Harwester - maszyna ścinkowo-okrzesująco-przerzynająca

W porównaniu z procesorami harwestery są wzbogacone o możliwość wykonywania dodatkowej operacji technologicznej - ścinki. Podobnie jak one dzielą się na jedno- i dwuchwytakowe. Co więcej, różnice w budowie zewnętrznej procesorów i harwesterów, obydwu typów, są niewielkie i łatwo je pomylić.

Harwestery jednochwytakowe są bardzo popularne w Skandynawii i mają coraz większe znaczenie w pozyskaniu drewna w krajach Europy Zachodniej. Ich budowa i sposób pracy przedstawiają się następująco. Na maszynie bazowej o podwoziu gąsienicowym lub kołowym (cztero-, sześcio-, lub ośmiokołowym) jest posadowiony żuraw hydrauliczny, obecnie o wysięgu od 7 do 10 metrów, na którym jest zawieszona głowica obróbcza. Wysięg żurawia jest podyktowany przede wszystkim wielkością ścinanych drzew. W przypadku ścinania drzew o dużej miąższości jest konieczne zastosowanie większej, cięższej głowicy i co się z tym wiąże żurawia o mniejszym wysięgu. Mniejsze głowice są stosowane w trzebieżach, większe w użytkowaniu rębnym. Wiele firm produkuje całą gamę harwesterów dostosowanych do konkretnych kategorii cięć. Są więc harwestery przeznaczone do trzebieży w drzewostanach młodszych klas wieku (Rottne 2004, Timberjack 770), są wreszcie harwestery do wykonywania trzebieży późnych i cięć rębnych (Rottne SMV RAPID EGS, Timberjack 1270C).

Współczesne harwestery są maszynami w bardzo dużym stopniu skomputeryzowanymi. Zastosowane rozwiązania nie koncentrują się wyłącznie na sterowaniu maszyną czy pracy głowicy obróbczej. Harwestery produkowane przez firmę Ponsse są wyposażane w program Opti, który nie tylko optymalizuje wyróbkę drewna ale również umożliwia operatorowi korzystanie z map numerycznych, baz danych, GPS-u, Internetu oraz poczty elektronicznej. Bezpośrednia łączność z operatorem harwestera pozwala na błyskawiczną korektę listy wyrabianych sortymentów i dostosowaniem jej do bieżących potrzeb (zamówień).

Harwester TJ 1270B jest fabrycznie wyposażany w dwa niezależne systemy komputerowe:

• Timberjack 3000, sterujący pracą głowicy harwesterowej;
• TMC, kontrolujący pracę żurawia i całego układu przeniesienia napędu.

Obydwa systemy pracują w technologii CAN-Bus (Controller Area Network). Sygnał pomiędzy poszczególnymi czujnikami i urządzeniami pomiarowymi, a centralnym komputerem jest przekazywany magistralą, w postaci cyfrowej, co znacznie zwiększa odporność całego systemu na zakłócenia. Specjalistyczne programy obsługujące te systemy prawie wyeliminowały konieczność ręcznej regulacji zaworów lub przekaźników. Wszelkie parametry układów elektrycznych i hydraulicznych są wprowadzane z klawiatury. Wielopoziomowe, „drzewiaste” menu, zostało w dużej mierze oparte na czytelnych, zrozumiałych piktogramach. Programy posiadają również wbudowane moduły diagnostyczne, ułatwiające lokalizację usterek. System kontrolno-pomiarowy Timberjack 3000 umożliwia optymalizację wyróbki drewna pod względem wartości rynkowej i maksymalnego wykorzystania strzały (polskie egzemplarze niestety nie zostały wyposażone w moduł kosztowy, więc pełna optymalizacja w ich przypadku nie jest możliwa). W czasie wyróbki każda kłoda może być oznaczona farbą - dwa kolory, w trzech kombinacjach - co ułatwia ich późniejsze sortowanie podczas zrywki. Poza funkcjami typowo technicznymi, tzn. zadawaniem parametrów pracy układów, TJ 3000 umożliwia zaprogramowanie wyróbki różnych klas jakościowo-wymiarowych drewna. Rejestry pozwalają na wprowadzenie dla każdego z czterech gatunków drzew (np. sosny, świerka, buka i brzozy) dwunastu różnych długości kłód, dwudziestu średnic i dziesięciu klas jakości. Głowicę można wyposażyć w urządzenie, które umożliwia automatyczne spryskiwanie pniaków w czasie ścinki specjalnym preparatem, przyspieszającym rozkład drewna. Nie jest wówczas konieczne ich korowanie.

Na system składa się 7 podzespołów:

• Moduł w głowicy harwesterowej.
• Jednostka centralna, umieszczona w wytrzymałej, aluminiowej obudowie. Brak ruchomych części, jak np. stacja dysków. Wymiana danych za pomocą kart pamięci.
• Wyświetlacz ciekłokrystaliczny, wymiary zewnętrzne wyświetlacza - 105×230 mm.
• Moduły klawiatur zespolone z dźwigniami sterującymi pracą żurawia.
• Zasilacz systemu.
• Magistrala CAN.
• Drukarka termiczna (zamontowana w suficie kabiny), szerokość papieru 110 mm.

Oprogramowanie systemu Timberjack 3000 znajduje się na wymiennej karcie pamięci. Zmiana oprogramowania polega po prostu na wymianie karty.

Pomiar długości jest dokonywany za pomocą dociskanego hydraulicznie kółka pomiarowego. Dokładność pomiaru wynosi 1 cm.

Średnica jest obliczana jako średnia arytmetyczna z pomiaru dwóch prostopadłych do siebie średnic. Pomiar odbywa się przy użyciu potencjometrów sprzężonych z nożami okrzesującymi, z dokładnością do 1 mm. Docisk noży okrzesujących i walców podających jest automatycznie dostosowywany do średnicy strzały.

Miąższość wyrabianego drewna jest obliczana w sekcjach o długości 10 cm. Możliwe jest również obliczanie miąższości kłody na podstawie średnicy w cieńszym końcu lub w połowie długości, w korze lub bez.

Maksymalna długość, na której jest dokonywana optymalizacja wynosi 15 m. Do planowania wyróbki program wykorzystuje się średnią średnicę z ostatnich 2,5 m (strzała jest „dzielona” na sekcje o długości 2,5 m). Zgromadzone w komputerze dane można drukować na wiele różnych sposobów, np. według gatunków drzew, rodzajów kłód, klas jakości itp. Możliwe jest również łączenie ze sobą różnych rodzajów wydruków. Zebrane dane można również przesyłać przez telefon komórkowy lub przenosić na karcie pamięci do wykorzystania i obróbki na komputerze PC.

TMC (Total Machinę Control) to komputerowy system sterowania maszyną. Składa się z czterech niezależnych modułów, z których każdy kontroluje my podzespół maszyny:

• Ekran wyświetlający informacje o funkcjonowaniu maszyny, np. temperaturę oleju silnikowego przekładniowego, prędkość jazdy i przebyty dystans.

• Moduł odbierający i przekazujący wszelkie sygnały pochodzące z pedałów, przycisków i dźwigni sterujących (joysticków).
• Moduł kontrolujący pracę zaworów sterujących żurawiem, a także główny układ hydrauliczny.
• Moduł kontrolujący pracę przekładni hydrostatycznej i silnika.

Przy pomocy TMC operator może programowo, z klawiatury, regulować szybkość ruchu i reakcji każdego z elementów żurawia (można je zaprogramować dla siedmiu różnych operatorów), a także ustawić parametry pracy silnika i przekładni hydrostatycznej.

Podstawowe dane techniczne harwestera Timberjack 1270B

Wymiary

• długość (podwozie) - 7070 mm
• szerokość - 2860 mm
• wysokość (do dachu kabiny) - 3643 mm
• prześwit - 624 mm
• Masa - min. 15900 kg

Silnik

• Perkins 13060-8T1 z turbodoładowaniem, 6 cylindrów
• Pojemność skokowa - 7600 cm³
• Moc maksymalna - 52 kW/1800 obr./min
• Przekładnia hydrostatyczno - mechaniczna, skrzynia biegów z dwoma przełożeniami
• prędkość jazdy - 0-25 km/h
• System hydrauliczny reagujący na obciążenie ciśnienie robocze - 24 MPa

Żuraw

• maksymalny wysięg - 10,3 m
• moment udźwigu brutto - 168 kNm
• kąt obrotu kolumny - 195°
• Głowica harwesterowa - 755B
• Masa z rotatorem i zawiesiem - 1050 kg
• Maksymalna średnica ścinki - 560 mm
• Napęd piły łańcuchowej hydrostatyczny
• Szybkość posuwu - 0-5 m/s
• Siła posuwu - 24 kN
• Średnica okrzesywania - 350 mm
• Ciśnienie układu hydraulicznego - 24 MPa

Przodkiem harwesterów jednochwytakowych są harwestery dwuchwytakowe, ciągle jeszcze popularne i użytkowane w Szwecji. Drzewa są ścinane w przy pomocy głowicy ścinkowej zamontowanej na żurawiu hydraulicznym, następnie transportowane na urządzenie obróbcze zamontowane bezpośrednio na maszynie bazowej. W porównaniu do harwesterów jednochwytakowych różnią się większym zapotrzebowaniem na moc, większymi wymiarami, przez co są mniej zwrotne. Zwłaszcza ta ostatnia cecha ogranicza nieco możliwości ich wykorzystania w trzebieżach. Podobnie jak ma to miejsce w przypadku procesorów niektóre firmy produkują niewielkie harwestery przeznaczone do montowania na ciągnikach rolniczych. Tego rodzaju maszyny są produkowane z myślą o użytkownikach pragnących pozyskiwać drewno własnymi siłami.

Źródło: Praca zbiorowa „Poradnik użytkowania lasu” Warszawa 2000