Tarptautinis projektas: medvežės HSM 208F 10T 2020 pristatymas Lietuvoje

spalio 27, 2018
Rudens raštai ir spalvos
spalio 26, 2018
Sengirės: kur dėti kablelį sakinyje: „Kirsti negalima palikti“?
spalio 27, 2018

 

Tarptautinis projektas: medvežės HSM 208F 10T 2020 pristatymas Lietuvoje

Šių metų spalio 17-ąją Alytaus raj. Punios seniūnijoje buvo pristatyta pagal tarptautinį projektą FORWARDER2020 sukurta medvežė HSM 208F 10 t 2020. Renginyje dalyvavo apie 50 medienos ruošos verslo atstovų iš Lietuvos, Ukrainos ir Švedijos. Bendrą informaciją apie projektą pateikė administratorius Anthony Salingre.

Projektas FORWARDER2020 vykdomas nuo 2016 m. spalio mėn. ir baigsis 2019 m. rugsėjį. Apie 2 mln. eurų jis finansuojamas iš programos HORIZONTAS2020. Projekto koordinatorius – „Hohenloher Spezial Maschinenbau GmbH & Co. KG“, Vokietija. Dalyvaujančios šalys: Vokietija, Šveicarija, Lietuva, Rumunija, Italija, Jungtinė Karalystė.

Projekto tikslai: sumažinti miško paklotės suslėgimą; sumažinti degalų sąnaudas; pagerinti mašinos operatoriaus darbo sąlygas; sumažinti kaštus tūrio vienetui; pagerinti medienos ruošą šlapynėse; pagerinti medienos ruošos dokumentavimą.

Techninius medvežės HSM 208F 10t 2020 ypatumus pristatė kompanijos „Hohenloher Spezial Maschinenbau GmbH & Co. KG“ vadovas Prinz Felix zu Hohenlohe. Lietuvoje demonstruotoje medvežėje buvo įdiegti trys inovaciniai sprendimai.

3 MODULIS: HIBRIDINĖ MANIPULIATORIAUS STRĖLĖS SISTEMA SU DVIGUBA REKUPERACIJA

Aprašymas

Ši manipuliatorių strėlių inovacija, palyginti su standartinėmis sistemomis, padeda iki 30 proc. sumažinti degalų sąnaudas atliekant medienos pakrovimo ir iškrovimo darbus bei padidinti pakrovimo / iškrovimo greitį. Didžiausias efektas gaunamas, kai reikia atlikti didelį skaičių judesių atliekant retinimo darbus. Tokie atrankiniai kirtimai yra konkurencingesni ir tvaresni nei plyni kirtimai, nes tokiu būdu pasiekiamas efektyvesnis miško naudojimas tiek aplinkosaugos, tiek ilgalaikio miško naudojimo aspektais. Energijos sąnaudų mažinimas atliekant medienos pakrovimą / iškrovimą tokias sistemas daro efektyvesnes tiek ekonominiu, tiek aplinkosauginiu aspektu.

Manipuliatoriaus strėlės veikimas                                                                                                                              

Kadangi medvežė yra viena iš pagrindinių medienos ruošos mašinų, efektyvus jos pakrovimas / iškrovimas gali ženkliai pagerinti mašinos efektyvumą ir medienos ruošos tvarumą. Siekiant nustatyti energijos rekuperavimo potencialą medvežėse, buvo atliekami bandymai gamybinėmis sąlygomis.

Siekiant išmatuoti realias reikalingos galios vertes medienos pakrovimo metu, jau naudojamoje tipinėje mašinoje buvo įmontuoti slėgio, srauto strėlės cilindrų padėties jutikliai. Pagal specialų algoritmą jų pagalba buvo nustatytas tipinis medienos pakrovimo operacijos ciklas. Cilindrų padėtys šio ciklo metu pateiktos 1 paveiksle. Tam tikrais laiko tarpsniais abu hidrauliniai cilindrai juda kartu. Tuo metu įmanomas energijos panaudojimas. Kuomet juda tik pagrindinis strėlės cilindras, galima energijos akumuliacija.

 (a)

(b)

                                            Medvežės manipuliatoriaus hidraulinė schema (a) ir strėlės cilindrų padėtys (b) medienos pakrovimo ciklo metu

Išvada
 Atlikus kompiuterinę simuliaciją nustatyta, jog įmanoma sutaupyti iki 30 proc. energijos. Pirmieji rezultatai realiomis sąlygomis tikimasi bus gauti po mašinos bandymų gamybinėmis  sąlygomis.

4 MODULIS: TRIJŲ VARANČIŲJŲ RATŲ VAŽIUOKLĖ

Aprašymas

Trijų ratų važiuoklė – inovacija rinkoje ir leidžia padvigubinti medvežės vikšrų atramos plotą. Tai padeda mažinti kaštus ir padidinti produktyvumą. Medienos ruoša, ypač šlapynėse, kuriose standartinių medvežių darbas paprastai yra sudėtingas arba neproduktyvus, tampa draugiškesnė aplinkai. Trijų ratų važiuoklė yra firmos HSM intelektinis produktas, sukurtas kartu su projekto partneriu – „Roteca“ firma. Ji skirta darbui šlapynėse. HSM šioje srityje aktyviai dirba jau 15 metų.

Gamybos procesas

HSM buvo sumanytas ir suprojektuotas visas triašis balansyras (2 pav.), t.y., tiek jungiamoji, tiek svyruojanti važiuoklės dalys. Buvo atlikti naujosios važiuoklės jėgų bei momentų skaičiavimai. Vienas didžiausių iššūkių dėl vietos stygiaus korpuse – įmontuoti galios perdavimą viduriniam ratui. Nepaisant to, sprendimas buvo surastas. Likusioji važiuoklės dalis liko standartinė, tačiau važiuoklės korpuse teko suprojektuoti ir išdėstyti krumpliaračius, perduodančius galią į priekinį ir galinį važiuoklės ratus. Patikrinamieji įtempių ir apkrovų skaičiavimai ir jų rezultatai rodo, jog suvirintas važiuoklės korpusas yra standus ir tvirtas, nors ir santykinai lengvas.
Trijų ratų važiuoklė
Važiuoklės konstrukcija

Ši važiuoklė yra pagaminta jau naudojamos tandeminės HSM 208F Bigfoot važiuoklės pagrindu su papildomu trečiuoju ratu. Važiuoklė sukurta taip, kad ant mašinos, esant poreikiui, galėtų būti montuojama tiek tandeminė, tiek trijų ratų važiuoklė. Po standartinės HSM 208F Bigfoot važiuoklės pakeitimų buvo atliekami skaičiavimai, kuriais tikrinama, ar naujoji važiuoklė atlaikys išorinių jėgų apkrovas. Gauti rezultatai rodo, jog saugos rodikliai su trijų ratų važiuokle yra geresni. Kadangi trijų ratų važiuoklėje varomi visi ratai, medvežė gali būti eksploatuojama be vikšrų ir su jais. Galia į ratus perduodama dviem varančiaisiais velenais, o į ratus – krumpliaratinėmis pavaromis važiuoklės korpuse.

5 MODULIS: IŠMANIOJI MEDVEŽĖ – STEBĖSENOS SISTEMA

Įvadas

Sąvoka išmanioji rąstvežė apibrėžia techninės įrangos ir telematikos naudojimą ir sinchronizavimą su delniniu kompiuteriu (GeoMail, iFOS sistemomis). Surinkti ir vaizduojami duomenys padeda iš šalies stebėti, kaip veikia mašina skirtingomis sąlygomis. Operatoriui tai teikia susistemintą informaciją apie jo darbo našumą ir produktyvumą. Iš kaupiamų duomenų galima lengviau sudaryti medienos ruošos ir tvarkymo darbų planus. Miško savininkas gali stebėti, ar rangovas išpildė įsipareigojimus. Institucijos susiję su aplinkos apsauga taip pat gali stebėti medienos ruošos procesus bei matyti, kokį poveikį jie daro aplinkai. Projekto metu surinkti duomenys leis įsitikinti ir įrodyti, kad naujosios mašinos poveikis aplinkai yra vienas mažiausių.

iFOS—duomenų analizė, vaizdavimas ir interpretavimas

Programinė įranga iFOS (3 pav.) skirta apdoroti ir vaizduoti mašinos duomenis realiu laiku arba tam tikrais laiko intervalais. Šie duomenys gali būti gaunami prisijungus tiesiogiai prie mašinos arba, naudojant debesijos technologiją, matomi realiu laiku. Duomenų pirminis apdorojimas leidžia sumažinti duomenų paketų apimtis (šiuo metu iki 1,4 MB/min) ir susisteminti duomenis tolimesnei analizei.

Tolimesnis modulio plėtotės tikslas – pusiau automatizuotas kintamųjų gavimas per GeoMail platformą, kuris leis padidinti duomenų apie medienos ruošos efektyvumą gavimą. Kadangi prisijungimas prie mašinos vyksta nuotoliniu būdu, galimas duomenų gavimas tik tam tikriems asmenims ar grupėms.

Medvežės stebėsenos sistemos schema

Pagrindinė informacija

Pagrindinis iššūkis buvo surinkti įvairių mašinos rodiklių bei geografinę informaciją į vieną patogią duomenų bazę, kurią naudoti galėtų įvairūs suinteresuotieji. Antrasis iššūkis – priemonės sukūrimas, kuri leistų gyvai stebėti mašinos krovą bei palyginti ją su slėgiu į miško paklotę. Rinkoje keletas gamintojų jau naudoja programinės įrangos paketus, kurie duomenis siunčia į duomenų bazę. Šie duomenys paprastai yra tik bendroji informacija, skirta efektyvumo stebėjimo arba aptarnavimo tikslams. Šiuo metu nėra sprendimo, kuris galėtų mašinos duomenis susieti su jos poveikiu aplinkai, pavyzdžiui, dirbant saugomose teritorijose.

Išvados

Tyrimų rezultatai rodo, jog telematinės sistemos gali patenkinti poreikius, keliamus išmaniąjai medvežei. Šiam tikslui naudojami du techniniai įrenginiai duomenims rinkti, kaupti ir atvaizduoti. Vokietijos gamintojo STW modulis ESX-TC3G yra skirtas informacijos surinkimui per Canbus sąsają. Kita techninė dalis susideda iš delninio kompiuterio (MS Windows pagrindu), kuriame vaizduojami ir kaupiami pasirinktų rąstvežės jutiklių duomenys.

Specialiai šiam tikslui sukurta debesijos sąsaja, kuri leidžia gauti mašinos duomenis, nepaisant to, jog ryšio kokybė miškingose teritorijose dažnai nėra pakankama juos perduoti nuolat (žr. 3 pav.). Į medvežę integruoti įvairūs jutikliai leidžia ženkliai išplėsti stebimų parametrų skaičių ir reikšmingai padidinti mašinos stebėjimo nuotoliniu būdu galimybes.

Jutiklių informacija kaupiama debesijos duomenų bazėje. Iš čia skirtingi vartotojai gali siųsti užklausas ir gauti skirtingus duomenis. Pavyzdžiui, dirbant kabinete galima gyvai stebėti mašiną, jos valdymą, efektyvumą ir duoti nurodymus operatoriui atlikti reguliavimus. Kadangi skirtingų jutiklių teikiama informacija gali turėti labai skirtingą duomenų kiekį, galima nustatyti skirtingus duomenų rinkimo ir apdorojimo variantus. Gaunami rezultatai yra skirti medvežės produktyvumui stebėti, prognozavimui bei automatizuotam valdymui nuotoliniu būdu.

Doc. dr. Gediminas Vasiliauskas, doc. dr. Remigijus Zinkevičius, ASU
Nuotraukos Dainiaus Šerono

Medvežės bandymas: