The relationship between the mass of the harvester head and its maximum cutting diameter

• Autorzy: Leszczyński N. , Tomczak A. , Kowalczuk J. , Zarajczyk J. , Węgrzyn A. , Kocira S. , Depo K.

Warianty tytułu

PL

Masa głowicy harwesterowej a jej maksymalna średnica cięcia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of the study was to demonstrate a relationship between the type/mass of harvester heads and their maximum cutting diameter. The study evaluated heads for felling, delimbing, and bucking trees, mounted on an extensible boom, with a chain saw and feed rollers, designed principally for coniferous stands. The heads included in the study were mostly products of European manufacturers: AFM, CTL, Kesla, Keto, Komatsu, Konrad, Logmax, Logset, Moipu, Ponsse, Rottne, Silvatec, SP Maskiner, and Viking. The analysis was based on technical specifications provided by the producers. The results were analyzed statistically by ANOVA and T-Tukey's multiple confidence intervals at the level of significance α=0.05. The trend lines were fitted by the method of least squares. The slopes of linear regression lines representing the mass of harvester heads by particular manufacturers as a function of their maximum cutting diameter differ considerably from one producer to another: 22.5 for Logset, 22.5 for Ponsse, 30.4 for Keto, 33.9 for Kesla, 40.7 for SP Maskiner, 57.1 for Logmax, 66.5 for Komatsu, and 78.2 for AFM. Keto Forst Ecolit weighing 297 kg, designed for felling the thinnest trees (of up to 30 cm in diameter) is the lightest European harvester head with feed rollers and a chain saw. By contrast, Keto 825TS, weighing 2450 kg is the lightest head capable of felling, delimbing, and bucking the thickest trees (of up to 102 cm in diameter). Heads for final felling and thinning with a maximum cutting diameter of 60-70 cm have the largest percentage (31.5%) in European harvester heads offered on the market. The smallest percentage (5.6%) is noted for thinning heads with a maximum cutting diameter of up to 40 cm. There is a positive correlation between the mass of harvester heads and their maximum cutting diameter. Harvester heads designed for felling or for felling and thinning are statistically heavier than smaller types of heads. There is, however, no statistically significant difference in mass between heads for thinning and heads for thinning and felling. A head by the same manufacturer, with a maximum cutting diameter greater by 10 cm, is heavier by 225-782 kg, depending on the manufacturer.

PL

Celem pracy było wykazanie zależności między typem/masą głowicy harwesterowej a jej przydatnością do pozyskiwania drewna w różnych grupach wymiarowych drzew. Ocenie poddano głowice ścinkowo-okrzesująco-przerzynające, przeznaczone do mocowania wysięgnikowego, wyposażone w piłę łańcuchową oraz rolki napędowe, przeznaczone głównie do pozyskiwania drewna w drzewostanach iglastych. Badaniami objęto głowice producentów europejskich: AFM, CTL, Kesla, Keto, Komatsu, Konrad, Logmax, Logset, Moipu, Ponsse, Rottne, Silvatec, SP Maskiner i Viking. Analizę przeprowadzono na podstawie danych technicznych przedstawionych przez oferentów. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej przy wykorzystaniu metody analizy wariancji i wielokrotnych przedziałów ufności T-Tukeya, przy założonym poziomie istotności α=0,05. Linie trendu dopasowano metodą najmniejszych kwadratów. Współczynnik kątowy prostych regresji, wyznaczonych dla ich masy w funkcji ich maksymalnej średnicy cięcia, dla głowic każdego producenta jest inny i wynosi: Logset - 22,5, Ponsse - 22,5, Keto - 30,4, Kesla - 33,9, SP Maskiner - 40,7, Logmax - 57,1 i Komatsu - 66,5, AFM - 78,2. Najlżejszą produkowaną w Europie głowicą rolkową wyposażoną w piłę łańcuchową jest Keto Forst Ecolit o masie 297 kg, która przeznaczona jest do ścinania najcieńszych drzew (o średnicy do 30 cm). Z kolei najlżejszą głowicą umożliwiającą ścinkę, okrzesanie i przerzynkę najgrubszych drzew (o średnicy do 102 cm) jest Keto 825TS o masie 2450 kg. Głowice zrębowotrzebieżowe (o maksymalnej średnicy ścinki z przedziału 60-70 cm) stanowią największy udział (31,5%) wśród europejskich głowic harwesterowych. Najmniejszy udział w rynku (5,6%) obejmują głowice trzebieżowe (o maksymalnej średnicy ścinki do 40 cm). Istnieje dodatnia korelacja między masą głowicy harwesterowej a jej średnicą cięcia, a także głowice zrębowe i zrębowo-trzebieżowe swoją masą odbiegają statystyczne od mniejszych typów głowic. Natomiast brak statystycznej różnicy w masie pomiędzy głowicami trzebieżowymi i trzebieżowo-zrębowymi. Zamiana głowicy na głowicę tej samej firmy, ale o większej o 10 cm maksymalnej średnicy ścinki skutkuje zwiększeniem jej masy, zależnie od producenta, o 225-782 kg.

Słowa kluczowe

EN

timber harvesting; multi-operational logging machine; European market; pine harvesting

PL

pozyskiwanie drewna; maszyna wielooperacyjna; rynek europejski; sosna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 61, nr 2
• Strony: 50--54
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz., wykr.

Twórcy

autor

Leszczyński N.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Wydział Inżynierii Produkcji, Katedra Maszyn Ogrodniczych i Leśnych, ul. Głęboka 28; 20-612 Lublin, Poland

autor

Tomczak A.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Wydział Leśny, Katedra Użytkowania Lasu, ul. Wojska Polskiego 71A; 60-625 Poznań, Poland

autor

Kowalczuk J.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Wydział Inżynierii Produkcji, Katedra Maszyn Ogrodniczych i Leśnych, ul. Głęboka 28; 20-612 Lublin, Poland

autor

Zarajczyk J.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Wydział Inżynierii Produkcji, Katedra Maszyn Ogrodniczych i Leśnych, ul. Głęboka 28; 20-612 Lublin, Poland

autor

Węgrzyn A.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Wydział Inżynierii Produkcji, Katedra Maszyn Ogrodniczych i Leśnych, ul. Głęboka 28; 20-612 Lublin, Poland

autor

Kocira S.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Wydział Inżynierii Produkcji, Katedra Eksploatacji Maszyn i Zarządzania Procesami Produkcyjnymi; ul. Głęboka 28; 20-612 Lublin, Poland

autor

Depo K.

• Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Wydział Inżynierii Produkcji, Katedra Eksploatacji Maszyn i Zarządzania Procesami Produkcyjnymi; ul. Głęboka 28; 20-612 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Andersen T.O., Hansen M.R., Mouritsen O.O.: Design optimization of harvest head and actuation system of forest harvester. Proceedings of the Sixth International Conference on Fluid Power Transmission and Control, 2005, 297-301.
• [2] Aniszewska M., Brzózko J., Skarżyński J.: Harwestery do pozyskiwania drewna stosowane w polskich lasach. Część 2. Głowice harwesterowe. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 2011, 2, 4-7.
• [3] Ankudo-Jankowska A., Glura J., Ankudo L.: Ekonomiczna efektywność zabiegów trzebieżowych w drzewostanach sosnowych II i III klas wieku. Sylwan, 2013, 157(1), 17-25.
• [4] Bembenek M., Mederski P. S., Erler J., Giefing D.F.: A new extracting solution for large-size timber and hilly areas: the HSM 904Z 6WD skidder. IUFRO All-D3-Conference: Pathways to Environmentally Sound Technologies for Natural Resource Use, June 15-20, 2008, Sapporo, Japan.
• [5] Bembenek M., Mederski P. S., Erler J., Giefing D.F.: Result of large-size timber extracting with a grapple skidder. Acta Sci. Pol. Silv. Colendar. Rat. Ind. Lignar, 2011, 10(3), 5-14.
• [6] Bergstrom D., Bergsten U., Hornlund T., Nordfjell T.: Continuous felling of small diameter trees in boom-corridors with a prototype felling head. Scandinavian Journal of Forest Research, 2012, 27, 474-480.
• [7] Brzózko J.: Tendencje rozwojowe głowic ścinkowych. Część I. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 2007, 5, 5-7.
• [8] Brzózko J.: Tendencje rozwojowe głowic ścinkowych. Część II. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 2007, 6, 4-7.
• [9] Brzózko J., Fronczek M.: Tendencje rozwojowe głowic ścinkowych. Część III. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 2008, 2, 20-21.
• [10] Brzózko J., Skarżyński J.: Harvestery do pozyskiwania drewna stosowane w polskich lasach. Cz. 1. Charakterystyka ogólna - nośniki. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 2010, 6, 11-14.
• [11] Długosiewicz L., Grzebieniowski W.: Porównanie wybranych technologii pozyskania drewna pod względem wydajności i kosztów. Inżynieria Rolnicza, 2009, 8(117), 7-13.
• [12] Dvorák J., Walczyk J.: Wydajność pozyskania drewna przy pomocy harwesterów i pilarki spalinowej. Sylwan, 2013, 157(3), 171-176.
• [13] Giefing D.F., Bembenek M., Gackowski M., Grzywiński W., Karaszewski Z., Klentak I., Kosak J., Mederski P.S., Siewert S.: Ocena procesów technologicznych pozyskiwania drewna w trzebieżach późnych drzewostanów sosnowych. Metodologia badań. Nauka Przyroda Technologie, 2012, 6 (3), 1-23.
• [14] Iwaoka M., Aruga K., Sakuari R., Cho K.H., Sakai H., Kobayashi H.: Performance of Small Harvester Head in a Thinning Operation. J. For. Res., 1999, 4, 195-200.
• [15] Jodłowski K., Suwała M. Wpływ procesów technologicznych na wydajność pracy i koszty pozyskiwania drewna w drzewostanach sosnowych starszych klas wieku. Część I. Trzebieże późne. Prace Instytutu Badawczego Leśnictwa, 2002, A: 2(935), 87-109.
• [16] Kobayashi H., Iwaoka M., Uemura T., Kageyama I.: Improvement and Evaluation of the Feller-Buncher Head. J. For. Res., 1996, 1, 57-59.
• [17] Kormanek M.: Określenie deformacji szlaku zrywkowego przy pomocy laserowego urządzenia do pomiaru przekroju lub ukształtowania powierzchni terenu. Inżynieria Rolnicza, 2012, 4(139), 157-169.
• [18] Leszczyński N.: Nożowe głowice ścinkowe mocowane na wysięgnikach. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 2011, 4, 10-12.
• [19]Leszczyński N.: Ultralekkie głowice ścinkowe do pozyskiwania drewna energetycznego. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 2013, 2, 15-16.
• [20] Leszczyński N., Węgrzyn A.: Nowe techniki zrywki linowej. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 2013, 3, 17-18.
• [21] Maksymiak M., Grieger A.: Analiza wydajności pracy przy pozyskiwaniu drewna na przykładzie harwestera Valmet 901.3 i forwardera palmet 840.2. Inżynieria Rolnicza, 2008, 1(99), 273-281.
• [22] Mederski P.S., Bembenek M., Erler J., Giefing D.F., Karaszewski Z.: Forest Engineering: Meeting the Needs of the Society and the Environment, July 11-14, 2010, Padova, Italy.
• [23] Mederski P.S., Bembenek M., Erler J., Giefing D.F. Development of a thinning operation with the CTL 40HW harvester head for broadleaved stands. IUFRO All-D3-Conference: Pathways to Environmentally Sound Technologies for Natural Resource Use, June 15-20, 2008. Sapporo, Japan.
• [24] Mederski P.S., Bembenek M., Mendow N., Giefing D.F., Jakubowski M.: Pozyskiwanie buka harwesterem z głowicą do drzew liściastych CTL 40HW. W: Różański H., Jabłoński K. (Red): Tendencje i problemy techniki leśnej w warunkach leśnictwa wielofunkcyjnego. KTL, Poznań, 2011, 56-62.
• [25] Miettinen M., Kulovesi J., Kalmari J., Visala A.: New Measurement Concept for Forest Harvester Head. Field and Service Robotics, 2010, 7, 35-44.
• [26] Moskalik T., Stampfer K.: Efektywność pracy harwestera Valmet 911 Snake w warunkach górskich. Sylwan, 2003, 147(4), 91-98.
• [27] Nakagawa M., Hayashi N., Narushima T.: Effect of tree size on time of each work element and processing productivity using an excavator-based single-grip harvester or processor at a landing. J. For. Res. 2010, 15, 226-233.
• [28] Spinelli R., Kofman P.: A review of short-rotation forestry harvesting in Europe, First Conference of the Short Rotation Woody Crops Operations Working Group, Paducah, KY, September 1996, 23-25.
• [29] Stańczykiewicz A., Sowa J. M., Szewczyk G.: Uszkodzenia drzew i odnowienia w wyniku ręczno-maszynowego pozyskania drewna z wykorzystaniem urządzeń agregowanych z ciągnikami rolniczymi. Sylwan, 2011, 155(2), 129-137.
• [30] Suchomel C., Becker G., Pyttel P. Fully mechanized harvesting in Aged Oak Coppice Stands. Forest Products Journal, 2011, 61, 290-296.
• [31] Szumicki D., Urbaniak W.: Budowa i obsługa techniczna forwarderów i harwesterów. Materiały do szkoleń operatorów, ORW LP Bedoń, 2006.
• [32] Tolosana E., Laina R. Ambrosio Y.: Martin M. Residual biomass recovery from fully-mechanized delayed thinnings on Spanish Pinus spp. Plantations. Biomass and Bioenergy, 2014, 71, 98-105.
• [33] Viljamaa P., Koivo H.N., Peltomaa A. Adaptive feed control of a forest harvester. International Conference on Mechatronics, 2003, 235-240.
• [34] Węgrzyn A., Leszczyński N., Kowalczuk J., Zarajczyk J.: Rozwiązania konstrukcyjne zespołu posuwu harwesterowych głowic rolkowych. Technika Rolnicza Ogrodnicza Leśna, 2014, 4, 10-13.
• [35] Więsik J.: Badania wysokowydajnych maszyn do pozyskiwania drewna prowadzone w Zakładzie Mechanizacji Leśnictwa SGGW. Inżynieria Rolnicza, 2008, 1(99), 401-412.
• [36] Zastocki D., Walczak A.: Uszkodzenia drzew w górskich przedrębnych drzewostanach sosnowych. Sylwan, 2011, 155(9), 642-650.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.