaté dreviny, t.j. smrek a borovicu. Smrekové stromy sa spracovávajú lepšie ako borovicové, ktoré sú často krivé a odvetvovacie nože sa zarezávajú do kmeňa. Kvalita odvetvovania je dobrá. Kvalita odvetvovania je daná druhom podávacích valcov, typom a zakrívením nožov, ročnou dobou pri spravovaní stromu. Harvestor môže pracovať aj v bukových porastoch, ktoré majú väčší počet nezakrivených stromov. Spracovanie stromov do priemeru 5 cm je možné. Bežne býva vrcholec stromu oddelený pri priemere 7 – 8 cm. Dĺžky spracovaných výrezov sa pohybujú od 1 do 7 m (9 m) s ohľadom na možnosti vyvážacích strojov.

3. Konštrukcie harvestorov

Harvestory sú montované na terénne podvozky traktorov. Rozlišujeme harvestory s kolesovým, pásovým a kráčajúcim podvozkom. Pásové a kráčajúce podvozky väčšinou vychádzajú z konštrukcie rýpadiel.

Kolesové harvestory môžu zvládnuť terény po spádnici (pozdĺžny sklon) do sklonu 35 – 45 (50)% podľa stavu povrchu, nad 45% prichádza do úvahy kolopásová, pásová a kráčajúca varianta podvozku. Pri presune stroja naprieč svahom (priečny sklon) je stabilita harvestora malá a dovoľuje max. 10% sklon. Na prudkých svahoch možno kombinovať nasadenie harvestora s približovacím navijakom, ktorý stromy postínané motorovou pílou priblíži na dosah ťažbovej hlavici harvestora. Dnešné konštrukcie harvestorov dovoľujú u niektorých typov vyrovnávanie kabíny operátora i na prudkých svahoch do vodorovnej polohy. Taktiež kolesá podvozku sa môžu prispôsobiť sklonu svahu, čím sa zväčší priečna stabilita stroja.

Žeriav a stínacia hlavica harvestora býva prevažne umiestnená na kolesovom podvozku, ktorý poskytuje väčšie možnosti nasadenia (napr. balvanitom, horskom teréne) a využíva lepšie svojich jazdných vlastností. Harvestor na kolesovom podvozku sa môže ľahšie a rýchlejšie presunovať. Pri nasadení na prudkom svahu využíva k zvýšeniu trakcie kolies reťaze a pásy na hnacích kolesách. Používajú sa tzv. tandemové nápravy. Podvozok je vybavený šiestimi, alebo ôsmimi kolesami. Pozostáva z predného a zadného vozíku, ktorý je uložený na zlamovacom kĺbovom ráme. Riadenie sa dosahuje zlamovaním rámu prostredníctvom hydrostatického pohonu. Uhol natočenia podvozku môže dosiahnuť až 40 stupňov. Nápravy vozíkov sú: pevné, výkyvné, tandemové (boogie). Pohon harvestorového podvozku sa uskutočňuje pomocou centrálneho hydromotora cez prevodovku a koncové prevody alebo hydrokolesami. Systém Load – Senzing dovoľuje riadenie rýchlosti kolies pomocou počítača v závislosti na zaťažení vozidla.

Hydraulický žeriav je podstatnou súčasťou harvestora, ktorý slúži k neseniu stínacej hlavice a k vykonávaniu potrebných pohybov pri spracovaní stromu. Žeriavy sú montované: na streche operátorovej kabíny, pred operátorovou kabínou, za operátorovou kabínou.

Podľa konštrukcie harvestorové žeriavy možno rozdeliť na: so zlamovacím výložníkom s teleskopickým výsunom posledného dielu, s teleskopickým výložníkom, s výložníkom s paralelnými ramenami. Podľa zdvihového momentu sa žeriavy rozdeľujú na: malé – zdvihový moment 40 kNm, stredné – zdvihový moment 100 kNm, veľké – zdvihový moment 160 kNm. Stínacia hlavica má úlohu stromu odrezať, sklopiť do pracovnej polohy, odvetviť, skrátiť a uložiť. Harvestory majú rôzne konštrukcie hlavíc. Konštrukčné prvky hlavice sú: rezné ústrojenstvo (najčastejšie reťazová píla), odvetvovacie nože (1 pevný a 4 pohyblivé), podávacie valce, meracie ústrojenstvo dĺžok a priemeru, rám hlavice a hydraulický pohon.

Pri stínke je hlavica prostredníctvom výložníka nasadená vertikálne na pätu stromu. Strom je uchopený zavretím odvetvovacích nožov a píla vykoná odrezanie stromu. Pomocou podávacích valcov je strom v horizontálnej polohe pretiahnutý cez odvetvovacie nože. Dobré odvetvenie je závislé na prítlačnom tlaku odvetvovacích nožov a na ich koncovom prekrytí. Nože majú oblúkovitú formu (tvar kužeľosečky). Podávacie valce sú buď s povrchom, na ktorom sú pripevnené kónické alebo ploché hroty, či zuby alebo je povrch pokrytý gumovým plášťom s doštičkami, ktoré majú ozuby. Druhý typ pozostáva z oceľovej obruče, na ktorej je upevnený gumový plášť. Na jeho povrchu sú natiahnuté ostrohranné protiklzové reťaze.

4. Meracie a riadiace systémy harvestorov

V súčasnej dobe ponúkajú takmer všetci výrobcovia harvestorov počítačom riadené meracie a vyhodnocovacie systémy, ktoré vypočítajú spracované objemy vyrobených sortimentov dreva podľa druhu dreviny, hrúbkovej triedy a kvality. Tieto údaje sú zaznamenané v prehľadnej tlači o výrobe dreva počítačom zadávacej firmy. Po ukončení ťažbovej úlohy sú všetky údaje potrebné k jej vykonaniu uložené na diskete, alebo na pamäťovej karte v kabíne operátora harvestora. Disketa a karta slúži k ďalšiemu spracovaniu pomocou osobného počítača (PC) alebo pomocou EDV (elektronické spracovanie dát) u podnikateľa, či zadávacej firmy. Merací a riadiaci systém slúži ku kontrole vyrobeného množstva dreva harvestorom s nameraným množstvom dreva u spotrebiteľa. Pôvodné škandinávske EDV – programy sú dnes upravované pre stredoeurópske pomery, kde je treba splniť zvláštne požiadavky na triedenie dreva pri zachovaní kompatibility prenosu údajov na lesný závod.

Hardwary a softwary meracích systémov pozostávajú z obdobných základných stavebnicových komponentov.

Záver

Trendy v oblasti lesnej techniky v európskom priestore jednoznačne ukazujú, že harvestorová technika má perspektívu. Prevažná väčšina výrobcov je zo severských štátov. Jediný výrobca u nás LKT s.r.o. Trstená v súčasnosti sa zameriava na výrobu lesných kolesových traktorov  LKT 81, LKT 82 a LKT 81ITL. V roku 2001 bol vyvinutý vo Vývoji Martin, a.s. typový rad lesných strojov a zariadení pre využitie v lesnom hospodárstve s tým, že výroba sa realizuje v ZTS LT, a.s. Trstená, predchodcu LKT s.r.o. Bol vyvinutý bázový stroj pre harvestor LKT 120 T-H, pre vyvážací stroj  LKT 120 T-S 6x6 a LKT 120 T-B pre bezúväzkové približovanie. Zámer sa doteraz nerealizoval, napriek tomu, že ako prax ukazuje sa jedná o perspektívne technológie.

Hanover 004

Hanover 004

Hanover 006

Hanover 006

Hanover 070

Hanover 070

Hanover 010

Hanover 010

Hanover 026

Hanover 026