Úvod / Informácie / Stroje a zariadenia / Rôzne

Súčasný stav a trendy vývoja lanových systémov v lesnom hospodárstve

28-01-2015
Prof. Ing. Milan Mikleš, DrSc.; Ing. Juraj Mikleš, PhD. | milan.mikles@tuzvo.sk; juraj.mikles@tuzvo.sk
Technická univerzita vo Zvolene

Slovensko je značne členitou krajinou, s pomerne vysokým podielom lesného fondu v horských, ekologicky sťažených podmienkach. Zložité lesné terény svojim tvarom podstatne ovplyvňujú výber mechanizačných prostriedkov pre sústreďovanie dreva k odvozným cestám, alebo skladom. Jedným zo závažných problémov slovenského lesného hospodárstva je práve približovanie dreva v takýchto, väčšinou nedostatočne sprístupnených porastoch.

Od začiatku 90- tých rokov minulého storočia je snaha o zavádzanie jemnejších foriem obhospodarovania lesov, ako jednej podmienky ich produkčnej a ekologickej stability. Jemnejšie formy hospodárenia si vyžadujú použitie diferencovaných technológií v celom ťažbovo - výrobnom procese, hlavne vo fáze sústreďovania dreva. Vhodné sú také technológie, ktoré zabezpečujú trvalú produkčnú schopnosť lesov a pritom zachovávajú aj mimoprodukčné funkcie lesov.

Medzi najšetrnejšie technologické princípy ťažbového procesu v lesnom hospodárstve patrí sústreďovanie dreva lanovými zariadeniami, ktoré splňuje požiadavky pre efektívne aj ekologicky vhodné hospodárenie. Použitie lanových systémov v lesnej výrobe je dôležitý prostriedok dosiahnutia cieľov lesného hospodárstva, ale súčasne aj dôležitý prostriedok humanizácie práce a zvyšovania jej technickej a kultúrnej úrovne.

Obr. 1

Z uvedených dôvodov, sa na Slovensku zvýšil záujem o nákup a využívanie  lanových systémov v lesníctve.

Technická a technologická variabilita lesných lanoviek je v podstate neobmedzená a veľmi rýchlym tempom sa rozvíja. Existujú rôzne prechodné konštrukčné typy a tiež úplne nové skladby technologických uzlov lanoviek, takže v novšej literatúre sa stále možno stretnúť s novým rozdelením a kategorizovaním lanových systémov.

1. Lanové systémy používané na Slovensku

Po roku 1990 sa zvýšil dôraz na sústreďovanie dreva lanovými systémami. Východiskom pre potrebu rozšírenia lanových systémov sú tendencie jemnejších metód a spôsobov prác v ťažbovej činnosti. Tento zmenený prístup bol spôsobený najmä rozvojom environmentálneho ponímania obhospodarovania lesov. Podobne ako v zahraničí aj u nás začali prevládať moderné princípy hospodárenia v lese pri nižšej koncentrácii ťažieb a lepšom využití prirodzenej obnovy porastov.

Obr. 2

Sústreďovanie dreva lanovými systémami patrí medzi moderné spôsoby racionálnej dopravy výrezov, kmeňov a stromov. Na Slovensku sa sústreďuje touto technikou pomerne malé množstvo dreva. Eviduje sa približne 60 kusov lanoviek na sústreďovanie dreva. Zastúpené sú všetky kategórie nosnosti od veľmi ľahkých až po veľmi ťažké lanovky. Proporcionálne rozdelenie jednotlivých typov však nie je dodržané. V mladších výchovných ťažbách sa lanovky prakticky nevyužívajú. V najbližšom období sa očakáva zvýšený podiel využitia lanových systémov pri sústreďovaní dreva.

Lanové systémy možno  všeobecne rozdeliť podľa hmotnosti nákladu na :

  • veľmi ľahké lanové systémy (do 1 000 kg);
  • ľahké lanové systémy  (1 000 - 2 000 kg);
  • stredne ťažké lanové systémy (2 000 - 3 000 kg);
  • ťažké lanové systémy (3 000 - 3 500 kg);
  • veľmi ťažké lanové systémy (nad 5 000 kg).

Obr. 4

Obr. 5

Lanový systém LANOR

Systém Lanor vznikol na Slovensku na svoju dobu ako unikátna lanovka a stal sa vzorom pre mnohé terajšie typy lanoviek. Modifikácia Lanor  je zostavená z obežného lana, ktoré zároveň plní aj funkciu nosného lana.

Pohon lanového systému je odvodený od vývodového hriadeľa traktora ZETOR rady 45 ¸ 55 kW cez kĺbový hriadeľ na traktorový navijak TNK 1, ktorý je uchytený na zadnej časti traktora. Prenos sily od hriadeľa prevodovky na navíjací bubon zabezpečuje pásová spojka ovládaná vzduchovým valcom. Pomocou hnacieho bubna sa uvádza do chodu obežné lano lanovky. Súčasťou lanového systému je montážny príves MP1, slúžiaci na prevoz obežného lana, jeho vyťahovanie a spätné navíjanie pomocou montážneho lanka do trasy. Príves slúži aj na uloženie a prevoz hlavných častí, príslušenstva a montážneho náradia.

Systém Lanor má dve modifikácie montáže a to Lanor-1, ktorý je bez nosného lana a Lanor-3 s nosným lanom. Obežný lanový systém Lanoru umožňuje automatickú jazdu vozíka s nákladom s možnosťou voľby výškovej regulácie nákladu.

Lanový systém LS 2- 500

Tento lanový systém je zložený  zo stožiarového štvorbubnového navijaka umiestneného na jednoosom prívese. Preprava a pohon sa uskutočňuje univerzálnym kolesovým traktorom s minimálnym výkonom 45 kW.  Navijaky majú mechanické pohony. Bubon s pomocným lanom plní tri združené funkcie a to montážnu pre roztiahnutie lán po trase, poháňaciu pre pohon mechanizmu vozíka, ktorým sa vysúva koniec ťažného lana z vozíka a funkciu otvárania čeľustí zabezpečujúcich náklad.

Systém bol vyvinutý a vyrobený v SL PTR Olomouc (CZ). Je to moderný lanový systém so stožiarom a rýchlomontážnymi prvkami. Pri racionálnej technologickej príprave umožňuje dĺžkou trasy 500 m vytvoriť potrebnú koncentráciu práce.

Lanový systém Wyssen

Saňový jednobubnový navijak s vlastným motorom je priťahovaný šmykom do pracovnej polohy, ktorá je na hornom konci trasy. Bubon s nosným lanom je samostatnou jednotkou. Nosné lano je ťahané navijakom upevnenom na hornom konci trasy. Ťažná sila navijaka je 25 ¸ 40 kN.

Lanovky typu Wyssen sú najosvedčenejšími lanovkami pre dlhé trate. Uplatňujú sa v horských oblastiach, kde z dôvodu neprístupnosti alebo z ekologických dôvodov nie sú vybudované prístupové cesty.

Lanový systém KSK-16

Je to ťažký, stožiarový systém s nosným, ťažným, vratným a pomocným lanom a je umiestnený na plošine terénneho automobilu s výkonom cca 200 kW. Pohon bubna navijaka je od hydrodynamického meniča. Spojky a brzdy hnacieho bubna sú ovládané pneumaticky. Ťažná sila je 36 ¸ 74 kN a priemer nosného lana 24 mm.

Lanový systém Timbermaster

Univerzálny lanový systém s prevádzkou po i proti svahu. Stožiarový navijak s nosným, ťažným, vratným a montážnym bubnom. Navijak je s automatickým napínaním nosného lana. Nadstavba vrátane kabíny je umiestnená na jednoosovom prívese. Ovládanie bubna ťažného, vratného a nosného lana je hydraulické. Pohon navijaka je od vývodového hriadeľa traktora s výkonom 50 kW. Ťažná sila je 15 ¸ 28 kN a priemer nosného lana 19 mm.

Lanový systém VMF Turmfalke

Stožiarový systém s nosným, ťažným, vratným a pomocným bubnom je namontovaný na jednoosovo prívese. Navijak má hydraulické pohony všetkých bubnov. Ťažná sila ťažného a vratného bubna je vyvodená viacdrážkovými hnacími bubnami, čím sa dosahuje konštantná ťažná sila bez ohľadu na meniaci sa polomer navíjania lana na bubon. Vozík lanovky zaisťuje voľné odvíjanie konca ťažného lana z vozíka. Ťažná sila systému je 25 kN a priemer nosného lana 10 mm. Princíp činnosti lanových systémov Timbermaster a Turmfalke.

Lanové systémy LARIX

Lanové systémy Larix sú vyrábané ŠLP VS Křtiny a to ako typ Larix550, Larix3T, Larix Kombi  a Larix Hydro. Sú to moderné zariadenia vhodné do každého druhu ťažieb. Výnimkou sú  len mladšie výchovné ťažby, pre ktoré by bola energetická kapacita predimenzovaná.

Preprava a pohon sa realizuje univerzálnym traktorom s výkonom cca 50 kW.

Úspešnosť technického prevedenia lanoviek Larix, a to  i z hľadiska konkurencie s renomovanými európskymi výrobcami lanoviek, je založená na nasledujúcich princípoch:

  • využitie princípu obežného lana s napínacou slučkou;
  • vysúvanie lana z mačky lanovky;
  • rýchle spojenie úseku obežného lana podľa dĺžky trasy;
  • zavesenie kompletnej lanovky Larix na zadný a predný trojbodový záves univerzálneho traktora;
  • rádiové ovládanie lanovky z miesta zostavovania a skladania nákladu;
  • cieľová automatika pre prejazd mačky;
  • konštrukcia spojok a bŕzd bubnov a hnacích bubnov zaručuje pomerne presné obmedzenie maximálneho napnutia lán.

Moderná elektronika predurčuje lanovku Larix na prácu v automatickom režime vrátane rádiového ovládania.

Obr. 6

Obr. 7

2. Lanové systémy používané v zahraničí

Sústreďovanie dreva lanovými systémami je najviac rozšírené vUSA, Kanade a Japonsku. Z európskych štátov je to Nórsko, Švajčiarsko, Rakúsko a Nemecko. V porovnaní so Slovenskom, kde nastal hlavne v sedemdesiatych a osemdesiatych rokoch umelý útlm rozvoja a využívania lanových systémov, v zahraničí vývoj lanových zariadení pokračoval. Konštruktéri lanoviek získalicenné skúsenosti z praxe a to sa prejavilo i vo vyspelosti konštrukcie zahraničných moderných lanoviek. V zahraničí je veľký výber rôznych výkonnostných typov a modelov lanových systémov, čo zaručuje možnosť vybrať vhodný typ pre dané pestovateľské činnosti.

Keďže v zahraničí je množstvo veľkých aj menších výrobcov lanových systémov, bolo by obtiažne vykonať vhodný prehľad týchto zariadení. Preto sú ďalej uvedené len niektoré typy najznámejších európskych výrobcov.

Medzi najvýznamnejších výrobcov patria :

  • v Nemecku je to firma Adler Baco
  • vo Švajčiarsku je to najmä firma Wyssen;
  • rakúske firmy Voest–Alpine, Koller, Steyer, KNB Technik, Konrad, Forsttechnik GmbH.
  • v Taliansku firma Valentini

Obr. 8

Obr. 9

Obr. 10

Obr. 11

Obr. 3

Lanové systémy firmy Valentini

Talianska firma vyrába celú typovú radu lanových systémov. V súčasnosti sa vyrábajú   V 400/M, V 400/M/3, V 600/M, V 600/M/3 a V 600/M/3/1000.

Konštrukcia týchto lanových systémov umožňuje ich adaptovanie na podvozok nákladného automobilu alebo pásového traktora, prípadne môžu byť umiestnené na samostatnom prívese.

Základ lanového systému tvorí teleskopická veža s dosiahnuteľnou výškou až 12 m a trojbubnový navijak (bubon nosného, ťažného a vratného lana). SystémyV 400/M a V 600/Msú vybavené len bubnom nosného a ťažného lana. Trojbubnový navijak má na každý bubon jednotlivé hydrostatické poháňanie.

Lanový systém pracuje s konštantnou ťažnou silou a rýchlosťou navíjania nezávisle od dĺžky pracovnej vzdialenosti, z čoho vyplýva menšie opotrebovanie lana a zabránenie zaklinovaniu lana na bubne.

Tieto lanovky sú vhodné do starších výchovných ťažieb, rubných ťažieb a holorubov exploatačného charakteru.

Lanové systémy firmy Voest-Alpine

Lanový systém Turmfalke

Lanový systém Turmfalke umožňuje adaptovanie na podvozok nákladného automobilu, alebo môže byť umiestnený na samostatnom prívese. Výška veže lanovky v pracovnej polohe je 10 metrov. Vo vozíku tejto lanovky sa využíva lanáčový systém získavania voľného konca ťažného lana. Systém je vybavený trojbubnovým navijakom.

 Lanový systém Baumfalke

Systém Baumfalke umožňuje adaptovanie na podvozok nákladného automobilu, alebo môže byť umiestnený na samostatnom prívese. Výška veže lanovky v pracovnej polohe je 10 m.  Montáž môže byť dvojlanová, alebo trojlanová. Lanovka je vybavená zariadením, ktoré zabezpečí postavenie do vodorovnej polohy. Systém je vybavený trojbubnovým navijakom. Lanovka používa rádiom ovládaný automatický vozík Sherpa U3.

Lanové systémy firmy Koller

Rakúska spoločnosť Koller vyrába typové rady lanových systémov K 300, K 300 H, K 301 – 3, K 501 H,  K 501, K 500 a K 800.

Konštrukcia lanových systémov pozostáva zo sklopnej veže a trojbubnového navijaku. Lanové systémy sú podľa typu montované na podvozok nákladného automobilu, poloprívesnom podvozku, prípadne trojbodový záves univerzálneho traktora. S lanovkou býva na podvozku nákladného automobilu montovaná aj hydraulická ruka s drapákom alebo procesorom.

Lanové systémy firmy Adler-Baco

Nemecký výrobca Adler – Baco má v ponuke širokú paletu moderných lanových systémov. Lanovky majú vysoký komfort obsluhy, kvalitne vybavené kabíny, hydraulicky výsuvné veže atď.  Systém je namontovaný na podvozku nákladného automobilu, prípadne špeciálny podvozok. U niektorých typov je použitá hydraulická ruka adaptovaná drapákom.

Lanovka Wyssen W30 Yarder

Švajčiarska firma Wyssen vyrába a vyvíja lanové zariadenia už dlhé roky. Vo svojej ponuke má niekoľko typov s nosnosťou od 1 500 kg  až do 15 000 kg. Výhodou týchto zariadení je najmä ich prepravná vzdialenosť. Dĺžka trasy môže dosiahnuť aj 2000 m, čo predstavuje veľkú výhodu hlavne pri preklenovaní nedostatočne sprístupnených oblastí. Lanovka Wyssen W 30 Yarder pracuje na podobnom princípe ako lanovka Alpmobil. Ide o saňový jednobubnový navijak s vlastným motorom, ktorý sa priťahuje šmykom. Vozík lanovky má hydraulické obvody s časovo nastaviteľným spínačom. Vozík umožňuje zastavenie v ľubovolnom mieste trasy a zaistiť náklad v plnom závese.

3. Nekonvenčné lanové systémy

Sú to lanovky, u ktorých napr. princíp pohybu lanovky po nosnom lane je iný ako u klasických lanových systémov. Používajú len nosné lano, alebo aj osobitné pohonné lano. Motor je vždy súčasťou vozíka. Základným princípom je autonómny pohyb vozíka, v ktorom sú zabudované všetky technologické prvky činnosti (motor a jeho ovládanie, zdvíhanie, pohyb po i proti svahu, riadiaca jednotka, pohonné látky, atď.). V zásade sú vyvíjané dva základné varianty týchto lanoviek. Prvý variant pracuje s jedným lanom, ktoré je zároveň nosné aj pohonné. Druhý variant pracuje s dvoma lanami. Nosné lano slúži len ako dráha, pohonné lano sprostredkúva pohyb a tiež slúži ako bezpečnostný prvok pri roztrhnutí nosného lana. K nevýhodám nekonvenčných lanoviek patrí riziko poškodenia drahého a technicky náročného vozíka v prípade porušenia lana.

Najväčšie skúsenosti s prácou s nekonvenčnými lanovkami majú v Japonsku.

Základné technické parametre európskych lanoviek sú uvedené v tabuľke.

Tabuľka: Základné technické parametre európskych lanoviek

Typ,
Krajina
Hmotnosť
v kg
Výkon motora
v kW
Nosnosť v kg
priemer NL
v mm
priemer PL
v mm
priemer ŤL
v mm
Rýchlosť pohybu
v m.s -1
Poznámka

Greifemberg, Taliansko

 
650
 
28,3
 
1800
 
20 - 32
 
-
 
10
 
4

pohon cez gumové kladky

MES 400, Švajčiarsko

 
440
 
8,25
 
400
 
16
 
-
-
 
0,7

Poľnohospodárstvo

Woodliner, Rakúsko

 
425
 
16,5
 
1500
 
14 - 18
 
-
 
8
 
5

Sústreďovanie dreva

Lantrak 01, Slovensko

 
415
 
28,3
 
1400
 
14
 
10
 
8
 
3

 

Poznámka: NL – nosné lano, PL – pohonné lano, ŤL – ťažné lano