Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

I Sverige gallras årligen ca 360 000 ha skogsmark. Skogsbolagen efterfrågar effektivare skogsmaskiner för att minimera kostnaderna i skogsbruket. Två finska och en svensk studie pekar på produktivitetsökningar i storlekar upp till tio procent vid användandet av griptilt. Griptilten är en tilläggsmodul som monteras mellan gripen och rotatorn på en skotarkran och möjliggör uppresning av virkesknippen till vertikal position.

Syftet med studien var att mäta om det blev någon effektivitetsskillnad för krankörningsarbetet under lastning av en skotare, med och utan griptilt i gallringsbestånd med tre olika beståndstätheter: 1000, 1500 och 2000 stammar/ha. Studerade faktorer i bestånden var ackumulering och jämndragning mot mark. Arbetet syftade även till att studera om griptilten påverkar bränsleförbrukningen samt mängden förarvibrationer.

I beståndet med 1000 stammar/ha var skotaren med griptilt 6,6 % effektivare. Med möjlighet att ackumulera flera virkeshögar per krancykel minskade tidsåtgången med 6,44 cmin/hög. Jämndragning mot mark medförde att tidsåtgången ökade med 8,58 cmin/hög.

I beståndet med 1500 stammar/ha hade skotaren utan griptilt ca 1 % högre effektivitet, men kunde då varken ackumulera eller jämndra virket pga. att det var för trångt mellan de kvarvarande stammarna i beståndet. Med griptilten var dessa moment genomförbara, men med en effektivitetsförlust på 4,4 cmin/hög, jämfört med högarna som griptilten inte ackumulerade.

I det tätaste beståndet (2000 stammar/ha) var skotaren utan griptilt ca 13,8 % effektivare, på bekostnad av andelen krancykler som ledde till en skada. Andelen skador ökade från griptiltens 7,5% till 25 % skador utan griptilt. Ingen av maskinkonfigurationerna klarade av att ackumulera virke i beståndet med 2000 stammar/ha.

Vibrationsvärdena var relativt låga (under 0,2 m/s2) och ingen skillnad kunde uppmätas mellan maskinkonfigurationerna för alla beståndstyper. Skillnaden i bränsleförbrukning för de olika bestånden och maskinkonfigurationerna var som störst i beståndet med 2000 stammar/ha där skotaren med griptilt i genomsnitt hade 1,1 l/t lägre förbrukning än skotaren utan griptilt. I de övriga bestånden hade griptilten mellan 0,2-0,5 l/t högre förbrukning. Av studien kan följande slutsatser dras:
• Griptilten har potential att höja produktiviteten med minst 6 % i bestånd med täthet av ca 1000 kvarvarande stammar/ha
• Griptilten kan minska antalet skador på kvarvarande bestånd med upp till ca 17 %
• Griptilten möjliggör ackumulering av virke i beståndstätheter upp till 1500 kvarvarande stammar/ha
• Griptilten underlättar och effektiviserar jämndragning av virke mot marken (ca 15 % högre effektivitet)
• Användning av griptilt ger inte mer vibrationer eller ökad bränsleförbrukning.

In Sweden is about 360 000 ha of forest land thinned every year. Forest companies demand more efficient forest machines to minimize supply cost. Two Finnish and one Swedish study indicate a 10% increase of productivity when using a grapple-tilt compared to using a standard grapple. The grapple-tilt is a module that can be mounted between the grapple and rotator on a forwarders crane, and render the possibility to rise the timber heaps to a vertical position. This will in turn improve the possibilities to evening the log-ends in a heap to the ground and move them between the remaining trees in the thinning stands in a “easier” way.

The purpose of this work was to study if there was any difference between the productivity of the loading work on a forwarder with and without grapple-tilt in thinning stands with three different stand densities: 1000, 1500 and 2000 stems/ha. Accumulation and evening log-ends to the ground was the studied factors in the stands. Another purpose of the work was to compare the fuel consumption and vibrations exposed to the machine operator.

In the stand with a density of 1000 stems/ha, the forwarder with grapple-tilt was about 6.6 % more effective. With the possibility to accumulate heaps, time consumption decreased with 6.44 cmin/heap. Evening log-ends to the ground resulted in an increase of time consumption with about 8.58 cmin/heap.

In the 1500 stems/ha stand, the forwarder without grapple-tilt was about 1 % more effective but could neither accumulate nor evening logs to the ground. With the grapple-tilt these operations were possible to do, but with an efficiency loss of about 4.4 cmin/heap, compared to the heaps which the grapple-tilt didn’t accumulate.

In the densest stand (2000 stems/ha), the forwarder without grapple-tilt was about 13.8% more effective, at the expense of the number of damages to the trees in the stand. The number of crane cycles that resulted in damage to the threes was 25 %, compared to 7.5 % which was the percentual damage for the grapple-tilt. None of the machine configurations managed to accumulate heaps in that stand.
The vibration values were relatively low (below 0.2 m/s2) and no great difference could be measured between the different stands and machine configuration. The difference in fuel consumption between the different stands and machine configurations was largest in the stand with 2000 stems/ha, where the mean consumption of the forwarder with grapple-tilt was about 1.1 l/h lower. In the other stands the fuel consumption was between 0.2-0.5 l/h higher for the forwarder with grapple-tilt. For the study, following conclusions can be made:
• Grapple-tilt has potential to increase the productivity with at least 6 % in stands with about 1000 stems/ha
• Grapple-tilt can decrease the number of damages to the stand with up to 17 %
• Grapple-tilt makes accumulation of heaps easier
• Grapple-tilt makes evening log-ends to the ground easier and does it in a more effective way (about 15 % more effective)
• No differences in vibrations or fuel consumption could be measured.