Puun tiukkuus ja sen vaikutus oksienmurskaimen suorituskykyyn

Puun tiukkuuden suora vaikutus Haarajakso Tuottoon ja energiankulutukseen

Kun käsitellään tiukempia puulajeja, oksien hakkuukoneet eivät prosessoi materiaalia yhtä nopeasti ja kuluttavat prosessin aikana enemmän polttoainetta. Otetaan esimerkiksi tammi tai pähkinäpuu – nämä tiukat lehtipuut kuluttavat noin 59 litraa polttoainetta tunnissa, mikä on noin kolme kertaa enemmän kuin männyn kulutus, kuten Applied Energy -lehdessä vuonna 2015 julkaistussa tutkimuksessa todettiin. Tämän taustalla on niiden tiukka solurakenne, joka vaatii paljon suurempaa voimaa hajottamiseen, mikä aiheuttaa lisärasitusta sekä moottorille että leikkuukomponenteille. Mitä sitten tapahtuu?

• Tuotto laskee 40–60 %:lla, kun hakataan tiukkoja puulajeja verrattuna alhaisen tiukkuuden puuhun
• Energiantarve nousee 0,92 megajoulea kuiva-ainekilogrammaa kohden tiukkenevassa oksikossa
• Käyttötehon kulutus ylittää 3 300 W:n oksissa, joiden halkaisija on yli 50 mm

Kun puu tiukkenee, tehokkuus yleensä laskee, joten hakkuukoneen tekniset tiedot täytyy todella sovittaa käsiteltävän materiaalin tyypille. Kaikki, jotka käsittelevät erilaisia puulajeja, saavat paremman tuloksen korkean vääntömomentin rumpuhakkuukoneilla, jos he haluavat pitää työn sujuvana. Tässä on myös toinen näkökulma hiilijalanjäljen suhteen. Tiukkojen puumateriaalien hakkaaminen tuottaa noin 16,4 kg CO2-ekvivalenttia kuiva-ainekilogrammaa kohden, mikä on itse asiassa 52 prosenttia enemmän kuin kokonaisten puiden käsittely. Tämä luku yksinään selittää hyvin, miksi laitteiden ominaisuuksien ja käsiteltävän materiaalin sovittaminen toisiinsa on niin tärkeää sekä työn laadun että ympäristövaikutusten minimoimisen kannalta.

Puun tiukkuuden, kosteuspitoisuuden ja lajien kovuuden yhdistetty vaikutus oksahakkuukoneen kestävyyteen

Puun tiukkuus vaikuttaa merkittävästi siihen, kuinka paljon jännitystä ja energiaa tarvitaan oksien murskaamiseen. Kovapuut kulumattavat teriä huomattavasti nopeammin kuin pehmeäpuut, joskus jopa 70 % nopeammin kenttähavaintojen mukaan. Myös kosteus vaikuttaa tulokseen. Tuoreesti kaadettu puu, jonka kosteus on noin 50 %, murskautuu yleisesti ottaen paremmin, vaikka se aiheuttaakin enemmän korroosiongelmia. Toisaalta kun puu kuivuu ilmassa, sen leikkaaminen vaikeutuu, mikä lisää vastusta noin 30–40 %. Eri puulajit tekevät tilanteesta vielä monimutkaisemman. Otetaan esimerkiksi eukalyptus: käyttäjät huomaavat, että eukalyptuksen käsittelyyn tarvitaan terien vaihtoa noin kaksi ja puoli kertaa useammin kuin samankokoisten männypuiden käsittelyyn.

Tämä kolmikko – tiukkuus, kosteus ja kovuus – aiheuttaa kertyviä kestävyyspaineita:

• Kulumismekaniikka : Tiukkojen puiden korkealigniiniset solurakenteet toimivat luonnollisina kulumisaineina leikkausreunoilla
• Kierrosmäärä : Toistuva korkean vääntömomentin sirontaa kuivassa lehtipuussa aiheuttaa mikrohalkeamia roottorikokoonpanoissa
• Korroosiosynergia : Kosteus yhdistyy puun harmaisiin ja kiihdyttää hapettumista jännityksen alaisissa komponenteissa

Tarkasteltaessa todellisia käyttöolosuhteita paljastuu tärkeä seikka puun sekakäsittelyssä. Kun eri puulajeja syötetään koneisiin ilman asianmukaisia säätöjä, laakerien ja voimanvälitysjärjestelmien kulumisnopeus kasvaa noin 45 %. Laitteiden käyttöikää voidaan pidentää noudattamalla joitakin perussääntöjä. Ensinnäkin kovapuun palat eivät saa olla liian paksuja syöttövaiheessa. Myös kosteusprosentti on tärkeä: sen tulisi olla ihanteellisesti välillä 30–40 %. Älä myöskään unohda terän geometrian sovittamista tiettyyn puulajiin. Nämä yhdessä toteutettavat toimenpiteet vaikuttavat merkittävästi: komponenttien käyttöikä kasvaa noin 200–300 tuntia ennen vaihtotarvetta, mikä vastaa pitkällä aikavälillä noin 18 %:n säästöä huoltokustannuksissa. Onkin ymmärrettävää, miksi monet teollisuuslaitokset ovat ottaneet nämä käytännöt käyttöön laajasti toimintojensa kaikilla osa-alueilla.

Tiukkuuden yli: Tärkeimmät materiaaliominaisuudet, jotka vaikuttavat oksien murskaimen kapasiteettiin ja säätöön

Vaikka tiukkuus hallitsee sirontavoimaa, muut materiaaliominaisuudet vaikuttavat ratkaisevasti sirontalaitteen vakautta, tulosteen tasaisuutta, turvallisuutta ja huoltojen taajuutta.

Kuidun suuntautuminen ja hartsin määrä yhteismäärittäjinä sirontalaitteen kuorman vakautta

Siihen, miten puukuidut ovat suunnattu verrattuna syöttösuuntaan, vaikutetaan merkittävästi siihen, kuinka paljon värähtelyä syntyy ja pysyykö kone vakavana kuormitettaessa. Kun oksat syötetään pitkin kuitusuuntaa, ne kulkeutuvat yleensä leikkuutumpissa ilman ongelmia. Kun taas materiaalia syötetään poikittain kuitusuuntaan nähden, syntyy erilaisia ongelmia. Momentti vaihtelee melko paljon, jopa noin 40 % enemmän viime vuonna Industrial Processing Journal -lehdessä julkaistun tutkimuksen mukaan. Lisäksi ongelmana ovat harmaapuut, kuten mänty, joissa on runsaasti hartsia. Nämä tarttuvat teriin ja aiheuttavat kerääntymistä, mikä kulumaa teriä nopeammin. Olemme havainneet, että terien vaihto on tarpeen kaksinkertaisesti useammin, kun hartsipitoisuus ylittää noin 8 %. Hartsiton mänty ei aiheuta tätä ongelmaa. Kaikki nämä tekijät yhdessä tarkoittavat, että käyttäjien on tarkasteltava tarkasti, millaista materiaalia he prosessoivat. Muussa tapauksessa hakkuukone voi tuottaa epätasaisia hakkuja tai pahimmassa tapauksessa aiheuttaa vaarallisia takaiskujen ilmiöitä, jotka voivat vahingoittaa laitteistoa ja aiheuttaa työntekijöille vammoja.

Reaaliaikaisen raaka-aineen profiloimisen nousu käytössä älykkäissä haastajakoneissa

Nykyiset edistyneet haastajakoneet on varustettu spektroskopia-työkaluilla ja paineantureilla, jotka tarkkailevat, millaisia oksia koneeseen syötetään. Kun oksat kulkevat koneen läpi, nämä älykkäät järjestelmät muuttavat todellakin hydraulisesti sovellettavaa painetta ja roottorin pyörimisnopeutta. Ne tekevät tämän, koska ne havaitsevat esimerkiksi puun tiukkuuden, kosteusasteen ja solmujen määrän. Suuri valmistaja suoritti äskettäin testejä omilla koneillaan ja havaitsi siitä mielenkiintoisia tuloksia. Heidän ennakoiva kuormantasausjärjestelmänsä paransi koko prosessia ja nosti tehokkuutta noin 15 % verrattuna tilanteeseen, jossa kaikki toimii aina samalla nopeudella. Tämä tarkoittaa, että moottorit eivät pysähdy, kun ne kohtaavat erityisen kovia puun kohtia, ja lisäksi tuotetut hakkelmat ovat yhtenäisempiä, vaikka erilaisia oksatyyppejä käsiteltäisiinkin.

UKK

Mikä on suhde puun tiukkuuden ja hakkuukoneen tehokkuuden välillä?

Hakkuukoneen tehokkuus laskee, kun puun tiukkuus kasvaa, koska tiukempia puulajeja, kuten tammea ja pähkinäpuita, vaaditaan enemmän voimaa käsittelyyn, mikä johtaa korkeampaan polttoaineenkulutukseen ja pienentää tuotantokapasiteettia.

Miten kosteuspitoisuus vaikuttaa oksien hakkaamiseen?

Kosteuspitoisuus vaikuttaa hakkaamisen helppouteen; äskettäin kaadettu puu, jonka kosteuspitoisuus on noin 50 %, hakeutuu paremmin, vaikka se saattaa aiheuttaa enemmän korroosiota. Toisaalta kuivunut puu muuttuu vaikeammaksi leikata, mikä lisää vastusta.

Mitkä tekijät edistävät hakkuukoneen komponenttien kulumista?

Korkea puun tiukkuus, kosteuspitoisuus ja puulajin kovuus edistävät hakkuukoneen komponenttien kulumaan, väsymiseen ja korroosioon, mikä vaikuttaa niiden kestävyyteen.