Mașini forestiere – metode de acționare. Exploatare. Întreținere

MEq
By MEq mai 2, 2014 13:41

Mașini forestiere – metode de acționare. Exploatare. Întreținere

În ultimele două decenii, suprafaţa pădurilor din ţara noastră s-a micşorat apreciabil, atât din cauza cerinţelor economice, cât și a defrişărilor ilegale, care sunt cele mai vizibile. De asemenea, starea le-a fost influențată negativ de supraexploatare (amplificată de pseudomecanizarea lucrărilor) şi, frecvent, de ignoranţă. Astfel, procentul de împădurire a scăzut dramatic, afectând puternic echilibrul ecologic. A fost modificată structura genetică şi ecologică a ecosistemului forestier, inundaţiile înmulţindu-se şi amplificându-se. Apărarea și îmbunătățirea mediului înconjurător, asigurarea echilibrului prin conservarea și protejarea pădurilor (creșterea procentului de împădurire, pentru realizarea echilibrului tăiere – împădurire) constituie o sarcină a silvicultorilor, dar și o preocupare explicită și excepțională a factorilor guvernamentali.
Dr. ing. Ioan PETREA

Din acest punct de vedere, nivelul calităţii vieţii individuale este apreciat – pe langă altele – şi în funcție de suprafaţa pădurilor ecologic echilibrate de care dispunde fiecare naţiune. Un model de civilizaţie care să asigure un nivel de trai decent presupune – la nivel de ţară – o economie industrială bine dimensionată şi informatizată, optim împădurită cu ecosisteme forestiere naturale şi cvasinaturale. În susţinerea celor mai sus menţionate sunt decisive următoarele exemple:
• pădurile asigură echilibrul ecologic de ansamblu al ţării, un rol important fiind cel de prevenire a secetelor, inundaţiilor şi a eroziunii solurilor;
• în ansamblul lor, ele constituie elementul esenţial şi caracteristic al peisajului turistic românesc;
• pădurile exploatate judicios au un aport substanţial la dezvoltarea economică a ţării;
• ecosistemele forestiere produc peste 40 de milioane de tone de oxigen şi absorb cca. 50 de milioane de tone de dioxid de carbon (la proporţiile Terrei, pădurile produc anual 10-15 miliarde de tone de oxigen şi absorb 15-20 miliarde de tone de dioxid de carbon), împrospătând continuu mediul nostru de viaţă;
Mecanizarea lucrărilor forestiere este dictată în primul rând de asigurarea condiţiilor optime de desfăşurare a lor, având ca obiectiv calitatea şi reducerea costurilor de exploatare.
Mașinile actuale, în variante constructive diferite, asigură executarea mecanizată a activităţilor forestiere cum ar fi: recoltare, debitare, manipulare şi transport, combaterea bolilor, plantare.
Efectele directe şi indirecte ale folosirii mașinilor forestiere performante în executarea mecanizată a lucrărilor se manifestă şi în ceea ce priveşte forţa de muncă. În mare măsură, ele conduc la o restrângere a operaţiilor care cer intervenţia omului, dar în acelaşi timp reclamă o mai mare responsabilizare a personalului operator.
Pe lângă problema fundamentală privind simplificarea constructivă şi funcţională a echipamentelor de lucru (interschimbabile), o atenţie deosebită se acordă metodelor de acţionare, nota dominantă constituind-o conducerea numerică integrală a servomecanismelor electrohidraulice, respectiv îmbinarea optimă a servomecanismelor mecanohidraulice cu cele electrohidraulice şi electromecanice în câmpul servopompelor şi servomotoarelor. Toate aceste preocupări, generatoare de idei noi – singura cale a bunăstării – sunt însoţite de patente, care mutatis mutandis validează interesul pentru inovare şi, totodată, reprezintă conotaţia pozitivă a succesului economic.

1. Sisteme de acționare pentru mașinile cu echipament de lucru pentru controlat lungimea debitării
Echipamentele CTL – pentru controlul lungimii debitării – destinate mașinilor forestiere folosesc metoda scandinavă (Cut-To-Lenght) de a tăia la o lungime prestabilită. Conform principiului CTL, arborii sunt tăiaţi şi doborâţi, curăţaţi de crengi şi tăiaţi la anumite lungimi la faţa locului.
Aceste mașini sunt denumite combine, asemănătoare din punctul de vedere al rulării/tracţiunii excavatoarelor pe roţi cu pneuri sau şenile. Buştenii doborâţi și curățați sunt apoi căraţi cu echipamente de transport până la marginea drumului forestier. Transportul la mare distanţă (punct de lucru – fabrică) se realizează cu mijloace de transport.
1.1. Transmisia hidrostatică
Combinele şi echipamentele de transport sunt echipate cu transmisie hidraulică controlată prin circuit închis. Acesta asigură o excelentă maniabilitate pe terenuri denivelate şi în pantă. Pompa şi motorul sunt comandate proporţional prin intermediul dispozitivelor electronice. Soft-ul folosit în microcontrolere adaptează caracteristicile transmisiei cu puterea, evitându-se calarea motorului termic, în cazul supraîncărcării.
1.2. Hidraulica echipamentului de lucru cu sesizarea sarcinii
În construcţia acestor mașini sunt utilizate pompe din seriile A10VO şi A11V(L)O (fig. 1 și 2). O bună dimensionare s-a obținut ţinând seama de condiţiile de exploatare, precizie şi poziţionare. Componentele electrice și hidraulice Rexroth sunt optimizate pentru a oferi operatorului caracteristici corespunzătoare de răspuns şi control repetabil în orice condiţii de operare.
FIG.1 FIG.2
Blocul de comandă al sesizorului de sarcină M4 înglobează toate avantajele unei tehnologii avansate într-o formă compactă, caracterizată prin:
• debite mari;
• presiuni înalte;
• supape de siguranţă LS şi supape secundare integrate;
• compatibilitate cu controlul PWM;
• parte electronică integrată.
2. Hidraulica completă a mașinilor pentru recoltarea arborilor întregi
Procesul de recoltare FTH (full-tree harvesting) are la bază principiul de lucru nord-american şi constă dintr-un ansamblu de activităţi – doborârea, transportul (prin pădure) prelucrarea, încărcarea. Există mai multe variante ale procesului şi, în consecinţă, mai multe tipuri de maşini, în funcţie de condiţiile de teren şi/sau mărimea arborilor. Cele mai obişnuite maşini sunt prevăzute cu sisteme de rulare/tracţiune pe roti cu pneuri sau şenile. Echiamentul de lucru, prevăzut cu un dispozitiv de palpare, are un organ activ tip ferăstrău în formă de disc. Alte echipamente ce deservesc procesul tehnologic includ troliile de corhănit (scoaterea buştenilor din masivul păduros, de la locul de doborâre şi până la locul unde se poate începe transportul cu mijloace de transport), echipamentele de tăiat crengi şi graiferele de buşteni.
2.1. Maşinile de doborât
Maşinile de doborât sunt folosite la tăierea (doborârea) arborilor şi stivuirea acestora pe sol. Deoarece aceste maşini realizează procesul de lucru în teren accidentat, sistemul de rulare trebuie să îndeplinească cerinţele de mobilitate în toate tipurile de teren. Echipamentul de lucru poate executa simultan cel putin şapte miscări. Din cauza condiţiilor severe de teren, precum şi a sarcinilor grele pe care trebuie să le ridice, structura metalică a maşinii este semnificativ mai robustă decât a excavatorului. Pantele abrupte din pădure cer ca raportul efortului tracţiune – greutate să fie unu la unu sau mai mare. Dispozitivul de palpare este prevăzut cu un ferăstrau circular cu turaţie mare.
2.2. Sistemele hidraulice şi componentele de acţionare
Maşinile pentru recoltarea arborilor întregi folosesc o gamă completă de transmisii şi sisteme de control Rexroth. Sistemele de control ce echipează aceste maşini sunt de la simple reglări de putere, la reglări cu microprocesoare.
Pompele A11VO, A10VO, cu controlul puterii (fig. 3 şi 4), Load-Sensing şi Cross-Sensing, echipează maşinile de doborât şi încărcătoarele de buşteni.
FIG.3 FIG.4
Acţionarea deplasării este alimentată de o unitate GFT cu motor A6VE integrat. Troliile de corhănit sunt prevăzute cu pompe A4VG, motor A6VM şi unitate GFT. Conceptul LUDV este utilizat îndeosebi la maşinile de doborât, deoarece asigură efectuarea simultană a mai multor funcţii. Supapele senzorului de sarcină M4 deservesc controlul funcţiilor auxiliare şi al cilindrului capului de palpare prevăzut cu ferăstrau circular.
3. Dispozitive de recoltare
Dispozitivul de recoltare trebuie să aibă o construcţie eficientă şi fiabilă, să asigure forţa şi viteza de lucru necesară realizării unei productivităţi ridicate.
3.1. Dispozitivele (capetele) maşinilor de doborât
Capul prevăzut cu organ activ tip ferăstrau reprezintă echipamentul care îndeplineşte funcţia de tăiere și prinde şi stivuieşte arborii pe sol. Tăierea se realizează cu ferăstrăul circular, acţionat de un motor hidraulic, graiferul fiind acţionat cu cilindri hidraulici.
3.2. Blocul de comandă al sesizorului de sarcină
Cu presiuni maxime de 350/420 bari, blocul de comandă al sesizorului de sarcină M4 (fig. 5) oferă o soluţie eficientă pentru acţionările de mare presiune. În ceea ce priveşte utilizarea motoarelor cu pistoane radiale tip MCR, acestea sunt potrivite pentru treptele de presiune până la 420 bari. Blocul M4 asigură controlul funcţiilor capului de recoltare. FIG.5
4. Soluţii de transport
Transportul arborilor doborâţi se face cu troliile de corhănit. Deplasându-se printre arborii pădurii, maşina dispune de o mare mobilitate, fiind prevăzută cu un număr de 4 până la 8 roți.
4.1. Încărcătoarele de buşteni
Pentru manevrarea arborilor doborâţi se folosesc încărcătoare sau automacarale prevăzute cu echipament de graifer acţionat hidraulic.
4.2. Sisteme de acţionare
Pentru realizarea funcţiilor de manevrabilitate, cu rapiditate şi capacitate mare de încărcare, se folosesc sisteme Rexroth, blocuri de comandă SX (fig. 6 şi 7) LUDV, care asigură efectuarea mai multor mişcări simultan sau independent.
FIG.6 FIG.7
Astăzi, maşinile forestiere, în marea lor majoritate, sunt concepute cu comandă electrohidraulică. Datorită multiplelor funcţii ale procesului de lucru, maşinile forestiere trebuie să respecte riguros cerinţele unui set de standarde cu privire la putere şi confort.
Cu ajutorul joystick-urilor (fig. 8) în corelaţie cu modulele electronice, utilizând magistrala CAN (Controller Area Network), operatorii ajustează procesul de lucru programat, în funcţie de aplicaţii. FIG.8
Exemplu de maşini forestiere pentru diferite aplicaţii: mașini cu echipament de corhănit bușteni; cu echipament de tăiat crengi; cu echipament de tăiat și debitat bușteni; de curățat și debitat bușteni; cu echipament de manipulare și transport bușteni.
Importanţa şi necesitatea exploatării şi întreţinerii curente a mașinilor forestiere în economia firmelor rezultă din utilizarea tehnologiilor performante de nivel tehnic ridicat, ce implică mână de lucru calificată. Tehnologiile performante şi mașinile forestire de nivel tehnic ridicat se asigură prin profesionalism în achiziţii şi printr-o bună exploatare şi întreţinere a sistemului de mașini.
Operatorii ce deservesc mașinile forestiere trebuie instruiţi adecvat pentru a dobândi îndemânarea necesară exploatării corecte a mașinii în frontul de lucru. Ei trebuie să ştie cum se lucrează cu mașinile și echipamentele de lucru specifice, trebuie să fie capabili să-şi însuşească şi să înţeleagă instrucţiunile de exploatare, folosirea şi întreținerea maşinii.
Buna exploatare şi întreţinere a mașinilor forestiere – decisive în sporirea eficienţei acestora – este în relaţie directă cu priceperea de a le adapta condiţiilor concrete de lucru, de a le întreţine, de a le repara.
Menţinerea mașinilor forestiere în stare de funcţionare, la parametri de performanţă, constituie o condiţie a realizării eficienţei firmei deținătoare. Aceasta presupune desfășurarea unei activități constante de supraveghere a mașinilor forestiere destinate diferitelor lucrări pentru a le menţine în funcţiune la parametrii prestabiliţi. De aceea, pentru înlăturarea neajunsurilor şi asigurarea funcţionării mașinilor la parametrii funcţionali corespunzători se impune ca, în perioada exploatării, să se aplice în mod continuu şi coerent un complex de măsuri privind întreținerea.
Orientarea articolului spre partea funcţională a maşinilor forestiere oferă deţinătorilor de utilaje, celor care le întreţin, indicaţii pentru identificarea rapidă a eventualelor defecţiuni, iar achizitorilor de mașini forestiere, un ghid pentru realizarea unei analize complexe a diferitelor oferte.

MEq
By MEq mai 2, 2014 13:41