L E S N I C K Á M E C H A N I Z A C E

UČEBNÍ TEXTY VYSOKÝCH ŠKOL

Česká zemědělská univerzita v Praze Fakulta lesnická

LESNICKÁ MECHANIZACE ČÁST III. Mechanizační prostředky lesnické [ popisy konstrukce a funkce ] . [Kolektiv autorů KLTZD]

Praha 1999

1-1

Autoři : Prof. Ing. Adolf Janeček, DrSc. Prof. Ing. Ivan Roček, CSc. Doc. Ing. Josef Gross, CSc. Ing. Oto Lasák Ing. Jiří Dvořák

1-2

1.0

OBSAH

1.

OBSAH

2.

ÚVOD

3.

MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY PRO SBĚR A OŠETŘOVÁNÍ SEMEN LESNÍCH DŘEVIN

4.

MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY NA UVOLŇOVÁNÍ PLOCH

5.

MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY NA OBDĚLÁVÁNÍ PŮDY

6.

MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY NA HNOJENÍ

7.

MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY PRO PRÁCE VE ŠKOLKÁCH

8.

MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY PRO ZALESŇOVÁNÍ

9.

MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY LESNÍCH KULTUR

PRO

10.

MECHANIZACE POROSTECH

ZÁSAHŮ

11.

MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY PRO LESNÍ TĚŢBU

12.

MECHANIZACE SOUSTŘEĎOVÁNÍ DŘÍVÍ

13.

VOZIDLA PRO DÁLKOVOU DOPRAVU DŘÍVÍ

14.

PROVOZNÍ PÉČE O STROJE V LESNICTVÍ

15.

MECHANIZACE PRACÍ NA SKLADECH DŘÍVÍ 16.

VÝCHOVNÝCH

MECHANIZAČNÍ MELIORACE

PROSTŘEDKY

1-3

OŠETŘOVÁNÍ

PRO

V

A

OCHRANU

MLADÝCH

LESNICKÉ

LESNÍCH

STAVBY

A

2. ÚVOD

Skriptum navazuje na učební text Lesnická mechanizace II. - (Teorie, pracovní vlastnosti, zásady hodnocení a vyuţití lesní techniky), ve kterém byly popsány základní funkční principy a pracovní principy vyuţití lesní mechanizace. Důraz byl kladen zejména na objasnění energetických, ekonomických, a ekologických aspektů práce lesní techniky. Předkládané skriptum navazuje organicky na výše jmenované a prohlubuje poznatky o lesní technice o popisy konstrukcí hlavních strojů a jejich částí vyuţívaných v lesním hospodářství na úseku pěstební, těţební a dopravní činnosti. Jsou popsány konstrukce a funkce strojů pro sběr a ošetření semen lesních dřevin, zpracování půdy, zalesňování, ošetřování a ochranu lesních kultur včetně mechanizačních prostředků pouţívaných ve školkách. Pozornost je věnována mechanizačním prostředkům pouţívaným ve výchově porostů, lesní těţbě, rekonstrukci lesních porostů, soustřeďování a dopravě dříví. Cílem autorů bylo dodat posluchačům vhodnou pomůcku, doplňující přednášky a praktická cvičení z lesnické mechanizace, zejména v těch oblastech, kdy z organizačních či jiných příčin nebylo moţné umoţnit posluchačům cvičit na fyzických demonstračních objektech. Praha, LF ČZU, l999.

1-4

3. MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY PRO SBĚR A OŠETŘOVÁNÍ SEMEN LESNÍCH DŘEVIN Prvním předpokladem úspěšné obnovy lesů a zakládání lesních porostů je zajištění dostatečného mnoţství kvalitního semene. Semeno našich lesních dřevin je také důleţitým exportním zboţím. Semeno se získává sběrem, a to většinou ze stojících stromů, velká semena se sbírají po opadu ze země. Tato práce je dodnes jen minimálně mechanizována, jsou však zavedeny různé pomůcky a nářadí, které práci usnadňují a zvyšují její bezpečnost. 3.1 Sběr semene ze stojících stromů Semena se sbírají z jehličnatých a v menším rozsahu i listnatých dřevin (habr, lípa, javor, jilm aj.), někdy se semeno z listnatých stromů setřásá na podloţené plachty. Nejobtíţnější je výstup na strom a trhání šišek a semen na obvodu koruny stromu. 3.1.1 Výstup trhače do koruny stromu Bylo jiţ provedeno velmi mnoho pokusů tento úkon mechanizovat. Obvykle se však naráţí na obtíţné podmínky na pracovišti nebo na organizační potíţe. Sběr pomocí balónů a především helikoptér by se snad mohl uskutečnit někdy v budoucnu v nezapojených semenných porostech. Zatím je ekonomicky nevýhodný. Na obr. 3.1 jsou znázorněny různé pomůcky, které se pouţívají pro výstup trhače do koruny stromu. Nejpouţívanější jsou doposud Wolfgangovy jednohroté stupačky, které se připevňují na nohu pomocí řemenů. Stupačky s nástavcem pro opření o kmen umoţní pohodlnější stání na jednom místě delší dobu. V zahraničí pouţívané zařízení Baumvello nepoškozuje kmen, je pohodlné pro vstup, není však moţno překonat větve, resp. delší pahýly. V menší míře se pouţívají různé typy přenosných ţebříků. Nejčastější jsou vysouvací dvoutyčové, popř. nastavovací s jednou nebo dvěma nosnými trubkami z duralu apod. Výsuvné a nastavovací ţebříky se staví rovnoběţně s kmenem stromu (svisle) a jednotlivé díly se ke stromu připevní poutacím pásem. Vystupující trhač musí být zajištěn ochranným pásem, jehoţ poutací provaz je veden kolem kmene a při výstupu posunován trhačem nahoru. Ţebříková trhačská souprava se skládá z provazového ţebříku (v dílech po 1O m, navzájem spojitelných ocelovými kruhy a karabinkami), kotevního konopného lana dlouhého 4O m, opatřeného na jednom konci silnou závěsnou karabinkou, vytahovacího silonového vlákna nebo slabšího motouzu a vystřelovacího zařízení (luk, prak nebo vystřelovací pistole). Patří k pomůckám pro kolektivní sběr. Kromě toho je kaţdý člen skupiny opatřen stupačkami a ostatní trhačskou výzbrojí (oblek, ochranný pás, vesta atd.). Můţe se pouţít i při montáţích lesních lanovek, údrţbářských pracích na budovách apod.

1-5

Ţebřík se upevňuje v koruně kotevním lanem, které je přetaţeno přes silnou větev v jejím úţlabí. Do koruny se toto lano vytáhne provázkem, nebo silnějším silonovým rybářským vlascem, kterým bylo lano přes vyhlédnutou větev do koruny vyneseno závaţím vystřeleným z luku, praku nebo pušky. Pro tento účel byla zhotovena i speciální vystřelovací pistole, vybavená rybářským navijákem pro silonový vlasec. Sedačkový výtah do koruny stromu má naviják s ocelovým taţným lankem, sedačku, konopné kotevní lano, kladku, vystřelovací vlasec na navijáku a vrhací zařízení stejné jako pro ţebříkové soupravy. Naviják je v trubkovém rámu na trubkové konzole, jíţ se připevňuje upínacími řetězy na nejbliţší vhodný kmen v okolí stromu, na nějţ se má vystoupit. Rychloupínací zařízení je stejné jako u kladkových konzol lanovky Lassocabel. Naviják je poháněn přes čelné ozubené převodové soukolí od ruční kliky (potřebná síla průměrně l5O N). Proti samočinnému uvolnění je opatřen pojistnou rohatkou a brzdou. Ocelové taţné lanko navijáku je šestipramenné, 5 mm tlusté, s pevností 21100 N. Je zakončeno karabinkou, na niţ se upevňuje ocelový kruh nosných provazů dřevěné výtahové sedačky. Kotevní lano je stejné jako u ţebříkové soupravy. Místo ţebříku se zavěšuje do jeho pevné karabinky závěsné oko kladky, v níţ je vloţeno ocelové lanko navijáku, na němţ je zavěšena sedačka. Vidlice kladky má nad kotoučem pevné ochranné věnce, které zabraňují zaskočení lanka mezi kotouč a vidlici. Kladka se vytáhne nahoru a kotevní lano se upoutá na strom několikerým obtočením a podvlečením pod obtočený závit. Před vytaţením trhače na strom i před pouţitím ţebříku je třeba vyzkoušet pevnost větve. Za sedačku výtahu (ţebřík) táhnou trhač i pomocník. Při vytahování je trhač připoután provazem ochranného pásu volnou smyčkou ke kmenu stromu, kolem něhoţ se vytahuje. Rukama se přidrţuje kmene, aby zabránil roztáčení lanka výtahu a přitom stále posunuje smyčku provazu pásu kolem stromu. Souprava váţí 40 kg a je pouţitelná aţ do výše 30 m. Je moţno ji pouţít i pro montáţní práce, např. při stavbě lanovek atd. Bezpečnost práce. Při vytahování trhače a během jeho pohybu v koruně stromu se nikdo nesmí pod ním v obvodu koruny zdrţovat. Při vytahování a spouštění trhače nesmějí být vypnuty pojistky. Vlastní mechanizace sběru semen u stojících stromů je prozatím celosvětovým problémem. Jak bylo popsáno, ke sběru se pouţívají různé pomůcky (stupačky, ţebříky atd.). V terénech přístupných pro traktory a nákladní automobily je moţno pouţít zdviţnou plošinu, umístěnou na speciálním vozidle. Plošina se ovládá hydraulickým zvedacím zařízením

1-6

(obr.3.2a). Zdviţná plošina se dobře uplatňuje zejména v semenných plantáţích, které jsou zakládány v řídkých sponech a na vhodných terénech. Na obr. 3.2b je znázorněn setřásač lesních semen (vibrátor). Je umístěn na univerzálním nebo speciálním lesnickém traktoru s minimálním výkonem motoru 33 kW. Setřásač je tvořen hydraulickým ramenem, na jehoţ konci je speciální zařízení pro uchycení kmene, ovládané hydraulickým systémem. Třesení stromu způsobuje vibrátor na principu klikového hřídele, frekvence chvění se mění podle změny otáček od hnaného výstupního hřídele traktoru. Např. Schaumanův vibrátor (Dánsko) je vhodný zejména pro smrk, buk a dub o průměru kmene 200-600 mm a výšce aţ 4 m v místě úchytu. Pouţívá se v oblasti Skandinávie, SRN, Rakousku a SNS.

3.2 Sběr semene ze země Ze země se sbírají především větší opadaná semena a plody listnáčů, zejména bukvice a ţaludy. Pro mechanizování tohoto úkonu byl pouţit vysavač semen. Při práci se postupuje tak, ţe se z uzavřené válcovité nádoby vysává radiálním turbokompresorem vzduch. Vzniklým podtlakem se do nádoby nasávají 1-4 hadicemi semena i se všemi nečistotami (hlavně listím, větvičkami, humusem atd.). Tato směs se u prvních typů pokusné série vysavačů po naplnění nádoby vypouští dvířky na spodku nádoby a přečišťuje ve fukaru. Převáţná část sesbíraného materiálu je balast, a proto tyto vysavače nebyly v provozu příliš oblíbeny, i kdyţ jejich produktivita byla ve srovnání s ručním sběrem asi trojnásobná. Proto byl zkonstruován jiţ v roce 1953 Kalábův čistící vysavač lesního semene - obr. 3.3. Můţe být upraven i jako nesené zařízení na tříbodovém závěsu traktoru. Od náhonového hřídele traktoru je přes dvojnásobný převod klínovými řemeny naháněn ventilátor (3000 min-1) a pomocný dočišťovací ventilátor. Hlavní ventilátor je připojen sacím hrdlem na expanzní nádobu (sběrný buben), jejíţ přední stěna je odnímatelná. Jsou na ní tři hubice pro nasazení sběrných hadic. V expanzní nádobě se otáčí výměnný síťový buben rychlostí 25 min-1, uloţený na kaţdé straně na třech obvodových kladkách. Je naháněn řetězovým převodem od hřídele turniketu. V přední části síťového bubnu jsou oválná oka, menší neţ sbírané semeno, v zadní části jsou oka větší. Velikost ok se řídí sbíraným semenem. Pro ţaludy je síto s většími (30 x 10 a 25 x 25 mm), pro buk s menšími 20 x 5 a 15 x 5 mm) otvory. V předním díle propadnou předměty menší neţ semeno. Semeno s většími a těţšími nečistotami je posunováno spirálou uvnitř bubnu a během posunu propadne se zbytkem menších a stejně velkých nečistot většími oky síta. Větší a těţší části se posouvají aţ k vynášecí kapse a při jejím otočení na vrchol bubnu padají dolů. Při průchodu před hrdlem ventilátoru se proudem vzduchu nasávají a ventilátorovým výfukem

1-7

spolu s listím a lehčími nečistotami nasávanými přímo z bubnu do hrdla vyfoukávají ven. Proud hmoty nasávané hadicemi je sráţen na dno síta přepáţkou z gumy. Otvory síta se čistí ţíněným kartáčem - jeho otočný pohyb vzniká pouze třením o síto. Jeho tlak na síto je regulovatelný. Nečistoty v přední, semeno v zadní části padají z otočného síta do nejniţšího prostoru expanzní nádoby, odkud propadají štěrbinou do turniketu (51 min-1), který je otáčen řetězovým náhonem ve válcové schránce a utěsněn proti zbytečnému vnikání falešného vzduchu gumovými lištami. Je příčně rozdělen a nečistoty vynesené jeho první třetinou vypadnou na zem. Semeno padá na šikmé vytřásací síto (úhel sklonu 18o). Jeho vibrační pohyb je odvozen od čelní vačky. Síto je výměnné, pro menší ţaludy jsou otvory 30 x 12 mm, pro větší 30 x 14 mm, pro bukvice 20 x 5 mm, nebo kruhové 7 mm. Semeno padající aţ na konci válce je usměrňováno na vibrační síto plošinkou. Vibračním pohybem síta propadne jeho otvory ještě zbytek menších nečistot na zem a semeno sklouzne do šachty lamelového elevátoru, kterým je vyneseno k výsypnému otvoru, odkud vypadává do pytle zavěšeného na pruţinovém závěru vypadávacího hrdla. Do štěrbiny v hrdle je vháněn mezi padající semeno proud vzduchu z pomocného ventilátoru, který vyfoukne ještě část lehčích nečistot zbylých v semeni. Čistota semene bývá asi 78 %. Zařízení je určeno pro kolektivní sběr a jeho výkonnost a ekonomika provozu záleţí na počtu semen spadlých na 1 dm2(Ing. Kaláb udává minimální mnoţství 2 ţaludy a 2-3 bukvice). Průměrně je produktivita práce při sběru ţaludů 2,5krát a bukvice 5-8krát vyšší neţ při ručním sběru. Výkonnost je asi 10 kg ţaludů a 3 kg bukvic na l sací hadici za směnu. Výhodou vysavače je jeho pouţitelnost i na plochách s nízkou trávou. Výkonnost se podstatně zvýší alespoň při částečném odstranění hrabanky pod stromy,z nichţ má být semeno sbíráno, a vysekáním křoví, popřípadě vysoké buřeně. Bezpečnost práce. Především je nutno dodrţovat pravidla bezpečnosti práce s traktorem v terénu. Jakékoliv úpravy a opravy je moţno provádět jen na vypnutém stroji. Nikdo nesmí přecházet a zdrţovat se před výfuky ventilátorů. 3.3 Doprava semen a plodů Sesbíranému semeni je třeba věnovat velkou péči jak při provizorním uskladnění, tak i při dopravě do luštíren nebo do lesních závodů. Objemná surovina se do luštíren dopravuje jako sypký materiál běţnými korbovými vozy automobilů (výhodné jsou sklápěčky) a v krytých vagónech. Je třeba dbát jen na to, aby semena nebo plody nezůstaly delší dobu ve větší vrstvě ve voze. Obtíţné je vykládat šišky a přemísťovat je na místo uskladnění, v provozu lesních závodů se tato operace provádí převáţně ručně. Ve velkých luštírenských závodech se vykládá surovina mechanickými lopatami a na místo skládky se dopravuje na vozících nebo transportéry. Při této

1-8

práci se provzdušuje a zbavuje části nečistot (písku, prachu, námrazy atd.). Vyluštěné semeno můţe být dopravováno zrnometem. 3.4 Úprava semene lesními závody Lesní závody většinou neposílají semena listnatých dřevin do luštíren, ale surovinu zpracují samy. Jde především o tyto práce: Bukvice a ţaludy, pokud nebyly sesbírány ručně, je třeba dočistit. Křídlatá semena javoru, habru, lípy je nutno odkřídlit a semeno osiky (topolů) zbavit chmýří. Semena duţnatých plodů (jeřáb, šípek, hloh atd.) je třeba zbavit duţniny. 3.4.1 Čištění semen Surovina bývá obvykle dodávána k čištění jiţ přesátá přes hrubá síta, na nichţ se zbaví velkých příměsí (větvičky, listí atd.). Další dočišťování se provádí na tzv. fukarech, mlýncích a triérech, uţívaných pro čištění obilí. Moderní čistící stroj je kombinací všech těchto jednoduchých zařízení. Princip funkce fukaru s vodorovným proudem vzduchu (obr. 3.4). Ze zásobníku vypadává semeno (nebo je vyhrnováno) štěrbinou do proudu vzduchu vyvíjeného ventilátorem (volnoběţný poháněný ručně, rychloběţný poháněný elektrickým motorem). Proud vzduchu odnáší padající částice různě daleko do přihrádek, jejichţ vzdálenost se dá regulovat nakláněním nebo posunutím příčných stěn. Semeno se tím vytřídí podle hmotnosti, tzn. jakosti. Nejlehčí součástky jsou vyfukovány ven. Síla proudu vzduchu i mnoţství padajícího semene je regulovatelné a má být během práce konstantní. Aby se oddělilo semeno od nečistot stejné hmotnosti, které nebyly větrem odváty, nechává se přepadávat nejdřív přes hrubší síto, přes něţ nepropadnou velké nečistoty, a pak přes menší, které nepropustí semeno, ale propustí drobné těţší příměsi. Fukar se svislým proudem vzduchu (obr. 3.5) je modernější a výkonnější zařízení. Proud vzduchu je vháněn rychloběţným ventilátorem svislou šachtou kolmo k vrstvě semen procházejících touto šachtou, která se v horní části rozšiřuje, čímţ unášecí síla vzduchu postupně slábne a semena se oddělují od příslušných násypek postupně podle hmotnosti. Nejlehčí částice jsou opět vyfouknuty ven. Mlýnky jsou fukary, v nichţ jsou zabudována různě velká třasadlová síta pro dokonalejší vytřídění a vyčištění semen. Proud čistícího vzduchu je u horizontálních mlýnků veden soustavou sít. K dokonalému vytřídění semen podle velikosti a tvaru a zbavení příměsí, které se nedaly vyčistit ani vzduchem ani síty, se pouţívají tzv. triéry. Pracují jiţ se semenem přečištěným na mlýncích. Jsou válcové, kotoučové a spirálové. První dva typy pracují na základě stejného principu: do důlků pomalu se otáčejícího dutého válce nebo do kapsiček na otáčejících se

1-9

kotoučích se nabírá semeno i příměs. Podlouhlá velká semena vypadnou dřív, nebo jsou stírána stíracím plechem, kulatejší příměsi jsou vyneseny výše a vypadnou do odpadového ţlábku. V moderních semenářských závodech se jiţ pouţívají většinou kombinované stroje, jako je mlýnek spojený s triérem. Zde se semena ještě předčišťují na prosívacím sítě odsáváním lehkých příměsí. Výkonnost je aţ 30 kg.h-1 u smrkového semene, vyčištěného na 98-99%, a 16 kg.h-1 u modřínového semene s čistotou 85%. Pro třídění a dokonalé vyčištění semen nepravidelného tvaru v nejmodernějších podnicích pouţívají elektronické třídění stroje, které vytřídí semeno i podle barvy a velikosti. 3.4.2 Odkřídlování semen K odkřídlování semen lípy, habru, případně javoru se pouţívají buď speciální tzv. odkřídlovačky, nebo seřízené zemědělské hřebíkové mlátičky nejmenších typů. Nejvhodnější je mlátička zeleninových semen, dováţená ze SRN. Stejně se zpracovávají jedlové a olšové šišky, akátové lusky apod. Pro zpracování menšího mnoţství semen se uţívají převáţně ruční palcové odkřídlovače, pracující na stejném principu, zhotovené v různých velikostech a z různého materiálu. Okřídlenou surovinu (habru, lípy) je nutno nechat proschnout, aby číšky snadno opadávaly z listenců. Také lusky akátu a lupiny se musí prosušit. Jehnědy topolů se trhají, jakmile se začne objevovat první chmýří. V tenkých vrstvách se nechají na vzdušném místě tak dlouho, aţ všechny tobolky popraskají. Touto surovinou se naplní (bez umačkání) spodní ţlab, buben se uzavře a otáčí se klikou, přičemţ kolíky promíchávají obsah nádoby a odkřídlují semeno, které propadává sítem do podloţeného korýtka. Odkřídklovač jehličnatých semen je cylindrický sítový buben, němţ pomalu rotují čistící ţíněné kartáče. Vzdálenost kartáčů od válcového síta je měnitelná. Pouţívají se v luštírnách. 3.4.3 Odduţňování plodů Ruční odduţňovač bobulovitých semen (obr. 3.6) je jednoduchá válcová plechová nádoba se sítovým dnem, nad nímţ se otáčí čtyři radiální kartáče, které sdírají ze semen duţninu, která je proplachována vodou přes síto. Kartáče jsou poháněny klikou přes kuţelový převod. Můţe se téţ pouţít malý elektrický motor (odduţňuje se tak jeřáb, hloh, šípek apod.). 3.4.4 Luštění šišek Pro luštění modřínových šišek se v semenářských závodech pouţívaly drtiče šišek, které však značně poškozovaly semeno. Tyto nevyhovující drtiče jiţ ve všech našich lesních provozech nahradil Kalábův vytřásač šišek. Zhotovuje se ve dvou alternativách: velký pro

1-10

semenářské závody a malý pro luštění menších partií modřínových šišek, hlavně pro pokusné účely. Kalábův vytřásač se skládá ze dvou válcových vytřásacích plechových násypných nádob, zavěšených na svislých listových pruţinách. Spodní části nádob jsou opatřeny nálevkovitými výsypkami, mezi neţ a vlastní nádobu se vkládá síto. Nádoby jsou uváděny klikovým mechanismem, poháněným elektrickým motorem 5,5 kW, do vratného horizontálního pohybu (třasadlového), při čemţ se setrvačností pohybují v bubnu šišky a jejich šupiny se o sebe navzájem obrušují. Semeno vypadává přes síto nálevkami do podloţených nádob. Vznikající prach je odsáván. Výkonnost je 3 ÷ 5 hl šišek za hodinu. V kaţdém bubnu je moţno luštit oddělenou partii šišek, aniţ by se semena smíchala. Šišky musí být před nasypáním do vytřásacích bubnů předsušeny na 17 kg hektolitrové váhy. K luštění ostatních šišek se po jejich vysušení ve speciálně upravených a vybavených místnostech semenářských závodů, nebo jen na slunci uţívá válcový nebo hranolový vytloukací buben (vytloukač) nebo vytloukací roura. Hranolový vytloukací buben je zhotoven jako pravidelný mnohostěnný hranol, jehoţ plášť je ze síta. Osa bubnu je mírně skloněná. Na vyšší straně se do bubnu nasypávají šišky. Při otáčení bubnu se šišky navzájem o sebe třou, naráţejí na stěny bubnu a semeno z nich vypadávají na níţe poloţeném konci. Válcové bubny mají na vnitřní straně pláště podélné lišty, na které šišky naráţejí a semeno vypadává. Vytloukací roura je svislá plechová roura obdélníkového nebo čtvercového průřezu, v níţ jsou střídavě na protějších stěnách připevněny šikmé přepáţky, sahající téměř do poloviny průřezu roury. Šišky nasypávané shora padají z jedné přepáţky na druhou, při čemţ se vytlouká semeno, které propadne roštem na spodku roury. Šišky sklouznou do dopravního zařízení.

3.4.5 Moření semen Semena se moří v mořících strojích a mořících bubnech na obilí suchým, mokrým, nebo obojím způsobem moření. Na menší dávky stačí širokohrdlá nádoba, v níţ se semeno smíchané s mořidlem ručně protřepe. 3.4.6 Skladování semen Pro potřeby zalesňování potřebujeme kaţdoročně vypěstovat dostatek sadebního materiálu jednotlivých druhů dřevin. Protoţe však lesní dřeviny neplodí kaţdoročně, musíme si pro období neúrody vytvořit dostatečné zásoby a lesní semeno vhodným způsobem uskladňovat. Doba skladování se řídí biologickými vlastnostmi semen jednotlivých dřevin a především vlhkostí a teplotou prostředí skladování (optimum je 0-4oC).

1-11

Pro krátkodobé uskladnění se vyuţívají klimatizační sklady v jednotlivých školkách, pro dlouhodobé skladování speciální automatizované klimatizační zařízení, kde je moţné vytvořit optimální podmínky pro udrţení ţivotnosti semen.

4. MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY NA UVOLŇOVÁNÍ PLOCH

Ve většině případů vyţadují plochy určené pro zalesnění určitou přípravu, jejíţ rozsah a způsob záleţí na způsobu zalesnění. Při obnově porostů bezprostředně po těţbě je nutno odklidit těţební zbytky, při celoplošné přípravě orbou klučit pařezy a vytrhávat kořeny, při pomístné přípravě seříznout vysoké pařezy. Před zalesňováním zanedbaných ploch, starých pasek apod. je třeba odstranit buřeň a neţádoucí keře a dřeviny. Připravuje-li se plocha pro novou školku, je práce stejná jako při přípravě pro lesní polaření. Zamokřené plochy je často třeba před výsadbou odvodnit. 4.1 Odstranění těţebních zbytků Účelným a cílevědomým prováděním těţby, resp. pouţitím vhodné těţební technologie si lze tuto práci velmi usnadnit. Při směrové těţbě mezi přibliţovacími linkami není shrnutí těţebních zbytků na hromady tak obtíţné jako při neuspořádaných těţbách. Čistá zůstává paseka při pouţití stromové technologie. Těţební zbytky (tj. pokáceného a neodvětveného stromu), o které je půda ochuzena, je moţno posekat a vrátit na plochu v podobě štěpek. Je to však pracnější a zvyšují se náklady. Dodrţování těţebního prostorového pořádku přispívá také k zachování vhodných přirozených náletů. 4.1.1 Vyklizení plochy Těţební zbytky se ze zalesňované plochy buď odstraňují úplně nebo jen z určitých míst, nebo se rozdrtí a rozsekají. Úplně odstraněné těţební zbytky se zuţitkovávají spotřebiteli jako palivo (dnes jiţ ojediněle), nebo se shrnují do stran mimo zalesňovanou plochu (nebezpečí poţáru v období sucha), nebo se spalují. Dnes se jiţ upouští od vypalování celých ploch i v zahraničí, kde tato metoda byla běţná, protoţe je zde velké nebezpečí vzniku rozsáhlých lesních poţárů. Je při tom třeba postupovat podle osvědčených pravidel, např. pracovat v zimě nebo ve vlhkém období, vyorat ochranné pásy, pracovat za bezvětří, s velkou skupinou lidí vybavenou protipoţárním nářadím atd. Těmito opatřeními se téţ příprava plochy značné prodraţí (na l ha se počítá s 3O-2OO pracovními hodinami).

1-12

Rozdrcením a rozsekáním zbytků se získávají štěpky, které se buď rozprostřou po povrchu plochy, nebo zapracují do půdy. Tato metoda a stroje odpovídají terénu a hlavně velikosti připravované plochy. Půda se neochuzuje o organickou hmotu a nebezpečí poţáru je minimální. Na ploše nezůstanou překáţky. Při odstraňování zbytků jen z určitých míst se těţební zbytky (klest) shrnou do hromad a valů, popřípadě se ze zalesněné plochy odsouvají. Na menších plochách ručně, na větších plochách a v terénu, kde můţe bezpečně projíţdět traktor, se pouţívají různé typy shrnovačů klestu, jako adaptéry k traktorům, dále buldozery nebo klučicí ţebrové radlice. Rovněţ lze omezeně vyuţít rampovací radlicí lesního kolového traktoru. Ve všech případech se zvyšuje nebezpečí poţárů a na ploše vzniknou překáţky. Někdy se tyto valy a hromady spalují při zachování přísných bezpečnostních opatření. Pouţití plamenometů tuto práci urychluje a sniţuje nebezpečí vzniku poţáru. Nejvhodnějším mechanizačním prostředkem pro tuto práci je shrnovač klestu nesený čelně na traktoru. Shrnovač klestu SHK-12 (obr.č 4.2) je vpředu nesený adaptér montovaný místo rampovací radlice na Zetor 6748. Je ovládán hydraulicky. Pracovní orgán tvoří pět odpruţených shrnovacích prstů (v dolní části) a dva přítlačné prsty (zhora) pro moţnost převáţení klestu. Celková šířka záběru stroje je 2000 mm. Shrnovač klestu SV6-028 je čelně nesený adaptér k rampovací radlici pro LKT 81. Má 5 shrnovacích prstů, protizávaţí a hydraulický obvod. Shrnovač klestu Kozák je umístěný za zadní nápravou LKT. Má 6 prstů zakončených kluzáky, z nichţ je kaţdý samostatně ovládán hydromotorem. Při pouţití shrnovače SV6-028 neseného na LKT 81 se počítá s vyklizením asi 0,5 ha.směna-1. U ostatních strojů se počítá s vyklizením 800-1000 m2.h-1. Vyklizení klestu buldozerem z 1 ha tedy trvá průměrně 1-1.5 pracovního dne. Výkonnost záleţí na mnoţství klestu (20-40 plm) a na terénních podmínkách. Všechny tyto vyklizovací stroje jsou pochopitelně pouţitelné jen na větších holosečích. Jejich výkonnost se také zvýší, byly-li stromy káceny "úrovňově", tj. s nízkými pařezy těsně nad zemí. Těţební zbytky se rozdrcují a rozsekávají sekačkami klestu, drtícími válci, diskovými branami nebo drtičem těţebních zbytků. Převozné sekačky klestu jsou podobné stroje jako sekačky průmyslových štěpek, jsou bubnové nebo diskové, ovšem lehčí a montované na podvozcích. Náhon je obvykle odvozen od náhonového hřídele traktoru. Před prací sekačkou je třeba předběţně shrnout klest na větší hromady. Potřeba pracovního času je 30-150 h.ha-1 plochy (0.5-2.5 h.prm-1) a průměrně 1,5 pracovní hodiny dělníka a 0,3-0.5 h.prm-1 stroje. Tato metoda se vyznačuje poměrně nízkou

1-13

produktivitou práce a je drahá. Výhodou je moţnost pouţití na menších plochách a moţnost vyuţití štěpek, např. do kompostu nebo jako paliva. Taţné drtící válce (obr. 4.1a) jsou velmi těţké ocelové válce o průměru 1000 mm, opatřené ocelovými ţebry a noţi rovnoběţnými s osou válce, které jsou asi 200 mm vysoké. Po naplnění vodou mají hmotnost aţ 15 t. Jsou taţeny pancéřovaným traktorem o výkonu 75-220 kW. Svými noţovými ţebry drtí těţební zbytky i rostoucí travní a stromový pokryvy (do 8 cm tloušťky kmínků) a zbytky zapracovávají přímo do půdy. Někdy je třeba, aby plochu přejely 2x. Pouţívají se především pro odstranění neţádoucích nárostů. Stejným způsobem pracují velmi těţké diskové brány, pracující s malým úhlem vyklonění disků. Drtiče těţebních zbytků, pouţívající rotující horizontální pilu, noţe, kladiva nebo řetězy, a nesené za traktorem nebo potahem, jsou značně nebezpečné (odlétávají kusy dřeva a kamenů). Nárazy se přenášejí na traktor a řidiče. Pracují však velmi spolehlivě a při jednom chodu rozdrtí zbytky a nárost aţ do 7 cm tak, ţe další odklízení je zbytečné. Jejich výkonnost je 200 - 400 m2.h-1 očištěné plochy.

4.1.2 Organizace odstraňování zbytků Uvolňování ploch od těţebního odpadu je časově náročná i fyzicky namáhavá práce. Účelnou organizací těţebních postupů se můţe likvidace těţebního odpadu značně zjednodušit, popřípadě při pouţití stromové metody získat zcela uvolněná porostní plocha. K odstraňování těţebního odpadu se pouţívají různé typy shrnovačů klestu, jako adaptéry k traktorům. Montují se na přední nebo zadní část univerzálního nebo speciálního traktoru. Výkonnost shrnovacího stroje lze stanovit podle vzorce Doudy (1977): Tsm - (Tpr+Tpu).kpc.b.vp.ksz.kot Pv = __________________________________ (ha.směna-1) n.10000

kde: Pv

- výkonnost shrnovacího stroje za směnu (ha)

Tsm - (Tpr + Tpu) = Tpsm - čas pracovní směny (s), kpc - součinitel vyuţítí pracovního času, b

- šířka záběru stroje (m),

vp

- průměrná rychlost jízdy stoje (m.s-1)

1-14

ksz - součinitel vyuţití šířky záběru stroje, kot - součinitel časových ztrát vzniklých otáčením stroje na koncích pruhů, n

- počet jízd na kaţdém pruhu.

Základní pracovní postupy: a) Shrnutí klestu do pruhů a ponechání na pasece (obr.4.3a). Směr pruhů je orientován s podélnou osou vytěţené plochy. Vzdálenost 2O aţ 3O m, šířka pruhů se stanoví v konkrétních případech podle uvaţovaného sponu při výsadbě. Shrnovaný klest se nepálí. b) Shrnutí klestu k porostní stěně mimo zalesňovanou plochu. Zde je pracovní způdob velmi podobný shrnování do pruhů, s tím rozdílem, ţe se začíná pracovat uprostřed paseky a klest se vyklízí nejprve z jedné a pak z druhé poloviny plochy. c) Shrnutí klestu do hromad. Tento pracovní způsob je nejnáročnější. Shrnovač klestu pracuje spirálovitým pohybem směrem ke středu pomyslné kruţnice o průměru asi 4O m, v jejímţ středu se má vytvářet hromada. Výhodnější je nejdříve shrnout klest do pruhů a následně vytvářet hromady, je však třeba, aby traktorista dodrţoval určitý sled pohybů po ploše (obr. 4.3b). d) Shrnutí klestu včetně pařezů do valů a ponechání na ploše. Buldozer s klučicí radlicí se pohybuje po odlesněné ploše, klučí pařezy a shrnuje je s klestem do valů ve vzdálenosti asi 2Om. Před nasazením shrnovače se musí z plochy odstranit nárost; dále je nutné krátit silné větve a vrchy delší neţ 3,5 m. Bezpečnost práce. Pracovní nasazení traktoru je přípustné jen na plochách s příčným a podélným sklonem odpovídajícím podmínkám stability traktoru. Pro shrnovač SHK-12 je moţno pracovat na svazích se sklonem max. do 30%. Vyváţet klest je dovoleno bez omezení zdvihu do sklonu svahu 11% a při nastavení do přepravní polohy do sklonu svahu 15%. Při shrnování klestu traktorem se nesmí nikdo přiblíţit na vzdálenost 10 m. V místech těţby dříví se dovoluje pracovat se shrnovačem klestu ve vzdálenosti větší, neţ je trojnásobná délka kácených stromů. 4.2 Klučení pařezů stromů a vytrhávání kořenů Má-li být zaloţena ve zvláštních podmínkách kultura tzv. polařením, nebo zaloţena nová školka, je třeba odstranit z plochy všechny pařezy a vytrhat kořeny aţ do maximální hloubky orby. Při této práci je třeba dbát, aby z plochy bylo s pařezy odstraněno jen minimum půdy (ţádný humus), půda nebyla do velké hloubky narušena a po vyklučení musí být povrch plochy urovnán. 1-15

Pařezy se klučí vykopáním (vyrýpnutím), vytrhnutím a vystřelováním. Vykopávání je nejstarší způsob klučení pařezů. Dnes jiţ bude sotva někdo tuto práci dělat ručním nářadím. Vhodný mechanizační prostředek pro vyklučení pařezu je buldozer. Velké pařezy klučí buldozer tím způsobem, ţe odryje dokola rýhu, čímţ přetrhá boční kořeny, a pařez pak radlicí za současného tlaku a zvedání vyvrací a vytrhává. Velmi silné pařezy odštěpuje hrotem ostří radlice po kusech. Klučení buldozerem je tedy kombinací vyrývání a vytrhávání. Nevýhodou tohoto způsobu je velké a hluboké narušení půdy, malá produktivita práce (obrývání pařezu), přetěţování buldozeru, špatné očištění pařezu od půdy a odsun části zeminy z klučené plochy při odtlačování pařezu. Proto, aby se půda v okolí pařezu co nejméně narušila byly vyvinuty speciální dozerské radlice pro klučení pařezů (pouţívají se téţ pro rozpojování balvanitých půd). Jsou to tzv. radlice - klučky nebo ţebrové radlice (klučící brány). Radlice-klučky mají radlici s úzkou, plochou odhrnovačkou, jejíţ ostří je opatřeno mohutnými hroty (obr. 4.1g). Ţebrová radlice (obr.4.1i) nemá odhrnovačku, nýbrţ jen mohutná ţebra, ukončená rydly. Hroty ţeber vnikají snadno do hloubky pod pařez a při klučení většina půdy propadne mezi ţebry. Ţebrové radlice s dlouhými hroty se pouţívají téţ pro vytrhávání kořenů. Ţebrová část výkonných klučících dozerů se sklápí pomocí zvláštní dvojice hydraulických válců (jako čelné nakládací lopaty), coţ usnadňuje zvedání pařezů (např. Frisch D-Ro). Ekonomicky nejvýhodnější klučky jsou právě těţké nakládací lopaty, kde se na zvedací rám místo lopaty montuje klučicí ţebrová brána. Výhodou čelních dozerových klučících radlic je, ţe mohou vyvrácený pařez zvednout a pustit na zem, čímţ se odstraní podstatná část půdy z pařezu. Mohou téţ odsunout vyklučené pařezy na hromady nebo mimo klučenou plochu, sklápěcí radlice mohou pařezy naloţit na vůz a srovnat poměrně dobře povrch pozemku. Byly téţ zkonstruovány speciální klučící stroje nesené za traktorem, buď s lanovým ovládáním u těţších, starších typů (obr. 4.1h, 4.4), nebo s hydraulickým ovládáním u novějších typů (jsou určeny především pro vytrhávání kořenů a rozrušování tvrdé zeminy). Na konci silného rámu traktoru, který je zavěšen otočně na čepech rámu traktoru, je jedno nebo více mohutných výsuvných rydel, které vnikají pod pařezy aţ do hloubky 900 mm. Pojezdem traktoru je pak pařez vytrţen (u silných pařezů se nejdříve přetrhají silné kořeny). Zvedání zabezpečuje buď lano navijáku přes systém kladek umístěných na rámovém nosníku, nebo hydraulický válec. Nevýhodou speciálních klučících strojů je, ţe jimi nelze zvednout pařez a otlouci hlínu, není moţno soustředit pařezy na hromady a zarovnat vzniklé jámy. Pro všechny tyto úkoly je potřebný další stroj, nejlépe čelní lopata.

1-16

Všechna tato klučící zařízení, u nichţ se výrazněji neţ vyrývání uplaňuje vytrhávání pařezů, se montují na pásové traktory o minimálním výkonu 75 kW (75-220 kW). Svislé vytrhávání pařezů se uplatňuje pouze u starých kluček a u italské vrtací klučky. Menší pařezy nebo zbytky po rozstřelení velkých pařezů se vytrhávají při malém rozsahu prací pomocí silných traktorových navijáků a mohutných silových kladek a lanových úvazků. U větších pařezů je nutno přeseknout silné boční kořeny. Aby se zvětšila účinnost tahu, zapíná se klučící úvazek na silný kořenový náběh, čímţ vzniká buď točivý moment a pařez se vykroutí, nebo se vyvrací na páce, kdyţ se lano vede přes pařez (obr.4.5) Úvazky a kladky musí být dimenzovány na maximální taţnou sílu navijáku (odpor aţ 3.107 N). 4.2.1 Klučení stromů Klučení stromů je rychlejší neţ klučení samotných pařezů, protoţe nakloněný strom s těţkou korunou působí při vytrhávání kořenů velmi účinně. Stromy se klučí buď navijákem traktoru nebo dozerem. Navijákem traktoru se klučí přes soustavu silových kladek. Účinnost páky se zvětšuje, pouţije-li se tzv. klučící vozík. Je to velmi silný jednoosý podvozek s krátkou ojí, který se připoutá k patě stromu. Lano navijáku se upevní pomocí ţebříku asi 4 m nad zemí a tah působí přes vozík. Upevní-li se lano výše, strom se obvykle přelomí. Toto zařízení je vhodné pro klučení borovice na píscích a u starších smrků. Po vyvrácení stromu a ručním očištění zeminy z pařezu se celý strom na vozíku odvleče mimo klučenou plochu, kde se teprve zpracuje. Výhodou tohoto způsobu je to, ţe se při jedné operaci plocha očistí od všech těţebních zbytků. Dozerem je stromy moţno klučit po případném přetrhání silných kořenů radlicí vyrytím rýhy kolem stromu. Někdy se kombinuje práce dvou traktorů - jeden strom táhne a naklání lanem navijáku, druhý buldozerovou radlicí strom podrývá a při tlaku nadzvedává. Mnohem účinnější je však speciální klučící radlice, tzv. treedozer. Radlice má čepel skloněnou pod malým úhlem a nízkou odhrnovačku, nad kterou je na podélných trámcích, vysunutých dopředu, příčný trámec opatřený vpředu hranou, kterou se opírá o kmen stromu. Strom je tedy při pojezdu traktoru současně podrýván ostřím, popř. nadzvedáván a tlačen a nakláněn předsunutým trámcem 1-2 m nad zemí (obr. 4.1f). Některé buldozery mají místo čepele a odhrnovačky hroty a ţebra jako kořenová brána - klučka.

4.2.2 Úrovňové seřezávání pařezů Dnes se upouští od celoplošné orby holoseče radličnými pluhy a půda se obvykle připravuje jen v pruzích. Vysoké pařezy jsou však zde často nepřekonatelnou překáţkou. Jejich ruční vysekání (miskování), nebo seřezání je dnes nemyslitelné. Proto se tzv. řezací dozerovou radlicí (obr. 4.1 c,d,e) montovanou na pásovém traktoru o výkonu 100-150 kW seřezávají v úrovni povrchu půdy. Radlice, pracující jako engldozer, má mohutné předsunuté noţe, skloněné

1-17

pod malým úhlem (snadný šikmý řez), a nad odhrnovačkou opěrný trámec, kterým naklání zbytky stromů, které zůstaly v očišťovaném pruhu. Seříznuté pařezy a zbytky porostu sklouznou po šikmé radlici stranou. U silných pařezů musí traktor několikrát opakovat najíţdění do řezu. Průměrná potřeba času 4,5 hod.ha-1. 4.2.3 Frézování pařezů Klučení pařezů lze pro některé účely nahradit frézováním. Stroj na frézování pařezů má pracovní orgán na hydraulické ruce. Fréza je poháněná od vývodového hřídele traktoru a je schopna odfrézovat pařezy do průměru 6OO mm. Pracovním orgánem je frézovací buben s noţi (Apollo - Rakousko). V topolových porostech na Slovensku se k odstraňování pařezů pouţívá nesená fréza za traktorem Elletari (obr. 4.6), která pařez odfrézuje, třísky rozhodí po okolí, coţ umoţňuje následné mechanizované zpracování půdy.

5. MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY NA OBDĚLÁVÁNÍ PŮDY

Příprava půdy je jedním z hlavních předpokladů růstu sazenic. Uplatňuje se v lesních školkách, plantáţích lesních dřevin a na plochách určených k zalesňování. Připravená půda má vytvořit pro růst rostlin zejména vhodnou půdní strukturu, podpořit tvorbu humusu, zamezit rychlou mineralizaci, zajistit dobré provzdušnění půdy, udrţet vhodný obsah vody v půdě a zabránit růstu plevelů. 3.1 Základy teorie zpracování půdy Podle způsobu obracení a drobení rozeznáváme : a) orbu s obracením půdní skývy b) frézování půdy c) kombinované zpracování půdy Při prvním způsobu odřezává orební těleso při postupném pohybu vpřed nejprve půdní vrstvu, tzv. skývu, o příslušné šířce a hloubce, poměr šířky a hloubky brázdy, tzv. orební poměr, má činit nejméně 1,27, aby poloha skývy nebyla labilní. Frézovací buben a jeho pracovní části (noţe) konají při frézování půdy současně dva pohyby : přímočarý rovnoměrný pohyb ve směru pohybu stroje v1 a rovnoměrný rotační pohyb hřídele frézovacího bubnu v2. Podmínkou činnosti frézovacího bubnu je to, aby poměr v1 : v2 byl větší

1-18

neţ 1. Je-li tato podmínka splněna, je dráhou noţe cykloida. Tento pohyb umoţňuje, aby nůţ frézy odděloval vrstvičku půdy. Při kombinovaném zpracování půdy odděluje půdní skývu klínové orební těleso a drobí a rozhazuje ji frézovací buben. Nástroje, které zpracovávají půdu, je moţno pro zjednodušení rozloţit na tři klíny (obr.5.1). Klín l : Pracovní plocha svírá se dnem brázdy elevační úhel  a je kolmá ke stěně brázdy. Půdu zvedá a při změně elevačního úhlu ji drobí a kypří. Klín 2 : Pracovní plocha je kolmá ke dnu brázdy a se stěnou svírá radlicový úhel . Půdu odsouvá do strany, drobí a kypří v jiné rovině neţ klín 1. Klín 3 : Pracovní plocha svírá se dnem brázdy úhel ß a je kolmá k bokorysné rovině. Při změně úhlu ß obrací a částečně drobí. 5.2 Pluhy Pouţívají se pro základní mechanické zpracování půdy. Podle způsobu obracení skývy rozeznáváme tyto druhy orby (obr.5.2.): celý obrat - skýva je otočena o l8Oo luštění - skýva je otočena o 9Oo vzmet - skývy jsou skloněny pod určitým úhlem v rozmez 9Oo aţ l8Oo a leţí jedna na druhé Podle konstrukce orebního ústrojí dělíme pluhy na: radličné talířové rotační Radličný pluh se skládá z rámu, orebního ústrojí, pojezdového ústrojí, ovládacího a seřizovacího ústrojí a závěsu. Orební ústrojí (obr.5.3) se skládá z radlice, tj.čepele (l) a odhrnovačky (5), plazu (2), rámu (3), slupice (4), předradličky (6) a kotoučového krojidla (7). Čepel je řezná část radlice lichoběţníkového tvaru, odhrnovačka obrací a drobí odříznutou skývu, slupice tvoří kostru orebního tělesa a je připevněna k rámu. Plaz vede pluh v horizontální rovině a udrţuje jeho směr. Slupice tvoří kostru orebního tělesa a je připevněna k rámu. Předradlička je malé orební těleso bez plazu před hlavním orebním tělesem a uplatňuje se při tzv. kulturní, tj. dvouvrstvové orbě. Krojidlo je umístěno před pluţním tělesem Talířové pluhy mají orební talíře uloţeny odděleně na hřídeli pomocí náboje, který je slupicí připojen k rámu stroje.

1-19

Talíř půdu dobře drobí a zvedá, avšak brázdu špatně klopí. Proto je na kaţdém talíři pevná odháňka, která zvednutou skývu překlopí a zároveň čistí talíř od hlíny. Lesní pluhy. Vyznačují se robustnější konstrukcí, kvalitní radlicí s elevačním úhlem od 20 do 50o a radlicovým úhlem asi 35o. U radličných pluhů je nutné, aby byl pluh vybaven pojistkou proti přetíţení; odstraní se tak moţnost poškození orebního tělesa. Specifikum lesních půd tvoří pasečné plochy s pařezy, kořeny a skeletem. Odpor pluhu a jemu odpovídající sílu tahu lze určit ze vzorce : Ft = k .a .b

(N)

5.1

kde : Ft - tahový odpor pluhu (N) , k - měrný odpor půdy (MPa), a - hloubka orby (mm), b - šířka záběru orebního tělesa (mm) Velikost měrného odporu půdy se mění podle podmínek orby a udává se v rozsahu 2 aţ 15 MPa (např. půdy písčité 2- 3,5 MPa, jíl 8-15 MPa). 5.3 Půdní frézy V lesnictví se půdní frézy pouţívají při přípravě půdy v lesních školkách, při přípravě půdy pro zalesňování, při pletí a kypření, při ošetřování kultur a plantáţí lesních dřevin, zraňování lesní půdy a udrţování protipoţárních pásů. Fréza se nemůţe pouţívat na kamenitých půdách, nesmí se pouţívat na plochách s výskytem oddenkových plevelů (např. pýru), neboť rozsekáním by se plevel rozmnoţil. Půdní fréza dělá současně několik pracovních operací, jako např. kypření, vláčení, smykování, zpracování kompostu a uhrabování. Vlastním kypřicím nástrojem půdní frézy jsou noţe, pruţně nebo pevně uchycené na hřídeli (obr.5.4). Tloušťka odříznuté skývy je v podstatě záběr jednoho noţe. U stroje s horizontální osou rotace kolmou na směr jízdy je vyjádřena vztahem : 2r

2Rv 2R

s = ----- = ------ = ----z

z.u

kde : s - tloušťka odříznuté skývy (mm), r - poloměr kruţnice valení (mm), z - počet noţů, R - poloměr rotoru (mm),

1-20

z.

(mm)

5.2

v - pojezdová rychlost stroje mm.s-1), u - obvodová rychlost rotoru (mm.s-1), R  = ___ r Pohon rotačního hřídele půdní frézy je odvozen od vývodového hřídele traktoru přes spojku a ozubené soukolí. Proti poškození noţů při nárazu na překáţku slouţí prokluzné spojky. 5.4 Stroje pro úpravu celoplošně zpracovaných ploch (smyky, brány, válce, kypřiče) Smyky. Úkolem smyku je urovnávat povrch zpracované plochy, částečně drtit a zatlačovat hroudy a zároveň nakypřit půdní vrstvičku, aby se zmenšil výpar vody. Smykováním se rovněţ ničí mělkokořenící plevele. Podle provedení jsou smyky trámové, prstencové, deskové a kombinované. Brány. Toto nářadí se pouţívá při mělkém povrchovém zpracování půdy s částečným urovnáním povrchu. Dále se pouţívají k ničení plevelů a k zavlačování průmyslových hnojiv. Podle způsobu práce pracovních částí a konstrukce je rozdělujeme : a) na brány s pasivními pracovními částmi (např. hřebové) b) na brány s aktivními pracovními částmi (např. rotační talířové) Značný význam v lesním hospodářství mají rotační talířové brány, které se velmi dobře osvědčují při zpracování zabuřenělých ploch, popřípadě při likvidaci nárostů dřevin s menším průměrem. Pracovním orgánem těchto bran je sférický talíř, který je uloţen na čtvercovém hřídeli a vytváří tzv. talířovou baterii, otočně uloţenou na rámu. Válce. Pouţívají se k utuţování povrchu půdy, a to podle agrotechnických poţadavků. Válce při práci drtí hroudy a vyrovnávají menší půdní nerovnosti. Povrch válců můţe být buď hladký, rýhovaný, nebo s jinak upraveným povrchem. Jsou uloţeny v rámu. Kombinované kotoučové válce (cambridgeské) se skládají z hladkých a ozubených kotoučů umístěných střídavě na hřídeli rámu válce. Kypřiče (kultivátory). Jsou určeny k plošné a meziřádkové kultivaci půdy. Umoţňují provzdušnit a prokypřit půdu. Jejich činností se ničí plevel. Nakypření ovlivňuje hospodaření s vodou, sniţuje výpar a přerušuje půdní kapilaritu. Kypřiče se dělí podle aplikace na kypřiče pro

1-21

celoplošné obdělávání půdy a na kypřiče meziřádkové. Pracovním orgánem kypřiče je radlička, připevněná slupicí k rámu (obr.5.5a,b). Nejčastější tvar je dlátovitý nebo šípovitý (obr.5.5c). 5.5 Půdní jamkovače Uplatňují se při pomístné přípravě půdy na všech lokalitách kromě značně kamenitých a balvanitých. Podle konstrukce se dělí na přenosné a nesené. Přenosný jamkovač je uloţen v jednoduchém trubkovém rámu. Ke spodní části motoru je připevněna redukční převodovka s objímkou pro upevnění vrtáku. Příkladem je typ STIHL BT 360. Nesený jamkovač je zpravidla nesený na tříbodovém závěsu traktoru a je poháněn od vývodového hřídele traktoru. Většina nesených jamkovačů má zpětný chod vrtáku a pojistnou spojku (k zamezení poškození stroje). Typy různých vrtáků jsou znázorněny na obr.5.6. Jsou také vyvinuty jamkovače, umístěné na hydraulickém rameni traktoru LKT 81. Kypřící ploškovač je rotační kombinovaný orgán určený na přípravu míst pro výsadbu ve tvaru okrouhlých plošek. Na vertikálním hřídeli je umístěn vrták a na dvou horizontálních osách jsou umístěny 3 zraňovací talíře, které strhnou drn okolo jamky o průměru 0,8-1,0 m (např. typ PMA-2). K novinkám řadíme speciální soupravu FX 07 P (Švédsko). Stroj se skládá ze dvou částí: motorické a části pro transport sazenic. Přední část s motorem je v terénu usměrňována pomocí oje pracovníkem (podobně jako u ţelezného koně Husqvarna). Kaţdá samostatná část stroje se nachází na čtyřech kolech. Na kaţdé samostatné části je umístěno hydraulické rameno s jedním jamkovačem pro pomístnou přípravu půdy. Dva pracovníci obsluhují samostatně jeden jamkovač a zároveň provádějí vlastní výsadbu sazenic. Tento stroj řeší hlediska ergonomická současně s přepravou sadebního materiálu. 5.6 Stroje a zařízení pro zraňování lesní půdy Půdními zraňovači se připravuje lesní půda pro přirozené zmlazení. Na málo zabuřenělých lokalitách a nekamenitých půdách se můţe při zraňování půdy uplatnit půdní fréza. Nejvíce se rozšířily zraňovače s rotačními pracovními orgány. Těţké talířové brány (speciálně upravené okraje) jsou velmi vhodné ke zraňování lesní půdy na těch lokalitách, kde se vyskytují překáţky (např. větve, kořeny apod.), neboť je snadno překonávají. Velmi účinné jsou talířové zraňovače s ozubenými talíři tzv. finské brány (obr.5.7). Seřizovací ústrojí slouţí ke změně řezného úhlu talíře. Proti poškození jsou talíře zajištěny

1-22

odpruţením. Zraňovač vytváří dva pruhy zpracované půdy o šířce 400 - 600 mm a hloubce 150 mm. Zraňovače se zraňovacími radlicemi jsou poháněny od pojezdových kol nebo pracují pouhým otáčením pracovních orgánů. U nás pouţitelné zraňovače se v zásadě dělí takto : a) s rotačními pracovními orgány b) kultivátorové 5.7 Způsoby přípravy lesní půdy a aplikace strojů Na obr.5.8 je rozdělení strojů pro přípravu půdy podle způsobů provádění. Stroje typu zraňovačů pracujících s rotačními pracovními orgány (1,2,7,10,12), např. u nás zastoupené strojem TTS-25, jsou vysoce výkonné a mohou vykonávat pruhovou, některé typy ploškovou přípravu půdy na plochách bez vyklučení pařezů pro přirozenou i umělou obnovu lesa. Buldozer (3) s upravenou radlicí se pouţívá k celoplošné přípravě, např. v oblasti luţních lesů. Pluhy (4,13,14,15) patří k nejrozšířenějším prostředkům pro přípravu půdy. Jamkovače (5,8,9) se pouţívají při ploškové přípravě půdy pro umělou obnovu a zakládání topolových kultur. Stroje (6) určené k ploškové pomístné přípravě se uplatňují na nezabuřenělých lokalitách. Půdní frézy (11) se mohou uplatnit při přípravě půdy pro přirozenou obnovu, popř. při meziřádkové kultivaci na plantáţích a na plochách s vyklučenými pařezy.

6. MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY NA HNOJENÍ

Účelem hnojení je doplnit v půdě úbytek výţivných látek, zvýšit její úrodnost a upravit v poţadovaném směru její fyzikální, chemické a biologické vlastnosti. Z technologického hlediska se při hnojení půdy vyţaduje rovnoměrné rozdělení hnojiv do půdy. Největší problém dodrţení této rovnoměrnosti způsobují rozličné fyzikálně-mechanické vlastnosti hnojiv. 6.1 Fyzikálně-mechanické vlastnosti hnojiv Konstrukční odlišnosti strojů a mechanismů na hnojení vyplývají z různorodosti materiálů, které musí rozdělovat, dále z rozdílu dávek na 1 ha, z poţadavků povrchového nebo hloubkového zapracování atd.

1-23

Průmyslová a organická hnojiva se pouţívají ve formě prášku nebo granulí (pevná průmyslová hnojiva), vazké vlhké hmoty (stájový hnůj, kompost), kapaliny (amoniakáty, čpavková voda). Samostatnou skupinu tvoří bezvodý čpavek, který v normálních podmínkách je plyn a při vysokém tlaku tekutina. Fyzikálně-mechanické vlastnosti pevných průmyslových hnojiv závisí ve velké míře na jejich vlhkosti. Vzhledem k jejich hygroskopičnosti mohou ve velkých mnoţstvích pohlcovat vlhkost ze vzduchu. Vysoká relativní vlhkost a nízká teplota vzduchu způsobují její zvýšení. S rostoucí vlhkostí pevných průmyslových hnojiv se mění intenzivně jejich fyzikálně-mechanické vlastnosti, jako je sypkost hnojiva, měrná hmotnost, koeficient tření, sklon k vytváření dutin v hnojivech aj. Při zvyšování vlhkosti se zpravidla zhoršuje sypkost hnojiva, zvyšuje se jeho sklon k tvoření dutin a hrudek, coţ má nepříznivý vliv na rovnoměrnost rozhazování. Sypkost pevného průmyslového hnojiva je moţné charakterizovat velikostí sypného úhlu. Je to úhel, který svírá stěna vytvořeného kuţele hnojiva s vodorovnou rovinou. Sypný úhel různých pevných průmyslových hnojiv při menších vlhkostech bývá od 30 do 55o; součinitel smykového tření po oceli v závislosti na vlhkosti se mění v širokých mezích od 0,5 do 1,0. Měrná hmotnost bývá na hranici 0,8-1,7.l03 kg.m-3. Některé vlastnosti pevných průmyslových hnojiv jsou uvedeny v tabulce. Při sypném úhlu do 35o se průmyslová hnojiva v práškové formě lehce přesýpají přes otvory; u granulovaných je tato hranice 40o. Při sypném úhlu nad 50o je vhodné pouţít na rozmetání tzv. vrchní výsev, při kterém je rozmetací ústrojí nad hnojivem a hnojivo se k němu přisouvá směrem nahoru.

Některé vlastnosti pevných průmyslových hnojiv

Měrná Druh hnojiva

Součinitel

hmotnost

Hygrosko-

smykového

(103kg.m-3)

pičnost

tření (o)

ocel

dřevo

1-24

Sypný úhel

Ledek amonný

0,87-0,89

velmi silná

0,51 0,33

-

Síran amonný

0,71-0,77

velmi slabá

0,53

-

Superfosfát

1,20-1,26

slabá

Fosforit.moučka 0,75-1,40

-

0,67 0,61

35-46

nehygroskop

-

-

25

Chlorid dras.

0,78-1,00

střední

0,47

-

-

Draselná sůl

1,00-1,10

střední

0,7-1

-

45-50

Vápenec mletý

1,60-1,70

slabá

0,5-1 0,70

40

Sypný úhel se při pouţití chlévského hnoje zmenšuje v závislosti na stupni rozkladu od 50 do 38o. Koeficient tření chlévského hnoje po různých materiálech (ocel, dřevo, guma) se ve své střední hodnotě rovná 0,9-1,0. Měrná hmotnost chlévského hnoje závisí na měrné hmotnosti jeho sloţek, jejich vzájemného poměru, zralosti hnoje a vlhkosti. Čerstvý chlévský hnůj má měrnou hmotnost 450-650 kg.m-3, dobře rozloţený a uleţelý hnůj 900 aţ 1000 kg.m-3. Kapalná hnojiva tvoří samostatnou skupinu s rozdílnými fyzikálně-mechanickými vlastnostmi. Pouţívané mechanizační prostředky na hnojení můţeme rozdělit do dvou základních skupin. První skupinu tvoří hnojiva s vysokým tlakem nasycených par, druhou skupinu hnojiva buď s nízkým nebo s ţádným tlakem nasycených par. Do první skupiny patří bezvodý čpavek a druhé skupiny amoniakáty, tj. vodní roztoky pevných hnojiv nebo jiných hnojivých látek ve čpavku, nebo ve směsi čpavku a vody. Při obvyklé teplotě a tlaku je čpavek bezbarvý plyn velmi ostrého charakteristického zápachu. Jeden dm3 plynného čpavku má při OoC a tlaku 76O mm Hg hmotnost O,77l g. Plynný čpavek se lehce zkapalňuje. Zkapalněný čpavek je bezbarvá, velmi pohyblivá kapalina, která má při 0oC měrnou hmotnost 639 kg.m-3 a při teplotě 15oC měrnou hmotnost 617 kg.m-3. Za atmosférického tlaku vře při -33,4oC a tuhne při -77,7oC na látku podobnou sněhu. Nejvíc se rozšířili amoniakáty na bázi dusičnanu amonného, dusičnanu vápenatého a amonného a na bázi močoviny. Protoţe sloţení jednotlivých druhů amoniakátů je velmi rozdílné, uvedeme rozsahy některých fyzikálně-mechanických vlastností. Celkový obsah dusíku se pohybuje v rozsahu 3O-5O%, měrná hmotnost při teplotě 15oC v rozsahu 930-ll9O kg.m-3, tlak při teplotě 15oC v rozsahu O-90 Pa a při teplotě 4OoC rozsahu O-35 Pa. Důleţitou vlastností amoniakátů v souvislosti s moţností ucpání dávkovacího systému je teplota krystalizace, která je při rozdílných druzích anomiakátů v rozsahu -45oC aţ +15oC. Významnou vlastností kapalných hnojiv je jejich korozní účinek. Bezvodý čpavek, čpavková voda, nepůsobí na ocel korosivně. Ostatní hnojiva působí velmi korosivně. Na zařízení na

1-25

čpavek se nesmí pouţít měď, mosaz nebo bronz. Na hnojiva, které působí korosivně se pouţívá hliník, antikorozní ocel nebo plastické hmoty. 6.2 Mechanizační prostředky na rozmetání pevných průmyslových hnojiv Hlavním poţadavkem na rozmetací mechanismy na tuhá průmyslová hnojiva je rovnoměrnost rozmetání všech běţných druhů hnojiv při různých dávkách na hektar, přičemţ odchylky od poţadované dávky by neměly být větší neţ 15%. Aktivní část rozmetacího mechanismu (disk, ramínko, lopatka aj.) uděluje částici hnojiva při rozmetání určitou pohybovou energii. Jakmile částice hnojiva opustí rozmetací mechanismus, pohybuje se dále obvykle podle zákonů vodorovného nebo šikmého vrhu a dopadá na povrch pole. Skutečná dráha částice se však od teoretické dráhy odlišuje vlivem celé řady činitelů (rázy, odpor vzduchu, směr a rychlost větru atd.). Existující konstrukce rozmetacích mechanismů můţeme dělit podle principu práce pracovních elementů a jejich pohybu na: a) rozmetací mechanismy s vyhrnovacím ústrojím b) rozmetací mechanismy s rozmetacími disky nebo válci 6.2.1 Rozmetací stroje s vyhrnovacím ústrojím Podle principu přivádění hnojiva k rozmetacímu mechanismu rozeznáváme mechanismy se spodním nebo horním vyhrnováním. 6.2.1.1 Řetězový rozmetací mechanismus Pracovní proces řetězového rozmetacího mechanismu je moţno charakterizovat tím, ţe nekonečný řetěz, který je vybaven šikmo postavenými prsty se pohybuje ve spodní části skříně zásobníku a aktivní částí šikmo postavených prstů vyhrnuje hnojivo za hranu dna zásobníku (obr.6.1). Mnoţství vyhrnutého hnojiva se nastavuje změnou rychlosti řetězu nebo změnou velikosti vyhrnovací štěrbiny. Při pracovním procesu prst působí na vrstvu hnojiva, která je mezi dvěma sousedními prsty (obr.6.2). Při pohybu vyhrnovacího prstu se hnojivo nejprve stláčí a potom se začne přemisťovat podél aktivní části vyhrnovacího prstu. Intenzita vyhrnování při konstantní šířce vyhrnovací štěrbiny a rychlosti řetězu závisí na koeficientu tření mezi hnojivem a prstem a dále na úhlu postavení prstu ve vztahu k podélné hraně vyhrnovací štěrbiny . Jakmile zanedbáme tření částice hnojiva o podloţku a vnitřní tření částic o sebe, pro pohyb částic podél vyhrnovacího prstu musí platit :

 +  < 90o

1-26

 < 90o -   - třecí úhel částice hnojiva o vyhrnovací prst,  - úhel sklonu prstu ke směru pohybu řetězu. Velikost úhlu tření  závisí na druhu hnojiva, jeho vlhkosti a materiálu prstu; dosahuje obvykle hodnotu aţ 60o. Proto se v praxi velikost úhlu  volí v rozsahu 25-30o při některých konstrukcích aţ 40o. Z uvedeného vyplývá, ţe velikost úhlu sklonu prstu ke směru pohybu řetězu je zásadním parametrem při navrhování řetězu. Úhel má vliv téţ na rovnoměrnost rozmetání hnojiva. Přičemţ čím je úhel menší, tím se dosahuje lepší rovnoměrnost. Dále budeme sledovat podmínky přemisťování libovolné částice hnojiva A při práci rozmetacího mechanismu. Směr pohybu částice hnojiva bude odkloněný od normály n o třecí úhel  ke směru rychlosti řetězu vr; v tomto směru bude působit téţ výsledná reakce prstu na hnojivo FR. Působení síly FR na částici hnojiva bude po celé dráze, pokud se částice nedostane na hranu vyhrnovací štěrbiny. Částice přitom vykoná relativní dráhu l, přičemţ klouţe po hraně prstu a absolutní dráhu s, která je shodná s úhlopříčkou kosodélníka ABCD. Z trojúhelníka ABC dostaneme

__

__

BC

AC

________________

= ________

sin[90 - ( - )]

6.2

sin  (mm)

Protoţe BC = l a AC = s, potom platí sin  s = l._________________ cos ( + )

1-27

6.3

Z rovnice je zřejmé, ţe se zmenšováním úhlu sklonu prstů dráha částice s se zmenšuje a současně s tím se zmenšuje čas působení prstu na hnojivo. Tento faktor je důleţitý, protoţe některé druhy hnojiv se při dlouho trvajícím působení pracovního orgánu začnou nalepovat a utuţovat, coţ se zase nepříznivě projeví na rovnoměrnosti rozmetání.

6.2.1.2 Talířový rozmetací mechanismus Talířový rozmetací mechanismus (obr.6.3) se skládá z většího počtu talířů (6-16), otáčejících se okolo svislé osy pod otvory ve dnu společného zásobníku. Otáčející se talíře vynášejí hnojivo ze zásobníku a ramínka, které jsou upevněné na společném průběţném hřídeli za zásobníkem, vyhrnují hnojivo z části talíře, které vyčnívá zpod zásobníku. Mnoţství vyhrnovaného hnojiva, a tím i dávka na l ha, se mění s výškou hnojiva na vynášecím talíři pomocí posuvné přepáţky a změnou počtu otáček vynášecího talíře. Proces vynášení hnojiva talířem ze zásobní skříně spočívá na zákonech vytékání sypkého materiálu otvorem. Jakmile jednu ze stěn zásobní skříně, která je naplněná hnojivem povytáhneme (obr.6.4a) přes vytvořený otvor, začne hnojivo vytékat a rozloţí se pod sypným úhlem . Materiál přestane vytékat jednak třením o podloţku AB a jednak vnitřním třením mezi částicemi. Pakliţe si označíme čas tvorby sesypu ABC jako t a vzdálenost těţiště průřezu ABC aţ po vertikálu BC jako s, můţeme určit střední rychlost vytékání sypkého materiálu otvorem: s vv = -----

6.4

t Její velikost závisí na sypkosti materiálu. Protoţe sypkost hnojiv je menší neţ kupříkladu písku, bude rychlost vytékání hnojiva při jinak stejných poměrech menší. Za předpokladu, ţe se dno nádrţe AB bude posouvat (obr.6.4) libovolnou rychlostí vt, materiál nepřestane vytékat. Na tomto principu je zaloţená i činnost talířového rozmetacího mechanismu. Největší rychlost vytékání hnojiva otvorem bude zabezpečena tehdy, kdyţ rychlost vysouvání oporné roviny vt bude stejně velká jako rychlost vV. Při vt > vV vysouvací průřez se úplně nezaplní hnojivem, protoţe rychlost vytékání hnojiva daným otvorem zůstane stálá. Maximální počet otáček vynášecího talíře je omezen podmínkou, ţe se hnojivo nesmí vlivem odstředivé síly vyhazovat přes okraj talíře. Počet otáček talíře se obyčejně volí v mezích

1-28

0,4 - 12 min-1. Nadměrné zvyšování otáček vede k intenzivnímu opotřebení součástek převodového mechanismu, které pracují ve velmi těţkých podmínkách. Z vynášecího talíře se hnojivo nejčastěji shazuje pomocí hřídele 1 (obr.6.5), na kterém jsou umístěné různě natočené lopatky 2. Pro rovnoměrné rozloţení hnojiva na povrchu pole se vyţaduje, aby se ke kaţdé shazovací lopatce (bývají 2-4) přivádělo stejné mnoţství hnojiva. Toto je zabezpečeno různými druhy děličů. 6.2.1.3 Bubnový rozmetací mechanismus (s horním vyhrnováním) Bubnový rozmetací mechanismus (obr.6.6) se skládá z pohyblivé zásobní skříně 1, vyhrnovacího bubnu 2 tzv. jeţka. Vyhrnovací buben je umístěn ve vrchní části skříně zásobníku. Při otáčení vyhrnovacího bubnu se hnojivo frézuje a vyhrnuje do výpadového otvoru, přičemţ se současně směrem nahoru posouvá přední stěna a dno zásobníku, jeţ tvoří jeden celek. Mechanismus dobře pracuje se sypkým materiálem a zabezpečuje poměrně kvalitní práci i s hnojivy se zvýšenou vlhkostí. Jedním z nedostatků tohoto mechanismu je, ţe se mnoţství rozmetaného hnojiva postupem času vlivem utuţování v zásobní skříni zvyšuje aţ na 170 %. Velikost tohoto utuţování závisí především na uspořádání a tvaru vyhrnovacích lišt nebo lopatek. 6.2.2 Rozmetací mechanismy s rozmetacími disky nebo válci Tyto rozmetací mechanismy rozmetají hnojivo obyčejně na větší šířku neţ je šířka zásobníku. Hnojivo se přivádí ze skříně zásobníku k pracovním elementům (válce odstředivé disky, hvězdice), kde se jeho částice vlivem udělené kinetické energie rozmetají po povrchu pole. Jako charakteristický zástupce uvedené skupiny můţe slouţit odstředivý diskový rozmetací mechanismus.

6.2.2.1 Odstředivý diskový rozmetací mechanismus Hnojivo se ze zásobníku dopravuje na 1 - 3 otáčející se disky, na kterých je umístěný různý počet ţeber různého tvaru (obr.6.7). Pracovní proces rozmetače charakterizují dvě fáze : prvá fáze představuje pohyb částice na pracovním disku a druhá fáze zase část pracovního procesu, kde částice dostane potřebnou rychlost a padá po dráze šikmého vrhu na povrch půdy. 6.3 Mechanizační prostředky na rozmetání stájového hnoje a kompostů

1-29

Úlohou rozmetacího mechanismu je rozdělit rovnoměrně podávanou vrstvu hnoje nebo kompostu na částice optimální velikosti a tyto částice co nejrovnoměrněji rozhazovat po poli. Pracovní proces rozmetacího mechanismu zahrnuje dvě fáze : a) fázi dopravování hnoje k vlastní rozmetací jednotce b) fázi samotného rozmetání Rozmetací mechanismy jsou obyčejně řešené tak, ţe rozmetaný materiál se přisouvá k rozmetací jednotce pomocí dopravníku. Vlastní rozmetací jednotky vytvářejí nejčastěji rozmetací bubny s horizontální nebo svislou osou rotace. Na těchto bubnech jsou umístěné rozmetací lopatky, lišty, noţe aj. (obr.6.8). Druhou základní skupinu tvoří rozmetací mechanismy, které rozmetají hnůj kolmo na směr jízdy. Z této skupiny uvádíme dopravníkový mechanismus na obr.?.

6.4 Mechanizační prostředky na hnojení kapalnými hnojivy Proti pevným průmyslovým hnojivům mají kapalná hnojiva přednosti v tom, ţe jsou obyčejně výhodnější jak z výrobního, tak provozního hlediska, tak i z hlediska účinnosti. Pracovní proces na hnojení kapalnými hnojivy spočívá v tom (obr.6.9), ţe hnojivo se dopravuje z nádrţe obyčejně válcovitého tvaru, přes dávkovací zařízení (čerpadlo, dýzy) aţ ke zapracovávajícím radličkám, případně se rozstřikuje na povrch porostu. Obsah volného čpavku v hnojivu rozhoduje o tom, zda se můţe aplikovat na povrch porostu, nebo se musí pomocí radliček zapracovávat do půdy. Mechanismy na hnojení kapalnými hnojivy můţeme rozdělit na dvě hlavní skupiny : - mechanismy na hnojení čpavkem, - mechanismy na hnojení beztlakovými nebo nízkotlakovými hnojivy. Hlavní částí strojů na hnojení kapalnými hnojivy je dávkovací zařízení. Jeho účelem je odměřit poţadovanou dávku hnojiva na jednotku plochy (viz. obr.6.10).

7. MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY PRO PRÁCE VE ŠKOLKÁCH

Pro umělou obnovu lesa výsadbou sazenic je nezbytné vyprodukovat dostatečné mnoţství kvalitního sadebního materiálu.

1-30

Základním předpokladem rozvoje technizace a racionalizace ve školkařském provozu je uplatnění koncentrace a zavádění velkovýrobních forem. 7.1 Stroje pro setí a školkování Secí stroje. Pro výsev ve školkách na volných (nekrytých) plochách se pouţívají secí stroje nesené na traktoru. Ručně taţné stroje se uplatňují při výsevech pod polyetylénovými kryty (fóliovníky). Na Slovensku dosahují dobrých výsledků s výsevem semen na speciální papír. Pruhy papíru s nalepenými semeny se pokládají na záhony. Secí stroj se skládá z těchto hlavních částí: zásobníku semena, výsevního ústrojí, pohonu výsevního ústrojí, regulačního zařízení, semenovodů, zařízení pro ukládání semena do půdy, rámu, pojízdného nebo závěsného zařízení. Zjednodušené schéma je na obr. 7.1b. Zásobník semen (výsevní skříň) je lichoběţníkovitého průřezu; uvnitř je čechrač, který zajišťuje plynulé vypadávání semen do jednotlivých výsevních schránek. Výsevní ústrojí bývá většinou válečkové a umoţňuje buď spodní, nebo horní výsev (obr. 7.1a). Pohon výsevního ústrojí je ovládán hydraulicky nebo mechanicky. Regulační zařízení usměrňuje mnoţství vysévaného semena. Vyuţívají se tři základní zůsoby: 1 - změna otáček výsevního ústrojí 2 - změna velikosti výsevních otvorů 3 - změna velikosti záběru výsevních orgánů Semenovody jsou buď pruţné trubice, nebo kovové trubky: horní částí jsou připojeny k výsevné skříni, spodní část ústí do secích botek. Zařízení pro ukládání semen tvoří nejčastěji botky radličkového typu. U secích strojů se zasypávačem výsevu se nepouţívají. Prouţky v půdě vytlačuje předznačovací válec. Rozeznáváme tyto základní způsoby výsevu semen: řádkovou síji prouţkovou síji plnosíji V ČR se pro výsev pouţívá univerzální secí stroj SEUN-7Z, který se skládá ze tří základních částí: neseného secího stroje, zasypávače výsevu s přítlačným válcem a hydraulického ovládání; stroj je taţen traktorem. Princip práce stroje je znázorněn na obr. 7.1c.

1-31

Univerzální secí stroj můţe formovat záhony a vytlačovat prouţky nebo rýhy, vysévat semena do rýh, prouţků nebo provádět setí plnosíjí, zasypávat vysetá semena zásypkou, popřípadě uválet celé plochy přítlačným válcem. Secí válec pohání hydromotor s regulátorem otáček a s počítadlem. Před zahájením výsevu se musí seřídit mnoţství výsevu, aby odpovídalo stanoveným poţadavkům: a) Stupnice otáčkoměru hydraulického zařízení se nastaví na předepsané mnoţství (podle tabulky a druhu semena). b) Spustí se motor traktoru a zapne se vnitřní okruh hydraulického zařízení; secí stroj je zvednut. c) Prázdný secí stroj se spustí a nechá se běţet několik minut. d) Stroj se zastaví, naplní se semenem, pod jednotlivé semenovody se nastaví záchytné nádoby a nechá se vysévat, aţ vysévají všechny schránky. Secí stroj se pak zastaví, vyseté semeno se vysype zpět do schránek a označí se počet otáček na ukazateli. e) Pod semenovody se podloţí nádoby a po spuštění stroje se do nich vysévá (1O aţ 1OO otáček podle velikosti semena). Secí stroj se zastaví a semeno se zváţí. (QZ). f) Zjistí se, kolik semena vypadne za l otáčku QZ Q1 = ----

(g)

7.1

NZ kde: QZ - celkové mnoţství semena vypadlého do nádob při zkoušce (g), N - počet otáček výsevního ústrojí při zkoušce. g) Stanoví se, kolik je potřeba otáček N na osetí 1 m záhonu podle kvality osiva Qn N = ----

(-)

7.2

Q1 kde: Qn - předepsané mnoţství osiva na l m záhonu (g). h) Stopkami se zjistí čas t, který potřebuje traktor k ujetí 1 m dráhy po záhonu. Řidič udrţuje stále stejné otáčky motoru. T t = -----

(min)

L

1-32

7.3

kde: T - čas potřebný k jízdě traktoru přes celý záhon (min), L - délka záhonu (m). ch) Určí se potřebný čas jedné otáčky to válečku pro správné osetí 1 m záhonu. t to = -----

(min)

7.4

N i) Počet otáček, který se nastaví na regulačním ventilu 60 (min-1)

n = ----

7.5

to Po tomto nastavení můţeme výsev ještě jednou zkontrolovat podle výše uvedených bodů [a) aţ i)]. Potom semeno vybereme a necháme je vyset do nádob. Odváţíme pouze mnoţství, které potřebujeme na osetí jednoho záhonu. Pokusně osejeme první záhon: traktorista jede při stejných otáčkách motoru jako při měření rychlosti. Zbylo-li v zásobníku semeno, sníţí traktorista mírně otáčky motoru, nestačí-li mnoţství na záhon, je postup opačný. V zahraničí jsou vyvinuty velmi přesné stroje pro výsev. Školkovací stroje. Účelem školkování semenáčků je zkvalitnění sadebního materiálu, tj. vypěstování sazenic s bohatým kořenovým systémem. U školkovacích strojů je v podstatě uplatněn štěrbinový způsob výsadby, a to vytvářením souvislé podélné rýhy. Nejjednoduššími mechanizačními prostředky pro školkování jsou různé druhy rýhovačů, které jsou velmi rozšířené, např. ve Skandinávii. Na obr. 7.2a je znázorněno principiální schéma školkovacího stroje. Podávací zařízení školkovacích strojů jsou řetězová (např. typ Holland), podávací kotouče s chapadly (např. typ Egedal - obr. 7.2b) a podávací kotouče (např. typu Acord - obr. 7.2c). Školkovací stroje se skládají ze samostatných školkovacích článků umístěných v jedné nebo ve dvou řadách v rámu (obr.7.2d). Průměrná vzdálenost semenáčků v řádku je asi 5O aţ 7O mm. V ČR se pouţívají tyto typy školkovacích strojů: Manhardt (SRN), nyní u nás inovován na typ ŠS7 sedmiřádkový, Accord (SRN) třířádkový aţ sedmiřádkový, Hari (SRN) jednořádkový aţ dvouřádkový, Radt (Rakousko) pětiřádkový.

1-33

Jednořádkový školkovací stroj Picador pracuje na principu vratné pásky. Sazenice se vkládají mezi dvě nylonové pásky na speciálním balícím zařízení. Předpokladem úspěšného mechanizovaného školkování je vhodně připravená půda a pouţití kvalitních vytříděných semenáčků.

5.2 Stroje pro výrobu obalených sazenic Přednosti obalených sazenic jsou známy jiţ dlouhou dobu (lepší biologické vlastnosti, omezení sezónnosti zalesňovacích prací, moţnost uplatnění mechanizace při výrobě apod.). Projevují se však i negativní vlivy (obtíţnější doprava, u některých typů zvýšená deformace kořenů apod.). Obalené sazenice jsou vhodným sadebním materiálem pro extrémní podmínky, hlavně pro kamenité horské svahy. Sazenice si sebou nese výţivný obal, takţe se můţe v extrémních podmínkách dobře zakořenit a nedochází k jejich vysychání. Pěstování těchto sazenic můţe probíhat po celý rok ve sklenících, takţe se tím urychlí jejich růst a moţnost transportu beze ztrát. V současné době se v ČR uplatňují tyto mechanizované způsoby výroby obalených sazenic: Metoda Kopparfors. Semenáčky se pěstují v blocích z plastu. Jejich naplnění substrátem, osetí, zasypání pískem (perlitem) se uskutečňuje na plně mechanizované lince. Bloky se přepravují vysokozdviţným vozíkem do prostoru určeného k jejich dalšímu pěstování (polyetylénové kryty). Po ukončení růstu semenáčků je polyetylénový kryt odstraněn, protoţe se semenáček potřebuje aklimatizovat. V průběhu pěstování se musí zkontrolovat počet jedinců v jednotlivých otvorech bloku. Po dosaţení poţadovaných dimenzí se bloky se semenáčky přemístí do klimatizačního skladu. Potom se postupně převáţejí na zalesňovanou plochu. Výrobní technologie je znázorněna na obr. 7.3. Semena u tohoto způsobu se vysévají pneumaticky. Metoda Paperpots. Je obdobná jako předcházející způsob, rozdíl je v tom, ţe semenáčky se pěstují v papírových buňkách (obalech) podobných včelím plástvím, se kterými se vysazují do půdy. Metoda Nisula. Vyznačuje se tím, ţe na strojní lince se pohybuje polyetylénový pás s navrstveným substrátem, sazenice se ukládají po obou stranách ručně, zasypou se substrátem a rolují se do balíku, který se rozřízne a zajistí proti rozpadnutí. Osévací stroje u linek na obalenou sadbu pracují tak, ţe nejdříve se naplní obaly substrátem a ten se zhutní. Pak se obal přesune k vakuovému secímu stroji ovládanému fotobuňkou. Po obsetí a zasypání se blok (obal) odsune.

1-34

K naplnění rašelinocelulózových kořenáčů (RCK) nebo polyetylénových či textilních sáčků se pouţívá řada plnících strojů. Výroba obalených sazenic je podmíněna dobrou vybaveností fóliovníků (např. větrání, přisvětlování, vlhkost, dávkování ţivin a CO, zavlaţování - vše přes automatický reţim). Také je velmi rozšířena metoda pěstování semenáčků v blocích z platů s otvory kapkovitého tvaru (systém Enso).

7.3 Stroje a zařízení pro ošetřování sazenic Aby se dosáhlo co nejlepší kvality pěstovaných semenáčků nebo zaškolkovaných sazenic, musí se jim věnovat dostatečná pozornost. Je nutno zejména zajistit základní opatření proti plevelům, chorobám a škůdcům. Plevele se likvidují chemicky (herbicidy), mechanicky a mulčováním (zakrýváním). Při aplikaci chemických prostředků se pouţívají přenosné, nesené nebo taţné postřikovače nebo rosiče. K mechanickému ničení plevele se pouţívají plečky a plenidla. Kromě likvidace plevele kypří půdní povrch a omezují výpar vody. Plečka je nářadí určené k meziřádkové kultivaci. Je to buď plecí radlička, nebo jinak tvarově odlišný orgán, zavěšený slupicí na plečkovém rámečku (obr.7.4). Plevel můţe být při kultivaci plecí radličkou buď mechanicky zničen, vytrţen, nebo zaorán do půdy. Na plochách s dobře zakořeněnými sazenicemi a mezi prouţky síjí se můţe velmi výhodně pouţívat plenidlo (půdní kartáč). Pracovní orgán tvoří ocelové pruty s ostrými konci umístěné na nosném rámu. Je určen pro kypření půdy a ničení klíčících plevelů. Plečky a plenidla se umísťují na nosné rámy nesené buď nosičem nářadí (RS) nebo univerzálním traktorem. Mulčování (tj. zakrývání povrchu půdy) rašelinou, pilinami, kůrou apod. se provádí jako zábrana růstu plevelů a rovněţ pro sníţení výparu. Provádí se např. zasypávači výsevu. 7.4 Stroje a zařízení pro zavlaţování Výroba sazenic ve velkém školkařském provozu je podmíněna kromě jiného dokonalým závlahovým systémem. Nejvhodnějším způsobem závlahy je postřik, u kterého se vysoce vyuţívá závlahová voda. Závlahová souprava je sestavena ze tří základních prvků: závlahové čerpací soupravy s příslušným sacím potrubím, rozvodného potrubí a postřikovačů.

1-35

Závlahová čerpací souprava, má odstředivé čerpadlo poháněné elektromotorem nebo spalovacím motorem. Přenosné výtlačné rozvodné potrubí se skládá ze šestimetrových hliníkových trubek, ukončených pákovými rychlospojkami. Vlastní závlahu, tj. dopravu vody rozstřikem k rostlinám, vykovávají postřikovače (obr.7.5b). Nejrozšířenější jsou postřikovače PU-K2 se střední intenzitou postřiku a postřikovače P-Z s nízkou intenzitou postřiku. Postřikovače jsou rozmístěny na ploše v trojúhelníkovém nebo čtvercovém sponu. Úspory pracovních sil a vysoké výkonnosti dosahují při zavlaţování pásové zavlaţovače (obr. 7.5). Princip tohoto závlahového zařízení záleţí v samočinném posunu postřikovače pomocí navíjené hadice z polyetylénu. Hadice je ukončena postřikovačem na podstavci přitahovaném navíjenou hadicí k cívce, např. typ SPA. 7.5 Stroje pro podřezávání a sklizeň sazenic Sazenice se podřezávají zejména u borovice, dubu a buku. Účelem je upravit kořenový systém sazenic řezem bez školkování semenáčků. Řez musí být proveden ostrým podřezávacím noţem rovnoběţně s povrchem záhonu a ve stanovené hloubce podle stáří rostliny; aby podřezávač zajistil přesnou hloubku, mívá opěrná kola. Protoţe při podřezávání se částečně nadzvedne půda se sazenicemi, bývá podřezávač vybaven zamačkávacími koly, která půdu přitlačují. V současné době převládají podřezávače s noţi pro jednotlivé řádky, např. sedmiřádkový podřezávač (obr. 7.6c), jejich práce je proti celozáhonovému podřezávači kvalitnější. Mechanizovaná sklizeň sazenic se provádí v podstatě třemi způsoby: a) Jednořádkovými, dvouřádkovými nebo celozáhonovými vyorávači se sazenice pouze podorají; vlastní vyzvednutí se dělá ručně, u některých stojů se sazenice navíc vyzvednou a zbaví se zeminy (obr. 7.6b). b) Vyorávací vyzvedávač (sklízeč sazenic) pracuje jako jednořádkový; sazenice se po vyorání vyzvednou, pomocí vytřepávače kořenů se zbaví většiny zeminy z kořenového systému a textilní opryţované pásy je vynášejí na plošinu (tam se buď automaticky spočítají a sváţou, nebo ručně odebírají - obr. 7.6a). c) Celozáhonové sklízeče sazenic pracují tak, ţe sazenice podorají a pomocí dopravních pásů je vynášejí na třídící stůl, kde se třídí, počítají a ukládají do polyetylénových nebo papírových pytlů. Tyto sklízeče dosahují vysoké výkonnosti, některé vyuţívají elektronické počítací zařízení. Vyuţívaná je i varianta, při které je sklízeč bočně nesený na univerzálním traktoru (např. SKN-20); je jednořádkový. Umoţňuje sklízet sazenice s nadzemní výškou 2OO aţ 75O mm.

1-36

Stroj se skládá ze zadní, nosné části s plošinou, na kterou se ukládají palety, a z boční, vyorávací části. U způsobu ad b) je moţno sklízet jednofázově a dvoufázově; u zbývajících pracovních postupů se sklízí jednofázově. Stroj Lotus sklízí ze dvou řádků. Sazenice se vynášejí a ukládají do přepravek. 7.6 Stroje a zařízení pro přepravu sazenic V procesu školkařské velkovýroby se přeprava sazenic stává důleţitým prvkem, který ovlivňuje kvalitu vyrobených sazenic a má přímý vliv na velikost ztrát sazenic. Základním prvkem pro přepravu sazenic je přepravka, ve které mají sazenice zůstat od vyzvednutí ve školce aţ po vysazení na zalesňovanou plochu. Pro snadnost manipulace se přepravky umísťují do palet. V ČR se nevyrábějí speciální přepravky pro lesní hospodářství, pouţívají se palety z jiných odvětví (pro mlékárny, pekárny aj.). Pro dopravu stohovaných přepravek se pouţívají plošinové palety; pro větší sazenice, které nelze stohovat, se uplatní palety plošinové o rozměrech 1000x1000x200 mm a 800x1000x200 mm. Nákladní vozidla pro odvoz palet je vhodné vybavit hydraulickým manipulátorem nebo jeřábem (obr.7.7). Kapacita automobilové soupravy se vypočte podle vzorce: Sa = Sp .Pp .Pa

(ks)

7.6

Kde: Sa - kapacita automobilové soupravy (ks sazenic), Sp - počet sazenic v jedné přepravce (ks), Pp - počet přepravek v paletě (ks), Pa - počet palet na automobilové soupravě (ks). Palety se přepravují ve školkách traktory s rychlozávěsy nebo s čelními nakládači.

8. MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY PRO ZALESŇOVÁNÍ Zalesňovací stroje slouţí pro zproduktivnění výsadby sazenic při umělé obnově lesa a zalesňování nelesních půd. Stroje pro přípravu půdy pro zalesňování byly uvedeny v kapitole 5. 8.1 Zalesňování síjí a sadbou Uplatňování strojů při obnově lesních porostů je technicky velmi náročné, zejména na nepřipravených lesních plochách.

1-37

Proto se zalesňovací stroje zaváděly nejdříve při zalesňování nelesních půd; teprve v posledních letech se začaly vyvíjet a uplatňovat stroje, které jsou schopny provádět výsadbu na plochách s výskytem pařezů bez přípravy půdy. Mechanizovaný výsev při zalesňování se uskutečňuje velmi omezeně, pouţívá se např. u dubu. 8.2 Principy práce sázecích strojů V zásadě lze sázecí stroje rozdělit do dvou skupin. - stroje, které provádějí pouze výsadbu (RZS) - stroje, které kromě výsadby současně připravují půdu (Mara, PLA-1) Převládající počet sázecích stojů pouţívá štěrbinový způsob výsadby. U většiny strojů se štěrbina vytváří jako souvislá podélná rýha (např. radlicí - RZS) nebo přerušovaná rýha (např. sázecím ramenem klínovitého tvaru - Quickwood). Na výkonnost sázecího stroje má vliv způsob vkládání sazenic, které se u většiny strojů dělá ručně. Pouze u několika typů strojů je automatické zařízení. Bezpečnost práce. Pro práci se sázecím strojem platí všechny bezpečnostní předpisy jako pro práci s traktorem. Pro kaţdý sázecí stroj platí navíc předpisy stanovené výrobcem. Při práci se nesmějí přibliţovat nepovolané osoby do vzdálenosti 5 m. Opravy a seřizování se smí provádět pouze za klidu stroje. Při přesunu na jiné pracoviště nesmí nikdo sedět na sedačce nebo na stroji stát. Na pohybující se stroj je zakázáno naskakovat a seskakovat z něj. Oba pracovníci se předem dohodnou na dorozumívání. 8.3 Konstrukce sázecích strojů Příslušné stroje jsou zavěšené v sekcích za traktorem. Jejich sázecí zařízení je řešeno buď na principu pruţných disků, nebo jako kotoučové či řetězové s odpruţenými chapadly (obr.8.1). Tyto stroje různých typů se k nám většinou dováţejí. Sází sazenice do rýh vytvořených radličným tělesem a vypuštěná sazenice je ihned v rýze utlačená přítlačnými válci (obr.8.2) V zahraničí se pouţívají sázecí stroje , které tvoří jamky a do nich se sazenice uloţí a zasadí (ÖSA). Dnes se u nás pouţívá rýhový zalesňovací stroj RZS typ RL 2 - 019 (PTR Olomouc), kterým je moţné vysazovat sazenice na pasece s nízkými keři. Sázecí zařízení je zdvihané a spouštěné hydraulicky a kdyţ narazí na překáţku (aţ 350 mm), vyzdvihne se a překáţku lehce překoná. Po překonání překáţky ihned zase dosedne na půdu a pokračuje ve vysazování. Je to agregát taţený traktorem na tříbodovém závěsu (obr.8.3). Rýhu v půdě vytváří trojúhelníkové noţové krojidlo, sazenice se vkládají do vytvořené rýhy ručně v prostoru sázecí radlice. Naspodu a na bocích

1-38

sázecí radlice jsou kypřicí radličky, které kypří stěny a dno rýhy a dále vynášejí část nakypřené zeminy na kořeny sazenic. Účinnost umačkávacích kol zvyšuje pruţinový přítlačný systém. Na obrázcích 8.4 a 8.5 jsou další dva typy rýhových sázecích strojů MLU-1 a SPL. Ze zahraničních sázecích strojů můţe na nepřipravených plochách pracovat rakouský stroj Quickwood. Kvalita je poměrně dobrá; určitá nevýhoda je v tom, ţe stroj neumoţňuje měnit hloubku výsadby podle terénu (nekopíruje terén).

8.4 Činitelé ovlivňující práci sázecích strojů Pro úspěšnou práci sázecího stroje jsou vhodné zejména plochy na nelesních půdách a pomístně nebo celoplošně připravené plochy na lesních půdách. Práce sázecího stroje na lesních půdách s ponechanými pařezy na ploše je velmi obtíţná. Tyto plochy však tvoří největší zastoupení z celkového zalesňovacího úkolu. Hlavními ovlivňujícími faktory jsou zejména: kvalita sadebního materiálu, spon sazenic, rychlost stroje, zajištění plynulého přísunu sazenic, délka brázdy stroje (neměla by klesnout pod 50 m), velikost a tvar plochy určené k zalesnění, charakter terénu včetně mikroreliéfu (např. sklon terénu, výskyt balvanů, terénní zlomy apod.), kvalita provedené přípravy pracovišť (např. vyklizení klestu,odstranění nevhodných nárostů, skupin stromků, výška pařezů). Mnoţství sazenic vysázených sázecím strojem za směnu se určí podle vzorce : 1000.v.T.kt.n Msaz = --------------------

(ks)

8.1

l kde : Msaz - počet sazenic vysázených za směnu (ks), v

- rychlost (0,5-2,0) (km.h-1),

T

- délka pracovní směny (h),

Kt

- koeficient vyuţití pracovní směry 0,8 (h),

n

- počet sázecích článků (ks),

l

- vzdálenost sazenic v řádku (m).

Na obr.8.6 je znázorněno začlenění sázecího stroje v mechanizovaném procesu zakládání lesních kultur. Pro úspěšnou činnost sázecího stroje je základním předpokladem uvolnění ploch od klestu. Podle charakteru plochy a jejího stavu, terénu a dalších důleţitých faktorů můţe být sázecí stroj začleněn do tří základních pracovních postupů:

1-39

1. Na ploše se vyklučí pařezy, půda se celoplošně zpracuje a provede se zalesnění a ochrana kultur buď mechanická, nebo chemická. 2. Zalesnění se provádí na ploše s ponechanými pařezy a bez přípravy půdy. Způsob ochrany kultur je obdobný jako v prvním případě 3. Na ploše se provede příprava půdy bez vyklučení pařezů, např. pruhová pluhem, potom následuje mechanizovaná výsadba sázecím strojem. Způsob ochrany kultur je mechanický nebo chemický.

9. MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY PRO OŠETŘOVÁNÍ A OCHRANU LESNÍCH KULTUR 9.1 Stroje a zařízení pro mechanické ošetření a ochranu kultur Ošetřování a ochrana lesních kultur jsou důleţité úseky pěstební činnosti, které rozhodují o úspěšnosti zaloţení lesních kutur. Kypřením se sazenice ošetřují jen v omezeném rozsahu pro značnou časovou náročnost a nákladnost. Proto se kypření omezuje na speciální kultury, např. na kultury topolové a na kultury na celoplošně připravených plochách v luţních oblastech. Pouţívají se k tomu mechanizační prostředky nesené na traktoru, tj. kultivátory, půdní frézy a talířové brány. Ochrana lesních kultur proti buřeni je důleţitá a dosud velmi obtíţně mechanizovatelná. Základním předpokladem pro moţnost pouţití strojů je výsadba sazenic v pravidelných řadách a ve vhodných sponech. Mechanizační prostředky, které se pouţívají k ochraně lesních kultur, se rozdělují podle toho, jestli umoţňují provádět mechanickou nebo chemickou ochranu. Stroje pro mechanickou ochranu. Ruční nářadí se uplatňuje především na těch lokalitách, kde není moţné nasadit adaptéry nesené na traktorech nebo tam, kde je pouţití těchto prostředků nerentabilní. V ČR se pro tyto práce nejvíce pouţívají přenosné křovinořezy. Křovinořez můţe mít pro ochranu kultur vyţínací hlavu s rotujícími nylonovými lanky, řezací hlavu (pilový kotouč s malým počtem zubů) (obr. 9.1a,b,c), pracovní orgán z plastu nebo trojcípý kovový nůţ. Výkonnost křovinořezu proti ručnímu oţínání je 2krát aţ 3krát větší. Mechanické ničení buřeně křovinořezy můţeme provádět třemi způsoby: - vyţínání celoplošné - vyţínání pruhové (mezi řadami sazenic)

1-40

- vyţínání celoploškové V zahraničí se na příhodných lokalitách pouţívají stroje, jejichţ pracovní orgány rotují v horizontální nebo vertikální rovině. Vlastní pracovní orgány jsou noţe, řetězy nebo cepy. Velmi rozšířené jsou různé typy zamačkávacích drtících válců (obr. 9.1d). Většinou mají válce na povrchu podélné řezací noţe. Nejlepších výsledků při ochraně kultur mechanickým způsobem dosahují stroje s vertikálně rotujícími cepy, popřípadě s drtícími zamačkávacími válci. Mechanické odstraňování buřeně se uplatňuje dobře v takových případech, kdy na plochách není mnoho překáţek. 9.2 Stroje a zařízení pro chemickou ochranu kultur Chemická ochrana kultur je z hlediska aplikace snadnější a levnější. Pokud se lesní hospodář rozhodl pro cestu chemické likvidace, musí nutně vycházet z následujících poznatků a znalostí: - musí poznat plevelné druhy ve všech jejich růstových fázích, - musí znát alespoň přibliţně biologické vlastnosti daného plevelného druhu, - je nezbytné, aby věděl, zda se nachází ošetřovaná plocha v pásmu hygienické ochrany vodních zdrojů či nikoliv, - musí znát základní charakteristiky herbicidů povolených pro pouţití v lesním hospodářství, - na základě tohoto souboru informací je lesní hospodář schopen určit vhodný herbicidní přípravek, který odpovídá jeho poţadavkům a daným normám po stránce ekologické, fytotoxicity, event. selektivity vůči cílové dřevině, účinnosti proti neţádoucí buřeni. Pro chemickou ochranu mohou být pouţity zádové přenosné postřikovače (rosiče) nebo postřikovače a nosiče nesené na traktoru, které mají buď sklopná ramena, nebo hadicové výstřikové koncovky. Volba vhodného způsobu aplikace je závislá na mnoha důleţitých okolnostech (herbicid, zaplevelení, druh plevele, svaţitost terénu, přístupnost místa apod.). Snahou je nepouţívat herbicidy více, neţ je nezbytné k dostatečnému potlačení konkurence ostatních rostlin vůči cílové dřevině. Proto se vyhýbáme zejména celoplošným aplikacím v kulturách. Herbicidy se aplikují bodově k sazenicím, pruhově v meziřadí během vegetačního období s ochrannými kryty, aby nedošlo k poškození sazenic. Mezi nejpouţívanější selektivní herbicidy pouţívané u nás patří ROUNDUP, VELPAR 5G, FUSILADE ED, GALLANT 125 EE, CASAROM, GARLON 4. V některých zemích se velmi dobře uplatnil při chemické ochraně kultur vrtulník, podle zahraničních poznatků je minimální plocha pro jeho racionální vyuţití 8 aţ 10 ha.

1-41

9.2.1 Stroje na postřikování Mechanizační prostředky určené na postřikování - postřikovače - musí být svojí konstrukcí přizpůsobené tak, aby umoţňovaly souhrn operací potřebných pro uskutečnění kvalitního a biologicky účinného ochranného zásahu. Úspěšná aplikace chemických látek formou postřiku je podmíněná především správnou konstrukcí jednotlivých částí. Hlavní části postřikovačů. Na obr. 9.2 jsou schematicky znázorněné základní konstrukční prvky a skupiny, které jsou všem strojům na postřikování společné, a to: a) zařízení na plnění nádrţí b) zásobní nádrţe na chemické ochranné látky a zařízení na jejich údrţbu c) čerpadla pro dosáhnutí tlaku v nádrţi a následnou dopravu chemických látek k tryskám (pístová, zubová, membránová) d) zařízení pro rozptylování ochranných prostředků (dýzy) e) postřikovací rámy f) ovládací a regulační prvky Zařízení na rozptylování ochranných prostředků (dýzy) Kvalitní rozptyl a rovnoměrné pokrytí rostliny ochranným prostředkem je základním předpokladem účinnosti ochranářského zásahu. Zařízení, které zajišťuje rozpad této kapaliny na drobné kapky nazýváme rozptylovač (dýza). Rozptylování kapaliny můţeme provádět těmito způsoby: mechanicky, hydraulicky, pneumaticky a termicky. Velmi často se vyuţívá kombinace některých uvedených způsobů. Při postřikování vyuţíváme mechanický a hydraulický způsob rozptylu. Při mechanickém rozptylování (viz obr. 9.3) je naproti ústí dýzy (1) umístěna rotační kuţelová plocha, kde dochází nárazem kapaliny a rotací kuţele k rozptylu kapaliny na drobné kapky. Při hydropneumatickém rozptylování (viz obr. 9.4) je kapalina přiváděna pod tlakem do rozptylovače, kde průchodem přes závitovou vloţku (l) se dostává do prudké rotace a po opuštění výstupního otvoru (2) vytváří kapalina film, který se vlivem odstředivých sil a odporu prostředí rozpadá na kapky. Pneumatické rozptylování kapaliny vzniká nárazem kapaliny na vzduch. Vyskytuje se obvykle v kombinaci s hydropneumatickým a mechanickým rozptylováním.

1-42

Termický způsob rozptylu kapaliny spočívá v kondenzaci dříve odpařené chemické ochranné látky a pouţívá se hlavně při zmlţování. V lesním hospodářství se u nás nepouţívají, přestoţe jejich malá náročnost na přepravu a značná výkonnost dávají dobrou perspektivu na pouţití.

9.2.2 Stroje na rosení Rosení je v podstatě úsporný postřik, kde klesá spotřeba kapaliny oproti klasickému postřiku na 1O aţ 5O%. Dosahuje se to jemnějším rozptylem, kdy se při stejné dávce vytváří jemnější kapkové spektrum a dochází k rovnoměrnějšímu pokrytí listů ochrannou chemickou látkou. Hlavní části rosiče. Rosič je v podstatě kombinace postřikovače a ventilátoru. Je sloţený ze stejných částí jako postřikovač. Vzhledem k dodatečnému rozptylování účinkem vzdušného proudu, vystačíme při rosení zpravidla s niţším tlakem v dýzách. Rozdíl oproti mechanismu pro postřik spočívá v pouţívání ventilátoru, speciálních rosících rozptylovačů, rozvodů a koncovek. Rosící rozptylovače - rozptylují proud kapaliny na kapky obvykle kombinovaným účinkem pneumaticko-hydraulickým, anebo pneumaticko mechanickým. V prvém případě je tekutina dopravována k rozptylovačům, jejichţ konce jsou málo odlišné od postřikovacích dýz a je vstřikována do proudu vzduchu (obr.9.5), který aktivně působí na další rozpad proudu na jemné kapky. Mezi u nás nejčastěji pouţívané zástupce patří přenosný zádový motorový rosič FONTAN R 11, STIHL SG 17, SOLO, URGENT. 9.2.3 Aerosolové vyvíječe Mechanizační prostředky určené na zmlţování zabezpečují rozptylování ochranné chemické látky na kapky o průměru nejvíce 0,05 mm, přičemţ spotřeba látky na jeden hektar klesá na 3 aţ 10 kg.ha-1. Částice mají v důsledku nepatrné hmotnosti a velkého odporu vzduchu velmi malou rychlost klesání, coţ způsobuje, ţe jsou pouţitelné při ochraně kultur ve volné přírodě jen tzv. těţké mlhy, kde rozměr částic se pohybuje od 0,02 do 0,05 mm. Rozptylovač je na obr. 9.7. Princip termického zmlţování je na obr.9.8. Vzduch očištěný od mechanických nečistot je podávaný kompresorem (2) do spalovací komory (3). Palivo (benzín) postupuje z nádrţe (5) a je rozprašováno dýzou (4) a zapalováno svíčkou (1). Ve výstupní rouře se spaliny mísí se vzduchem, přičemţ směs dosahuje teploty okolo 400 aţ 600 oC a rychlost okolo 200 aţ 300 m.s-1. Hořící plyny rozbíjejí na menší částice chemickou ochrannou látku přiváděnou dýzami (7). Částice ochranné chemické látky se pod vlivem vysoké teploty zahřívají a často i odpařují. Po výstupu z hubice (6) se mísí s přiváděným vzduchem, teplota klesá a dochází ke kondenzaci par. Příkladem je přenosný zmlţovač Swingfog SN11 (SRN), kde je pohonnou jednotkou pulsační spalovací benzínový motor.

1-43

Některé herbicidy jsou určeny ve speciální formulaci určené pro elektrodynamickou aplikaci (ED aplikátor). Herbicid je aplikován ve velmi nízkých dávkách postřikem, a to tak, ţe jednotlivé kapky speciálně upraveného roztoku jsou unášeny pomocí elektrodynamické energie na cílový objekt a nedochází k úletu postřikové kapaliny do okolí.

9.2.4 Stroje na poprašování Poprašování je aplikace chemické ochranné látky ve formě prášku při pouţití vzduchu jako nosného média. Bylo v minulých letech více rozšířené neţ v současnosti pro svoji jednoduchost a neodkázanost na další pomocné nosné látky (např. vodu). Omezení rozsahu poprašování ve vztahu k ostatním aplikačním postupům bylo způsobeno tím, ţe některé chemické látky se ve formě prášku téměř nevyskytují (např. herbicidy). U insekticidů a fungicidů dochází k horšímu uchytávání přípravků na ploše a k menší odolnosti proti splachování přípravku deštěm. Při poprašování pouţíváme práškový chemický preparát, který je obvykle vytvořený jako směs účinné látky a látky základní (kalk, krieda, sádra). Prášek je proudem vzduchu od ventilátoru aktivně vnášen do porostu. Poprašování se pouţívá hlavně k aplikaci insekticidních přípravků. Velikost částic se pohybuje od 0,01 do 0,20 mm. Rovnoměrná velikost částic je předpokladem rovnoměrného pokrytí porostu, nerovnoměrná velikost částic vyvolává jejich separaci v proudu vzduchu, coţ způsobuje zhoršení příčné rovnoměrnosti dávkování. Poprašování není jako metody ochrany rostlin pro svou nízkou účinnost a malý úchyt účinné látky (5 aţ 25 %) perspektivní. Hlavní části poprašovačů. Kvalitní práce poprašovacích mechanizačních prostředků je především závislá na správné konstrukci jednotlivých částí. Na obr.9.9 jsou schematicky znázorněny základní konstrukční prvky poprašovače, je to zásobník prášku, směšovací zařízení, dávkovací zařízení, ventilátor, rozvodný systém a rozptylovací koncovky (hubice). 9.3 Letecká aplikační zařízení Postřikovací zařízení. Postřikovací zařízení pro aplikaci kapalných chemikálií při letecké ochraně rostlin v zemědělství je z funkčního hlediska obdobou pozemních postřikovačů, konstrukčně je přizpůsobeno letadlům. Celkové uspořádání leteckého postřikovacího zařízení je znázorněno na obr.9.10. Nádrţ na chemikálie bývá umístěna co nejblíţe těţišti a pokud moţno před kabinou pilota. Je společná pro kapalné i pro sypké substráty. Vyrábí se buď z nerezavějící oceli, nebo skelných laminátů. Má mít signalizaci naplněnosti, plnící hrdlo s filtrem a uzavírací víko s dálkovým ovládáním z kabiny pilota. Dolní část nádrţe má mít tzv. rychlovýpust pro případ nezbytného rychlého odlehčení letadla při nouzové situaci.

1-44

Filtrační systém je obdobný jako u pozemních postřikovačů. V hrdle nádrţe a v sacím řádu mezi nádrţí a čerpadlem je hrubý filtr, hlavní, snadno vyjímatelný filtr bývá ve výtlačném vedení za čerpadlem a v tryskách. U jednotlivých typů mohou být odchylky, avšak poslední filtr před tryskami nebo v nich má mít velikost otvorů poloviční, neţ je výstřikový otvor trysek. U leteckých postřikovacích zařízení převládají nízkotlaká čerpadla, nejčastěji jsou odstředivá s pracovními tlaky 0,15 aţ 0,5 MPa bez pojistného ventilu. Umísťují se v nejniţším bodě postřikovacího systému, aby se dosáhlo jejich gravitačního plnění. Čerpadla se pohánějí dvěma základními způsoby : a) autonomní aerodynamickou silou náporové vrtulky, poháněné vzduchem proudícím okolo trupu letadla a od vrtule. Je to nenáročný, ale ne dokonalý systém. Čerpadlo totiţ mění otáčky i vlivem změny rychlosti a směru větru, změnou pracovního reţimu vrtule a letové rychlosti. b) z palubního zdroje mechanicky od hlavního motoru letadla nebo elektrického zdroje nebo hydropneumaticky. To jsou systémy nákladnější, ale dokonalejší. Pracovní reţim čerpadla je při jejich pouţití stabilnější a přesnější. Trojcestný provozní kohout, ovládaný z kabiny pilotem, je určen k uzavírání a otevírání postřikovacího zařízení a reguluje se jím také poměr průtoku kapaliny do trysek a zpět do nádrţe k hydropneumatickému míchání. Regulátorem tlaku je redukční ventil buď kulový, nebo šoupátkový, zabudovaný v tlakovém řadu zpětného vedení do nádrţe. Pracovní tlak kapaliny signalizuje manometr, umístěný v kabině. Postřikovací rám s tryskami, bývá uchycen za odtokovou hranou křídel nebo pod ní. Konstrukčně se můţe lišit zejména podle druhu pouţitých trysek. Při osazení rámu hydropneumatickými tryskami se zpravidla postřiková kapalina rozvádí trubkovým vedením, které má někdy aerodynamický profil, do dvou postřikovacích ramen k jednotlivým tryskám. Jsou-li pouţity rotační trysky, mohou být uchyceny buď rovněţ na trubkovém rámu, nebo na speciálních konzolách v konstrukci křídel nebo trupu letadla. U leteckého aplikačního zařízení se vyţaduje naprosto spolehlivá a dokonalá těsnost systému i vysoká bezpečnost proti prasknutí vedení, vylučující samovolný únik aplikovaných kapalin. Zamlţovací zařízení. Zamlţovací zařízení bývá často jednoduchou modifikací zařízení postřikovacího, liší se od něj pouţitím speciálních trysek pro jemnější disperzi a niţší dávkování postřikované hmoty. Jde např. o rotační trysky, nebo i speciální trysky hydropneumatické, které však pracují s poněkud vyšším tlakem. Jestliţe se zmlţuje kapalina pneumatickým způsobem, jsou změny v konstrukci i funkci zařízení výraznější, na palubě musí být zdroj tlakového vzduchu a musí být pouţity speciální trysky.

1-45

Rozmetací nebo poprašovací zařízení. Funkční schéma leteckého rozmetacího nebo poprašovacího zařízení je podobné funkčnímu schématu pozemních aplikátorů, sypký substrát u nich rozptyluje na plochu buď mechanicky, nebo pneumaticky. Ze zásobníku přichází sypký materiál gravitační silou do dávkovače a odtud do rozmetacího ústrojí. Nádrţ (zásobník), společná i pro kapalné chemikálie, je vybavena mechanickým míchadlem (hrabadlem), které čechrá sypký substrát nebo rozmělňuje spečené hrudky a zabezpečuje tím plynulý přísun materiálu k dávkovači, zpravidla štěrbinového typu. Odtud propadá substrát do rozmetadla, které jej rozptyluje do poţadovaného pracovního záběru. Letecká rozmetadla mají dvě odlišné koncepce: - pneumatická, tunelová nebo difuzorová, u nichţ se rozptylu dosahuje náporovým proudem vzduchu ve vhodně profilovaném difusoru - odstředivá, rotační, u nichţ se k rozptylu substrátu vyuţívá odstředivá síla rotujícího kotouče, úměrná jeho obvodové rychlosti. Dosahují zpravidla většího pracovního záběru a rovnoměrnějšího rozptylu neţ pneumatická rozmetadla a mají téţ výhodnější aerodynamické vlastnosti. Jsou však konstrukčně náročnější. Pro správnou a spolehlivou funkci rozmetacích zařízení obou koncepcí se doporučuje plnit sypké chemikálie do nádrţe přes hrubé síto s velikostí ok asi 12 mm.

10. MECHANIZACE POROSTECH

VÝCHOVNÝCH

ZÁSAHŮ

V

MLADÝCH

LESNÍCH

Výchova porostu předprobírkového věku (prořezávky) má značný význam především pro dosaţení ţádoucí druhové skladby porostu, jeho prostorového uspořádání a kvality produkovaného dříví. Podle způsobů provedení rozeznáváme výchovné zásahy selektivní, schématické (koridorové) a kombinované. Stromky určené k likvidaci se odstraňují chemicky nebo mechanicky. V ČR se s ohledem na ţivotní prostředí a potřebu zuţitkování biomasy pouţívá chemický způsob velmi omezeně a to jen v listnatých porostech. Prořezávkovým produktem mohou být stojaté usmrcené stromky, skácené stromky ponechané v porostu, skácené a rozřezané stromky nebo stromky rozštěpkované a ponechané v porostu, pokácené nebo na místě zpracované stromky odstraněné z porostu. K výchovným zásahům se pouţívají: - přenosné mechanizační prostředky - přívěsné a nesené mechanizační prostředky

1-46

- speciální stroje 10.1 Přenosné mechanizační prostředky V současné době se v ČR i v zahraničí při výchově mladých výchovných porostů pouţívají motorové pily a křovinořezy. Motorové pily Po motorových pilách pouţívaných v těţbě dříví se začaly postupně zavádět lehké prořezávkové pily. Jde o pily s malou hmotností (4,5-5,0 kg) a s kratší lištou (33, 37, 40 cm). K nejpouţívanějším zástupcům patří typy Husqvarna 240, 242XP, STIHL 021, 023 a 025, Homelite 240 SL. Ve skutečnosti však stále převaţuje vyuţití těţších pil (6 kg) vhodných pro těţbu. Pro zlepšení hygienických podmínek pracovníka s jednomuţnou pilou a pro zvýšení výkonnosti bylo vyvinuto pomocné zařízení tvořené speciálním rámem z lehkých kovů (system Rantapu - Skandinávie), ve kterém je pila upevněna rychloupínačem. Toto zařízení umoţňuje dělníkovi pracovat při kácení ve vzpřímené poloze těla. Křovinořezy Křovinořez pohání lehký benzínový motor. Stroj je zavěšen na boku pracovníka na speciálním závěsu (popruzích) a musí se drţet oběma rukama za rukojeti připojené kolmo na hřídelovou trubici (obr. 10.la). Křovinořez musí být na popruzích zavěšen tak, aby směr tahu vlivem hmotnosti stroje procházel uprostřed mezi ramenními popruhy. Popruhy jsou spojeny na hrudníku bezpečnostní pojistkou, kterou lze vyuţít při pádu k rychlému odpojení popruhů a stroje od těla (obr. 10.lb). Popruhy musí být seřízeny tak, aby upínací karabina na trubce s hřídelem křovinořezu dosahovala 15O mm pod kyčelní kloub. Současně je nutné křovinořez vyváţit tak, aby při naplněné nádrţi PHM se pilový kotouč ustálil 200 -300 mm nad zemí. U všech nových typů křovinořezů jsou nastavitelné rukojeti. Loket pracovníka obsluhujícího křovinořez má svírat úhel mezi 12O - 13Oo. Způsob práce s křovinořezem Při práci s křovinořezem je nutno účelně pracovat paţemi a při řezu vyuţívat odpovídající kvadranty pilového kotouče, tak aby nedocházelo ke zpětnému vrhu a s přihlédnutím k ţádanému směru pádu. Optimální výška řezu stromku káceného křovinořezem je mezi 1OO 2OO mm nad terénem. Při výchovných zásazích (vlastním řezání) musí motor křovinořezu pracovat při maximálních otáčkách. U stromku o tloušťce nad 8O mm se musí na předpokládané straně pádu udělat malý zářez. Při průměrné tloušťce stromku nad 150 mm je vhodnější, s ohledem na řeznost, nasazení motorové pily.

1-47

Při schématickém zásahu v nárostech (slabé stromky, přehoustlé porosty) je nutné pracovat s křovinořezem kyvadlovým pohybem bočně podobně jako s kosou (obr. 10.1d). V mlazinách vzniklých z kultur je vhodné pouţívat křovinořez tehdy, kdyţ se v porostech vyskytuje menší počet jedinců na 1 ha, jinak je moţné jeho nasazení při pruhových, nebo řadových schématických výchovných zásazích. K nejpouţívanějším zástupcům pouţívaným v ČR patří typy Husqvarna 140 R, 165 RX, 244R, 250RX a 265RX, STIHL FS 202 AV, FS 220, FS 280 K, FS 360 a FS 420 a Jonsered RS40 a RS51. I kdyţ se křovinořezy v ČR vyuţívají především při oţínání, pro jejich nasazení v prořezávkách hovoří jejich ergonomické vlastnosti (práce ve vzpřímené poloze, rozloţení a útlum vibrací přes popruhy), pouţití pilových kotoučů (snadnější údrţba a delší ţivotnost neţ u pilových řetězů s hoblovacími zuby), odpadají náklady na olej pro mazání lišty řetězu, v porovnání s JMP klesají mzdové náklady na provedení zásahu na ploše 1 ha v podmínkách vhodných pro křovinořez (mlazina o průměrné výšce do 2,5 m) aţ o 25% a ostatní náklady aţ o 40%. Bezpečnost práce. S krovinořezem mohou pracovat muţi ve věku 18-60 let, lékařsky způsobilí, musí dodrţovat závazný pracovní reţim - bezpečnostní přestávky, vybaven ochrannými pracovními prostředky, pracovat s nepoškozeným, řádně naostřeným pilovým kotoučem, do okruhu 5 m nesmí vstupovat ţádná další osoba. 10.2 Nesené a přívěsné stroje Jsou zpravidla poháněny traktorem. Výhody: - velká produktivita práce - náhrada ruční práce - zlepšené hygienické podmínky obsluhy. Nevýhody: - moţnost práce pouze v traktorových terénech - moţnost dělat pouze schématické zásahy, - nemoţnost selektivních zásahů. Protoţe nesené a přívěsné stroje jsou schopny provádět v současné době pouze schematické zásahy, zavádí se kombinovaný způsob, při kterém se selektivní výběr děje motomanuálním způsobem. Uvedené stroje se můţou pouţívat téţ při vytváření zpřístupňovacího systému.

1-48

Ze strojů této kategorie se u nás jen velmi omezeně pouţívá rotační sekačka RSB-631, drtič nehroubí Nicolas a mulčovací zařízení Williband a FAE/FMH.

10.3 Speciální stroje Pouţitím těchto strojů se má dosáhnout vysoké výkonnosti, moţnosti provedení výchovných zásahů všemi způsoby a prvotního zpracování stromků (např. rozštěpkováním pro další vyuţití). Tyto stroje jsou u nás i v zahraničí ve stádiu zkušebního provozu na obr. 10.2 je znázorněn přehled mechanizovaných technologií a výhled do roku 2OOO. 10.4 Stroje pro vyvětvování porostů Vyvětvování porostů nabývá na významu s přihlédnutím ke sniţování počtu sazenic na l ha při výsadbě a k potřebě zvýšit produkci cenných sortimentů. Nejrozšířenějším strojem pro vyvětvování je šplhací pila KS-31. Tento stroj je určen k odřezávání větví na stojících jehličnatých stromech v rozsahu výčetního průměru, obvykle 1OO - 31O mm. Výška výstupu je nastavitelná obvykle do 16 m a tloušťka odřezávaných větví můţe být 5O - 7O mm. Výkonnost stroje v porovnání s ruční prací je asi 3 - 4násobná.

11. MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY PRO LESNÍ TĚŢBU 11.1 Ruční stroje 11.1.1 Rozdělení Jednomuţné benzínové řetězové pily (JMP) zařazené k tzv. motomanuálním metodám, se pouţívají při kácení, odvětvování a zkracování. Rozdělujeme je podle několika základních hledisek: a) podle objemu válce, výkonu motoru a hmotnosti pily - třída 40 ccm (33-45 cm3) nízkoobjemových motorů, výkon motoru 1,2-2,3 kW, lehké pily 3,5-4,9 kg vhodné do prořezávek, např. Husqvarna 242 XP/G, Stihl 020 AVSEQ, Homelite 240 SL - třída 50-70 ccm (51-72 cm3) středněobjemových motorů, výkon 2,4-3,8 kW, středně těţké pily 5,0-6,9 kg vhodné do předmýtních a mýtních těţeb, např. Husqvarna 262XP, 266XP/G, 272XP, Jonsered 2051 Turbo, Stihl 034, Sachs-Dolmar 120 - třída nad 80 ccm (80-125 cm3) vysokoobjemových motorů, výkon motoru 4,0-6,8 kW, těţké pily 7,0-11,0 kg vhodné k těţbě především silných tvrdých listnatých dřevin, na manipulačních skladech a v tropech, např. Husqvarna 394XP, 3120XP, Sachs-Dolmar 143, Stihl 084.

1-49

b) podle základního technologického určení - univerzální, jsou určeny pro všechny technologické operace v těţebním provozu (kácení, odvětvování, krácení), -specializované, jsou určeny pro výkon jen některých operací (kácení, popřípadě krácení), např. Druţba-4 (pouze SNS) c) podle pouţitého antivibračního systému - vnější antivibrační systém (silentbloky mezi drţadlem a motorickou částí a vodící lištou) - kombinovaný antivibrační systém (vyváţený klikový hřídel, speciální řetěz Low Vib sníţení aţ o 60%) d) podle druhu pouţitého motoru - motor s přímočaře vratným pohybem pístu - motor s krouţivým pístem (Wanklův) - Sachs-Dolmar KM 144 Dále je moţno rozdělit jednomuţné pily podle uspořádání válců, podle polohy válce, převodu mezi motorickou a řezací částí a jiných hledisek.

11.1.2 Technická charakteristika jednomuţných řetězových pil Měřítkem dokonalosti konstrukce motorů jednomuţných pil je objemový výkon motoru, je dán poměrem výkonu motoru a zdvihového objemu, u soudobých pil je 36 aţ 57 kW.dm-3(viz.tabulka) Měřítkem vyspělosti konstrukce celé pily je tzv. výkonová hmotnost, tj. hmotnost pily případající na jednotku výkonu motoru, u pil soudobé konstrukce se pohybuje mezi 1,5 aţ 3,O kg.kW-1. Z hlediska dosaţení co nejvyšší řezné výkonnosti, niţší namáhavostí při práci a sníţení nebezpečí úrazu vlivem vzniku zpětného vrhu pily je moţno charakterizovat jednomuţné pily s ohledem na dosahovanou obvodovou rychlost řetězu a obvodovou sílu působící na řetězu. Soudobé pily mají obvodovou sílu na řetězu 15O aţ 16O N a obvodovou rychlost 16 aţ 18 m.s-1. Motory jednomuţných benzínových pil je moţno charakterizovat jako jednoválcové, dvoudobé záţehové s vratným vyplachováním pracovního prostoru válce, dosahují maximálního výkonu při otáčkách 150 - 170 s-1, maximálně moţné otáčky těchto motorů jsou v současné době 160 aţ 222 s-1, kompresní poměry jsou 6:1 aţ 9:1. Zdvihové objemy válců motoru se pohybují od 3O do 135 cm3.

1-50

Palivová soustava se skládá z nádrţe na palivo a karburátoru. Objem nádrţe odpovídá minimální hodinové spotřebě paliva 0,6 aţ 1,5 dm3. V nádrţi je palivové potrubí (hadička) opatřena sacím košem, který slouţí jako filtr paliva. Karburátor je bezplovákový membránový u většiny pil typ Tillotson. Membrána kmitá díky změně tlaku pod membránou v prostoru, který je spojen s klikovou skříní motoru. Průtok paliva do prostoru mísení paliva se vzduchem řídí druhá membrána, která ovládá jehlový ventil mezi membránovým čerpadlem a difuzorem. V difuzoru je vedle škrtící klapky ještě vzduchová přívěra (sytič), která se pouţívá při startování studeného motoru. Vzduch násávaný do motoru prochází vzduchovým filtrem. K seřízení otáček slouţí šroubky H (vysoké otáčky) a L (nízké otáčky) a třetí šroubek slouţí k nastavení škrtící klapky. Zapalování je výhradně magnetoelektrické (rotující permanentní magnety v setrvačníku) s mechanickým přerušovačem nebo elektronické (také bezkontaktové, kondenzátorové, tyristorové). Chlazení pily vzduchem nuceně od odstředivého ventilátoru vedené pláštěm k ţebrům válce. Třecí odstředivá spojka přenáší kroutící moment na hnací řetězové kolečko (řetězku) přes 2 aţ 5 segmentů (závaţí) spojených a stahovaných ke středu pruţinou. Hnanou část spojky tvoří buben spojeny s hnacím kolečkem. Při zvýšení otáček klikového hřídele nad 3000 min-1 překonává odstředivá síla segmentů sílu pruţiny a dojde ke spojení hnací a hnané části. Řezací část jednomuţných pil je moţno charakterizovat jako konzolovou, vzhledem ke konzolovému uspořádání vodící lišty, koncová část vodící lišty je buď v provedení "Hard-Top" s návarem tvrdokovu v obloukové části, nebo v provedení "Roll-Top" s vodícím řetězovým kolečkem, koncová část můţe být symetrická nebo asymetrická. Řezací řetěz lze charakterizovat jako nekonečný pás tří typů článků (vodicí, řezací hoblovací zub s omezovací patkou a spojovací). Hoblovací zub je střídavě pravý a levý, omezovací patka určuje tloušťku třísky (hobliny). Z geometrie zubu mají praktický význam pro broušení: úhel sklonu hřbetní řezné hrany (úhel hřbetu), úhel sklonu boční řezné hrany (úhel břitu) a úhel ostří čela (úhel čela). Rozteč nýtů je vzdálenost mezi třemi nýty dělená dvěma, udává se v palcích ("). Běţně se pouţívají řetězy s roztečí 3/8" (9,32 mm) nebo O,4O4" (1O,26 mm). S ohledem na sníţení intenzity zpětného vrhu byly zkonstruovány tzv. bezpečnostní řetězy. Před vlastní hoblovací zub je předřazen boční nebo středový článek s výběţkem různého geometrického tvaru, nebo se upravuje samotná omezovací patka. Tyto výběţky tvoří systém opěrných bodů, které zabraňují nárazům omezovací patky a tím i zabezpečují sníţení zpětného silového působení řetězu. V ČR se nejčastěji pouţívají řetězy firem OREGON, WINDSOR, STIHL a SANDVI; méně PARTNER, PIONEER, McCULLOCH, SABRE.

1-51

Hnací řetězové kolečko (řetězka) uvádí do pohybu řetěz. Je otočně nasazené na pravém konci klikového hřídele. Pouţívají se 2 typy: spojené s bubnem na dráţkový hřídel nebo prstencové - nasazené na dráţkový hřídel bubnu. Většina pil pouţívá prstencové kolečko, které se snadno vymění bez výměny bubnu. Automatické mazání řetězu je řešeno pomocí čerpadla se šnekovým pohonem pístu. Brzda řetězu je nejčastěji pásová - obepíná buben spojky (Husqvarna, Sachs-Dolmar, Stihl) nebo méně čelisťová kombinovaná se speciálním mechanickým zařízením na spojce motoru. Ovládání brzdy probíhá nárazem přes ochrannou opěrku levé ruky nebo nověji (Swed-O-Matic) přes nastavitelný úderník a čep při vyuţití pruţného uloţení rukojetí. Doba zastavení při zpětném vrhu je podle výrobce (Husqvarna) rovna 0,06 sec. Desing. Těţiště pily je blízko tělu pracovníka, takţe působí dojmem, ţe je lehčí, nemá ţádné vyčnívající součásti, které by při práci překáţely, boky těla pily jsou hladké se zaoblenými rohy a víčko palivové nádrţe a hlavy šroubu jsou zapuštěny. Hladká spodní část krytu zrychluje a usnadňuje ořezávání větví. Všechny ovládací prvky jsou pohromadě a snadno dosaţitelné. Hladina vibrací a hluku je velmi nízká. K posledním konstrukčním zdokonalením patří: - nucené nasávání vzduchu + odstředivé čištění vzduchu (Husqvarna Air Injection) zabezpečuje účinné čištění vzduchu s nízkými nároky na údrţbu tím, ţe vyuţívá odstředivé síly, která těţší nečistoty ţene okrajem vnějšího vzduchového kanálu okolo chladících ţeber ven a vzduch, který má menší kinetickou energii na středu a vnitřním okraji je tlačen vestavenou hubicí (vnitřním vzduchovým kanálem) do prostoru vzduchového filtru a karburátoru, který je oddělen izolační přepáţkou od prostoru válce čímţ jednak sniţuje přenášení tepla z válce na karburátora zároveň brání vnikání nečistot do prostoru filtru a karburátoru. Při práci ve studeném prostředí lze otevřít speciální kanál, který zabrání zamrzání filtru. - řízení zapalování mikroprocesorem (Jonsered 2051 Turbo) umoţňuje dokonale seřídit karburátor díky světelné indikaci správných otáček volnoběhu, ustálený volnoběh - při poklesu otáček se zrychlí časování zapalování, regulované maximální otáčky, spouštění pily bez pohybu řetězu - otáčky při startování 2700 min-1, čímţ se nezapíná odstředivá spojka, snadné startování - naprogramování umoţňuje nezávislost motoru na magnetické síle, toleranci součástek a vzdálenosti mezi setrvačníkem a ţelezným jádrem s cívkou, a tím vzniká jiskra o vysoké energii, která má delší dobu záţehu, coţ umoţní i snadnější spouštění - mazání motoru pro poměr oleje a benzínu 1:40, 1:50, 1:100 vyuţitím rostlinných olejů, pouţití katalyzátorů, mazání lišty pomocí rostlinných (řepkových) olejů snadno rozloţitelných v prostředí. 11.1.3 Poţadavky na konstrukci jednomuţné řetězové pily z hlediska bezpečnosti a hygieny práce

1-52

Na obr. 11.1 je schematicky znázorněna jednomuţná benzínová pila s vyznačením základních bezpečnostních a hygienických poţadavků: Bezpečnostní řetěz (1), který sniţuje pravděpodobnost zpětného vrhu pily jako zdroje úrazů. Brzda řetězu (2) má zastavit řezací řetěz v co nejkratším čase v případech nebezpečného výkmitu (zpětného vrhu) řezací části směrem k pracovníkovi nebo při nebezpečném sklouznutí ruky z přední rukojetí směrem k řezacímu řetězu. Účinný tlumič zvuku (3) má zajišťovat útlum hluku působeného činností motoru a sniţovat jej tak, aby nepůsobil škodlivě na sluchové orgány obsluhy. Vyhřívaná přední (4) a zadní (7) rukojeť mají podstatně sníţit nebo vyloučit stimulační účinek chladu, a tím sníţit riziko určitých onemocnění z vibrací (vázoneurózy). Účinný antivibrační systém (5) je jedním z nejnaléhavějších soudobých poţadavků na konstrukci pily, má zabezpečit útlum vibrací přenášených na ruce obsluhy. Jištění plynové páčky (6) má zabránit samovolnému přidání plynu, a tedy i činnosti řezací části, coţ můţe nastat např. při pádu s pilou apod., jde o jednoduché přídavné zařízení umístěné na hřbetu zadní rukojeti, plynovou páčku je moţno ovládat pouze po předchozím stisknutí jistící páčky. Ochrana pravé ruky obsluhy (8) má chránit zejména hřbetní část ruky proti odření, např. při odvětvování, popřípadě téţ chrání ruku před úderem roztrţeným řetězem, v podstatě jde o rozšířenou spodní část zadní rukojeti. Zachycovač řetězu (9) má zachytit přetrţený řetěz a zabránit poranění ruky, popřípadě dolních končetin obsluhy. Je to zpravidla kolík nebo nálitek umístěný ve spodní části pily pod řetězovým kolem. Poţadavkem hygieny práce je, aby koncentrace výfukových zplodin (1O) odpovídala hygienickým předpisům. Tuzemské hygienické předpisy vymezují koncentraci oxidu uhelnatého v dýchací zóně obsluhy na O,OO3 obj. % CO. Při práci s jednomuţnou pilou, zejména při odvětvování, při práci v prořezávkách a hustě zapojeném porostu, přesahuje mnoţství oxidu uhelnatého velmi často hodnoty koncentrace povolené hygienickými předpisy. Jednou z moţností sníţení výfukových emisí je pouţití vyšších poměrů mísení oleje s benzínem (1:4O,1:5O,1:1OO), předpokladem jsou však speciální druhy olejů. Uvedené směšovací poměry kromě jiného vylučují ucpávání výfukového potrubí, sniţují karbonizaci dna pístu a znečištění svíčky. 11.2 Těţební stroje 11.2.1 Rozdělení

1-53

Těţební stroje je moţno rozdělit podle různých hledisek. Za základní je moţno povaţovat skutečnost, zda stroj vykonává jednu pracovní operaci nebo více operací. Podle toho se stroje dělí na jednooperační nebo víceoperační, popřípadě mohou tvořit víceoperační sestavu strojů. Dále je moţno rozdělit těţební stroje podle toho, zda jsou samohybné nebo převozné, podle druhu podvozku, konstrukce rámu apod. Jednooperační stroje vykonávají jen jednu operaci, např. kácení nebo odvětvování. Víceoperační stroje vykonávají více operací, např. kácení, vyklizování a hromádkování; kácení, odvětvování, krácení a hromádkování; odvětvování, kácení a hromádkování apod. Víceúčelové stroje jsou zpravidla pojmenovány podle operací v pořadí, jak jsou vykonávány. Víceoperační sestava strojů je charakterizována tím, ţe se skládá z několika strojů (minimálně ze dvou), z nichţ alespoň jeden stroj nemůţe pracovat samostatně, přičemţ sled vykonávaných operací je časově neoddělitelný. Světové prvenství ve vývoji a výrobě víceoperačních strojů zaujímají bezesporu švédské a finské strojírenské firmy, především mezinárodní společnost Rauma-Repola FMG AB (Forest Machine Group), ovládající značnou část světového trhu s TDS. V průběhu 80.a 90.let spojila samostatné firmy s výrobou severských typů strojů: FMG Lokomo Forest Oy v Tampere a Joensuu (Finsko); FMG Cemet-Agrip S.A. ve Francii; FMG ÖSA Ab, FMG Alfta Ab a FMG Filipstad Ab ve Švédsku a Timberjack Inc. v Kanadě s největší produkcí SLKT. The Tractor Group of Valmet zahrnující také širokou skupinu výrobců: Velsa Oy v Kurice (Finsko); Umea Mekaniska Ab a Cranab Ab ve Švédsku; Gafner Machine Inc. v Michiganu, Implemater Equipamentos Florestais v Brazílii a společnou výrobu UKT v Brazílii, Finsku a Tanzánii. Do třetí skupiny finských výrobců TDS patří Oy Norcar Ab, který se specializuje na výrobu lehčích TDS. K dalším producentům menšího formátu patří např. firmy BRUUN, Fx, PIKA, NORDTRAC, KOCKUMS, NOKKA, ROTTNE RAPID, PONSEE, VOLVO BM, SOMET, SKOGSJAN aj.. V porovnání s ostatními zeměmi je severská technika lehká, šetřící lesní prostředí a na vysoké ergonomické úrovni. S tím souvisí i vysoká cena těchto prostředků. Vývoj se zpočátku zaměřil na vývoj procesorů, které zpracovávaly jiţ pokácené stromy pomocí JMP nebo kácecích a svazkovacích strojů. V 80.letech se vývoj zaměřil na vývoj harvestorů, které vedle ostatních operací prováděly i kácení, takţe jeden stroj prováděl veškeré operace od kácení aţ po svazkování. První generace víceoperačních strojů často poškozovala zpracovávané dřevo hydraulickými noţi a hroty podávacích válců a rovněţ přesnost krácení nebyla vyhovující. Zároveň byly tyto stroje nemotorné a těţké. Celková hmotnost se pohybovala okolo 15-30 tun, coţ značně poškozovalo porostní půdu nadměrným zhutňováním a vznikem hlubokých kolejí. Dnešní moderní typy harvestorů zpracovávají dřevo s vyšší kvalitou, svojí hmotností se řadí do skupiny strojů okolo 10 tun a lze je nasadit do mýtních i předmýtních těţeb.

1-54

Efektivní kombinace víceoperačních strojů můţe být také postavena na lehčích podvozcích malých vyváţecích souprav, UKT nebo lehkých kolopásových traktorech, umístěním relativně lehké harvestorové hlavice na hydraulickém manipulátoru traktoru, coţ konkuruje alternativě s dvojúchopovým harvesterem. Tyto jednoúchopové harvestery měly určitý vliv na nový směr vývoje těţebně dopravních strojů. K prvním strojům od finských konstruktérů zaloţených na tomto principu byly např. harvestor Tapio s postupným posunem zpracovávaného dřeva a procesor Finko I. s plynulým posunem. Kromě toho univerzální lesní mechanizační prostředky, jako jsou výloţníková rypadla, mohou být rovněţ pouţívány jako základní nosič pro harvestorovou hlavici. Fyzicky náročné motomanuální. metody zaloţené na pouţití JMP tak začaly rychle ustupovat. Větší zastoupení plně mechanizovaných těţebních metod lze očekávat po dořešení přesnosti měření délek při zkracování a vyššího celkového stupně automatizace. Podle pozorování prováděných v srpnu 1988 byl kaţdý 4. víceoperační stroj schopen uspokojit přesnost krácení následovně: asi 70% strojů v rozmezí ±3 cm a 90% v rozmezí ±5 cm ze skutečné délky. Tento rozdíl v přesnosti mezi jednotlivými stroji byl závislý na typu stroje, na jeho seřízení a na zručnosti operátora. V ČR se v 2. polovině 80.let začaly pouţívat v probírkách a předmýtních porostech následující typy víceoperačních těţebních strojů: kolopásový harvestor LOKOMO-MAKERI 33T a později vylepšený FMG 34T LOKOMO-MAKERI, kolový FMG 0470, FMG ÖSA 250 Ewa, SOMET 7700 (na podvozku LKT 120). V zahraničí patří ke špičce pro předmýtní porosty typy FMG 570, VALMET 701, FX 50 H a pro mýtní těţby FMG LOKOMO 990, VALMET 901 a 902, NORCAR 660 H Multi. Zvláštnosti předmýtních těţeb podstatně sniţují moţnosti nasazení víceoperačních strojů, které by konaly celý komplex výrobních operací při vysoké výkonnosti a bez poškození porostu, který po těţebním zásahu zůstává. 11.2.1.1 Jednooperační těţebně-dopravní stroje Jednooperační stroje vykonávají jen jednu hlavní operaci a celou řadu operací pomocných. K zajištění celého těţebně dopravního procesu musí být jednooperační stroje uspořádané do různých strojových sestav, ve kterých jsou jednotlivé jednooperační stroje za sebou pracovně zapojené. Problémem je synchronizace práce jednotlivých strojů v sestavě spolu s výkonností, která se sniţuje asi o 10-20% v porovnání s víceoperačními stroji. Existují následující typy mobilních jednooperačních strojů: kácecí, odvětvovací, přibliţovací, vyváţecí, odkorňovací, zkracovací, nakládací, štěpkovací a odvozní. 11.2.2.2 Víceoperační těţebně-dopravní stroje

1-55

Tyto stroje vykonávají více pracovních operací, jednak těţebních spojených s řezáním a opracováním stromů, jednak dopravních, spojených s přemístěním stromů, kmenů nebo sortimentů, na pracovišti nebo mezi pracovními zařízeními víceoperačního stroje, či celé soustavy strojů. Víceoperační stroje vykonávají operace hlavní, při kterých se surovina přímo mění v polotovar - sortiment a operace pomocné, které jsou ve výrobním procese nevyhnutelné k tomu, aby se surovina mohla měnit hlavní operací na sortiment. U víceoperačních strojů se však někdy mění pomocná operace na hlavní operaci, kdyţ je vykonávána samostatným pracovním zařízením. U víceoparačních těţebně-dopravních strojích rozlišujeme následující hlavní operace: a) kácení stromu - podřezání, povalení, odloţení) b) odvětvování stromu - pokáceného, stojícího c) odkornění kmene - do hněda, do běla, loupání d) zkracování kmene - na výřezy, sortimenty, vrcholku e) svazkování stromů, kmenů, výřezů - volné, vázané f) soustřeďování kmenů, stromů, výřezů - přibliţování, vyváţení (svěrný oplen, loţná plocha) g) druhování - kmenů, sortimentů h) třídění - kmenů, sortimentů i) štěpkování - stromů, kmenů, výřezů, větví j) nakládání - stromů, kmenů, výřezů, štěpek k) skládaní - stromů, kmenů, výřezů, štěpek l) měření - délek, průměru, kubatury m) rovnání - hromad, palet, kontejnerů n) odvoz - stromů, kmenů, výřezů, krátkého dřeva Víceoperační lesní stroje zajišťují vţdy jen určitý omezený počet operací jdoucích za sebou v určitém sledu, to znamená, ţe zajišťují jen určitou výrobní fázi celého těţebně-výrobního procesu. Podle počtu a druhu vykonávaných operací vytvářejí víceoperační stroje tzv. varianty. K zajištění komplexní mechanizace celého výrobního procesu je potom nutné pracovně za sebou zapojit různé varianty víceoperačních strojů, případně i strojů jednooperačních, čímţ vzniknou účinné systémy strojů. Úzkou vazbou systému strojů s výrobní metodou a technologií vzniká potom výrobní systém.

1-56

Podle druhu vykonávaných operací se víceoperační těţebně dopravní stroje rozdělují na : a) harvestory (odklízecí stroje) - jsou víceoperační stroje, které strom podřezávají a částečně i opracují (odvětví a zkrátí) nebo téţ dopraví na kratší vzdálenost (přiblíţí, naloţí, vyloţí). Vţdy provádějí kácení, případně další operace. b) procesory (opracovávací stroje) - jsou víceoperační stroje, které pokácený strom různě opracují (odvětví, zkrátí, odkorní) případně na kratší vzdálenost téţ dopraví (vyklidí, přiblíţí, naloţí, vyloţí). Nikdy nekácí. 11.2.2 Pracovní části těţebních strojů Jednou ze základních funkčních částí kaţdého těţebního stroje je řezné ústrojí uloţené v kácecí hlavici nesené na hydromanipulátoru, případně teleskopicky výsuvném výloţníku. Stromy je tak moţné kácet ve větší vzdálenosti od stroje (stroje širokozáběrové). Jindy je kácecí hlavice umístěna přímo na stroji, případně na krátkém rameni a stroj pak musí pojíţdět po porostní půdě aţ k těţeným stromům (stroje úzkozáběrové). Pro strojové kácení se v současné době uplatňují prakticky jen dva druhy řezných nástrojů: nůţ (beztřískové dělení dřeva) a řezací řetěz (třískové dělení dřeva). Přetlačení stromu do ţádaného směru pádu umoţňují svěrné čelisti, kterými je strom sevřen, při podřezávání nadzdvihován a po doříznutí buď nadzvednut a přenesen na místo uloţení (robustnější konstrukce) nebo častěji, podtrhnut v ţádaném směru díky kloubovitě připojené kácecí hlavici k volnému konci hydraulického výloţníku, či teleskopicky výsuvného ramene. Pro odvětvování se pouţívají profilované noţe v jednoduché nebo sloţitější sestavě, noţe umístěné na článkovém řetězu nebo soustava rotačních fréz. Pro zkracování se vyuţívá řezací řetěz, kotoučová pila nebo nůţky. Pro odkorňování se u víceoperačních strojů pouţívá převáţně odírací ústrojí. Řezná ústrojí pro strojové kácení Na obr.11.2 jsou schematicky znázorněna řetězová řezná ústrojí pro strojové kácení. Řetězové řezné ústrojí je u soudobých typů strojů řešeno převáţně s vodící konzolovou lištou (a) nebo méně s trojúhelníkovým vedením řetězu, u něhoţ se posuv děje dvěma přímočarými hydraulickými motory. Proti řetězům pouţívaným u motorových pil mají řetězy řezného ústrojí pro strojní kácení větší rozteč článků. Běţně se pouţívají řetězy s roztečí 3/4" a 1". Také ostatní rozměry řetězu jsou větší a odpovídá jim řezná spára široká 15 aţ 24 mm, obvodová rychlost řetězů bývá 15 aţ 2O m.s-1 a rychlost posuvu 8 aţ 1O m.s-1. Na obr. 11.3 jsou znázorněna noţová řezná ústrojí (k pouţití v probírkách do průměru stromů na pařezu cca 35 cm). Noţový podřezávací mechanismus je vţdy těţší neţ řetězový, který dnes u těţebních strojů převládá. Noţové kácecí zařízení vytrhává dřevní vlákna na řezné

1-57

ploše, takţe tato není nikdy hladká jako řezná plocha po řetězové pile a rovněţ způsobuje trhliny a rozvláknění v zóně řezání. Rozlišujeme ústrojí s jedním nebo dvěma pohyblivými noţi. U ústrojí s jedním pohyblivým noţem působí ostří na kmen, který se opírá na opačné straně o pevnou lištu. Lepších výsledků se dosahuje při tzv. taţném řetězu, kdy břit nezabírá po celé délce řezu současně. U noţe s obloukovým pohybem lze toho dosáhnout konstrukcí řezného ústrojí s tzv. plovoucím noţem (a), u této konstrukce se nůţ staví do polohy, která je dána okamţitou velikostí tlaku přímočarého hydraulického motoru do řezu a silou odporu přeřezávaného kmene. Na obr. 11.3 je schéma konstrukčního řešení jednonoţového řezného ústrojí s otočným noţem. Řezná ústrojí se dvěma pohyblivými noţi mají ve srovnání s ústrojím s jedním pohyblivým noţem menší řezný odpor asi o 10% a jsou řešena jako symetrická (kaţdý nůţ přeřeţe polovinu průřezu kmene). U konstrukce (c) jsou oba noţe otočné kolem pevných čepů, přičemţ kaţdý nůţ je ovládán přímočarým hydromotorem. Konstrukce (d) má oba noţe ovládané společným přímočarým hydromotorem přes dvě dvouramenné páky a táhlo, noţe jsou plovoucí, taţený řez umoţňují táhla spojující noţe s tělesem řezného ústrojí. Řezná ústrojí pro strojové odvětvovaní Je moţno rozdělit podle toho, zda se větve oddělují od kmene třískovým způsobem (řezání řetězem, frézování), nebo beztřískovým, tj. silovým působením noţů seskupených zpravidla v noţové hlavici. Odvětvovací ústrojí s řezacím řetězem se uplatnilo jen u jednoho typu stroje, a to u šplhacího stroje, který odvětvuje stojící stromy. Na obr. 11.4, 11.8, 11.10 jsou znázorněna typická odvětvovací řezná ústrojí: Frézovací ústrojí (a) je tvořeno např. frézovací hlavicí skládající se z osmi válcových fréz, poháněných samostatnými elektromotory. Frézovací ústrojí se můţe téţ skládat z rotující čtveřice fréz, které se navíc otáčejí kolem své osy. Frézovací odvětvovací ústrojí je velmi výkonné, zabezpečuje velmi kvalitní odvětvení kmene, je však konstrukčně sloţité a v provozu se pouţívají vyjímečně. Dosti rozšířeným odvětvovacím ústrojím je ústrojí, jehoţ hlavní funkční část tvoří článkový pás s břity (b) na čelní obvodové části, pomocí ramen, zpravidla ze dvou stran kmene, se pás přitlačuje ke kmeni, velmi dobře kmen obepíná a sleduje nerovnosti jeho tvaru. K nejrozšířenějším typům řezných odvětvovacích ústrojí patří noţové hlavice, vynikají konstrukční jednoduchostí a zaručují dobrou kvalitu oddělení větví.

1-58

Odvětvovací ústrojí v hlavici je tvořeno pevnými a výkyvnými hyperbolicky tvarovanými noţi. Posun odvětvovaného kmene můţe být buď postupný (např. Tapio) nebo plynulý, pomocí podávacích válců (většina hlavic, např. FMG, ÖSA). Jednoduché hlavice jsou zpravidla třínoţové - 1 pevný, 2 pohyblivé noţe (obr.11.4c), dosahují vyhovujícího krytí obvodu kmene v rozsahu jeho průměru 100 aţ 300 mm. Při průměrech kmene nad 3OO mm zaručují dokonalejší krytí obvodu např. pětinoţové hlavice - 3 pevné, 2 pohyblivé noţe. Zkracovací ústrojí Zkracovací mechanismus je zaloţený na principu: - hydraulicky ovládané okruţní pily (např. Steyr KP40) - je velmi výkonné, je ho však moţno pouţít ke zkracování jen tenčích kmenů, cca do 35 cm. Nalezneme jej na procesorových hlavicích nebo na dvojúchopových harvestorech - řetězové pily (většina hlavic, např. FMG, ÖSA), která se pouţívá současně i ke kácení, je nejčastější a pouţívá ke zkracování i silnějších kmenů - zkracovacích noţů (FMG Lokomo Makeri) - pila drapáková, uloţená mezi čelistmi drapáku, umístěného na konci hydromanipulátoru, která slouţí k hromadnému zkracování kmenů ve svazcích Kotoučová zkracovací pila a řetězová pila jsou umístěné buď na rámu nadstavby stroje (dvojúchopové harvestory) hned za odvětvovacím zařízením nebo jsou součástí kácecí hlavice. K odřezávání vrcholu odvětvených stromů se v současné době jiţ nevyuţívá speciální ústrojí, ale kácecí nebo zkracovací ústrojí. Odkorňovací ústrojí Odkorňovací ústrojí nebývá častý u víceoperačních strojů a sice proto, ţe se v zahraničí dodává dřevo odběratelům přímo v kůře. Také u nás nebudou výhledově lesní akciové společnosti dřevo v lese odkorňovat. Odkorňovací mechanismus, pouţívaný u víceoperačních strojů je převáţně odírací. Noţe, tvarované jako dláto, uloţené v rotoru se hydraulicky nebo mechanicky přitláčejí k odkorňovanému kmeni a svým tupým ostřím kůru z kmene odírají. Svazkovací, nakládací a skládací ústrojí Svazkovací mechanismus (obr11.9) u jedno nebo víceoperačních strojů představuje kloubový výloţník hydromanipulátoru, ukončený drapákem. Dosah kloubového výloţníku je aţ 7,5 m, teleskopického aţ 12 m. Drapákem pevně sevřený kmen nebo výřez přenese, při moţnosti otáčení aţ o 360o, na libovolné místo svého dosahu a přesně uloţí do volného svazku nebo

1-59

uloţí do hydraulicky ovládaného svěrného oplenu. Oplen můţe být na vlastním podvozku (obr.11.11). Ve vzájemné závislosti jsou nosnost a dosah manipulátoru a stabilita stroje. Drapák má různé rozměry, závislé na nosnosti výloţníku (hydromanipulátoru) a taktéţ různý tvar čelistí, které jsou optimálně přizpůsobené druhu nakládaného a skládaného sortimentu. Celé toto zařízení je ovládáno převáţně hydraulicky kříţovými ovladači, v řídkých případech je manipulátor ovládán na základě mechanických principů. Podávací ústrojí Podávací mechanismus zajišťuje posuv opracovávaného stromu nebo kmene mezi jednotlivými pracovními orgány. Nejčastěji se pouţívají podávací válce gumové nebo ocelové různě ozubené zpravidla kuţelovitého tvaru, horizontálně nebo vertikálně postavené, které pevně svírají zpracovávaný strom. Válce jsou posuvné, posuv se řídí průměrem kmene a je odvozen hydraulicky. Dosahuje se tímto způsobem velké tahové síly. Válce s gumovým povrchem se dodávají v kombinaci s řetězy, které zabraňují brzkému opotřebení povrchu válce. Z praktických pozorování vyplývá, ţe při pouţití ocelových válců s různě tvarovanými hroty dochází k častějšímu prokluzu a tím i k poškození povrchu zpracovávaného dřeva. Firma NORCAR pouţívá ve svých univerzálních hlavicích ocelové podávací pásy, které díky větší stykové ploše sniţují četnost prokluzu a navíc zvyšují přesnost měření délky. Měřící zařízení Měřícím zařízením jsou obvykle vybaveny sloţité víceoperační stroje, které mohou mít automatizované měření délek, průměrů a výpočet objemů zpracovávaných kmenů. Toto zařízení můţe měřit jak kmeny jako celek, tak i jednotlivé sortimenty. Měření rozměrů opracovávané biomasy se můţe uskutečňovat mechanickou (zaráţky), elektromechanickou (ozubené kolečko+elektronika), elektrooptickou (fotobuňka) nebo hydromechanickou cestou (tryska+klapka). Automatizované měřící zařízení je vybavené sloţitými elektronickými systémy např. firma Kajaani Automatiikka OY model Norcar 1024 s přesností měření délek 90% do 3 cm a 97% do 5 cm. Pomocí programovatelného procesoru je moţné nastavit program výroby sortimentů podle jejich rozměrů. Třídící ústrojí Třídící zařízení víceoperačních strojů je zaloţeno na jednoduchém principu a je určeno k třídění vyráběných sortimentů. Můţe třídit zpravidla tolik sortimentů, kolik jich můţe víceoperační stroj vyrábět. Bývají to nejčastěji dva rozměrové sortimenty, maximálně však šest. Zkrácený sortiment padá na dopravník a z tohoto dopravníku je hydraulicky separován do příslušného zásobníku nebo padá přímo do zásobníku. Z jednotlivých zásobníků je po naplnění

1-60

ve formě volného svazku vypouštěný na zem (např.OKS-25). Některé víceoperační stroje mohou sortimenty dřeva pevně svázat a vypouštět je jako jeden pevný svazek (viz. obr.11.12). Při třídění vyráběných kmenů padají tyto kmeny z dopravníku do stran stroje, kde vytváří volné svazky.

11.3 Štěpkovací stroje

Technologickým cílem štěpkování dřeva je získání drobných dřevěných částic zadaných rozměrů a tvarů, určených pro další vyuţití při výrobě celulózy, papíru, dřevovláknitých a dřevotřískových desek, k hydrolýze, při výrobě dřevoplynu a taktéţ je moţno štěpky vyuţít pro energetické účely. V souladu s potřebami technologie a charakteru výchozí suroviny stroje na sekání (štěpkování dřeva) je štěpkovací mechanismus zaloţen na principu sekacích noţů, uloţených na bocích rotujících disků - diskové ústrojí, nebo po obvodě rotujících bubnů - bubnové ústrojí. Noţů na discích nebo bubnech je různý počet. Počtem noţů a otáček disku nebo bubnu se reguluje rozměr štěpek a výkonnost ústrojí. Diskové sekačky se vyuţívají zejména pro výrobu štěpky z částí biomasy větších dimenzí. Dále uvádíme principy konstrukčního řešení. Bubnové sekačky se pouţívají pro sekání větví, vrcholů stromů a odpadu z mechanického zpracování dřeva na technologickou štěpku, která je vyuţívána na výrobu dřevotřískových a dřevovláknitých desek. 11.3.1 Příklady konstrukčního řešení a) Diskové sekačky (obr.11.13) Diskové sekačky se sestávají z vertikálního disku (2), který má průměr od 1 do 3 m a který je upevněn na horizontálním hřídeli, umístěném ve skříni (4). Na disku v radiálním směru, nebo od radiálního směru mírně posunuto, je upevněno 3 aţ 16 noţů. Frekvence otáčení disku je 150 aţ 500 min-1. Pro průchod štěpky diskem pod noţi se vytvářejí otvory (6). Podávání materiálu do sekačky se uskutečňuje prostřednictvím přívodového potrubí (5). Na dně tohoto potrubí se upevňují oporové noţe (7). Přívodní potrubí (ţlab) je obvykle vzhledem k vodorovné rovině skloněné pod úhlem 40 aţ 50o a ve vztahu k ose hřídele pod úhlem 15 aţ 50o, coţ dává moţnost realizovat podélné i čelní řezání. Výřez (3) - biomasa klouţe ţlabem, postupuje k disku a noţe odřezávají vrstvu biomasy, která je rovná přesahu noţů hc (obr. 11.14). Kvalita štěpky je závislá na kontinuitě pohybu biomasy v přívodovém ţlabu při procesu řezání. Stabilita se

1-61

dosahuje vhodným tvarem ţlabu, počtem noţů, tvarem disku a mezerou mezi ostřím noţů a proti ostřím (7). Při malém počtu noţů (5 aţ 6) se v řezu nachází právě jen jeden nůţ, coţ vyvolává posouvání biomasy ve ţlabu a narušení její stability. Při větším počtu noţů jsou současně v řezu dva i více noţů, coţ stabilizuje proces řezání. Zvláštností procesu řezání dřeva v sekačkách v porovnání s jinými druhy řezání při obrábění dřeva (frézování, hoblování atd.) je, ţe dochází k odebírání třísky velké tloušťky (12 aţ 15 mm). Tříska (štěpka) získaná v sekačkách je finální produkcí na rozdíl od mechanického obrábění, kde je tříska odpadem. b) Bubnové sekačky (obr.11.15) Sestávají z bubnu (1), který má průměr 0,3 - 1 m a otáčí se s frekvencí 600-900 min-1. Podélně na povrchu bubnu jsou rozmístěny noţe (2). Počet těchto noţů se pohybuje od 2 do 12 kusů, s předsazením těchto noţů o hodnotu hc (pohybuje se řádově v mm). Pro zvětšení prostoru před noţi je povrch uvnitř bubnu mezi noţi konstruován s proměnlivým poloměrem. Ţlab (3) ve vztahu k bubnu se nachází pod úhlem 1 k horizontále a 2 k rovině kolmé k ose bubnu. Získaná štěpka postupuje vyhloubením (5) a pomocí odstředivých sil je vrhána do nátrubku (6). Na dně přívodního potrubí je upevněný opěrný nůţ (4). U jiné konstrukce bubnu (obr.11.15c) je pozice 1 aţ 4 obdobná, štěpka postupuje před podnoţové mezery dovnitř bubnu a pomocí ventilátoru je unášena čelem bubnu do výfukového potrubí. Kromě takto popsaného dělení sekaček je můţeme rozdělit : 1. Podle druhu podávacího ústrojí : - s nuceným podáváním materiálu, - se samopodávacím zařízením, - s gravitačním podáváním materiálu, 2. Podle mobility: - stacionární, - mobilní. 3. Podle podvozku : - traktorový, - automobilový, - pásový.

1-62

4. Podle velikosti výkonu motoru : - malé sekačky (25 aţ 50 kW), - středně výkonné sekačky (60 aţ 100 kW), - velké sekačky s výkonem 105 aţ 450 kW. Odvoz štěpky se zabezpečuje nákladními automobily, nebo návěsnými soupravami, které mají speciálně snímané kontejnery. Třídění štěpek moţno rozdělit dle principu, na kterém je třídění zaloţeno. Nejčastěji třídění štěpek je prováděno na principu pneumatickém, event. starší typy štěpkovačů mají třídící zařízení zaloţeno na principu mechanickém.

12. MECHANIZACE SOUSTŘEĎOVÁNÍ DŘÍVÍ 12.1 Pomůcky a zařízení 12.1.1 Lanové a řetězové úvazky Úvazky slouţí k upevnění nákladu a připevnění k taţnému lanu navijáku. Pouţívají se lanové a řetězové úvazky. Lanové úvazky Lanové úvazky se pouţívají v příznivých terénních podmínkách, při vlečení na kratší vzdálenost a za podmínek, kdy je úvazek stále v tahu, aby se nemohl uvolnit a sesmeknout z kmene. Stálé napnutí úvazků nejlépe zabezpečuje přibliţování v polozávěsu nebo proti svahu. Lanové úvazky jsou vyrobeny ze šestipramenných lan. Na jednom konci je zpravidla hák, kluzný hák nebo válečková objímka, na druhém konci je zapletené oko, kovové oko apod. (obr. 12.1). Úvazky s válečkovou objímkou mají navlečený kluzák, kdo kterého se objímka zasune. Pouţívají se nejčastěji při metodě sběrného lana. Řetězové úvazky Řetězové úvazky se pouţívají ve štěrkových a skalnatých terénech, na cestách s protispády a při delších vzdálenostech. Řetězové úvazky jsou zhotoveny ze silného článkového řetězu. Na jednom konci je oko, na druhém hák nebo profilované oko, které je na jednom konci zúţené alespoň na délku šířky řetězu. Profilované oko bývá navlečeno téţ na koncovém oku. Při pevném obepnutí kmene se do profilovaného oka zasune článek řetězu, takţe se úvazek nemůţe sesmeknout ani při uvolnění, coţ je velká výhoda (obr. 12.2). Výhodou řetězových úvazků je také to, ţe se mohou

1-63

při pouţití profilovaného oka nebo otvoru např. na kolesně nebo přímo na traktoru jednoduše zkracovat. Při přibliţování po spádu působí řetězové úvazky jako brzda.

12.1.2 Kladky Kladky jsou zařízení, bez kterého se při soustřeďování dříví neobejdeme. Rozeznáváme kladky směrové, vysoké, silové apod. (obr.12.3). U lanových systémů se mohou pouţít kladky pro speciální účely - sniţovací, zkracovací, padací apod. Pro pracovní operace, kde se lano často vkládá do kladek, se pouţívají tzv. kladky otvírací. U zařízení, kde jsou součástí technologického zařízení, se pouţívají kladky s pevně spojenými bočnicemi. Kaţdá kladka má hák nebo oko, kterým se připevní k úvazku nebo taţnému lanu. Směrové kladky Směrová kladka zabezpečuje změnu směru tahu lana navijáku, při směrovém vytahování kmenů z porostů, při jejich natáčení na skládkách, navalování apod., a to v případech, kdy naviják nebo taţné zařízení není moţné postavit ve směru tahu. Směrové kladky se velmi často pouţívají u lanových zařízení pro vyvedení taţného a vratného lana do trasy. Vysoká kladka Vysoká kladka se pouţívá pro vertikální změnu směru taţného lana. Při vedení taţného lana přes vysokou kladku se zmenšuje vlečný odpor, proto se pouţívá při vytahování v nepříznivém terénu. Vodící kladka taţného lana, umístěná v lanovém vozíku na nosném laně, plní prakticky funkci vysoké kladky. Podobnou funkci mají téţ směrové kladky pro vedení vratného lana lanového zařízení, kdyţ jsou montovány vysoko. Na skladech se mohou pouţívat vysoké kladky při nakládání a skládání dříví. Silová kladka Silové kladky se pouţívají pro zvětšení taţné síly taţného prostředku nebo zařízení, a to při vytahování těţkých kmenů, klučení stromů a pařezů. Podobný účel mají padací kladky, pouţívané u některých lanových systémů. Jako série silových kladek působí kladkostroj, pouţívaný pro napínání nosného lana (obr.12.4). 12.1.3 Navijáky a navíjedla Navijáky a navíjedla jsou zařízení, kterými je moţno dopravovat náklady při různě dlouhých dopravních vzdálenostech. Umoţňují to taţná lana navinutá na bubnech navijáků. Podle počtu bubnů jsou navijáky jednobubnové, dvoububnové a vícebubnové. Podle konstrukce podvozku jsou navijáky saňové, které se přemísťují v terénu buď tahem vlastního lana, navíjeného na buben, nebo vlečením za jiným dopravním prostředkem, dále nesené, které se přepravují na hnacím stroji, nejčastěji traktoru, a téţ samohybné. Podle pohonu bubnů mohou být navijáky s vlastním motorem nebo bez motoru, u kterých pohon bubnů zabezpečuje hnací stroj.

1-64

K hlavním částem navijáku patří buben, spojka, převodovka, brzdy a nosná konstrukce. Buben se skládá z bubnového válce, hřídele a přírub. Na jedné straně bubnu je ozubené kolo pro pohon ozubenými koly nebo válečkovými řetězy, popřípadě úprava pro pohon různými spojkami (kuţelovými, pásovými). Na druhé straně příruby je úprava pro brzdu (nejčastěji pásovou). Kapacita bubnu, která vyjadřuje délku navinutého lana, je závislá na druhu zařízení. Traktorové navijáky mají kapacitu bubnů 6O aţ 1OO m, lanovkové navijáky 3OO aţ 5OO m. Rozměry bubnů závisí na průměru lana, na poměru průměru bubnu a průměru přírub a na šířce bubnu. Délka lana, která se navine na buben, se vypočítá ze vztahu (obr. 12.5): .š.(Dp2- D2) L = ---------------

(m)

12.1

4d2 kde:

š - šířka bubnu (m) Dp - průměr přírub (m) D - průměr bubnu (m) d - průměr lana (m)

Průměr přírub nemá být větší neţ 2násobek aţ 2,5násobek průměru bubnu. Při poměru asi 2,47 bude mít výraz (12.1) tvar: D L = 4š.( --- )2 (m)

12.2

d

Minimální průměr bubnu se navrhuje buď podle průměru drátů v laně podle vztahu D = 400 . 

12.3

nebo podle vztahu D = d .c .µ kde: c - konstanta pro bubny (2O) µ - koeficient (1,05) Spojky zajišťují vypínání bubnů za chodu navijáku. montují se buď na buben, nebo před převody. Je-li spojka na hnacím stroji, která vypíná samostatný hnací hřídel navijáku (např. u traktoru), pak na navijáku stačí zubová spojka.

1-65

Podle konstrukce mohou být spojky jednolamelové nebo vícelamelové, kuţelové, čelisťové nebo pásové. Převodovka slouţí ke změně rychlosti a tím téţ taţných sil navíjeného lana. U navijáků s vlastním motorem se pouţívají většinou sériově vyráběné převodovky automobilové. Brzdy jsou důleţitou součástí navijáků z hlediska plynulosti provozu a bezpečnosti dopravy. Jsou nejčastěji pásové (montované na příruby bubnů, nebo na předlohový hřídel), nebo čelisťové (montované na vnitřní straně příruby bubnu nebo přímo uvnitř bubnu. U navijáků pro gravitační spouštění nákladů jsou výhodné vzduchové brzdy, jejichţ otáčky se dají měnit převodovým mechanismem v závislosti na otáčkách bubnu. U některých navijáků je brzda nahrazena rohatkou, která zabezpečuje zabrzdění bubnu v poţadované poloze, ale neumoţňuje plynulé odbrzďování a spouštění nákladů. 12.1.3.1 Navijáky traktorové Traktorový naviják patří k základnímu technologickému vybavení traktoru. Uplatňuje se hlavně při formování nákladu, tj. při vyklizování, tedy vytahování kmenů z porostu na přibliţovací linku nebo při přitahování k traktoru. Dále můţe naviják slouţit k nakládání a skládání dříví apod. Zvláštní skupinu traktorových navijáků tvoří navijáky, které se pouţívají např. u dozerů pro ovládání různých adaptérů. Traktorový naviják musí odpovídat především technickým, technologickým a bezpečnostním poţadavkům a postupům při soustřeďování dříví. Traktorové navijáky pro soustřeďování jsou většinou jednobubnové, méně dvoububnové. Nejčastěji se montují na zadní straně rozvodovky. Traktorový naviják má mít řadič lana; bylo ověřeno více typů řadičů. Nejčastěji se navrhoval řadič šroubový. Takový řadič zabezpečuje přesné ukládání lana, avšak hroty závitů šroubu se při velkých bočních tazích (které se u traktorového přibliţování vyskytují často) velmi rychle opotřebovávají. V praxi se lépe uplatnil jednoduchý dvoukladkový řadič. Vyţaduje však poměrně úzký buben. Dvoukladkový řadič je moţné nahradit téţ jednou kladkou většího průměru. Z traktorových navijáků je nejběţnější naviják TNP (traktorový naviják přibliţovací), který se začal montovat na traktory Zetor 50 S a Zetor 5511 (obr.12.6). Skládá se z ocelolitinové převodovky, ve které je dvojitý převod čelními ozubenými koly, dále z bubnu a z kladkového řadiče lana. Naviják je přišroubován upínací deskou na zadní část rozvodovky traktoru. Osa bubnu je rovnoběţná s osou traktoru. Lano se na buben navádí vyváděcí kladkou, která je upevněna na otočném čepu pod navijákem na levé straně traktoru. Z vyváděcí kladky se lano vede na kladky ukladače lana, které jsou umístěny na koncích ramena otočného kolem čepu. Rameno se pootáčí při navíjení lana silou odvalování lana o navinuté závity lana na bubnu. Proti odvíjení se buben zabezpečuje rohatkou, která zapadá do ozubení na přírubě bubnu. Rohatka se

1-66

vypíná ruční pákou. Ve vypnuté poloze je drţena kuličkovou pojistkou. Převodovka navijáku je naplněna olejem aţ po nalévací otvor, uzavřený šroubem. Naviják TNP (obr. 12.6) je upraven téţ pro dálkové ovládání. Pedál spojky traktoru a páka zubové spojky jsou ovládány vzduchovými válci, do kterých se přivádí stlačený vzduch z brzdového kompresoru traktoru. Přepouštěcí ventily jsou ovládány elektropneumaticky pomocí kabelu a tlačítek nebo vysílací radiostanicí. Naviják TNP má maximální taţnou sílu 37 kN, průměrnou 26 kN, průměrná rychlost navíjení lana je 0,8 m.s-1, kapacita bubnu lana o průměru 12,5 mm je 100 m. Traktorový naviják TUN-40 (traktorový univerzální naviják) je přibliţovací naviják vývojové řady TNP. Je přizpůsoben pro elektrické ovládání, a to ručně nebo dálkově, rádiem. Hmotnost navijáku je 420 kg. Taţná síla je proti typu TNP větší a dosahuje 40 kN, pouţívá se lano o průměru 14 mm a délce 60 m. Traktorový naviják DTN-4 (dvoububnový, traktorový naviják) je určen pro univerzální kolové traktory (Zetor 6748) obr.12.7. Na traktor je přišroubován pomocí dvou konzol. Horní konzola je uchycena na přírubě poklopu hydraulického zařízení, dolní na zadní ploše rozvodovky. Pohon navijáku je uzpůsoben od vývodového hřídele traktoru s otáčkami 540 min-1. Naviják DTN-4 má šnekový převod 11 : 1. Točivý moment se přenáší na hřídel s unášeči, na kterých jsou upevněny pásové spojky, které zabírají na vnitřní válcovou plochu navařenou na příruby bubnů. Na vnější straně válcové plochy jsou pásové brzdy, které jsou jedním koncem upevněny na skříni navijáku. Naviják je ovládán elektropneumaticky, a to kaţdý buben samostatně. Tlakový vzduch se přivádí elektromagnetickými ventily do pneumatických válců, takţe probíhá buď navíjení lana (zapnutá spojka), nebo odvíjení lana (uvolněná spojka a brzda). Kdyţ se bubny neotáčejí, jsou zabrţděny pásovými brzdami. Bubny jsou na navijáku uspořádány kolmo k ose traktoru. Taţná síla kaţdého bubnu je 40 kN, rychlost navíjení lana 0,55m.s-1 a kapacita bubnů je 200 m lana o průměru 12,5 mm. Naviják DTN-4 je určen pro traktorové přibliţování dříví v předmýtních a mýtních porostech. Traktor vybavený tímto navijákem má sklopný přibliţovací štít a čelní rampovač. Při adaptaci traktoru lanovým zařízením slouţí k pohonu lanového systému pro délku trasy 100 m. Navijáky na lesních kolových tahačích jsou jednobubnové nebo dvoububnové, montované před kozlíkem nebo výloţníkem. Dvoububnový naviják na LKT-81 je řešený s hydrostatickým pohonem. Jednobubnový naviják na LKT-90B a LKT 120B a dvoububnový na LKT-90A a LKT 120A jsou řešeny s mechanickým pohonem. Taţná síla navijáků je většinou 60 kN, délka lana o průměru 14 mm do 80 m. 12.1.3.2 Přenosné a samohybné navijáky

1-67

Pro přibliţování tenkých kmenů jsou řešeny přenosné navijáky vybavené lehkými motory o výkonu 1 aţ 5 kW. Lano pro spouštění a přibliţování tenkých kmenů má délku do 150 m. Při spouštění tlustších kmenů je lano dlouhé aţ 300 m a má průměr 6 aţ 10 mm. V našich podmínkách se pouţívaly např. typy AKJA (Švédsko) a náš VNAD 2. Přenosné navijáky se kotví úvazky ke stromu ve směru vytahování. Na pracoviště se musí přenášet ručně, coţ je zvláště ve strmých terénech značně obtíţné, proto se řeší téţ navijáky samonavíjecí a samohybné. Jako samojízdný naviják je řešen pásový vytahovač LPV-20 a LPV 2121. V terénu se přemísťuje pomocí nekonečného pásu z článkového kalibrovaného řetězu, jehoţ pohyb je odvozen z převodovky stroje. K pohonu slouţí benzínový motor s kolíkovou spojkou, která zajišťuje pohon pohybu článkového pásu, je-li naviják v klidu a pohon bubnu navijáku při zakotvení navijáku nebo jeho pohybu v terénu. Naviják má vodicí rukojeť, která se vyuţívá pro změnu směru pohybu a je opatřena ovládacími prvky pro obsluhu navijáku. Výkon motoru je 9,56 kW, maximální rychlost pojezdu 7 km.h-1, rychlost navíjení lana 1,5 m.s-1 (obr.12.8). Ze zahraničních zástupců je u nás nejznámější Husqvarna Iron Horse - Ţelezný kůň; vyuţitelný pro soustřeďování dříví (přibliţování i vyváţení) a díky četným nástavbám i k dopravě sazenic, zvěře, materiálu apod. v terénech méně vhodných pro traktor. Model Iron Horse Pro o hmotnosti 300 kg je vybaven pásovým podvozkem (tlak na půdu 15 kPa), motorem o výkonu 3,7 kW, navijákem, případně kolovým přívěsem vybaveným válcem pro zlepšení ergonomie práce při odvětvování švihovou metodou. Ovládání přední části s motorem v terénu je usměrňováno pomocí oje pracovníkem. 12.1.3.3 Lanovkové navijáky. Traktorový naviják kombinovaný TNK je rekonstruovaný naviják TNP. U navijáku je vyřešen zpětný chod všech pěti převodových stupňů. Montuje se na traktor Zetor podobně jako naviják TNP. Naviják má částečně zmenšenou kapacitu bubnu a na prodlouţeném hřídeli bubnu na namontován lanáč o průměru 400 mm pro vedení oběţného lana systému (obr.12.9). Taţná síla navijáku je 16,2 aţ 83,2 kN. Rychlost navíjení lana je O,9 aţ 4,7 m.s-1, při zpětném chodu 2,14 aţ 1O,O1 m.s-1. Naviják je poháněn vývodovým hřídelem traktoru. Lanáč a buben mají samostatnou zubovou nebo pásovou spojku. Buben je opatřen pásovou brzdou pro plynulé odbrzďování. Naviják TNK je moţné pouţít pro traktorové přibliţování - při pouţití lana z bubnu navijáku, ale hlavně pro lanové přibliţování, při pouţití lanáče a napínání oběţného lana přes napínací kladku taţným lanem, navinutým na bubnu navijáku. Princip přibliţování dříví oběţným lanem je moţno všeobecně vyjádřit vztahem: F = F1 - F2

1-68

(kN)

12.4

kde : F - síla (taţná nebo brzdná) potřebná pro přibliţování nákladu (kN) F1 - síla v taţné větvi oběţného lana (kN) F2 - síla ve vratné větvi oběţného lana (kN) Síla v taţné větvi oběţného lana je dána rovnicí F1 = F2.ef

(kN)

12.5

kde : e - základ přirozených logaritmů f - koeficient tření lana na lanáči (O,l)  - úhel opsání lana na lanáči v obloukové míře (p) Po dosazení výrazu 1O.5 do 1O.4 obdrţíme : F = F2.(ef- 1)

12.6

Z rovnice (1O.6) se vypočítá napnutí vratné (volné) větve oběţného lana: F F2 = --------

(kN)

12.7

ef- 1 Při přibliţování nákladů do 1 m3 dříví stačí úhel opásání 3, při přibliţování nákladů nad 1 m3 nebo při přibliţování proti svahu je potřebný úhel opásání 5. Pro přibliţování nákladů nad 3 m3 s lanem o průměru 14 mm je potřebný úhel opásání 7. Věţový naviják se skládá z dvoububnového navijáku a teleskopické věţe, na které jsou připevněny směrové kladky pro lanový systém. Je poháněn kloubovým hřídelem od traktoru. Pohon bubnů je řešen řetězovým převodem. Zapínání a vypínání bubnů se děje pásovými spojkami. Naviják se ovládá elektropneumaticky. Na spodní části věţe je připevněn brzdič vratného lana. Jsou to dva dráţkové bubny se čtyřmi dráţkami, kterými je vedeno vratné lano. Bubny mají brzdové čelisti, ovládané elektropneumaticky. Brzdič lana plní zároveň funkci řadiče lana. Rychlost navíjení taţného lana na střední vrstvě při otáčkách 13OO min-1 je 1,1 m.s-1 a vratného lana 1,6 m.s-1. 12.1.4 Ostatní pomůcky pro soustřeďování dříví Univerzální a speciální lesní kolové traktory přibliţují náklad zásadně vlečením po zemi. Přibliţované kmeny se tím značně znečišťují, čela se zarývají do země, značně zvyšují vlečné odpory a poškozují přibliţovací linky nebo cesty. Proto vzniklo mnoho pomůcek, které měly zmenšit vlečné odpory, popřípadě alespoň část těchto odporů přeměnit na odpory valivé. K pomůckám pro soustřeďování dříví patřily např. ocelové čepce, které se přikládaly na čela kmenů, aby se zabránilo čelnímu rozrývání jízdní dráhy.

1-69

Výhodnější byly ocelové lyţe, které měly zabránit čelnímu rozrývání vlečné dráhy a částečně sníţit vlečné tření. Na lyţe se náklad snadno nakládal, nevýhodou bylo jejich rychlé opotřebení, větší spotřeba času při upínání nákladu a hlavně sníţená manévrovatelnost traktoru. Přibliţovací šupka je zdokonalená lyţe. Na lyţi obdélníkového tvaru z plechu o tloušťce 4 mm, vpředu ohnutého, je upevněn otočný oplen. Náklad se upevňuje na oplenu řetězem. Pro přibliţování v zimě se místo plechu pouţívají dřevěné saně. K nejdokonalejším pomůckám patří traktorové kolesny. Mohou být oplenové nebo výloţníkové. Kolesna se zapíná na závěsný hák traktoru. Nese třetinu aţ dvě třetiny nákladu. Výloţníkové kolesny zatíţené kmeny částečně nadlehčují zadní nápravu traktoru, čímţ se do určité míry sniţuje adhesní tahová síla. V zatáčkách se můţe kolesna snadno převrátit. Jednonápravový přívěs za traktor se pouţívá pro soustřeďování rovnaného dříví. Směrové kladky v kombinaci s textilními úvazky se pouţívají při vyklizování v nepřístupných místech s cílem sníţit pravděpodobnost poškození stojících stromů vyklizovaným dřívím. Odrazníky jsou jednoduché pomůcky, které se přikládají ke stromů na nejvíce exponovaných místech soustřeďování - na zúţených místech a v zatáčkách - a chrání zůstalé stromy proti jejich poškození a dalšímu napadení houbovou infekcí. Lze je vyuţívat i při vyklizování. 12.2 Traktorové soustřeďování dříví Pro traktorové soustřeďování dříví se u nás dnes pouţívají kolové traktory univerzální (UKT), kolové traktory speciální (SLKT) a kolové, kolopásové a pásové vyváţecí soupravy (VS). Univerzální traktory značky ZETOR především typy Z 7245 Horal, Z 7745, Z 8111, Z 8145 a Z 12145. V zahraničí např. John Deere, Valmet, Fendt, aj. Speciální lesní kolové traktory jsou u nás zastoupeny typem LKT 81 a 90 (ZŤS Slovensko). V zahraničí např. Clark, Fx, FMG Timberjack, Holder, Iwafuji, John Deere, Mercedes-Benz, aj. Vyváţecí soupravy u nás - za UKT např. Zetor VS5H a samostatně řešené 4x4, 6x6, 8x8 VS 9041, NORCAR 490, FMG Bruunett 678, VOLVO BM 490. V zahraničí nejčastěji typy FMG 678, 810, 910, 1010, 1210, LOKOMO 910, 919, 933 s oplenem, NORCAR 490, 600, VALMET 828, 836, 838, 862, 892 aj.. 12.2.1 Univerzální kolové traktory a jejich adaptace pro soustřeďování dříví Pro soustřeďování dřeva jsou u nás vyuţívány řady traktorů ZETOR. Pro tyto řady traktorů je vyráběna nástavbová výstroj pro úvazkové a bezúvazkové soustřeďování dřeva. Protoţe podmínky pro soustřeďování dřeva jsou velmi obtíţné musí být na traktorech provedeny

1-70

některé konstrukční úpravy (např. montáţ ochranné vany spodku traktoru, zesílené rámy kabin, přídavná hydraulická zařízení). Kromě výše uvedených úprav vyţadují univerzální traktory pouţívané v lesním hospodářství (UKT) montáţ speciální lesnické výbavy. Proto se u traktoru vybavených pro soustřeďování dřeva mění i hodnoty některých rozměrů, oproti původně konstruovaným traktorům. Obdobně si počínají i zahraniční firmy. Příklad výše uvedených adaptací uvádíme na obr.12.10. K nejdůleţitějším částem výstroje traktoru pro soustřeďování dřeva pomocí lanového vytahování je naviják. Řada traktorů pouţívá jednobubnový naviják. Speciální konstrukce vyţadují dvojbubnový naviják. Principielní schéma jednobubnového navijáku je uvedeno na obr. 12.6, 12.9. Naviják se připevňuje na zadní stěnu převodové skříně traktoru. Kroutící moment se na naviják přenáší z vývodového hřídele traktoru na hřídel bubnu navijáku dvěmi páry čelních ozubených kol přes zubovou spojku. Hnaná část spojky je na náboji posledního ozubeného kola volně otočného na hřídeli bubnu, hnací část spojky je na hřídeli bubnu posuvná, ale je neotočná a je zasouvaná do záběru pomocí ruční páky nebo pneumatickým nebo hydraulickým ústrojím. Zpětnému otáčení bubnu navíjecího zařízení brání rohatkozápadkový mechanizmus. Navijáky obvykle nemají zařízení určené k vedení lana. Částečně tuto funkci plní vyvýšená kladka, slouţící taktéţ pro nadzvednutí čela nákladu při jízdě. Naviják je ovládaný stlačeným vzduchem pomocí zařízení pro dálkové ovládání. Zařízení pro dálkové ovládání jednobubnového navijáku je na obr. 12.11 a je zaloţené na funkci dvou elektromagnetických ventilů (l,2) a na nich závislých dvou pneumatických válců (3,4). Dvojbubnový naviják je určený pro montáţ na zadní části traktoru. Má dva stejné bubny vyvíjející stejnou taţnou sílu, kterou je moţné regulovat, rychlost navíjení se pohybuje obvykle v rozmezí O,5-1 m.s-1. Kroutící moment se přenáší z vývodového hřídele šroubovým soukolím na hřídel dvoububnového navijáku. Kaţdý buben navijáku je ovládán samostatně pomocí rádiové soupravy dálkového ovládání. Nejnovější tendence v oblasti adaptace navijáku na univerzální kolové traktory pro soustřeďování dřeva, řeší moţnost uchycení navijáku na tříbodový návěs traktoru. Příklad konstrukčního řešení uvádíme na obr. 12.12. Toto konstrukční řešení navijáku umoţňuje obvykle ruční ovládání navijáku a to mimo kabinu traktoru. Další důleţitou konstrukční částí uplatněnou u univerzálních traktorů je čelní rampovač příp. rampovací nakladač zobrazený na obr.12.10. Slouţí především pro práce na skladech dřeva, urovnávání, přemísťování atd. Základem obou výše uvedených zařízení je radlice uloţená na výkyvných zvedacích ramenech. U rampovacího nakladače je radlice vybavená ramenem, které přitlačuje náklad radlice do lţíce radlice. Pohyby radlice jsou odvozeny od 1-71

hydrauliky traktoru. U některých typů traktorů zastává funkci rampovače rampovací vzpěra, která se montuje na zadní části traktoru. Zvedání a spouštění této rampovací vzpěry je ovládané hydraulikou traktoru. 12.2.2 Speciální lesní kolové traktory Speciální lesní kolové traktory (SLKT) mají naviják, kozlík, ochranný štít a radlici. Pro bezúvazkové soustřeďování mají dvoudílné sklopné rameno, rotátor a kleště. SLKT jsou převáţně dvounápravové s pohonem všech kol, kloubové konstrukce. Traktor je řízený zlamováním polorámů okolo svislého čepu pomocí 1-2 přímočarých hydromotorů. Nezávislost rámu je zajištěna výkyvnou přední nápravou nebo pouţitím podélného axiálního kloubu. Naviják je umístěn na zadní polonápravě, bývá jedno- nebo dvoububnový s mechanickým nebo hydraulickým pohonem. Kozlík je v podstatě zesílený výloţník s vodícími válci taţného lana. Slouţí ke zvednutí upnutých konců kmenů a k přibliţování v polozávěsu, aby se sníţily čelní a vlečné odpory. Ochranný štít chrání tahač a zadní kola při přibliţování před poškozením, které mohou způsobit čela kmenů. Můţe být pevný (LKT 81) nebo sklopný (LKT 120), hydraulicky ovládaný. V dolní poloze plní sklopný štít funkci horské vzpěry. Tahač se při vytahování kmenů z porostu opírá spuštěným štítem o terén. Radlice (LKT) je namontována v přední části tahače a je hydraulicky ovládána. Slouţí k rampování a začelování kmenů na skládkách. Pouţívá se téţ pro zemní práce při terénních úpravách linek, při odhrnování klestu od odvětvovacího stroje a při údrţbě lesních cest. Šířka radlice je podle typu tahače 2040 aţ 2450 mm, výška zdvihu 1400 aţ 1500 mm. Dvoudílné sklopné rameno s drapákem (LKT 81D, LKT 90B, LKT 120B) je ovládáno hydraulicky. a slouţí k upevnění rotátoru a kleštin. Otoč rotátoru je 24Oo. Plocha kleštin je 1,4 m2. Svěrná síla kleštin při vzdálenosti hrotu 2440 mm je 24,32 kN. Tahače vybavené tímto zařízením jsou určeny pro bezúvazkové soustřeďování dříví. 12.2.3 Vyváţecí soupravy Vyváţecí soupravy (VS) vznikaly z univerzálních traktorů odstraněním předních kol a přidáním manipulátoru a zadního klanicového přívěsu. Uplatnění našly všude tam, kde se pouţívala metoda standardních délek. Vývojem se zdokonalily hydraulické systémy, dosah a ovládání manipulátoru. Koncem 60. a začátkem 70. let byl vývoj charakterizován potřebou vysokého výkonu, spolehlivosti a produktivity práce. Později přibyla hlediska ergonomie a vlivu stroje na lesní prostředí: prostornost kabin, vybavení a bezpečnost, umístění a ovladatelnost pák a pedálů, přizpůsobivost sedadla, výhled operátora, sníţení vibrací, vývoj pojezdového ústrojí - úprava rozdělení hmotnosti na nápravy, zvýšení počtu poháněných kol, 1-72

rozšíření pneumatik, pouţití lehčích vysokopevných materiálů, poměr výkonu motoru k hmotnosti (kW/t) se zvýšil o 40-50%, poměr kapacity nákladu k hmotnosti vzrostl o 30-50%, dosah manipulátoru se zvýšil o 50-60% a tlak na půdu se sníţil o 30-50%. Hydraulický výloţník (jeřáb) u vyváţecích souprav slouţí k nakládání a vykládání výřezů nebo kmenů. Dosah ramene se pohybuje mezi 5,5 - 6,5 m, u teleskopických výloţníků aţ 10,5 m. Montuje se na stroj pomocí základny, kterou tvoří deska nebo skříň s nádrţí na hydraulický olej, k ní je připojena pevná část s loţiskem otoče a na ní otočná část sloupu. Otoč je omezená. K horní části sloupu je kloubovitě připojen 2-3 dílný výloţník. Mezi sloup a hlavní díl výloţníku je vloţen přímočarý hydromotor, k hlavnímu je opět hydromotorem připojený zlamovací (výkyvný) díl a na něj můţe navazovat výsuvný (teleskopický, prodluţovací) třetí díl výloţníku. Na konci výloţníku je závěs s hydraulickým rotátorem s omezeným nebo neomezeným otáčením. K rotátoru je připevněn drapák. Některá zdokonalení zahrnují výkyvný sloup, několikastupňové teleskopické vysouvání apod. Z technických charakteristik jsou nejdůleţitější: zdvihový moment (moment brutto, tj. součet hmotností uţitečného zatíţení, drapáku, rotátoru, závěsu x dosah), celkový klopný moment, moment otoče, pracovní plocha a rychlost pohybu. Klanicový zásobník tvoří 2 - 5 párů profilovaných klanic. Loţná plocha mezi klanicemi je 3 - 4 m2. V zásobníku je moţné převáţet náklad o hmotnosti 3000-5000 kg u VS na bázi UKT a 7000 - 14000 kg u speciálních VS. Svěrný oplen slouţí k uloţení a sevření nákladu. Plocha rozevřeného oplenu je 2 m2. Čelisti jsou symetrické, klešťovitého tvaru, ovládané hydraulicky s lanovým dopínáním nákladu. Oplen je připevněn k točně výkyvně. Úhel natáčení oplenu je 360o, naklápění ±20o. Maximální náklad je 12-18 m3. Podvozek vzhledem k jeho délce má zadní nebo i přední nápravu typu boogie, kterou tvoří podélná skříň na kaţdé straně, výkyvně uloţená uprostřed. Po stranách skříně jsou hřídele kol. Pohon kol je veden jedním hřídelem od diferenciálu, přenášený k hřídelům kol ozubeným nebo řetězovým převodem. Takto zdvojená zadní náprava zmenšuje příčné naklánění zadní části stroje při překonávání překáţek na polovinu proti jednoduché nápravě. Na kaţdou dvojici kol za sebou je moţné nasadit pomocný ocelový pás. Hydrostatický systém převodovky zajišťuje funkci převodovky ve všech reţimech činnosti, reguluje tlak a mnoţství tlakového oleje určeného pro zapínání řídících třecích prvků, plnění hydrodynamického měniče, chlazení a mazání ozubených kol, loţisek a lamel. Pneumatiky ovlivňují jízdní vlastnosti stroje a velikost poškození půdy. Záběrové a samočisticí vlastnosti dezénu limitují velikost taţné síly; počet vrstev PR a ocelový kord ovlivňují nosnost, odolnost proti proraţení a tím i celkovou ţivotnost; průměr, šířka a tlak pneumatiky měrný tlak na půdu; statický poloměr a světlost stroje. U zahraničních strojů se

1-73

pouţívají nízkotlaké širokozáběrové nízkoprofilové Terra pneumatiky, široké 500, 600 a 700 mm. 12.3 Soustřeďování dříví navijáky Při soustřeďování dříví navijáky se kmeny vlečou celou délkou po zemi. Při vlečení vznikají proto velké třecí a čelní odpory, k jejichţ překonání jsou potřebné velké tahové síly, ty se sniţují pouţitím vysoké kladky. V současné době se navijáky pouţívají nejvíce pro vytahování dříví na přibliţovací linky (např. příprava pro přibliţovací kolové stroje). Méně se pouţívají pro vlečení tenkého dříví po přibliţovacích linkách. Přibliţování tlustých kmenů navijáky se v současné době u nás nevyskytuje. Volí se raději přibliţování traktory, tahači nebo lanovými systémy. 12.4 Soustřeďování dříví lanovými systémy Lanové systémy se pouţívají pro soustřeďování dříví v terénech o sklonitosti nad 4O %. Tyto terény se často vyskytují ve strmých členitých územích, v pahorkatinách a v horských oblastech. Kromě toho se lanové systémy pouţívají téţ v rovinatých terénech (pro překonávání vodních toků) a zejména v terénech s malou nebo sníţenou únosností. 12.4.1 Klasifikace lanových systémů Lanové systémy je moţno rozdělit podle několika kritérií. Jedním z hlavních kritérií je rozdělení lanových systémů podle operací, které mohou vykonávat. Podle toho dělíme lanové systémy na lanovky, lanovkové jeřáby a lanové jeřáby. Lanovky jsou zařízení, jejichţ hlavní funkcí je přeprava nákladů na větší vzdálenosti. Na začátku a na konci trasy se stavějí nakládací a vykládací rampy. Lanovkové jeřáby jsou zařízení, která přepravují náklady na trasách rozdělených podpěrami na více polí, přičemţ jsou schopny přitahovat dříví z těţené plochy k trase, zvednout náklad do úplného či polozavěšeného stavu a spustit jej na vykládací skládce. Lanové jeřáby jsou zařízení, která technologicky plní všechny funkce jako lanovkové jeřáby. Trasa je však vţdy jen jednopólová a dříví se můţe přibliţovat na kratší vzdálenosti od koncové podpěry k začáteční podpěře. Lanová zařízení je moţno dělit téţ podle druhu hnacího agregátu. Pro gravitační a antigravitační přibliţování je moţno pouţít saňové jednobubnové nebo vícebubnové navijáky nebo závěsné navijáky za taţný prostředek, popřípadě navijáky montované přímo na hnacím agregátu. Na krátké tratě (do 300 aţ 500 m) se nejvíce rozšířily traktorové lanové systémy, u nichţ je zdrojem pro pohon traktor adaptovaný navijákem s lany lanového systému.

1-74

Lanová zařízení je moţno dále dělit téţ podle nosnosti - do 1, 3, 5 tun. Podle počtu lan jednolanová, dvoulanová, trojlanová a čtyřlanová, podle způsobu pohybu lan nebo vozíku - s dopravou oběţnou, kyvadlovou apod. Podle způsobu vedení lan rozdělujeme lanové systémy: - přibliţování nahoru s pevným upnutím v závěsu - nejjednodušší, má nosné a taţné lano, výšku nákladu nad terénem není moţné měnit, např. rakouské Agroforst RM-2000 a Koller K-300; - přibliţování oběma směry s pevným upnutím v závěsu - má nosné, taţné a vratné lano, má speciálně zkonstruovaný vozík, který umoţňuje vytahování taţného lana pomocí vratného lana a současně zastavení vozíku kdekoli na nosném laně, např. Valentini V-600; - přibliţování oběma směry s volným vedením v závěsu a oběţným lanem - výšku nákladu je moţné během přibliţování měnit tak, aby náklad byl přibliţovaný v polozávěsu, vozík je poháněn oběţným lanem, které tak nahrazuje funkci taţného a vratného lana. Pohyb oběma směry zabezpečuje opásání lana na lanáči a předpětí v oběţném laně samostatným navijákem přes napínací kladku, např. LANOR-1 (bez nosného lana) nebo LANOR-2 (s nosným lanem). - přibliţování oběma směry s volným vedením v závěsu - má nosné, taţné, vratné a pomocné lano a umoţňuje, přibliţování nahoru i dolů v polozávěsu a připnutí nebo spuštění nákladu na libovolném místě trasy. Pomocné lano slouţí k vytáhnutí poţadované délky taţného lana z vozíku (4.buben navijáku), např. rakouský STEYR KSK-16. 12.4.2 Hlavní části lanových systému Kaţdý lanový systém tvoří hnací (popřípadě brzdný) agregát, lana, vozíky, podpěry, katry, traťové příslušenství, někdy různá pomocná zařízení - přepravné vozíky, montáţní vozíky apod. Hnacím agregátem můţe být samostatný saňový naviják s vlastním motorem, traktor je závěsným navijákem poháněný kloubovým hřídelem, popřípadě traktor s pevně namontovaným navijákem nebo automobil s kompletním příslušenstvím pro lanové soustřeďování dříví. Výkonnost, konstrukce a vybavení hnacího agregátu jsou dány druhem a nosností lanového systému. Vozíky se pouţívají u lanových zařízení s nosným lanem. Mohou být celkem jednoduché, mechanické - pro zachycování a uvolňování taţného lana, zapínání a vypínání nákladu z úplné nebo polozavěšené polohy, dále automatické - pro zachycování a uvolňování z nosného lana v libovolném místě trasy a dálkově ovládané, u nichţ se některé z uvedených funkcí vykonávají povelovými radiostanicemi. Z traťového příslušenství jsou nejdůleţitější podpěrné botky, kladkostroje a rychlospony, které se pouţívají pro uchycení napnutých nosných lan. Rychlospony jsou v podstatě klínové

1-75

spony, které se téţ pouţívají pro zhotovování úvazků, kotvení podpěrných lan apod. Podpěry a kotvy jsou předmětem projektování lanových zařízení. 12.4.3 Hlavní části trasy U lanových jeřábů tvoří trasu koncové podpěry a kotvy nosného lana, u systému se stoţárem kotvy stoţáru. U lanovkových jeřábů se stavějí nebo montují podpěry podle potřeby v charakteristických místech trasy. Podpěry Podpěry slouţí k drţení nosného lana v poţadované výšce nad terénem. Stavějí se na delších trasách, kdyţ je terén málo konkávní, rovný nebo konvexní. Podle druhu stavby rozeznáváme podpěry přirozené nebo umělé.

13. VOZIDLA PRO DÁLKOVOU DOPRAVU DŘÍVÍ 13.1 Silniční vozidla pro odvoz dříví Silniční vozidla pro motorovou dopravu se dělí podle způsobu pohonu na motorová vozidla (poháněná vlastním motorem) a přípojná vozidla (nemají vlastní motor a jsou připojena k motorovým vozidlům). 13.1.1 Motorová vozidla Traktory Pro odvoz dříví jen na krátké vzdálenosti se pouţívají běţné typy univerzálních traktorů s výkonem motoru 40 aţ 60 kW ve spojení s traktorovým oplenovým přívěsem (obr.13.1). Nákladní automobily Jsou vybaveny běţnou plošinou (korbou). Podle konstrukce strojového spodku se rozeznávají silniční typy nákladních automobilů nebo automobily terénní, přizpůsobené sloţitějším jízdním podmínkám po zemních cestách a v terénu (obr.13.2). Silniční nákladní automobily mohou mít jednoduchou konstrukci strojového spodku, který umoţňuje rychlou a bezpečnou jízdu po tvrdých cestách. Strojový spodek neboli šasi motorového vozidla tvoří podvozek s hnací soustavou a příslušenstvím. K podvozku patří rám vozidla, nápravy s koly, pérování, řízení, brzdové ústrojí, popřípadě ústrojí rejdové. Hnací soustavu tvoří motor a převodné ústrojí motorového vozidla (spojka, převodovka, hnací hřídel a rozvodovka).

1-76

Konstrukce terénního automobilu má zajistit dostatečnou hnací sílu na kolech automobilu, minimální tlak pneumatik na podloţku, optimální adhezní vlastnosti a sledování nerovnosti terénu koly. Hnací síla automobilu se zvyšuje pohonem všech náprav, protoţe celá tíha vozidla se vyuţívá k realizaci hnací síly. Zmenšení měrného tlaku pneumatik na podloţku se dosahuje pouţitím pneumatik velkého průměru, pouţitím většího počtu náprav nebo pouţitím většího počtu kol dvojitou montáţí pneumatik. Výkyvné nápravy umoţňují lepší sledování nerovnosti vozovky. Horší přizpůsobivost tuhých náprav má výhodu při přejezdu jam jedním kolem, které můţe být nad nimi přeneseno, naopak u výkyvných náprav je kolo do jámy vtlačeno a můţe způsobit, ţe vozidlo uvázne. Kvalita terénních vozidel z hlediska moţnosti zachytávání na nerovnostech se posuzuje podle rozměrů: světlé výšky, nadklenutí, přechodového úhlu, předního a zadního nájezdového úhlu a výstupnosti a překročivosti (obr. 13.3). Vozidla mají redukční přídavnou převodovku. Prokluz kol se zamezuje závěrem difenciálu. Konstrukce terénního nákladního automobilu je na obr. 13.3. Tahače návěsů Tato motorová vozidla nemají loţnou plochu a mohou přepravovat náklad jen ve spojení s návěsem v jízdní soupravě. Tahač návěsu má na zadní části rámu návěsné zařízení, točnici, do které zapadne čep návěsu. Na točnici dosedá přední část návěsu, a tím se podstatná část hmotnosti návěsu přenáší na tahač a zlepšuje jeho adhezní vlastnosti (obr. 13.4). Vozidla pro kontejnerovou přepravu Výroba štěpky v lese, výroba kůry apod. vyţadují pro přepravu speciální vozidla. Jsou to velkoobjemové přívěsy taţené kolovými traktory nebo lehkými nákladními automobily. Přívěsy (přepravníky) se kvůli zmenšení hmotnosti zhotovují zpravidla z drátěného pletiva. Ve snaze unifikovat zařízení pro odvoz dříví vyřešila se přeprava štěpky nástavbou na automobil pomocí kontejnerů. Kontejnerová přeprava vyţaduje tato pracovní zařízení: - kontejner tj. přepravník pro přepravu různého materiálu (kusového, sypkého apod.); rozměry kontejneru jsou navrţeny 2438 x 2438 x 6058 mm, popř. i menší, - vozidlo jako nosič kontejneru (přívěs, návěs), - manipulátor, manipulační zařízení na nakládání materiálu, popř. vyklopení kontejnerů (vytahování, přesouvání, skládání kontejnerů). Brutto hmotnost uvedeného kontejneru je asi 12 000 kg .Manipulátor je jednoramenný. Výkyvné a teleskopické rameno s hákem je v podélné ose vozidla a slouţí téţ k vyklápění kontejneru, ovládání je dálkové, elektrohydraulické.

1-77

13.1.2. Přípojná vozidla Přípojná vozidla jsou silniční nemotorová vozidla určená k nesení nákladů; připojují se k motorovým vozidlům. Vozidla se dělí podle konstrukce nosné části na : - plošinová vozidla s rovnou plošinou pro rovnané dříví a výřezy nebo s odnímatelnými bočnicemi (korbou), - oplenová vozidla, konstruovaná pro odvoz výřezů a dlouhého dříví. Podle připojení k taţnému prostředku se vozidla dělí na přívěsy, polopřívěsy a návěsy. Přívěsy Přívěs je přípojné vozidlo schopné samostatně nést náklad, který nepřesahuje jeho rozměr a není ani zčásti uloţen na taţném vozidle. Přívěsy jsou jednonápravové a vícenápravové. Plošinové přívěsy mají korbu nebo plošinu a slouţí k odvozu rovnaného dříví kolovými traktory nebo jako přívěsy nákladních automobilů. Přívěsy pro odvoz dříví jsou opatřeny opleny. Přívěsy pro nákladní automobily jsou zpravidla dvounápravové, masivní konstrukce, přesnější, s lepším odpruţením, s účinnější brzdovou soustavou, coţ vyplývá z vyšší rychlosti jízdy a zatíţení přívěsů (obr.13.5, 13.6). Pro dopravu dlouhého dříví se z oplenových přívěsů pouţívá jediný typ, a to traktorový, rozpojitelný oplenový přívěs. Je dvounápravový, s dvojitou montáţí kol. Přívěs se skládá ze dvou jednonápravových podvozků, konstrukčně řešených jako jednonápravové polopřívěsy, jejichţ otočné opleny jsou navzájem spojeny spojovací teleskopickou trubkou. Přední otočný oplen je volně otočný, kdeţto otáčení zadního oplenu je vázáno na nápravu, proto má zadní náprava naváděcí šroubové zařízení. Obě nápravy mají vzduchotlakové brzdy. Při jízdě bez nákladu jsou podvozky spojeny trubkou (rozvorou). Při odvozu kratších výřezů jsou oba podvozky pevně spojeny rozvorou, při odvozu dlouhého dříví se oba podvozky příslušně rozestaví. Polopřívěsy Polopřívěs je přípojné vozidlo slouţící k dopravě dlouhého materiálu, které však není schopno samostatně nést náklad. Dopravovaný dlouhý materiál je jednou částí uloţen na taţném prostředku a druhou částí spočívá na polopřívěsu. Spojení mezi taţným vozidlem a polopřívěsem obstarává vlastní náklad. Před jízdou naprázdno se polopřívěs připojuje ojí k taţnému vozidlu nebo se na něm přepravuje (obr. 13.7,13.8). Při odvozu dříví se pouţívají jednonápravové a dvounápravové polopřívěsy. Jednonápravové jsou určeny pro odvozní

1-78

soupravy motorových vozidel s nosností 5 aţ 7 Mg, dvounápravové i polopřívěsy pro nosnost vozidel nad 10 Mg. Zvláštním automobilovým polopřívěsem je typ, který má výsuvné oje dlouhé 7 m. Výsuvné oje zapojené do závěsu taţného vozidla mění rozvor oplenů od 4 do 9 m, podle délky dopravovaného nákladu. Teleskopické oje slouţí k řízení a připojení polopřívěsu k automobilu. Návěsy Návěs je samostatné přípojné vozidlo. Přední část se ukládá na sedlo (točnici), nebo na návěsný čep tahače návěsů, na který se přenáší podstatná část hmotnosti návěsu (obr.13.9). 13.2 Jízdní soupravy Spojením taţných motorových vozidel s přípojnými vozidly, vznikají jízdní odvozní soupravy. Ty se dělí podle druhu přípojných vozidel na přívěsové soupravy, polopřívěsové soupravy, návěsové soupravy a kombinované jízdní soupravy. Přívěsové jízdní soupravy se skládají z taţného vozidla a z jednoho nebo dvou přívěsů různé konstrukce podle druhu taţného prostředku a druhu dopravovaného dříví (obr. 13.10). Taţná vozidla a přívěsy musí mít pevné klanice nebo klanicové opleny pro upevňování nákladu. Polopřívěsové jízdní soupravy se skládají z taţného vozidla a z polopřívěsu. Vozidla jsou navzájem spojena vlastním nákladem, který je rozloţen na obou vozidlech podle jejich nosnosti. Obě vozidla mají otočné opleny a bezpečnostní klanice (Obr. 13.11). Návěsové soupravy vznikají spojením návěsového tahače a jednoho návěsu. Úprava plošiny návěsu pro odvoz dříví je potřebná obdobně jako úprava sólo nákladních automobilů (pevné opleny apod., obr. 13.12). Zavádění návěsových tahačů umoţňuje modernizovat dopravu dříví. Rozšíření návěsových souprav v lesním hospodářství se předpokládá se zaváděním hydraulických jeřábů pro nakládání sortimentů dříví. V tomto případě je třeba vybavit plošinu návěsu tzv. posuvnou plošinou přibliţně poloviční délky, neţ je délka návěsu, protoţe rameno hydraulického jeřábu dosahuje přibliţně do poloviny návěsu (6 aţ 8 m). Při pouţití tahačů jako polopřívěsové soupravy pro dopravu dlouhého dříví se umístí na točnici tahače místo návěsu otočný oplen (obr. 13.13). Smíšené jízdní soupravy se skládají z tahače návěsu a jednoho přívěsu (obr. 13.12b). 13.3 Vybavení vozidel pro odvoz dříví 13.3.1 Klanicové opleny Klanicové opleny jsou zařízení pro nesení a upevnění dlouhého kusového materiálu na vozidlech. Skládají se z oplenů, klanic a točnice.

1-79

Oplen je nosníkové zařízení umístěné příčně k podélné ose vozidla. Oplenové plochy mají hrany nebo hřebeny proti sklouznutí dříví při dopravě. Opleny jsou pevné a otočné. Dvojice pevných oplenů se montuje na nákladní automobil pro odvoz výřezů přímo na plošinu nebo rám vozidla. Otočný oplen (Obr. 13.13) se montuje pro odvoz dlouhého dříví na polopřívěsových soupravách. Montuje se na točnici o průměru 800 aţ 1100 mm, která umoţňuje otáčení oplenu s nákladem v zatáčkách. U návěsových tahačů se oplen otáčí okolo svého středového čepu pro třecí točnici tahače. Délka oplenu nesmí přesáhnout šířku vozidla 2500 mm. Výška oplenu je 200 mm, výška loţné plochy od země 1400 mm, nosnost oplenu je 8 aţ 10 t. Oplen musí mít z bezpečnostní důvodů zařízení pro vyklápění klanic z druhého konce a moţnost upevnění upínacího zařízení nákladu (ráčnový naviják). Klanice zabezpečují náklad dříví ze stran jako stojiny spolu s oplenem, do kterého jsou na jeho koncích vsazeny a upevněny tak, aby umoţňovaly bezpečné naloţení, odvoz a sloţení nákladu. Podle konstrukce jsou klanice otočné, vyhazovací, nebo jsou řešeny jako pevné stojiny. Bezpečnostní klanice jsou v oplenu pevně spojeny zabezpečovacím zámkem, který se při uvolňování klanice ovládá vţdy z opačné strany, aby uvolněný náklad a klanice nemohly zasáhnout obsluhujícího pracovníka. Bezpečnostní uzávěr klanic typu Boubín je na obr. 13.14. Otočné (vyklápěcí) klanice umoţňují otáčení klanic okolo čepu v oplenu. Vyţadují upravený a podloţený skladový prostor, aby klanice s řetězy padaly do volného prostoru, musí být také dost místa na uzavření klanic. Jsou výhodné při nakládání a skládání dříví hydraulickou rukou. Vyhazovací klanice nejsou drţeny čepem na oplenu a při uvolnění ze zámku vypadnou a umoţňují sesypat náklad pod klanice a pod řetěz bez toho, ţe by uvolněné klanice nebo upínací řetězy zůstaly přitlačeny dřívím. Uvolněné klanice jsou drţeny spínacími řetězy, které se nerozepínají. Nevýhodou je přemísťování klanic, coţ vyţaduje značnou fyzickou námahu. Zlamovací klanice (ve spodní třetině) umoţňují postupné zvedání klanic při nakládání dříví automobilovými navijáky a zajištění nákladu na vozidle. Podobnou úlohu mají téţ vysouvací hlavice. Jejich nevýhodou je moţnost deformace vysouvacích částí při skládání dříví. Délka klanic se pohybuje od 1000 do 1400 mm, coţ závisí na objemu nákladu a na rozměrech pouţitého nákladního automobilu. Délka a šířka vozidla určuje rozměry nákladu. Proto se musí náklad u těţkotonáţních souprav ukládat do výšky, coţ se řeší nastavováním klanic o 400 aţ 800 mm. Velikost nákladu je dána nosností vozidla. Profil klanice je obdélníkový. Ve vývoji jsou klanice profilu lichoběţníkového aţ trojúhelníkového a je snaha vyvinout jednotný typ oplenových klanic, zejména pro nová těţkotonáţní vozidla a soupravy. Jednotně musí být řešen konec klanice pro zaloţení a upevnění nástavců.

1-80

Při nakládání a skládání dříví hydraulickými jeřáby nebo čelními nakládači, popřípadě jinými druhy jeřábů, které zvedají břemeno výše, neţ je výška klanic, ztrácejí význam bezpečnostní zámky a upevňovací řetězy na klanicích. Dříví se upevňuje lanem ráčnového navijáku. Klanice mohou být řešeny téţ jako jednoduché pevné stojiny. 13.3.2 Zatíţení klanicového oplenu Klanicový oplen je zatěţován hmotností nákladu při jízdě, při nakládání dříví automobilovými navijáky, při skládání dříví z vozidel, kdy klanice slouţí jako podpěrné nosníky vodicích kladek pro vedení taţného lana automobilového navijáku. Zatíţení oplenu a klanic hmotností nákladu Otočný oplen o nakládací délce d na polopřívěsové soupravě je uchycen na točnici l1 a je namáhán jako nosník se dvěma podpěrami a převislými konci an (obr.13.16). Vetknuté klanice na převislých koncích namáhání ještě zvětšují (dn = l1 + 2.an). Jednotkové zatíţení oplenového nosníku : P (N.m-1)

q = ---

13.1

2dn kde : P = Q/n - přípustné zatíţení na jeden oplen (kN), Q = nosnost vozidla (Mg), n = počet oplenů. Náklad dříví tlačí určitou částí hmoty na klanice pod sypným úhlem dřeva  (obr.13.16), popř. úhlem tření. KO

lk

tg  = ---- = --KR

lk KR = -----

dn

tg

kde : lk - vykládací výška klanice (m). Hmotnost nákladu, která tlačí na klanici, se zjistí porovnáním plochy sesypného trojúhelníka lk2 ORK S1 = -------2tg k celkové ploše nákladu S = lk.dn příslušné hmoty připadající na sesypnou plochu (Qz) a z poměrového zatíţení

1-81

P

2dn.tg

---- = --------Qz

lk

Náklad Qk, který se snaţí sesypat a tlačí na klanici,je : P.lk2 (N.m-1)

Qk = Qz.tg = --------

13.2

3dn Toto zatíţení působí ve 2/3 výšky klanice. Výsledný ohybový moment klanice od zatíţení nákladu tlačícího na klanici je dán vztahem : 2

P.lk

Mok = Qz.- .lk = -----3

(N.m)

13.3

3dn

Uvedený výraz je výsledným ohybovým namáháním v místě vetknutí klanice na vodorovném oplenu. Při vychylování vozidla, při skládání s vyuţitím vlastní hmotnosti dřeva vzrůstá sypný úhel a namáhání klanice. Potřebný sklon pro sesunutí nákladu při smykovém tření se zjistí z rovnováhy sil : P .sin = P.f.cos f = tg

(f = O,7; a = 35o)

Při sklonu soupravy pod tímto úhlem působí celá hmotnost nákladu, přičemţ se změní téţ vzdálenost působení síly (v 1/2 výšky klanice). Výsledný ohybový moment bude : lk Mok = - .P.sin

(N.m)

2 Velikost úhlu nakloněné roviny je dána mezí příčné stability: S tg = --2h (při rozchodu kol S a výšce těţiště nákladu od země h). Zatíţení klanicového oplenu při nakládání a skládání

1-82

13.4

Při nakládání dříví automobilovými navijáky je taţné lano vedeno přes směrové kladky upevněné na horních koncích zadních klanic (obr.13.17). Nakládá se smykem nebo navalováním, kdy je taţné lano uchyceno opět na klanici, takţe se klanice namáhá aţ dvojnásobnou taţnou silou navijáku. Klanice je namáhána na ohyb silou Fo a na vzpěr silou Fv. Při nakládání dříví smykem platí rovnice (obr.13.17) : Fo = S .cos

(N)

13.5

Fv = S + S.sin = S.(1 + sin)

(N)

13.6

kde : S - tah v laně (N). Nakládání dříví navalováním vyjadřuje rovnice : Fo = 2S.cos

(N)

13.7

Fv = S + 2S.sin = S.(1 + 2sina)

(N)

13.8

S rostoucím úhlem  klesá ohybová sloţka síly Fo na úkor vzpěrné síly Fv .Výsledné ohybové namáhání v patě klanice při nakládání smykem je : Mokn1 = Fo.lk = S.lk.cos

(N.m)

13.9

a při nakládání dříví navalováním :

MOKn2 = 2S.lk.cos

(N.m)

13.10

Největší ohybové namáhání oplenu je v místě podpěr : an2 Momax = Mok + q.---

(N.m)

13.11

2 Při skládání dříví není oplen podstatně namáhán, značné namáhání oplenu nastává při nárazech kmenů padajících z větších výšek. Při nárazové síle F = Q + F1 vzrůstá účinek hmotnosti kmene Q o setrvačnou sílu F1 při dopadu. Nárazová síla F1 = Q + m.a bere v úvahu dopadovou rychlost kmene v = 2g.h a kinetickou energii dopadajícího kmene E = m .v2 (a - zrychlení kmene při dopadu v m.s-2, h - výška volného pádu kmene v m). Při působení celé nárazové síly na jeden oplen má moment velikost :

1-83

Momax = F .an

(N.m)

13.12

Pevnost klanic ve směru oplenu je 40 aţ 50 kN, kolmo na oplen 30 kN. 13.4 Vybavení vozidel pro nakládání dříví Dříví se nakládalo na vozidla v lese dvoububnovými automobilovými navijáky a dnes hydraulickými jeřáby. Na lesních skladech se pouţívají téţ pojízdné čelní nakládače, popřípadě automobilové jeřáby. 13.4.1 Rozloţení vozidel odvozní soupravy Při nakládání dlouhého dříví na jízdní soupravu je třeba soupravu před nakládkou správně rozestavit, a to polopřívěs od motorového vozidla tak, aby náklad rovnoměrně zatěţoval oba opleny podle nosnosti pouţitých vozidel. Vzdálenost oplenů obou vozidel závisí na těţišti nákladu, nosnosti vozidel a na přesahu silných konců kmenů před oplenem na taţném vozidle. Těţiště nákladu se vypočítá ze vzdálenosti těţiště jednotlivých kmenů podle jejich tvaru (obr.13.18). Rozloţení vozidel se určí podle zatíţení vozidel : Q = F1 + F2 Vzdálenost polopřívěsu F1.a + F2.l2 - Q.x = O Q.x - F1.a l2 = -----------

13.13

F2 kde : F1 - nosnost automobilu (t), F2 - nosnost polopřívěsu (t), Q - nosnost soupravy (F1+ F2) (t), l2 - vzdálenost polopřívěsu od čela nákladu (m), l - délka nákladu (m). Vzdálenost těţiště kmene x = xo.l (xo se určuje podle tvaru kmene). Pro zjednodušené určení vzdálenosti polopřívěsu l pro jednotlivé x, průměrnou délku nákladu l a pouţitou jízdní soupravu byl vyhotoven spojnicový nomogram (obr.13.19). 13.4.2. Nakládání dříví na odvozní soupravy Dříví se nakládá zdvíháním nebo nesením. Nakládací prostředek se musí svým zvedacím ramenem přiblíţit k nákladu, uchopit ho, zvednout, přenést a naloţit na odvozní prostředek. Tento způsob nakládání vyuţívají různé druhy nakládačů, hydraulických jeřábů apod. Automobilové navijáky nakládají a přemisťují lanem navijáku. Mechanizační prostředek se 1-84

nemusí dostat do bezprostřední blízkosti břemena, aby je uchopil a zvedl, ale ovládá břemeno lanem z libovolné vzdálenosti. Při nakládání dříví se překonává výška, při nakládání pomocí nakloněné roviny (např. při pouţití povalků) téţ vzdálenost. Při překonávání výšky se dříví zvedá svisle nahoru. Potřebná taţná síla se rovná hmotnosti nákladu (F=G). Při tahání dříví po nakloněné rovině (povalky) se část hmotnosti přenáší na podloţku. Při pohybu se překonává jen příslušná sloţka hmotnosti a tření. Pohyb dříví po nakloněné rovině se děje smykem nebo valením. Při pohybu dřeva smykem vzniká tření f, které můţe být smykové f1 (f1= 0-1) nebo valivé f2= a/rd Valivé tření f2 je podílem polovičního zborcení dřeva (kotouče) na povalcích (2a) a účinného poloměru dřeva rd. Zborcení dřeva při valení je tak nepatrné (O,5 aţ 1.5 mm), ţe můţeme vzít f2 = l/r, kde r je poloměr dřeva v cm. Při nakládání dříví mohou nastat tyto případy: a) Dříví se tahá nebo valí vodorovně, taţné lano jde rovnoběţně rovinou: taţná síla F = Q.f1 nebo Q.f2;, f1=O,3; f2=l/r; (obr.13.20). b) Taţné lano svírá s podloţkou úhel ß : Q.f F = ------------------

(N)

13.14

cos ß + f.sin ß

c) Při smýkání nebo valení po nakloněné rovině se rozkládá tíha dřeva Q na dvě sloţky: Q .sina a Q.f.cosa (obr.13.20). Při jejich rovnosti (Q.sin = Q.f.cos ) je f = sin/cos = tg . Při tomto úhlu je břemeno v klidu nebo se pohybuje rovnoměrně. Velikost taţné síly při nakládání do svahu je F = Q (f.cos + sin). Při nakládání po svahu F = Q (f.cos - sin); (N). d) Taţné lano svírá při tahu úhel ß , taţná síla je: Q.(f.cos ± sin) F = ---------------------cos ß + f.sin ß 13.4.3 Pracovní prostředky pro nakládání a skládání dříví Dvoububnové automobilové nakládací navijáky

1-85

(N)

13.15

Pro nakládání dříví na skládkách bez rampy, s menší koncentrací hmoty je moţno pouţít dvoububnový naviják, umístěný pevně na rámu vozidla těsně za kabinou. Některé typy jsou montovány na plošině, jiné pod plošinou nákladního automobilu. U tahačů návěsů se montují automobilové navijáky v zadní části tahače. Základní konstrukční výpočty automobilových navijáků jsou podobné jako u navijáků traktorových. Navijáky jsou poháněny motorem vozidla. Hydraulické jeřáby (HJ) Výkonnějším a bezpečnějším zařízením neţ navijáky jsou hydraulické jeřáby. Základem jeřábu je hydraulické rameno o délce 6 aţ 8 m, které se otáčí na svislém sloupu. Stavební výška hydraulického jeřábu je asi 2500 mm. Hydraulický jeřáb se montuje u polopřívěsových a návěsových souprav za kabinu na zpevněném ramenu, u valníku za kabinu nebo na konci loţné plochy. Pro poměrně velkou hmotnost (1500 aţ 2000 kg) se můţe jeřáb montovat na vozidla s nosností nad 7 t; má stabilizační podpěry. Samojízdné nakládače U nových technologií, zejména při stromové metodě a nasazení víceoperačních strojů (např. procesorů) pro odvětvování a krácení na lesních skladech se nakládá dříví pojízdnými nakládači s příslušnými drapáky. Jsou to buď čelní nakládače, nebo nakládače s otočným ramenem. Ráčnový naviják pro stáhnutí nákladu Ráčnový naviják je běţné konstrukce s mechanickým převodem, opatřený rohatkou a západkou, ovládaný ručně nasouvaným ramenem. Lanem se obepíná a stahuje náklad dříví na vozidle. Montuje se v blízkosti oplenu nebo vzadu na vozidle podle způsobu ukládání dříví. Síla potřebná pro staţení nákladu ráčnovým navijákem se vypočítá podle vztahu : F1 .r = F2 .R r F2 = F1 .-- (N) R

kde : F1 - síla na obvodu navijáku (tah v laně) (N), F2 - síla na konci kamena (300 N tah v ruce), (N), r - poloměr bubnu navijáku (mm), R - délka ramena (mm).

14. PROVOZNÍ PÉČE O STROJE V LESNICTVÍ

1-86

13.16

Základním předpokladem pro racionální a ekonomicky efektivní vykonávání provozní péče o stroje je vytvoření optimálního systému provozní péče. Pod tímto termínem se rozumí taková soustava předpisů, norem, pokynů a příkazů, jejichţ pomocí se řeší tyto základní úkoly a problémy: a) co je u stroje třeba vykonávat, tj. problém sortimentu pečovatelských zásahů, b) kdy je třeba pečovatelské zásahy vykonávat, tj. problém stanovení vhodných časových okamţiků pro jejich vykonání, c) jak mají být pečovatelské zásahy vykonávány, tj. problém pouţité technologie pečovatelské činnosti, d) kdo má jednotlivé druhy pečovatelské činnosti vykonávat, tj. problém její specializace, e) kde má být pečovatelská činnost vykonávána, tj. problém její koncentrace. Pouţité způsoby řešení těchto základních problémů systému pečovatelské činnosti, tj. určitá pečovatelská strategie a taktika, jsou základním moţným zdrojem úspor a sniţování nákladů na pečovatelskou činnost. Velice často u kaţdého problému existuje více variant řešení, existují mezi nimi různé souvislosti, dochází ke změnám celkového efektu. Optimalizovat provozní péči o stroje pak znamená nalézt takové řešení výše uvedených základních úkolů, které má nejpříznivější dopad na hospodaření lesnických podniků. Obecně je známo, ţe v provozu velkých podniků, resp. celých resortů, se při optimalizačním řešení nedaří zavádět jediné optimalizační kritérium. Na různých úrovních řízení se zavádějí různá kritéria, jejich působení nemusí být vţdy jednoznačně ve stejném směru :proto je účelné mít k dispozici ukazatele efektivnosti co nejkomplexnějšího charakteru.

14.1 Celková efektivnost péče o stroje v lesním podniku Nejobecnějším posláním provozní péče o stroje, do níţ v souladu s ČSN 01 0102 lze zařadit technickou údrţbu, technickou diagnostiku a opravy, je napomáhat efektivnímu průběhu hlavního výrobního procesu. Účelný - racionální je takový systém péče o stroje, který má pozitivní vliv na hospodárnost hlavní výroby (pěstování, těţby), přičemţ současně platí, ţe postihnout, jaký dopad na hlavní výrobu vlastně péče o stroje má, je značně sloţité a obtíţné. Vyplývá to ze skutečnosti, ţe v izolovaném případě (při volbě určité varianty provozní péče) praxe sama neumoţní posoudit účelnost přijatého pečovatelského systému - ta vyplyne pouze při moţnosti srovnání různých variant (ať realizovaných nebo projektovaných). V kaţdém případě musí být k dispozici určité porovnatelné hodnotící kritérium, které umoţní ocenit efektivnost libovolné realizované varianty péče o stroje.

Motivem, který v celém resortu lesnictví vede ke snaze zdokonalit provozní péči o stroje, je nesporně záměr dosáhnout celkového zhospodárnění pěstebního a těţebně-výrobního procesu.

1-87

Při pokusu nalézt určité komplexní ukazatele celkové úrovně péče o stroje v lesnickém podniku se jich nabízí několik, kaţdý s určitými přednostmi i nedostatky : 1. Roční náklady na péči o stroje, vztaţené na určitou jednotku velikosti podniku (např. Kč za rok na 1000 ha lesní půdy). Ukazatel je pouţitelný v celostátním, krajském, okresním i podnikovém měřítku. Můţe být uváděn ve členění na náklady na údrţbu, diagnostiku a opravy, popř. dále na náklady mzdové, materiálové, reţijní (jako doplněk tohoto ukazatele v nákladovém vyjádření lze uvést navíc i roční spotřebu pracnosti na 1000 ha apod.). Umoţňuje porovnávat nejrůznější hospodářské jednotky bez ohledu na jejich velikost. Nedostatky má tento ukazatel ve dvou základních směrech : a) je závislý na úrovni mechanizace hlavní výroby (rozsahu, stupni strojního vybavení), takţe jeho konkrétní hodnota sama pro ocenění péče o stroje nepostačuje, b) je závislý na intenzitě vyuţívání strojů, celé investiční a pečovatelské politice v podniku i v celém resortu; podnik, který bude nakupovat hodně nových strojů, málo intenzivně vyuţívat a rychle inovovat strojní park, dosáhne u uvedeného ukazatele nízkých hodnot, které přitom nejsou oceněním (důkazem) úrovně provozní péče o stroje. Pokud by se však ukazatel uváděl vţdy pro určitou vyrovnanou úroveň strojního vybavení i provozního vyuţití (směnnost, počet provozních hodin, tatáţ velikost plánovaných úkolů apod.) je dobře pouţitelný. 2. Procenticky vyjádřený podíl ročních nákladů na provozní péči o stroje k investiční hodnotě techniky v příslušné hospodářské jednotce (v %). Ukazatel má obdobné přednosti, moţnosti pouţití, členění i obdobné nedostatky jako ukazatel předcházející. Jeho velikost je závislá jak na investiční politice, tak i na intenzitě vyuţívání strojů (čím více strojů je k dispozici, tj. čím vyšší je jejich investiční hodnota a čím méně se vyuţívají, tím je ukazatel příznivější), nehodnotí tedy opět jen úroveň provozní péče o stroje. Tohoto ukazatele se někdy vyuţívá pro řešení finančních vztahů mezi podnikem prvovýroby a podnikem pečovatelských sluţeb (např. opravnou), přejímá-li podnik sluţeb dlouhodobě péči o určité strojní vybavení, např. podnik prvovýroby vyuţívající určitý strojní park platí ročně opravárenskému podniku 25 % investiční hodnoty strojů (určitý - paušální poplatek) za dlouhodobé zabezpečování bezporuchového stavu (vykonávání technických údrţeb, diagnostických prověrek a všech druhů oprav). 3. Velikost ročních nákladů na provozní péči o stroje (údrţbu, diagnostiku, opravy) připadající na jednotku finální produkce (např. Kč za rok na 1 plm vytěţeného dříví). I v tomto případě se projevují obdobné nedostatky ukazatele, jeho velikost závisí např. na přírodních podmínkách provozu strojů apod.

1-88

Uvedené základní ukazatele mohou být v případě potřeby doplňovány některým z těchto doplňujících ukazatelů : a) hodnota ročních nákladů na provozní péči o stroje, připadajících na jednu Kč hrubé produkce podniku, b) hodnota ročních nákladů na provozní péči, připadajících na 1 litr spotřebovaného paliva; pouţívá se často u mobilních strojů, kde jsou pak náklady na provozní péči dány do určité relace s intenzitou provozního vyuţití techniky, c) hodnota ročních nákladů na provozní péči, připadající na jednu hodinu provozu (např. u strojů, linek či zařízení a ustálenými podmínkami atd.). Z podstaty všech uvedených ukazatelů vyplývá, ţe vyţadují přesnou metodiku pro vlastní stanovení, a ţe musí být zpravidla přesně definovány podmínky, pro které platí. Pro ocenění významu péče o stroje je však jejich vyuţití nezbytné na všech úrovních řízení lesního a vodního hospodářství, kde umoţňují zkvalitnění celkové technické politiky. Velmi často uplatnění těchto ukazatelů v praxi je mobilizujícím signálem pro zlepšování technické, technologické a organizační úrovně péče o stroje. 14.1.1 Vnitřní skladba ukazatelů Neméně důleţitou otázkou jako volba ukazatele samého zůstává, které nákladové poloţky je nutno do zvolených ukazatelů zahrnout. Dosavadní nejobvyklejší praxe je taková, ţe do nákladů na údrţby a opravy se započítávají : - mzdové náklady vlastních údrţbářů a opravářů, - materiálové náklady na údrţbu a opravy ve vlastním útvaru (středisku, závodu apod.), do nichţ se obvykle zahrnují náklady na náhradní díly a další základní spotřebovaný materiál (hutní výrobky, elektrody apod.), - náklady na údrţbu a opravy od cizích podniků. Je samozřejmé, ţe k těmto základním poloţkám je nutno přiřadit další skutečné nákladové poloţky, bez nichţ nelze péči o stroje realizovat : a) náklady reţijní (odpisy strojního zařízení pro péči o stroje, příslušných budov, mzdy technického, řídícího a správního aparátu, vytápění, osvětlení atd., jak je z běţné praxe známo), b) náklady na dopravu, související s realizací péče o stroje (obstarávání náhradních dílů a dalších materiálů, styk s opravnami vyšších stupňů - např. převozy strojů nebo strojních skupin aj.). Ve vysoce mechanizovaných a automatizovaných provozech musí být plně respektován i problém prostojů. Při vykonávání pečovatelského zásahu (údrţby, opravy) mohou být náklady na vlastní zásah často jen zlomkem nákladů, ke kterým dojde vlivem prostoje celé linky nebo

1-89

zařízení. Respektování potřeb hlavního výrobního procesu i potřeb technického stavu strojů a pečovatelské základny, můţe být na objektivním základě zabezpečeno tím, ţe do všech výpočtů se zahrnou náklady na prostoje, vyvolané vykonáváním pečovatelské činnosti. Znamená to, ţe náklady na vykonání jakéhokoliv pečovatelského zásahu Co, lze v komplexní podobě vyjádřit vztahem Co = CM + CR + CS + C D + CP

(Kč)

14.1

kde : CM - mzdové náklady pečovatelského zásahu (Kč), CR - reţijní náklady pečovatelského zásahu (Kč), CS - materiálové náklady pečovatelského zásahu (Kč), CD - náklady na dopravu související s pečovatelským zásahem (Kč), CP - náklady na prostoje, vyvolané pečovatelským zásahem (Kč). Uvedení tohoto komplexního vztahu hned na počátku celé kapitoly není samoúčelné. Zahrnutí všech působících tvořících poloţek do jakéhokoliv hodnocení či technicko-ekonomických výpočtů souvisejících s oceňováním pečovatelské činnosti, s tvorbou nejrůznějších normativů, s tvorbou celého systému pečovatelské činnosti atd., vyloučí jednostranný subjektivní přístup. Většina výše zmíněných nákladových poloţek pro vztah (14.1) je snadno zjistitelná z běţně dostupných podkladů, poznámku je třeba učinit snad jen k nákladům reţijním a k nákladům na prostoje. Reţijní náklady libovolného pečovatelského zásahu CR lze vypočítat podle vztahu

D+Z+P CR = CM .-----------

(Kč)

14.2

100 kde : CM - mzdové náklady příslušného zásahu (Kč), D

- dílenská reţie v % mzdy výrobního dělníka zjistitelná tak, ţe roční reţijní

náklady určité

dílny se dělí roční sumou mezd výrobních dělníků této dílny a násobí stem), Z - závodová reţie, vyjádřená opět v % mzdy výrobního dělníka a obdobně zjistitelná jako hodnota D,

P

- podniková a nadpodniková reţie v % mzdy výrobního dělníka.

1-90

V současné době v jednotlivých lesnických podnicích je různá úroveň vlastních dílen a rozdílný rozsah pečovatelské činnosti v těchto vlastních dílnách. Dílenskou reţii by bylo účelné zpřesnit, jednotná sazba všechny výpočty zkresluje. Větší problém je se stanovením nákladů na prostoje. Je samozřejmé, ţe tyto náklady vznikají pouze tehdy, je-li s ohledem na vykonávání pečovatelské činnosti zastaven provoz (dojde-li ke ztrátám na produkci). Pečovatelská činnost vykonávaná např. v mimosměnovém nebo v jiném nepracovním období stroje, vznik nákladů na prostoje nevyvolává a není je třeba uvaţovat. Náklady na prostoje CP, vyvolané pečovatelskou činností, se obecně rovnají CP = TP .sp

(Kč)

14.3

kde : Tp - průběţná doba prostoje (v hodinách), sp - sazba za hodinu prostoje (Kč.h-1). Průběţná doba prostoje TP, totoţná s průběţnou dobou pečovatelského zásahu, je snadno zjistitelná. Problém hodinové sazby sP u strojů v lesnictví, kde zpravidla vlivem prostoje dojde pouze k časovému posunu vykonávané činnosti, lze řešit zpravidla nákladovou poloţkou, vynaloţenou na vykonání uvaţované činnosti záloţním strojem. Resortu lesnictví zatím chybí přesně definované ukazatele, umoţňující v jeho podnicích, závodech atd. hodnotit úroveň a význam (postavení) péče o stroje. Jejich zavedení s přesnými metodickými pokyny pro stanovení je ţádoucí, umoţní zhodnocení a rozhodování v oblasti pečovatelské činnosti odstranit subjektivismus.

14.2 Optimalizační úkoly v rámci jednotlivých sloţek pečovatelské činnosti Uvedené prvky systému provozní péče o stroje nejsou v současné době vţdy zcela uspokojivě řešeny. Následující kapitoly přinášejí přehled problémů, jejichţ účelné řešení můţe přinést zefektivnění provozní péče o stroje. 14.2.1 Sortiment pečovatelských zásahů Tento problém patří zdánlivě k nejsnáze řešitelným. Základem je konstrukční provedení stroje, pouţitý materiál a předpokládané provozní podmínky. Sortiment potřebných údrţbářských, diagnostických i opravárenských zásahů je pak dán v technických podmínkách pro provoz, zpracovaných výrobcem a předávaných se strojem uţivateli. Na této úrovni jsou v celkovém shrnutí řešeny i současné vztahy mezi výrobci techniky a jejím uţivatelem - resortem lesnictví. Není třeba zdůrazňovat, ţe výrobci stroje ne vţdy volí optimální variantu v konstrukčním a materiálovém provedení stroje z hlediska uţivatele obecně a z hlediska provozní péče o stroje zvláště, a ţe zájem uţivatele není v naznačeném směru vţdy plně respektován. Uţivatel (v daném případě resort lesnictví) je však do značné míry ve styku s výrobcem strojů pasivním a

1-91

bezmocným partnerem, protoţe při stávajícím systému vedení evidence o provozu strojů, vznikajících nákladech, dosahovaném technickém ţivotě atd. nemá téměř ţádné podklady, aby mohl prosazovat či sám pomohl realizovat. - hodnocení přicházející techniky z hlediska uplatnění údrţbářských, diagnostických a opravárenských poţadavků na konstrukci a výrobu strojů, - kladení konkrétních poţadavků na konstrukci a výrobu z hlediska péče o stroje na základě zjištěných a prověřených zkušeností z provozu Tato úvaha, která vychází z účelnosti těsnějších vztahů mezi výrobcem a uţivatelem stroje, je prospěšná oboustranně. Při zkoušení prototypů nebo strojů prvé série se v současné době ve státních zkušebnách hodnotí především funkční, výkonnostní, bezpečnostní, ergonomické aj. vlastnosti strojů, hodnocení spolehlivostních vlastností - bezporuchovosti, ţivotnosti, udrţovatelnosti, opravitelnosti aj. je obvykle zcela opomenuto. Východiskem ze situace je zabezpečit v uţivatelské sféře sběr nejvýznamnějších spolehlivostních údajů - doby mezi poruchami, pracnosti pečovatelských zásahů, průběţné doby (s ohledem na stanovení nákladů na prostoje), materiálových a reţijních nákladů. Tyto údaje mají moţnost několikerého vyuţití - umoţní stanovit řadu důleţitých údajů a podkladů, např.: - hodnotit úroveň konstrukce stroje z hlediska uplatnění spolehlivostních poţadavků (udrţovatelnost, opravitelnost aj.) - stanovit podklady pro vyřazování (obnovu) prvků z provozu - stanovit podklady pro účelnou obnovu celých strojů atd. Resort lesnictví by měl působit v tomto směru, aby při hodnocení prototypů byla vţdy uplatněna i spolehlivostní hlediska, tj. aby u stroje byla hodnocena i jejich udrţovatelnost a opravitelnost, nikoliv pouze funkční, výkonnostní aj. vlastnosti, a aby uţivatel dostával se strojem výsledky tohoto hodnocení. V rámci výzkumné činnosti v oboru pro další období by měla být zpracována kriteria spolehlivostního hodnocení i jeho základní metodické postupy alespoň pro základní typy strojů.

14.2.2 Stanovení optimálního okamţiku pro vykonávání pečovatelského zásahu Vyřešení problému, kdy a v jakém rozsahu se má vykonat libovolný pečovatelský zásah, je v pečovatelské činnosti potenciálním zdrojem velkých úspor. Optimalizační řešení v tomto směru (s cílem stanovit nejvhodnější okamţik pro vykonání pečovatelského zásahu) můţe vést v obecném případě k těmto variantám řešení : A. Technická údrţba

1-92

1. Stanoví se normativ doby provozu (doba provozu je termín, obecně označující strojem vykonávanou uţitečnou práci - uvádí se nejen v provozních hodinách, ale např. v km ujeté dráhy, v m3 zpracovaného materiálu, v kWh, v motohodinách, tunokilometrech, litrech spotřebovaného paliva atd.), tento normativ je v současné době nejrozšířenější - u stroje se kromě doby provozu nic jiného nesleduje, údrţbářský zásah se vykoná po vyčerpání předepsaného intervalu doby provozu 2. Stanoví se normativ jiného ukazatele technického stavu - diagnostického signálu, neţ je doba provozu, v tomto případě se jedná o tzv. diagnostickou údrţbu, kdy se pomocí diagnostiky sledují změny určitého ukazatele a údrţbářský úkol se vykoná při dosaţení předepsané hodnoty tohoto signálu (příkladem jsou v současné době zaváděné výměny motorových i převodových olejů na základě vyuţití olejové diagnostiky apod.). B. Opravy resp. výměny prvků 1. Prvek (součást, funkční plocha) se ponechá v provozu aţ do vyčerpání jeho fyzických moţností, tj. buď do vzniku havarijního defektu (lom, zadření atd.), nebo do nehavarijní ztráty schopnosti plnit poţadované funkce (např. u nejrůznějších nástrojů, kde se připustí tak velké otupení, aţ stroj zjevně např. neplní kvalitativní ukazatele apod.), obecně je tato varianta charakterizována jako oprava při dosaţení mezního fyzického stavu. Její předností je jednoduchost z hlediska uţivatele (nic se nesleduje, nezaznamenává, neměří) i maximální vyuţití technického ţivota u daného prvku. Nevýhodou je u příslušných prvků buď vznik havarijního defektu (náklady na opravu havarovaného prvku jsou zpravidla vyšší neţ jeho preventivní oprava, dále k poruše dochází v neočekávaném okamţiku, coţ můţe vyvolat vznik mimořádných nákladů na prostoje apod.), nebo nehospodárný provoz celého stroje v důsledku nadměrného opotřebení příslušného prvku v závěrečném stadiu technického ţivota, 2. Stanoví se normativ doby provozu - podstata je táţ, jako u technické údrţby, k výhodám patří i jednoduchost (sleduje se pouze doba provozu, normativ sám lze stanovit ve sféře mimo uţivatele stroje), omezení počtu havarijních defektů (u většiny prvků se oprava vykonává preventivně), popř. zabránění nehospodárnému provozu : lze-li u stroje plánovat provozní nasazení, lze plánovat dlouhodobě i termíny oprav atd. K nevýhodám patří někdy i značné zkrácení technického ţivota u části prvků, 3. Stanoví se normativ jiného vhodného ukazatele - diagnostického signálu. Prvek se opravuje - vyměňuje aţ při jeho dosaţení. K přednostem patří opět omezení počtu havarijních defektů, či nehospodárného provozu stroje, k nevýhodám patří vznik nákladů na zavedenou technickou diagnostiku i určité zkrácení technického ţivota u části prvků. Pod pojmem "normativ" ať u doby provozu nebo u jiného ukazatele - diagnostického signálu - je třeba rozumět optimální hodnotu tohoto ukazatele. Pro její stanovení je nutno mít k

1-93

dispozici kritérium, kterým jsou v daném případě náklady na jednotku doby provozu zkoumaného prvku : a) náklady na vlastní vykonání pečovatelského zásahu (např. na výměnu olejové náplně, opravu nebo výměnu určité součásti apod.), připadající na jednotku doby provozu, s oddalováním okamţiku tohoto zásahu (tj. s připuštěním větší změny sledovaného ukazatele) klesají, b) náklady z rizika vzniku poruchy, z nehospodárného provozu v důsledku narůstajícího opotřebení apod., připadající na jednotku doby provozu, s připuštěním větší změny sledovaného ukazatele rostou, c) za normativ, tj. nejvýhodnější hodnotu sledovaného ukazatele - diagnostického signálu, je třeba pokládat tu hodnotu, které odpovídá minimální suma obou výše uvedených poloţek. Pochopitelně se obvykle liší i hodnoty nákladů, příslušející normativům různých signálů, takţe z téhoţ základního experimentu lze stanovit i normativ nejvýhodnějšího ukazatele diagnostického signálu (volit optimální diagnostickou metodu). Přestoţe podrobná metodika stanovení normativů je vypracována, ke konkrétnímu uţití došlo zatím v minimu případů. Většina současných normativních podkladů je stanovena na základě zkušeností, často nezdůvodněných odhadů apod. Např. pro vykonávání technických údrţeb jsou předepisovány pouze hodnoty doby provozu (litry spotřebovaného paliva, motohodiny), u nichţ lze vyslovit i na základě zběţného posouzení pochybnost, ţe jejich stanovení bylo zcela objektivní. Diagnostická údrţba je zaváděna v minimu případů. U oprav (výměn) prvků nejsou doporučovány v naprosté většině ani normativy doby provozu, ani normativy diagnostických signálů, důsledkem je pak praxe, kdy u většiny prvků je zaveden systém oprav po vzniku havarijního defektu, aniţ je znám ekonomický dopad. Chápe-li se normativ diagnostického signálu, na základě jehoţ dosaţení se vykonává pečovatelský zásah, jako optimální hodnota, jsou od tohoto normativu moţné odchylky v obou směrech - je moţné jeho nedodrţení i překročení s obdobným ekonomickým dopadem vznikem ztrát. Ztráty při nedosaţení normativu vznikají vlivem nevyčerpání technického ţivota,k při překročení normativu vlivem nehospodárného provozu či vzrůstajícího rizika havárie. V tomto pojetí je zásadní rozdíl proti často dosud uţívaným tzv. mezním hodnotám (např. mezní opotřebení apod.), které byly a jsou chápány jako určitý pevný nepřekročitelný "doraz". Stanovení objektivních normativů pro jednotlivé prvky je pouze prvním krokem při určování optimálních okamţiků pečovatelských zásahů. Jejich důsledné dodrţování by totiţ vedlo k situaci, ţe kaţdý pečovatelský zásah by se u kaţdého prvku zpravidla vykonával individuálně izolovaně v různých obdobích provozu s nezbytným důsledkem - velkým počtem přerušení provozu. Jestliţe je moţné při odchylce od normativu diagnostického signálu určit velikost

1-94

vznikajících ztrát, je na tomto základě moţno posoudit i účelnost seskupování jednotlivých zásahů do rámce společných rozsáhlejších zásahů: seskupením se uspoří na nákladech, např. vlivem menšího počtu přerušení provozu (uspoří se na nákladech na prostoje, je menší rozsah demontáţních a montáţních prací atd.); na druhé straně dojde ke vzniku ztrát z nedodrţení normativů u jednotlivých prvků, takţe jsou vytvořeny základní podmínky pro moţnost optimalizačních řešení. Jeho výsledek bude závislý i na dalších faktorech: bude-li moţno pečovatelský zásah vykonat v nepracovním (mimosměnovém) období provozu stroje, sniţují se argumenty pro seskupování a je podporováno individuální vykonávání pečovatelských zásahů. Naopak nutnost přerušit provoz a vznik vysokých nákladů na prostoje má opačné důsledky podporuje seskupování. Je-li u některých významných prvků zavedena diagnostika, lze v současné době péči o stroje operativně řídit pomocí výpočetní techniky. Na řídícím pracovišti se v daném okamţiku shromáţdí informace o výsledcích diagnostické prověrky (tj. o okamţitém technickém stavu stroje), informace uţivatele o naléhavosti provozu (vyjádření např. formou sazby za časovou jednotku případných prostojů) i informace pečovatelské základny o časových moţnostech vykonat příslušný zásah (informace o moţném okamţiku zahájení a o průběţné době pečovatelského zásahu). Řídící počítač na základě těchto podkladů stanoví optimální řešení. Obecná metodika tohoto řešení je v základních rysech opět zpracována a lze ji případně aplikovat i na podmínky lesnictví. Na úseku stanovení a pouţívání normativů pro vykonávání pečovatelských zásahů lze v resortu lesnictví očekávat dosaţení značných provozních úspor. K dispozici jsou v podstatě pouze normativní hodnoty doby provozu pro technické údrţby, popř. i opravy některých vybraných strojních prvků, bez záruky, ţe jsou objektivně stanoveny, přičemţ navíc uţivatelé strojů je většinou nedodrţují. Řešení celého problému vyţaduje zaměření příslušných výzkumných kapacit s cílem stanovení nejvýhodnější varianty diagnostického signálu, určení jeho normativu i funkce ztrát při nedodrţení normativu. Řešení vyţaduje teoreticko-metodickou přípravu, provozní sledování souborů prvků a vyhodnocování výsledků. Význam objektivně stanovených podmínek pro vykonávání pečovatelských zásahů je značný - při nízko stanovených hodnotách dochází k plýtvání materiálem, vysoké hodnoty vyvolávají nehospodárný provoz a nárůst nákladů na opravy vlivem závislých poruch. 14.3 Technologie pečovatelské činnosti Volba technologického postupu (volba způsobu, jak vykonávat pečovatelskou činnost) můţe ovlivnit několik základních faktorů : a) sniţovat pracnost, fyzickou obtíţnost a namáhavost pečovatelské činnosti, vytvářet kulturu pracovního prostředí b) sniţovat materiálové náklady pečovatelské činnosti,

1-95

c) zvyšovat kvalitu této činnosti. Základním prostředkem pro dosaţení těchto cílů je v rámci zvolené technologie mechanizace a automatizace výrobního procesu ve vhodně zvoleném prostředí (v účelné stavební investici). A. Oblast technických údrţeb Snahu o hledání optima ve vykonávání technických údrţeb (TÚ) popř. i technické diagnostiky (TD), kde je situace obdobná, lze realizovat dvěma základními cestami: a) u výrobce stroje vytvořit předpoklady pro vykonávání technické údrţby vůbec a zvláště pak pro její snadné vykonávání, b) u uţivatele stroje optimalizovat vykonávání technické údrţby volbou vhodných technických prostředků a vyuţitím moderních organizačních forem. Obdobně lze v současné době na úseku TÚ a TD pokládat v resortu lesnictví za nejvýznamnější : a) dosáhnout sníţení pracnosti a fyzické obtíţnosti TÚ a TD, vytvořit pro její vykonávání kulturní prostředí. Cestou je zavádění údrţbářské techniky a nezbytná investiční výstavba, b) zvyšovat kvalitu TÚ i TD a zabezpečit důslednou kontrolu této kvality. Výrobce stroje můţe technickou údrţbu ovlivnit v podstatě ve dvou základních směrech, které mohou ovlivnit náklady na jednotku strojem vykonávané činnosti : a) montáţí výrobně nákladnějších konstrukčních prvků, usnadňujících vlastní vykonávání jednotlivých úkonů a operací TÚ, bez ovlivnění technického ţivota stroje či jeho částí, b) montáţí výrobně nákladnějších konstrukčních prvků, zkvalitňujících technickou údrţbu, s pozitivním ovlivněním technického ţivota stroje nebo jeho některých částí. V prvém případě je oprávněnost pouţití uvedené varianty moţno stanovit pomocí vztahu

NV + NO ---------- < Tu.(Md + Np) + S

(Kč)

nu kde : NV - zvýšení výrobních nákladů při realizaci přísl. varianty, NO - přírůstek nákladů na ošetřování nového prvku v provozu, nu - technický ţivot nového prvku v počtu úkonů TÚ Tu - změna pracnosti uvaţovaného úkolu TÚ (h) 1-96

14.4

Md - hodinové mzdové a reţijní (dílenské a podnikové) náklady uvaţovaného úkonu TÚ (Kč.h-l) Np - hodinové náklady na prostoj stroje S - úspora provozních materiálů při jedné operaci TÚ. Jestliţe výrobně nákladnější prvek, zkvalitňující technickou údrţbu stroje, pozitivně ovlivní technický ţivot stroje či jeho části, je optimalizační hodnocení obtíţnější. Dochází totiţ k situaci, kdy se mění náklady výrobní (pořizovací), náklady na technickou údrţbu, opravy i prostoje stroje, ovlivněné celou pečovatelskou sférou. Kritériem i východiskem optimalizačního řešení je pak komplexní ukazatel jakosti stroje - střední jednotkové náklady na výrobu a provoz stroje. Uţivatel stroje můţe ovlivnit vykonávání technických údrţeb ve třech základních směrech - vytvořením optimálního základního cyklu TÚ - stanovením optimálních okamţiků pro vykonávání jednotlivých operací a úkonů - účelnou mechanizací, popř.automatizací operací TÚ - uplatněním principů účelné koncentrace a specializace při TÚ Současné poţadavky na TÚ je moţno v naprosté většině případů plnit jednoduchými postupy a jednoduchým zařízením. Pokud se zavedením mechanizace a automatizace a uplatněním koncentrace a specializace v oblasti TÚ zvýši kvalita, tj. ovlivní technický ţivot stroje, je to spíše tím, ţe mechanizací se technická údrţba usnadní a uplatněním koncentrace zaručí její provedení. Optimalizační hodnocení tedy spočívá v posouzení, zda zvýšené investiční náklady na technické prostředky pro TÚ ve sféře uţivatele jsou nahrazeny úsporami ze sníţené pracnosti, sníţené spotřeby materiálů pro TÚ, zvýšené kultury práce. Celkový ekonomický efekt E v čase tk, vzniklý v důsledku zavedení racionalizačního opatření (investic do zařízení pro TÚ) lze vyjádřit jako rozdíl úspory provozních a investičních nákladů, zahrnujících příp. i ztráty z plně nevyuţitého původního zařízení pro TÚ, tj. E(tk) = Vp .nu .tk - Ni

(Kč)

14.5

kde : tk - kalendářní čas (roky), Vp - úspora jednotkových provozních nákladů, vztaţených na jednu TÚ (Kč.operace-1), nu - počet plánovaných TÚ za rok Ni - zvýšení investičních nákladů v důsledku racionalizačních opatření (Kč). Úspora jednotkových provozních nákladů, vztaţených na jednu technickou údrţbu, je dána vztahem

1-97

No Vp = T (Md + Np) + Su - ---

14.6

nu kde : T - úspora pracnosti TÚ v důsledku racionalizačního opatření (Nh.operace-l), Md - hodinová mzda dělníka včetně dílenské a podnikové reţie, Su - úspora provozních materiálů při jedné operaci TÚ (Kč .TÚ/Kč.TÚ -l), No - roční náklady na ošetřování údrţbářského zařízení, Np - hodinové náklady na prostoje stroje (Kč.h-l). Hodnotu Ni, tj. celkové zvýšení investičních nákladů v důsledku racionalizačních opatření, lze vyjádřit formou Ni = Nn - Ns - Nz

14.7

kde : Nn - pořizovací náklady nového zařízení (Kč), Ns - pořizovací náklady původního zařízení (Kč), Nz - zůstatková hodnota původního zařízení (Kč). Ze vztahů (14.5 a 14.6) po úpravě vyplývá, ţe No E (tk) = nu .tk/ T(Md + Np) + Su - --- - Ni

14.8

nu Graf funkce E(tk), tj. ekonomický efekt jako funkce kalendářního stáří investic pro racionalizaci TÚ, je znázorněn na obr. 14.1, pro totéţ zařízení při různém ročním počtu uvedených TÚ, tj. při různých hodnotách n (obr. 14.1 a 14.2). Návratnosti investic do zařízení pro TÚ bude dosaţeno při hodnotě E = O v čase t = T , tj. podle vztahu 14.8 v čase Ni Tn = -----------------------------------

14.9

nu [ T(Md + Np) + Su] - No

V oblasti technologie technických údrţeb jsou u strojního zařízení pro vykonávání TÚ relativně malé investiční moţnosti. Potřeby i poptávky uţivatelské sféry zpravidla přesahuje moţnosti včasného uspokojení, přičemţ efektivnost údrţbářské techniky je zpravidla nesporná. Sloţitější je situace na úseku stavebních investic, jejichţ vysoké náklady jsou často srovnávány s dosaţitelným efektem. V této souvislosti nelze nepřipomenout nevyčíslitelný přínos stavebních investic (či min. rekonstrukcí a adaptací). Pro zvýšení kultury pracovních podmínek

1-98

a prostředí pro TÚ, chce-li lesnictví získat a udrţet pracovníky pro TÚ, musí jim být zabezpečeny pracovní podmínky jako v jiných úsecích a odvětvích národního hospodářství. B. Oblast oprav strojů V současné materiálové situaci nejen v ČR, ale v celém světě, je významným optimalizačním problémem v oblasti technologie oprav především renovace poškozených strojních součástí. Jestliţe se renovace povaţuje pouze za východisko z nouze, s ohledem na nedostatek náhradních dílů, je optimalizační řešení zpravidla zbytečné - renovace se vykonává i tehdy, je-li v porovnání s výrobou nových součástí nevýhodná. Optimalizační řešení má smysl tehdy, jedná-li se o rozhodnutí, zda poškozená součást má být renovována nebo vyřazena do šrotu, i kdyţ nová součást je k dispozici. Optimalizačním kriteriem jsou jednotkové náklady na pořízení a provoz součástí. Při renovaci můţe k jejich sniţování docházet s ohledem na materiálové úspory, sniţování pracnosti, resp. prodlouţení technického ţivota renovované součásti. Materiálové úspory vyplývají z toho, ţe renovovaná součást na rozdíl od součásti určené do šrotu (kdy je materiálovým zdrojem pro výrobu nových součástí) neprochází celým výrobním cyklem. Značná část šrotu při hutním zpracování ubývá, znehodnocují se legující prvky, další odpad vzniká ve strojírenských podnicích při opracování polotovarů a hutního materiálu. Při renovaci k většině těchto ztrát vůbec nedojde. Pracnost renovace je v porovnání s výrobou nové náhradní součásti niţší s ohledem na méně náročný technologický postup i méně náročný komplex pomocných operací. Úspory mohou být zvláště výrazné u sloţitých součástí, kde můţe jít o renovaci pouze některé z několika funkčních ploch součásti. Technický ţivot součásti je moţno pozitivně ovlivnit, renovují-li se součástí nanášením nového materiálu. Vlastnosti nanášených vrstev materiálu mohou u řady pouţívaných renovačních metod značně převyšovat vlastnosti materiálu, z kterého můţe být celá součást vyrobena (při renovaci se jedná zpravidla o malé mnoţství, nanášená na nejvíce namáhaná místa. Při vlastním hodnocení technicko-ekonomické efektivnosti renovace jsou vzájemně srovnávány střední hodnoty průměrných jednotkových nákladů spojené s pořízením a provozem nové součásti u2 a součásti renovované u1, renovace je účelná tehdy, jestliţe platí, ţe u1 < u2. Jednotkové náklady renovované součásti se rovnají: No + Nri u1 = ----------t + tri

1-99

14.10

kde : No - hodnota obnovy celé součásti, zahrnující její pořizovací cenu, náklady na demontáţ a montáţ do stroje, popř. i náklady na dopravu a prostoje při výměně, Nri- náklady na i-tou renovaci téţe součásti (náklady na vlastní renovační zásah, sběr součástí, dopravu, demontáţ a montáţ, prostoje atd.), k - počet renovačních zásahů, t - střední technický ţivot nové součásti, tri- střední technický ţivot součásti po i-tém renov.zásahu. Jestliţe jednotkové náklady nové nerenomované součásti jsou u2 = No .t-1, vyplyne účelnost renovace ze srovnání se vztahem 14.10. Označí-li se ve vztahu 14.10 celý jmenovatel symbolem Tr (doba provozu součásti od prvého nasazení aţ do vyřazení do šrotu) lze stanovit ekonomický efekt E z renovace

No + Nri + E No ---------------- = ----Tr

14.11

t

odkud lze snadno hodnotu E v Kč vypočítat.

Znalost ekonomického efektu z renovace jedné součásti umoţňuje řešit i problematiku hodnoty součásti před renovací. Námitky proti způsobu hodnotit součást před renovací jen jako šrot jsou oprávněné. Skutečná hodnota Ns součásti se rovná Ns = Nsr + E kde Nsr - hodnota součásti jako šrotu. V případě, ţe se renovace vykonává ve specializovaných podnicích mimo sféru uţivatelů strojů, je třeba jako úhradu za odebíranou poškozenou součást kromě ceny šrotu uţivateli stroje poskytnout i určitý podíl z ekonomického efektu - hodnoty E. 14.4 Koncentrace a specializace pečovatelské činnosti O celé síti pečovatelských útvarů, jejich rozmístění, výrobním zaměřením i velikosti rozhoduje optimalizační řešení, zaloţené na stanovení kritéria ekonomické efektivnosti koncentrace a specializace. Nejvýhodnější je vykonat pečovatelský zásah v takovém pečovatelském útvaru, kde suma nákladů na vlastní vykonání pečovatelského zásahu, na dopravu stroje do pečovatelského útvaru a zpět, na prostoje stroje spojené s vykonáním pečovatelského zásahu, vztaţené na jednotku doby provozu stroje (tj. dělená příslušným intervalem údrţbářským, diagnostickým, opravárenským) je minimální. Celé optimalizační

1-100

řešení je zaloţeno na skutečnosti, ţe uvedené nákladové poloţky se s růstem velikosti pečovatelského útvaru (s růstem velikosti jeho výrobního úkolu U) mění : - náklady na vlastní vykonání pečovatelského zásahu Co(U) klesají, - dopravní náklady Dd(U) rostou, - u nákladů na prostoje Cp(U) některé poloţky rostou (např. náklady na prostoje spojené s dopravou), jiné klesají. Tato skutečnost umoţní nalézt optimální velikost (optimální výrobní úkol) pečovatelského útvaru řešením vztahu C(U) = Co(U) + Cd(U) + Cp(U) = min

14.12

Grafické řešení této úlohy je na obr. 14.2. Celá metodika je bez problémů pouţitelná pouze v případě úzce specializované pečovatelské činnosti. Při zcela obecném pohledu na technickou a technologickou podstatu výrobního procesu by kaţdý prvek stroje (např. i kaţdá strojní součást) a kaţdý druh pečovatelské činnosti vyţadoval pečovatelský útvar o jiném výrobním úkolu, s jinou velikosti nasávací oblasti. S ohledem na velký sortiment strojů v lesnictví se přistupuje nutně k účelné univerzalizaci programu pečovatelských útvarů, jejímţ důsledkem je územní sjednocování, korekce a sjednocování velikosti nasávacích oblastí různých typů strojních prvků i různých druhů pečovatelské činnosti. Důsledkem je u výrobních odvětví jako je lesnictví, zemědělství, stavebnictví, doprava apod. vytvoření čtyř základních specializačních stupňů : I. stupeň - pečovatelské útvary, které jsou v bezprostředním kontaktu s provozem stroje a jsou zaměřeny především na vykonávání technických údrţeb (denních i periodických), vykonávání technické diagnostiky a dále na vykonávání různě rozsáhlé operativní opravárenské činnosti u celého sortimentu pouţívaných strojů. II. stupeň - především opravny na rozsáhlé opravy sloţitých strojů a zařízení jako celku, vyuţívající v plné míře produkci III. a IV. stupně, rozsah opravy se můţe případ od případu měnit III. stupeň - opravny s prohloubenou specializací na generální opravy strojních skupin a podskupin, vykonávané podle typových technologických postupů hromadným způsobem IV. stupeň - specializované útvary (dílny, střediska, závody) na hromadnou renovaci poškozených strojních součástí, tento stupeň se někdy jako samostatný neuvádí, protoţe specializované útvary na renovaci součástí bývají organizačně přiřazeny k útvaru II. nebo III. specializačního stupně Všechny čtyři specializační stupně pečovatelských útvarů jsou nezbytné jen u nejsloţitějších strojů a zařízení. U řady jednoduchých strojů postačuje pouze prvý stupeň, jindy pouze prvé dva stupně apod. Přesné výpočty se v současné době vykonávají jen velmi obtíţně, protoţe chybí podklady a zatím není zabezpečen systematický sběr příslušných údajů.

1-101

15. MECHANIZACE PRACÍ NA SKLADECH DŘÍVÍ Sklady dříví umoţňují maximální vyuţití mechanizace a prvků automatizace téměř při všech pracovních operacích. Práce se podobá práci tovární. Sklad tedy umoţňuje dosaţení její vysoké produktivity a pro příznivější pracovní prostředí neţ v lesním porostu její ulehčení a zvýšení bezpečnosti a kulturnosti při vysokém stupni kvality. Umoţňuje maximální účelové vyuţití dřeva a kůry. Úroveň strojní techniky z celého pracovního procesu na skladě je závislá na jeho účelovém určení, jeho výrobní kapacitě a jeho stáří. Jinými stroji bude vybaven sklad v lese, jinými u továrny nebo ţelezniční přípojky s roční kapacitou 10 000 m3 dříví. Vţdy však je manipulační sklad dříví individuálním investičním celkem. Stroje pouţívané na skladech dříví můţeme rozdělit nejvhodněji do skupin podle operace, popř. operací, které vykovávají. 1. Stroje pro přemísťování materiálu - skládání, ukládání a nakládání dříví, nakládání a odvoz odpadu, vnitroskladový transport dříví (navíjedla, dopravníky, jeřáby, nakladače, speciální vozidla). 2. Stroje pro výrobu sortimentů (zkracovací pily, stroje stříhací, odvětvovací, odkorňovací, sekací a štípací). 3. Manipulační linky a uzly, tj. účelné seskupení vhodných strojů uvedených pod body 1 a 2 do strojních linek a pracovních uzlů, které pak fungují jako jeden celek. 4. Stroje ostatní (např. zařízení pro čištění skladu). 14.1 Skladové navijáky Navijáky se pouţívají k příčnému pohybu kmenů, na skládání kmenů z odvozních souprav, posunu svazku kmenů po povalech skládky k podélným dopravníkům, k rozvalování hromad, na nakládání dřeva apod. Jsou obyčejně stacionární nebo pojízdné. Pracují jako jednobubnové nebo dvojbubnové. Různé moţnosti pouţití navijáku jsou na obr.15.1. Konstrukce navijáku byla výše popsaná výše. Naviják se skládá z motoru, bubnu, lana o dostatečném průměru a délce, z převodového ústrojí, rámu a výloţníku. Motor skladových navijáků je elektrický, trojfázový s kotvou nakrátko. Snáší krátkodobé přetíţení a směr otáček se dá lehko měnit. Převodové ústrojí skladových navijáků se řeší několikastupňovým převodem ozubenými koly. Rychlost taţného lana bývá 0,05 aţ 1,0 m.s-1. Rám navijáku spojuje motor, převodovku a buben v jeden celek. Případně téţ s výloţníkem, na kterém je umístěna kladka na vedení lana. Proti přetrţení nebo uvolnění lana je obsluha chráněna ocelovou sítí.

1-102

Na skladech dřeva se pouţívá na skládání kmenů nebo výřezů z aut na mechanizovanou skládku dřeva skládací zařízení, viz. obr.15.2. 15.2 Skladové dopravníky Dopravníky na skladech dřeva slouţí k horizontální a vertikální dopravě dřeva a zabezpečují přesun hmoty mezi jednotlivými stroji. Skladové dopravníky mohou být stacionární, přenosné, samojízdné, které se mohou pohybovat po kolejnicích nebo mají podvozek s koly a pneumatikami. Podle pohonu jsou dopravníky gravitační nebo s nuceným pohonem. Podle směru dopravy k podélné ose kmenů jsou dopravníky podélné a příčné, které zabezpečují přesun hmoty v příčném směru. Dopravníky jsou řešené jako jednosměrné nebo dvousměrné - reversní, umoţňující dopravu hmoty v obou směrech. Příčné dopravníky o sklonu nad 45o se nazývají elevátory. Podle druhu nosného orgánu se dělí na dopravníky s pruţným prvkem nazývané téţ transportéry a na dopravníky s pevným taţným prvkem, jako jsou šnekové, válečkové apod. Pro dopravu sypkých a lehkých materiálů se pouţívají téţ pneumatické dopravníky. U příčných dopravníků musí být v jedné sestavě nejméně tolik rovnoběţných větví, aby nejkratší a nejdelší kus leţel alespoň na dvou větvích a jeho těţiště bylo pokud moţno ve středu. 15.2.1 Podélné dopravníky Pásové podélné dopravníky Pásové dopravníky (transportéry) se pouţívají na skladech dřeva pro dopravu sypkých hmot - pilin, hoblin, kůry, odřezků nebo rovnaného dříví (obr.15.3). Řešeny jsou jako převozné nebo přenosné a délce 4-6 m. Dopravním orgánem je ocelový nebo gumotextilní pás, obíhající okolo hnacího a napínacího bubnu. Horní větev pásu je nosná, podepřená podpěrnými válečky vzdálenými od sebe 1-1,5 m. Válečky jsou uchyceny šikmo, čímţ v pásu vytvářejí mělký ţlab. Dopravní rychlost pásu je 0,5-2,5 m.s-1, šířka 400-600 mm. Sklon by neměl přesahovat 30o. Unášecí schopnost při větším sklonu lze zvýšit upevněním příčných ţeber. Řetězové podélné dopravníky Řetězový podélný dopravník se skládá z dopravního ústrojí, rámu, pohonů a dalšího příslušenství podle jeho funkce obr.15.4. Dopravní ústrojí je článkový nebo kloubový nekonečný řetěz opásaný na jedné straně rámu kolem hnacího a na druhé straně kolem vodícího řetězového kola. K řetězu jsou připevněna nosná smýkadla s hranou nebo hroty, na nichţ spočívá přepravovaná kulatina (obr.15.4). Kaţdý

1-103

výřez musí leţet minimálně na dvou smýkadlech. Rám má dřevěné nebo plechové bočnice k vytvoření ţlabu proti vypadnutí kmenů. Dopravníky jsou doplňovány zaráţkami (měřící, třídící zařízení), vykládacími nebo vyráţecími zařízeními (třídící dopravníky) ap. U většiny řetězových dopravníků je poţadován i zpětný chod. Válečkové podélné dopravníky Slouţí k dopravě kmenů nebo výřezů. Pouţívají se pouze stabilní nehnané nebo hnané. Nehnané válečkové dopravníky mají vţdy rovné válečky. Na kratších tzv. válečkových stolech se dříví posunuje obvykle ručně, na delších válečkových tratích se vyuţívá gravitace. Hnané válečkové dopravníky přepravují výřez spočívající na válečcích třením. Nemohou být pouţity jako bezzaráţkové třídící dopravníky s ohledem na prokluz daný křivostí a vlhkostí přepravovaných kusů. Tvar je cylindrický, kuţelový, hyperbolický, šroubovitý nebo kombinovaný (obr.15.5). Průměr válečků je 100-160 mm, délka 400-600 mm. Odměrné a třídící podélné dopravníky Při výrobě sortimentů na manipulačních linkách se měří délky u nejjednodušších typů podle značek na rámu dopravníku. U lepších typů měřícími zaráţkami, které se ovládají z pultu obsluhy buď elektromagnety, nebo přes elektromagnetické ventily přímočarými hydraulickými nebo vzduchovými motory. Přesné měření délek je zaloţeno na vysílání světelných impulsů, které odměřují rychlost pohybujícího se kmene při stupňovitě nebo plynule měřitelné rychlosti a údaje se objevují po vyhodnocení na displeji počítače. Viditelná můţe být i okamţitá tloušťka kmene před pilou. Úkolem třídícího dopravníku je dopravit výřezy určité kvality nebo rozměrů na příslušnou skládku. Mohou být jednostranné nebo oboustranné. Třídění je pouze podle rozměrů, kvalitu sortimentu musí určit obsluha. Výřez je shozen z dopravníku na příslušnou skládku buď vysunutím pomocí šnekového válečku po zastavení výřezu na šikmé zaráţce nebo vyzdvihnut elevátory, případně vyraţen pomocí pákových vyráţečů, ovládaných buď hnacím řetězem dopravníku, nebo převodným mechanismem elektromotoru, nebo hydromotorem. Druhy vyráţečů jsou na obr.15.6. Vyklápěcí dopravníky pracují tak, ţe segment kluzných trámců smykadel se proti určené skládce buď nadzvedne nebo poklesne, smykadla se nakloní a výřez vlastní tíhou vypadne. 15.2.2 Příčné dopravníky Slouţí k dopravě výřezů a kmenů ve směru kolmém k jejich podélné ose. Dopravují-li dříví vzhůru pod úhlem větším neţ 45o, nazývají se elevátory, při dopravě gravitací skluzy.

1-104

Podle konstrukce jsou řetězové, lanové, šnekové, válečkové (doprava gravitací), hvězdicové, ledvinové (jednotící). Skluzy jsou kladkové nebo hladké. Podle funkce máme rozvalovací podávače, které slouţí k rozvalování kmenů na skládkách a k jejich podávání k podélným přísunovým dopravníkům, zásobní a dávkovací dopravníky pro přísun jednotlivých kusů na podélné dopravníky. Na manipulačních skladech se pouţívají především jako spojovací články a vyrovnávací skládky mezi podélnými dopravníky strojů v manipulačním uzlu a k přísunu kmenů ze skládek. Řetězové příčné dopravníky a elevátory Taţné, někdy i nosné řetězy obíhají okolo hnacích a vodících kladek, otočně uloţených na koncích rámů (obr.15.8). Otáčení hnacích koleček probíhá přes elektromotor přes náhonový spojovací hřídel. U horizontálních dopravníků řetězy obvykle vyčnívají nad kluznice, stoupající dopravníky - elevátory, (obr.15.8) musí mít ohnuté unášeče. Dopravní rychlost bývá 0,2-0,6 m.s-1. Vzdálenost unášečů ln závisí na rychlosti dopravníku v (m.s-1) a dovoleném zatíţení dopravníku, proto platí vztah: 60.v ln = ------n

(m)

15.1

kde n - počet dopravovaných kusů za minutu V praxi bývá celková vzdálenost unášecích háků u příčných dopravníků: 2-4t u rovnaného, 4-6t u doloviny a 6-8t u výřezů (kde t = rozestup článků). Lanové příčné dopravníky V podstatě to jsou navíjedla, která pracují s nekonečným lanem (smyčkou), k němuţ je připojen vozík se sklopným unášečem, pojíţdějící mezi dvěma profily skládkového povalu, na jehoţ obou koncích jsou kladky, přes které je vedeno lano. Zařízení je známo pod názvem příčný podávač kmenů (obr.15.9). Pouţívá se k přísunu jednotlivých kmenů nebo několika kmenů současně ze skládky kmenů k podélnému dopravníku. Lze jej vyuţít i ke svalování celých nákladů kmenů z odvozní soupravy. Rychlost pohybu vozíku je 0,2 aţ 1,0 m.s-1, taţná síla je 2 aţ 10 kN. Na skládce jsou obvykle tři podávače (obr.15.10). Šnekové příčné podávače Pouţívají se jen na kratší příčný a zároveň podélný posun (např. pro začelení výřezů před vícelistým zkracovacím strojem nebo k nakládání na odvozní prostředky) pod elevačním úhlem asi 20-30o. Dopravované dřevo se ukládá mezi závity, kterými je posunováno vzhůru. Vhodné jsou pro dopravu slabého kratšího dřeva (obr.15.11).

1-105

Skluzové příčné dopravníky Jsou to buď hladké nakloněné líhy nebo mezi dva rovnoběţné trámce ve dvou řadách uloţená otočná kolečka, po kterých se kmen gravitací snadno valí. Končí obvykle jednotícími ledvinami. Dopravník proto musí mít určitý sklon, aby síla F byla větší neţ celkový odpor R: F < G .sin  > G .cos  .f = R

15.2

kde: G - hmotnost kmene (kg)  - úhel sklonu dopravníku (o) f - součinitel tření (valivého 0,10; smykového 0,15-0,30) Zásobní a dávkovací (jednotící) dopravníky Jsou to příčné dopravníky, které slouţí k předávání kmenů nebo výřezů ze zásobní skládky kus po kuse k přísunovému dopravníku stroje v poţadovaných časových intervalech. Na konci jsou opatřeny jednotícími dávkovači, které zastaví pohybující se kmen na svém rameni a jeho uvolněním pustí kmen na podélný dopravník. Pracují jako mezioperační, vyrovnávací dopravníky (obr.15.13). Materiál má být k dávkovači jiţ přisunut jen v jedné vrstvě. Pracují úplně spolehlivě jen ve výřezech s menším rozdílem tlouštěk. U velmi dlouhých sbíhavých kmenů přepadnou někdy dva kmeny tenkými konci najednou. Dávkovače jsou konstruovány obvykle ve tvaru kruhového nebo ledvinového segmentu (obr.15.14), který prohloubenou částí podá při otočení jeden kmen, přičemţ je další zadrţen vyvýšenou částí. Pracuje mechanicky v pravidelných intervalech nebo je ovládán obsluhou, případně automaticky pomocí mechanických nebo světelných zaráţek. 15.2.3 Pneumatické dopravníky K dopravě sypkých materiálů se na větších manipulačních skladech pouţívají pneumatické dopravníky (obr.15.15). Navazují na odkorňovací a zkracovací stroje a dopravují piliny, kůru, štěpky od těchto strojů do zásobníků. Materiál se dopravuje proudem vzduchu nasávaného do potrubí nasávacími dopravníky nebo tlakem vzduchu vháněného do dopravního potrubí tlakovými pneumatickými dopravníky nebo kombinací obou. Podle velikosti tlaku rozdělujeme dopravníky na nízkotlaké (p = 500 Pa), střednětlaké (p = 500-2000 Pa) a vysokotlaké (p = 2000+ Pa). 15.3 Popis konstrukce jeřábů Jeřáby jsou zdvihací stroje s cyklickým pracovním postupem. Zvedají a přemísťují břemeno zavěšené úvazky na háku kladky zvedacího lana nebo zachycené drapákem. Na skladech dříví se pouţívají především jeřáby kolejové, méně často bezkolejové nebo stabilní.

1-106

Jeřáb pracuje velmi přesně zejména při ukládání břemena a při pouţití ve vhodných podmínkách; při správné organizaci práce je to stroj velmi výkonný a bezpečný. Základní typy kolejových jeřábů jsou: výloţníkové, mostové a lanové. Mohou se vyskytnout v různých kombinacích, např. výloţníkový - portálový, mostový - portálový, lanový - portálový apod. 15.3.1 Jeřáby portálové Portálové jeřáby (kozové) rozdělujeme na pojízdné a nepojízdné. Portálové jeřáby mají most jeřábu uloţený na dvou vyvýšených podpěrách (nohách) a jeřábová dráha je poloţena na zemi (viz. obr.15.16). Podpěry jeřábu jsou pevně spojené s jeřábovým mostem portálu. Na dolním konci podpěr je pojezdové zařízení, které se pohybuje po kolejnicích, které jsou uloţeny na betonových základech. Ve středu mostu portálu je umístěn motor pro posun jeřábu, který je elektromagneticky brţděný. V případě, ţe má kaţdá noha jeřábu svůj vlastní pohyb, jsou motory uloţené na zvláštních vyvaţovacích vozících. Celkový pohyb je potom přenášený přes ozubená kola na ozubené věnce pojezdových koles, případně elektrickým hřídelem. Přesun a zdvih ramena je uskutečněn jeřábovým vozíkem a zdvíhacím lanem, které je vedeno přes kladku. Jeřáb je obsluhovaný ze stanoviště jeřábníka. Výhodou konzolového jeřábu je, ţe při posunu z jedné strany na druhou celý prostor kolem jeřábů zůstává volný. Nevýhodou je malá posuvná rychlost. Proto se tyto jeřáby uplatňují zejména na širších skladových plochách. Do skupiny portálových jeřábů zařazujeme téţ zvláštní skladové portálové jeřáby s otočným výloţníkem. Konstrukce uvedeného jeřábu je schématicky znázorněna na obr. 15.17. 15.3.2 Jeřáby lanové Lanové jeřáby rozdělujeme na stacionární a mobilní. Nosníkem, po kterém se pohybuje vozík jeřábu je napnuté nosné lano. Nosné lano spočívá na dvou stoţárech, mezi kterými je pracovní pole jeřábu. Vozík je taţený taţným lanem. Břemeno se zdvihá nebo spouští v libovolném místě rozchodu jeřábu zdvihacím lanem. U lanového jeřábu je spojený princip mostového nebo portálového jeřábu a vysuté lanové dráhy. Zdvíhací a taţné lano se navíjí zpravidla na bubny, které jsou poháněny elektromotory. Konstrukce a funkce jednoduššího typu přenosného lanového jeřábu je znázorněna na obr. 15.18 a 15.19. 15.3.3 Jeřáby portálové lanové V poslední době se s úspěchem v našich dřevoskladech zavádějí kombinované jeřáby portálové lanové. Jedna z moţných konstrukcí je uvedena na obr. 15.20. 15.4 Nakladače Nakladače, které jsou popisované v kapitole týkající se těţby a nakládání zemin se obvykle výhodně vyuţijí po vybavení vhodnými adaptéry i jako výkonné stroje pro vnitroskladovou

1-107

přepravu a nakládání dřeva. Patří sem čelní nakladače, nakladače jeřábové a vysokozdviţné vozíky. 15.4.1 Čelní nakládače Základem je kolový traktor nebo speciálně upravený podvozek. Jako adaptér na přepravu a nakládání dřeva se pouţívá čelní vidlicový drapák (obr.15.22). Drapák má dvě čelisti, vidle sklopné pomocí hydrauliky, ke kterým je kloubem připevněná horní svěrací čelist obloukovitě zahnutá, vytvářející prostor k nabírání a svírání nákladu. Horní čelist se ovládá téţ hydraulicky. Uţitečná nabírací plocha vidlicového drapáku je aţ 2,5 m2. Tato uţitečná plocha je závislá na nosnosti nakladače. Obsah nakládacího elementu závisí na délce výřezu a zaplnění průřezové plochy. Výhodou čelních nakladačů je prakticky neomezená prostorová působnost, velká rychlost a jednoduchá, zpravidla jednočlenná obsluha. K nevýhodám patří potřeba dobře zpevněných ploch, nutných pro pojezd čelního nakladače a malá výška hráně při ukládání na skládky, vysoké rampy při nakládání na vysokostěnné ţelenizniční vozy a potřeba těţké manuální práce s přerovnáváním. 15.4.2 Jeřábové nakládače Jeřábové nakládače jsou obdobné konstrukce jako autojeřáby. Jsou určené pro práci s krátkými výřezy a rovnaným dřevem. Na speciálním podvozku je točna s výloţníkem ve tvaru obráceného L. Na konci tohoto výloţníku je hydraulický rotační drapák o průřezu aţ 2 m2. Drapák má stahovací lana pro lepší stahování nákladu. 15.4.3 Vysokozdviţné vozíky Vysokozdviţné vozíky jsou zařízení pro hromadnou a cyklickou dopravu krátkého dřeva a výřezů. Svazek břemen samočinně nabírají, zdvíhají, přepravují a skládají na místo skládky. Pracovním orgánem je výkyvný rám, opatřený pojezdovým vozíkem s nosnými vidlicemi, případně čelistmi, slouţícími ke zdvíhání nebo uchycení a přenášení břemen. Rám je upevněný na přední části autotraktoru (obr.č.15.23). Po vnitřní straně rámu se vysouvá vozík zavěšený na kloubových řetězech, nebo na lanech, vedených přes kladky, otočně upevněných v horní části vnitřního rámu. Zdvíhání vozíku je hydraulické. Pro nabírání a přepravu výřezů slouţí vidlice, které mohou být natáčecí. Dopravní výška je aţ 7 m, dovolené zatíţení aţ 50 kN, rychlost zdvihu vozíku je asi 10 m.min-1, pojezdová rychlost je maximálně 35 km.hod-1. Pro práci na našich manipulačních skladech dříví nejsou vhodné; do ţelezničních vozů musí dříví vysypávat a nemohou ukládat dříví na volné hromady pro malý dosah dopředu. Pouţívají se především na pilách.

15.4.4 Odvětvovací stroje na manipulačně expedičních skladech (obr.15.24) Na manipulační sklady umístěné mimo les se dodávají kmeny stromů jiţ odvětvené, protoţe kmeny s korunami se nemohou při pouţívání odvozních souprav přepravovat po veřejných

1-108

komunikacích. Na lesních manipulačních skladech, na něţ je moţno soustřeďovat stromy s korunami, se pouţívají různé procesory. 15.4.5 Zařízení na výrobu a úpravu sortimentů 15.4.5.1 Odkorňovací stroje Dříví se odkorňuje pro ochranu dřeva, lesa a z technologických důvodů. Opravdu ekonomicky s minimálním vynaloţením pracovní síly je moţno dříví odkorňovat jen na místech většího soustředění, tj. na skladech a v továrnách. Navíc se můţe vyuţít kůra, která donedávna byla obtíţným odpadem. Dříví se odkorňuje buď odřezáváním kůry i s vrstvičkou dřeva nebo odíráním kůry. Odkorňování odřezáváním kůry Tento způsob se pouţívá jen pro speciální účely papírenské výroby, nebo např. při výrobě telegrafních sloupů. Ztráta dřeva, zejména u tenkých kuláčků, je aţ 25 %. Stroje pro odkorňování odřezáváním kůry pracují buď s noţi řezajícími podél výřezu nebo otáčející se výřez ostrouhávají noţe na mírně kuţelovém disku ve šroubovici. Kůra i s třískou dřeva se téţ odfrézovává podél osy nebo ve šroubovici při otáčejícím se výřezu. V lesním provozu se nepouţívají. Odkorňování odíráním kůry Dnes je to nejběţnější způsob odkorňování. Je zaloţeno na skutečnosti, ţe při určitém stupni vlhkosti se dá kůra v kambiální vrstvě snadno od dřeva oddělit. Při odkorňování jednotlivých kmenů se kůra buď odírá speciálními nástroji rotujícími kolem posunovaného kmene nebo se otlouká systémem rotujících řetězů či kladiv nebo se sráţí proudem vody o vysokém tlaku. V továrnách a v zahraničí i na velkokapacitních manipulačních skladech se pouţívají hromadná odkorňovací zařízení - bubny a ţlaby, kde se dříví zbavuje kůry vzájemným třením, popřípadě naráţením na sebe a na ţebra bubnů nebo ţlabů. Převáţně se pouţívá tzv. mokrý způsob, otáčející se buben se brodí spodní částí ve vodě nebo dříví v otevřených ţlabech je stále kropeno vodou. Voda jednak zvlhčuje kambium, jednak odplavuje kůru a nečistoty. Ztráta dřeva při odkorňování odíráním dosahuje max. 4%. Produktivita práce je velmi vysoká. Při odkorňování dříví, u něhoţ by se kůra strhávala ve větších plochách nebo pásech, přidávají se ještě tzv. nařezávací noţe, které nemají příčné odírací hrany, ale jen ostré hroty. Jinak jsou všechny noţe tvarově stejné. Pro odkorňování břízy se přidávají ještě dva boční nařezávací noţe a při odkorňování smrku v míze jeden pevný nůţ vedle prstence, který pásy kůry přesekává, aby neucpávaly výstupní otvor. Kvalita odkornění závisí :

1-109

1. Na kvalitě seřízení a nabroušení noţů - přesně podle návodu pomocí šablony. 2. Na druhu odkorňovaného dříví a jeho stavu. Velmi špatně se odkorňuje dříví suché, značně zmrzlé nebo dříví v plné míze (zejména smrk). 3. Na nastavení tlaku noţů podle stavu dříví a tloušťky kůry. 4. Na posuvné rychlosti kmene. Na manipulačních skladech se doporučuje alespoň dobré vytřídění dříví. Třídí se : 1. Podle dřevin, např. smrk, borovice + modřín 2. Podle vyschnutí 3. Podle tloušťky Poţadavky na vytřídění vyplývají z této úvahy : odírací hrany odkorňovacích nástrojů strhávají kůru ve šroubovici, jejíţ stoupání závisí na rychlosti posuvu kmene a na rychlosti otáčení rotoru. Rychlost odkorňování vo (pohybu nástroje po šroubovici) je dána vzorcem : vo = V vh2 + vp2

(m.s-1)

15.3

Oběţná rychlost odírací hrany noţe v závisí na průměru kmene Do v místě odkorňování a na počtu otáček rotoru nr : vh = p.Do.nr

(m.s-1)

15.4

Má-li být kmen dokonale odkorněn, musí být rychlost posuvu a otáčení rotoru sladěny tak, aby mezi pruhy šroubovic odkorněných sousedními noţi nevznikla místa neodkorněná. V ideálním případě se musí místa odkorněná sousedními noţi dotýkat. V praxi je však nutno volit překrytí noţů, které je závislé na odkorňovaném dříví, především na snadnosti odtrţení kůry od dřeva. To se vyjadřuje koeficientem překrytí, který je O,3 (při zmrzlém dříví) aţ 1 (v ideálním případě). Koeficient překrytí se určí podle vzorce: vp

vp

kp = ----- = -----vpm

d.n.nr

Šířka odíraného pásu kůry b je: vp b = -----

1-110

(m)

15.5

nr Maximální rychlost posunu v pm vpm = d. n. nr

(m.s-1)

Vhodná rychlost posuvu vpo pro dokonalé odkornění se zjišťuje empiricky. Platí : vp = vpm.kp = V vo2 - (p.Do.nr)2

(m.s-1)

15.6

Rychlost posuvu pro kvalitní odkorňování je tedy závislá na počtu noţů, délce jejich odírací hrany a oběţné rychlosti této hrany. Měla by se zmenšovat s narůstající tloušťkou odkorňovaného kmene. Výkonnost odkorňovacího rotorového stroje se vypočte podle vzorců: Qm = vpo .kz .kc

(m)

v běţných metrech p.Dp2 Qm3 = Qm .-------

(m3)

4 v m3 (přibliţně, protoţe D se stanoví odhadem).

V předchozích vzorcích značí: vh - oběţná rychlost odíracího břitu (m.s-1), vo - rychlost pohybu nástorje po šroubovici (výsledné) (m.s-1), vp - rychlost posuvu kmene (m.s-1) Do - průměr kmene v místě odkorňování (m), Dp - průměrná tloušťka odkorňovacího dříví (m). vpm - maximální moţná rychlost posuvu (m.s-1), vpo - vhodná rychlost posuvu (m.s-1), d

- délka odírací hrany (m),

a

- počet odíracích noţů v rotoru (ks),

nr - počet otáček rotoru (s-1), kc - součinitel vyuţití pracovního času sledované doby (O,6 aţ O,9), 1-111

15.7

kp - součinitel překrytí noţů (1 aţ 3), kz

- součinitel zaplnění přísunového dopravníku (O,5 aţ O,9).

15.4.5.2 Zkracovací stroje Úprava dříví na vhodné sortimenty je z hlediska jeho zhodnocení nejdůleţitější činností na manipulačním skladě. Tuto práci je moţno zcela mechanizovat, popřípadě aţ automatizovat. Kmeny se přeřezávají příčně jednomuţnými řetězovými pilami, např. při menším mnoţství tlustých kmenů nebo při úpravě dovezených sortimentů pro nakládání na ţelezniční vozy. Při větších mnoţstvích se pouţívají zkracovací linky, všeobecně nazývané manipulační. Ty tvoří různě sloţité strojové sestavy. Jsou konstruovány buď pro individuální zpracování kaţdého kmene - pracují cyklicky nebo pro výrobu jednotných sortimentů - jejich pracovní proces je plynulý. Zkracovací linky pro individuální sortimentaci s cyklickým pracovním procesem Vlastní zkracovací nástroj je buď kotoučová, nebo řetězová pila, popřípadě stříhací nůţ různého tvaru. Kmeny se přisunují před řezací nástroj přísunovým podélným dopravníkem. Délky se odměřují buď pevnými nebo světelnými zaráţkami na tzv. odměrném dopravníku, popřípadě odměrným pásem nebo válcem. Před kaţdým řezem se kmen zastaví a po přeřezání následuje další cyklus. Odměrné pevné zaráţky jsou výsuvné nebo sklopné buď pomocí pneumatických nebo hydraulických přímočarých motorů nebo elektromagnetů. Zkracovací kotoučové pily - výhodou je vysoká řeznost, snadná údrţba na automatických bruskách a dlouhá ţivotnost. Při průměru do 1000 mm jsou domácí produkce. Nevýhodou je robustní konstrukce celého zařízení a 2,5-3 násobně větší průměr, neţ je tloušťka kmene, čímţ vzrůstá i hmotnost pily. Pohon je zpravidla elektromotorem přes klínové řemeny, které slouţí i jako prokluzová spojka při zaseknutí pily. Méně častý je pohon hydromotorem přímo na hřídeli kotouče. Podávání pily do řezu je buď ruční nebo pomocí vzduchových nebo hydraulických motorů (obr. 15.26). Zkracovací řetězové pily - s ohledem na menší řeznost neţ u pil kotoučových, ale podstatně menší hmotnost se pouţívají především u linek na zkracování tlustých kmenů (nad 300 mm). Řezací část je stejná jako u jedno nebo dvoumuţných pil s řetězem řezacím nebo hoblovacím (obr. 15.27,15.28,15.29). Délka lišty 600 aţ 2250 mm, pohon je elektromotorem, podávání do řezu hydromotorem - kývavé.

1-112

Zkracovací stříhací ústrojí - (bezpilinové, beztřískové) pouţitelné u sortimentů, kde nevadí deformace či destrukce dřevních vláken v místě střihu. Systémy stejné jako u těţebních strojů. Odsunový dopravník - je součástí kaţdé linky, při výrobě hotového sortimentu bývá zároveň jako dopravník třídící. Zkracovací linky pro hromadnou výrobu sortimentů Jde o současné přeřezávání několika kmenů uloţených v hráni nebo balíku na příslušné délky řetězovou pilou s dlouhou lištou. U nás ve stádiu výzkumu. Zkracovací linky s plynulým pracovním procesem Jsou 2 typy: 1. Pro individuální sortimentaci s plovoucí zkracovací pilou, která se pohybuje s přeřezávaným kmenem, který se při posunu na podélném dopravníku při přeřezávaní nezastavuje. 2. Pro přeřezávání na konstantní délky nebo jejich součty pomocí několika pevných nebo ponorných kotoučových pil. Zařízení je uchyceno na rámu skloněného příčného řetězového dopravníku. Pily jsou rozmístěny schodovitě, aby bylo omezeno jejich svírání v řezu. Unášeče posunují kmen proti pilám a výřezy padají na konci na podélný dopravník, do kontejnerů nebo do vody. Výkonnost zkracovacích linek Doba řezu tcr (bývá 3-15 s, průměrně 5-7 s): tcr = tp + tr + tn

(s)

15.8

Doba cyklu výroby výřezu tcv: tcv = tcr + td + tz + tc

(s)

kde: tp - doba přísunu pily do řezu (s) tr - doba řezání (s) tn - doba návratu pily do výchozí polohy (s) td - doba posunutí kmene o délku výřezu (s) tz - doba zdrţení - reakce obsluhy nebo zařízení (s) tc - nutná doba "zbytečného" řezu a posunu, začelení, vyzdravení (s)

1-113

15.9

15.4.5.3 Štípací stroje Při výrobě sortimentů z tlustých kmenů vzniká určité mnoţství metrových špalků, které jsou velmi těţké nebo jsou částečně nahnilé, vadu je třeba odstranit. Špalky je třeba podélně rozštípnout na štěpiny. Na manipulačních skladech se pouţívají prakticky jenom horizontální štípací stroje klínové. Jsou buď stabilní, nebo přemístitelné v rámci skladu (na podvozku) obr.15.30. Konstrukce štípacích strojů horizontálních Špalek dlouhý 1 m se dělí na štěpiny rozpojením dřevních vláken v podélném směru pomocí klínu, který vniká postupně do čela špalku. Tvary štípacích klínů jsou na obr.15.31. Základní konstrukce štípacích strojů jsou tři. 1. Klín je nasazen otočně na pístnici přímočarého hydromotoru a vysunováním pístnice vniká do špalku leţícího na stole štípačky. Druhé čelo špalku je opřeno o pevnou opěrku rámu. Na rámu je usazen i hydrogenerátor s pohonným motorem, popřípadě zařízení na přísun těţkých špalků na stůl štípačky. Aby se ještě nezvyšoval počáteční tlak na vnikání klínu do dřeva, který brzy rychle klesne, a zvýšil se trhací účinek klínu, bývá u těchto štípaček klín se zvyšujícím se úhlem lící - první část s břitem 10-20o, druhá 40-50o. Zdvih pístnice je 0,6 aţ 0,7 m, klín tedy neprochází celým špalkem a u houţevnatých dřevin je třeba často přesekávat drţící svazky dřevních vláken sekyrou. Břit otočného klínu musí být nastaven při začátku štípání svisle. 2. Klín je pevný, pevně spojený s rámem a jeho břit je mírně předkloněn dopředu - 10 aţ 15o. Špalky se tlačí proti klínu otočnou opěrkou na pístnici hydromotoru se zdvihem 0,8 aţ 0,9 m. Úhel lící tohoto klínu je malý - 10 aţ 20o a klín má líce kratší a tím je spotřeba energie menší. Protoţe klín prochází celým špalkem, jsou štěpiny od sebe vţdy odděleny. U těchto typů štípaček je moţno pouţít i klíny kříţové nebo vícebřitové hvězdicové. Musí však mít buď výškově stavitelný klín, nebo stůl. Na tomto principu je konstruován i nový štípací stroj Lupča, který můţe dělit špalek o průměru O,8 m na 6 štěpin. 3. Štípací stroje řetězové jsou konstruovány principiálně stejně jako předchozí, špalek však tlačí proti klínu pevná opěrka na mohutném podélném řetězovém dopravníku, který se pohybuje rychlostí 0,4 aţ 0,6 m.s-1. Vzdálenost opěr bývá 2 aţ 4 m. Pouţívá se obvykle kříţový klín, jehoţ horizontální část se nastavuje proti středu kopírovací pákou, pod kterou je špalek protlačován. Tenčí špalky se štípají jen na dvě polena. Síla potřebná pro rozštípnutí špalku velmi kolísá a závisí jednak na štípaném dříví (tloušťka, svalcovitost, sukatost, houţevnatost, vyschnutí), jednak na konstrukci štípacího klínu a opěrky. Volí se proto poměrně vysoká síla do 120 kN. Této síle pak musí odpovídat celá konstrukce stroje.

1-114

U řetězových štípaček je moţno určit pouze počet rozštípnutých špalků, který závisí na zaplnění unášečů dopravníku. Výkonnost v m3 za časovou jednotku závisí na tloušťce špalků. Pohybuje se okolo 1OO m3 za směnu. Největším problémem štípacích strojů je jejich vřazení do štípací linky, která by zajistila především přísun špalků, popřípadě jejich uloţení do stroje a odsun štěpin. Pouţívá se např. naviják s výloţníkem a podélné dopravníky, hydraulický jeřáb. 15.4.6 Sestavení strojů do manipulačních linek a pracovních uzlů Jednooperační stroje se k sobě přiřazují tak, aby vytvořily víceoperační celek, strojní soupravu, tzv. pracovní linku. Linky se pak řadí v různých sestavách do pracovních uzlů. Celek musí být sestaven tak, aby nevznikaly zbytečné prostoje, potřeba ruční práce, poţadavky na přepravu nebo zbytečně nevzrůstala spotřeba energie. V této strojní sestavě musí být bezpodmínečně respektovány všechny poţadavky bezpečnosti a ochrany lidského zdraví, včetně ţivotního prostředí (hluk, prach). Při sestavě uzlu se vychází z teoretického propočtu výkonnosti, a to v jednotkách, ve kterých je moţno určit "konstantní" výkonnost. Např. kmeny se ukládají na dopravník odkorňovacího (zkracovacího) stroje ve více méně pravidelném intervalu hydraulickým jeřábem v cyklu 1ks za 45s. Dopravník se pohybuje rychlostí 1m za 5s. Aby nebyl přísunový jeřáb příčinou zdrţení (nezaplnění) dopravníku, neměl by být kmen kratší neţ (45:5) 9 m. Pro prostředky vnitroskladové dopravy pak potřebujeme tyto délkové (nebo kusové) jednotky převést na hmotnost nebo objem, u kratších výřezů i na plochu (m2). V provozu se snaţíme omezit výrobu výřezů pod 2 m na nejnutnější minimum. V praxi sledovaná výkonnost zařízení v m3 není tedy přesným ukazatelem ani úrovně řízení, ani intenzity práce. Pracovní uzel pro zpracování tenkých kmenů Jde o zpracování kmenů se středním průměrem do 190 mm o max. tloušťce na řezu 250-300 mm. Na obr.13.28 je schéma uzlu se dvěma zkracovacími linkami a jedním odkorňovacím strojem. Mezi linkami a strojem musí být dosti velká vyrovnávací zásoba kmenů na příčném dopravníku. Pracovní uzel pro zpracování tlustých kmenů Zpracováním tlustých kmenů na sortimenty na manipulačním skladě se nesporně zvýší podíl cennějších sortimentů a zpeněţení a zlepší se vyuţití dřeva. Na rozdíl od uzlu pro zpracování tenkých kmenů se zařazuje odkorňovací stroj vţdy aţ za zkracovací pilu, protoţe především cenné sortimenty se neodkorňují. Výrobní uzel smíšený

1-115

Uspořádání tohoto uzlu je znázorněno na. Tenké konce tlustých kmenů přecházejí v "krácených délkách" na linku tenkých kmenů, kde se po odkornění buď uloţí, mají-li ţádanou délku, nebo se zpracují při hromadném přeřezávání buď v balících, nebo na vícelistových zkracovacích strojích. Důleţité je, aby v těchto výrobních uzlech, které jsou obvykle velmi drahé, byla v maximální míře vyuţita nejpokrokovější mechanizace a automatizace. Řazení linek a strojů musí být takové, aby při poruše jednoho stroje nebyl zastaven celý pracovní proces. Současný přísun kmenů na jeden podélný dopravník musí být řešen buď z protilehlých nebo vedle sebe leţících skládek.

16. MECHANIZAČNÍ PROSTŘEDKY PRO LESNICKÉ STAVBY A MELIORACE

Výstavba dopravní sítě, provozních budov, různých objektů a bytů, melioračních zařízení apod. je časově velmi náročná a dnes jiţ nemyslitelná bez pouţití mechanizačních prostředků, zejména při zemních pracích. Horniny a zeminy, které je třeba těţit, se zařazují podle ČSN do sedmi tříd podle odporu, který klade zemina proti rozpojení. U hornin 1. aţ 4. třídy (lehké zeminy) je moţno zeminu těţit bez předcházejícího rozpojení rozrývačem, u 5. a 6. třídy je třeba ji nejdříve rozrýt rozrývačem a pak těţit a u 7. třídy je nutné horniny střílet.

16.1 Stroje pro zemní práce 16.1.1 Stroje pro rozpojování zemin Ulehlé zeminy a kompaktní horniny, objekty, vozovky apod. na staveništi je třeba nejdříve rozrušit, aby se daly vytěţit a odstranit. Rozrývače Rozrývač (ripper) je zařízení na rozpojování tvrdé zeminy, rozrývání štěrkových a betonových vozovek, vytrhávání pařezů, vyrývání kamenů apod. Pracovním orgánem rozrývače jsou mohutné noţe nebo hroty z tvrdé manganové oceli. Noţe jsou upevněny na rámu s kolovým podvozkem. Rozrývače jsou neseny nebo taţeny pásovými traktory. Moderní těţké dozery jsou vybaveny téţ rozrývačem (trnem) umístěným vzadu za dozerem (ripper). Rozrývací trn je uloţen kloubově nebo na paralelogramu. Ramena se zdvíhají hydraulicky. Pro lepší záběr má nůţ další hydromotor, který mění úhel sklonu noţe v určitém rozsahu, např. 28o, tj. od 41 do 69o (obr. 16.1). Potřebná tahová síla rozrývače se zjistí ze součtu dílčích odporů: Fz = F1 + F2 + F3. Jízdní odpor rozrývače při práci je: F1 = G .f

(kN)

kde: G - silové působení pojezdových kol na půdu (kN),

1-116

16.1

f - koeficient valivého tření (f=0,4 aţ 0,5). Odpor stoupání při jízdě rozrývačem je: F2 = G .i

(kN)

kde: i - sklon terénu rovný sin (průměrně 0,05). Největší odpor klade rozrývaná zemina; je dán rovnicí: F3 = b.h.k. (kN) při šířce (b) a hloubce záběru (h) rozrývače v m, odporu zeminy (k) při rozrývání (asi 60 aţ 120 kPa) a koeficientu rozrývání  závislém na rozestupu zubů rozrývače (0,75 aţ 0,80). Potřebný výkon traktoru na háku je: Ph = Ft .vp

(kW)

16.2

kde: Ft - tahová síla traktoru na háku (N), vp - pracovní rychlost traktoru (m.s-1). Hloubka záběru je asi 0,25 m, u těţkých rozrývačů 0,5-0,7 m. K rozrývání štěrkových a asfaltových vozovek se pouţívá silniční rozrývač (obr.16.1c) taţený traktorem. Nosný rám tohoto stroje je uloţen na mohutných litinových kolech. Na příčném nosníku jsou výkyvně uloţeny 2 aţ 4 noţe s rydly z tvrdé manganové oceli. Sbíjecí a bourací kladiva Pouţívají se pro rozpojování pevných vozovek, pro bourání zdiva, při práci v lomech a všude tam, kde se nedají nasadit rozrývače. Sbíjecí kladiva jsou pneumatické stroje s pracovním tlakem 0,4 aţ 0,6 MPa. Pracovním orgánem sbíjecích kladiv je silné zahrocené dláto (oškrt), které pod údery pístu pneumatického kladiva vzniká do tvrdého materiálu a odlamuje jej (obr.16.2). V lesnictví se dají vyuţít pneumatická sbíjecí kladiva typu S8 o hmotnosti 7,5 kg nebo S11 o hmotnosti 10 kg. Výkon je 0,5 kW, počet úderů 1500 za minutu, spotřeba vzduchu 51 aţ 54 m3 za hodinu a energie úderu 22 aţ 25 J. Bourací kladivo má podobnou konstrukci jako sbíječka, ale je těţší (25 aţ 30 kg) a místo dláta má kladiva, ubíjecí čelisti ap. Vrtací soupravy Horniny 7. třídy, které jsou velmi těţko rozpojitelné, se mohou rozpojovat jen trháním s pouţitím různých druhů výbušnin, které se účinkem vysoké teploty přeměňují na velké mnoţství plynu, jejich tlak se vyuţívá pro výkon značné mechanické práce. Výbušniny se ukládají vzduchotěsně do vrtaných otvorů v místech, která je třeba rozrušit. Výbuch výbušnin způsobují zapalovadla. Jsou to: zápalnice (zápalná šňůra), bleskovice (druh pomocné zápalné 1-117

šňůry), rozbuška, do které se zasouvá zápalnice, elektrický zápalník se zápalným tělískem, zapalovací elektrické vedení pro odpalování náloţí výbušnin a zapalovací strojek (zapalovač). K vrtání otvorů pro uloţení výbušniny se pouţívá vrtací souprava. Skládá se z pneumatických vrtacích kladiv nebo vrtaček s vrtáky volenými podle druhu rozpojované horniny, zapalovacích strojů, kompresorů a elektrocentrál. Vrtací soupravy jsou nutné při výstavbě dopravní sítě a při získávání stavebního kamene v kamenolomech. Vrták má tvar dláta různého průřezu, tvar břitu je dán druhem vrtané horniny (např. jednoduchý břit tvaru Z pro vrtání pískovce, dvojitý břit do tvrdých nerostů, kříţový břit do ţuly nebo ruly a hvězdicovitý do nejtvrdších hornin apod., obr.16.3.a,b,c,d,e. Nebozez je vhodný k vrtání měkčích hornin Z vrtaček se nejvíce vyuţívají pneumatická vrtací kladiva, v menší míře pneumatické nebo elektrické vrtačky. Pneumatická kladiva a vrtačky jsou příklepové, nárazové a otáčivé. U příklepových vrtaček přiklepává píst na vrták, který se samočinně otáčí. U nárazových vrtaček naráţí vrták spojený s pístem kmitavým pohybem na dno vývrtu. Otáčivá vrtačka pracuje s otáčivým vrtákem pomocí lopatkového kola (obr. 16.3 g,h). Vrtačky jsou vybaveny nebozezem a dají se pouţít pro vrtání kratších děr do měkčích hornin. Při lesních pracích se nejvíce pouţívají příklepové vrtačky, a to pneumatická vrtací kladiva a kladivové vrtačky. Vrtací kladiva se podle hmotnosti dělí na lehká (10 aţ 15 kg), středně těţká (16 aţ 25 kg) a těţká (nad 25 kg). Vrtací kladiva o hmotnosti 10 aţ 25 kg se obsluhují ručně. Kladivové vrtačky jsou těţké 25 aţ 100 kg a jsou namontovány na zvláštních stojanech. Pouţívají se pro šikmé vrty, pro vrty svisle nahoru a pro vrtání velmi dlouhých děr (aţ do 25 m). Konstrukce pneumatického vrtacího kladiva je na obr.16.?. Vzduch se přivádí vysokotlakou hadicí od kompresoru do válce otvíráním a zavíráním vzduchového kohoutu. Vzduch přichází střídavě přes rozvod nad píst nebo pod píst, který uvádí do kmitavého pohybu. Dolní část naráţí píst na úderník vrtáku. Při zpětném pohybu pootočí píst svými protáhlými šroubovitými zářezy rohatkou pouzdra vrtáku, a tím i vrtákovou tyčí, která je v ní uloţena. Vrták je v pouzdře přidrţován třmenovou pruţinou. Drť vyfukuje z vývrtu vzduch vedený kanálem v pístu a ve vrtákové tyči aţ po břit vrtáku, popřípadě ji vyplavuje tlaková voda. Výkonnost při vrtání je dána velikostí průměru otvoru, druhem horniny a účinností vrtací soupravy. Například při průměru vrtu 30 mm je výkonnost v tvrdé skále 500 aţ 1500 mm hloubky za hodinu, v měkké skále 4000 aţ 5000 mm. Výkon lehkých vrtaček (10 aţ 15 kg) při tlaku 0,5 aţ 0,6 MPa je 0,7 aţ 1 kW a středně těţkých (16 aţ 25 kg) 1,2 aţ 1,6 kW. Přibliţná spotřeba vzduchu u pneumatických kladiv a vrtaček je 2 aţ 5 m3.min-1 při 1600 aţ 2500 úderů za minutu.

1-118

Ve stavební praxi se pouţívají různé druhy pneumatických vrtacích kladiv, např. typ VK Permon. Výhodný je typ Pionjer BRCH 5O jako univerzální motorové vrtací kladivo s vlastním dvoudobým motorem (hmotnost 35 kg), typ Böhler apod. Dále se zavádějí kompletní samohybné vrtací soupravy, jako vrtací vozy s podvozky s pneumatickým rámem a saněmi pro upevnění vrtacího kladiva. Kompresory, jako tlakovzdušné motory, jsou zdrojem stlačeného vzduchu pro pohon pneumatických zařízení při trhacích a bouracích pracích. V praxi se uplatňují pojízdné a samohybné kompresory se spalovacím nebo elektrickým motorem. U vrtacích vozů jsou kompresory součástí těchto souprav. Pouţívají se kompresory DK-360, DK-660, DK-661, Ingresvill Rand apod.

16.1.2 Stroje pro těţbu hornin Při těţení a přemísťování hornin se zeminy rozpojují a nakládají, popřípadě se rozváţejí nebo ukládají na skládky, přemísťují se také do násypu. Podle funkce a potřeby přemísťování zeminy se pouţívají tyto stavební stroje : 1. rypadlo (bagr) - zeminu rozpojuje, nabírá a nakládá, 2. dozer (shrnovač) - zeminu rozpojuje, shrnuje a hrnutím před sebou přemísťuje krátké vzdálenosti,

na

3. skrejpr (škrabač) - zeminu těţí, nabírá a rozváţí, 4. grejdr (srovnávač) - zeminu hrne a urovnává. Teorie řezání zemin a zásady výpočtu odporů při rýpání Pracovní orgán musí překonat při nabírání zeminy rypný odpor, který je dán součtem jednotlivých odporů vznikajících při oddělování zeminy a při naplňování pracovních orgánu (lopata, rypadlo, korba) odřezanou zeminou. Technické údaje řezného nástroje při odřezávání zeminy jsou na obr.16.4. Úhel hřbetu a = 5-10o, úhel břitu = 15- 25o a úhel řezání d = 25-35o. Ft = kt .b .d

(N)

16.3

kde : Ft - tangenciální odpor (N), kt - měrný tangenciální odpor proti rýpání (N.m2), b - šířka odřezávaného pruhu (m), d - tloušťka odřezávaného pruhu (m).

Proti vnikání břitu do hloubky působí téţ síly normálového směru, které jsou závislé na tvaru, stavu a poloze břitu. Působí kolmo ve směru tangenciálního působení síly Ft. Fn = ke .Ft

1-119

(N)

16.4

kde : ke - převodný součinitel závislý na vlastnostech zeminy a pracovního orgánů (bývá 0,2 aţ 0,8), Fn - odpor působící kolmo k tangenciálnímu odporu (N). Výslednice tangenciální a normálové sloţky

F =  Ft2 + Fn2 = Ft2(1 + ke2) = Ft1 + ke2 Zahrneme-li součinitel 1 + ke2 do hodnoty měrného odporu proti rýpání, bude mít výraz tvar : F = b .d .km

(N)

kde : km - souhrnný měrný odpor proti rýpání (N.m2). Aby se odrýpl určitý objem zeminy, musí síla F vykonat práci na dráze s (A = F.s). F.s = b.d.s.km , kde součin b.d.s je objem pracovního orgánu stroje q : q.kp + qz F.s = km.----------

(J)

16.5

kn kde : qz - objem ztrát, tj. rozpojené, ale strojem nenabrané zeminy (m3), kp - koeficient plnění pracovního orgánu, kn - koeficient naplnění, s - dráha, po které pracovní orgán stroje rozpojoval zeminu(m)Rypadla Rypadla (bagry) jsou stavební stroje, které pracovním zařízením ve tvaru otevřené nádoby (lţící, korečkem) zeminu rozpojují, nabírají a nakládají na dopravní prostředek nebo ukládají na skládky, popřípadě ji přemisťují do násypu. Rypadla se podle druhu rozpojovacího zařízení dělí na výloţníkové, korečkové, nasávací a lanová. Podle podvozku jsou rypadla kolová a pásová. Výhodnější jsou kolová rypadla, tzv. autorypadla, která se sama přemísťují a jsou vhodná téţ pro menší rozptýlené výkopové práce. V lesnictví se uplatňují výloţníková, méně korečková rypadla (meliorační práce). Výloţníková rypadla (obr.16.5) Pracovním orgánem je lopata, drapák nebo hoblík, jimiţ se zemina rozpojuje, nabírá a nakládá na odvozní prostředky.

1-120

Kaţdé výloţníkové rypadlo se skládá z podvozku, otočné plošiny a z výloţníku s rozpojovacím zařízením. Výloţník je umístěn kloubově na otočné plošině a zvedá se lany navijáku. Otáčení plošiny s výloţníkem (o 270-360o na obě strany) umoţňuje ozubený věnec. Lopatová rypadla Pracovním orgánem lopatových nebo lţícových rypadel je mechanická ocelová lopata, uloţená na konci lopatového násadce a ovládaná lanovým nebo hydraulickým mechanismem přímo z pracovní kabiny rypadla. Lopata má tvar nádoby s odklápěcím dnem, vpředu je vyztuţena břitem nebo ozuby, kterými rozpojuje zeminu při pohybu výloţníku, zvedá ji a po otočení stroje vysype. Objem lopaty je u rypadel na kolovém podvozku 0,25 aţ 0,75 m3, u rypadel na pásových podvozcích 1 aţ 7 m3. Lopata výloţníkových rypadel je upravena jako výšková, hloubková a vlečná a podle toho se jednotlivá rypadla také nazývají (obr. 16.5). Rypadlo s výškovou lopatou těţí zeminu od stroje nad úroveň postavení stroje. Je nejvhodnější pro čelní rýpání, tj. při hloubení svislých stěn nebo v odkopových zářezech, vysokých alespoň 1500 mm. Rypadlo s hloubkovou lopatou má lţíci upravenu tak, ţe pracuje pod úrovní pojezdové plochy stroje a to pohybem lţíce shora dolů a pak nahoru a směrem ke stroji. Pouţívá se pro výkopy pod úrovní terénu k hloubkovému výkopu rýh kanálů, vodovodního potrubí, pro meliorační účely apod. Základní technické ukazatele současných stavebních rypadel na 1 m3 objemu lopaty: výkon motoru 70 aţ 90 kW, teoretická hodinová výkonnost 160 aţ 200 m3, síla na zubech 38 aţ 60 kN. Hmotnost rypadel je 25 aţ 40 t, spotřeba pohonných hmot na 1 m3 vykopané zeminy je 0,06 aţ 0,15 kg. Dozery Dozery (shrnovače) jsou stroje pro zemní práce, kterými se zemina rozpojuje, těţí, shrnuje a přemísťuje na kratší vzdálenosti. Dozer je nejdůleţitějším strojem při výstavbě lesních cest (obr.16.7). Dozery jsou pásové nebo kolové traktory s mohutným rámem, vybaveným vpředu radlicí. Radlice se zvedá mechanicky, navijákem nebo hydraulicky. Je z tlustého plechu, který je vyztuţený na spodní hraně má masivní vyměnitelný řezací nůţer. Zkřivení průřezu radlice musí být takové, aby zemina nepřepadávala přes horní okraj radlice dozadu (parabola nebo evolenta). Radlice se montuje k rámu kolmo k podélné ose traktoru (buldozer) nebo je vytočena do určitého úhlu ve vodorovné rovině (angldozer), popřípadě je kolmá k podélné ose traktoru a nakloněná šikmo ve svislé rovině (tildozer).

1-121

Buldozer je určen pro podélný přesun zeminy, angldozer pro příčný přesun a tildozer pro příčné urovnávání cestní pláně, která bývá do stran skloněná, pro výkop trojúhelníkových rýh apod. Novější typy buldozerů mají univerzální radlice, které je moţno nastavit aţ pod 60o dopředu nebo dozadu (angldozer) nebo mírně obrátit asi o 6 aţ 10o ve svislé poloze (tiltdozer). Dozerem se odebírá zemina tak, ţe se jeho radlice za jízdy zaryje do zeminy na hloubku odpovídající tloušťce vrstvy určené k odřezání (0,15 aţ 0,3 m). Při rozpojování působí na radlici dozeru síly, které se projevují jako odpory proti rozpojování (obr. 16.4). Oba odpory se rozkládají na sloţkové odpory ve směru osy x a y. Pro jejich velikost plyne : Rx = N .sin + f1.N.cos

(N)

16.6

Ry = N .cos - f1.N.sin

(N)

16.7

kde : N - velikost normálové reakce (N),  - úhel odřezání zeminy (o), f - koeficient tření zeminy po radlici, jehoţ velikost je dána tangentou úhlu tření, f1 = tgµ. Tyto sloţkové odpory Rx a Ry musí být ve vzájemném konstantním poměru, aby došlo k ustálenému seřezávání zeminy v konstantním průřezu třísky s. Velikost tohoto poměru je moţno vyjádřit poměrem obou upravených rovnic : 16.8 Ry cos - f1.sin

1 - tgµ1.tgµ

-- = ---------------- = --------------- = cos (µ1 + ) Rx sin + f1.cos

tg + tgµ1

Celkový odpor dozeru při práci se zjistí ze součtu jednotlivých dílčích odporů F1+ F2+ F3+ F4. Odpor F1 při řezání zeminy radlicí je moţno počítat ze vzorce F1 = s.k.b (kN), při hloubce (s) a šířce (b) záběru v m a jmenovitém odporu půdy (k) proti řezání v kPa (25 aţ 12O kPa). Odpor zeminy hrnuté před radlicí : F2 = QZ .f1

(kN)

kde : QZ - hmotnost zeminy hrnuté před radlicí (kg) f1 - koeficient tření zeminy o půdu (0,7 aţ 1,2). Odpor tření zeminy o radlici je : F3 = QZ .f2 .cos2  kde : f2 - koeficient tření zeminy o radlici (0,4 aţ 0,6).

1-122

(kN)

16.9

 - úhel naklonění radlice (o). Jízdní odpor je F4 = Qd.(ft+ 2), při hmotnosti dozeru Qd v kg, součiniteli valení ft při jízdě po zemi (0,1 aţ 0,5) a sklonu terénu i v %. Objem sunuté hromady (teoretická výkonnost) se stanoví ze vztahu : l.h2.kz 2h2.kz O = -------- = ------2 tgß

16.10

2µ

kde : ß - úhel sklonu nahrnuté zeminy před radlicí (o), µ - součinitel tření zeminy o zeminu, který se rovná tg úhlu vnitřního tření zeminy (0,7 aţ 0,8),

kz - součinitel ztráty při hrnutí (k = 1 - 0,001 L), kde L je vzdálenost, na kterou se zemina přesouvá v m, l

- délka radlice (m),

h - výška radlice (m). Skrejpry Skrejpr (škrabák) je traktorový stroj, jehoţ pracovní částí je korba opatřená ve spodní části noţem, kterým se zemina rozpojuje a pohybem celého stroje se vtlačuje do korby. Po naplnění se korba nebo dno korby nadzvedne a vytěţená zemina se přemístí v korbě vlastní silou skrejpru nebo silou vlečení na skládku. Tam se uvede v činnost mechanismus pro vyprazdňování korby (zadní stěna) a zemina se za jízdy rozprostře v tenké vrstvě. Skrejpry jsou řešeny jako přívěsné (obr.16.8), návěsové (sedlové) nebo motorové. Objem korby u přívěsných škrabáků je 2 aţ 20 m3, motorových 10 aţ 20 m3. Ovládání korby je lanové nebo hydraulické. Celkový odpor škrabáků se počítá obdobně jako u dozerů s tím rozdílem, ţe odrýpnutá zemina se nabírá do korby, ve které se převáţí na určitou vzdálenost. Vzniká pojezdový odpor škrabáku, odpor zeminy při řezání, odpor řezané zeminy proti nabírání a rozhrnování v korbě a odpor zeminy hrnuté před korbou v místě rozprostírání zeminy. Ekonomická vzdálenost rozvozu je 200 aţ 300 m, u skrejprů taţených, u skrejprů motorových od 300 do 1500 m. V lesnické praxi se pouţívají jen ojediněle. 16.1.3 Stroje pro dokončování zemních prací Mezi dokončovací práce patří úprava výkopových a násypových svahů, úprava pláně, výkopy a čistění příkopů. Grejdry

1-123

Srovnávač (grejdr), (obr. 16.9) slouţí k přemísťování zeminy na kratší vzdálenosti, jejímu rozprostření a urovnání. Srovnávače jsou výhodné pro dokončovací práce při výstavbě lesních cest k profilování silničního tělesa, pro úpravu pláně, k výkopu trojúhelníkových příkopů, pro přemísťování štěrku a písku, pro úpravu svahů a konečně pro míchání zemin při stabilizaci, pro údrţbu nezpevněných vozovek a k odstraňování sněhu aţ do výšky 3OO mm. Pracovním orgánem srovnávačů je pohyblivá radlice, uloţená mezi koly na otočném věnci, který umoţňuje otáčení radlice vertikálně a horizontálně ve vztahu k podélné ose srovnávače. Radlice můţe vykonávat tyto pohyby: zvedání a spouštění, natočení okolo svislé osy (aţ o 36Oo), změnu sklonu, aby se změnil řezný úhel, natočení kolem podélné osy (pro změnu příčného sklonu). U některých grejdrů je moţné vychýlení radlice do strany. Délka radlice bývá 2 aţ 5 m, obvykle bývá obloukovitě prohnutá s výškou od 0,3 do 0,7 m. Sklon radlice se mění od 45 do 90o. Mezi radlicí a přední nápravou se umísťuje u těţších srovnávačů rozrývací zařízení. Potřebná taţná síla srovnávače je obdobná jako při práci s dozerem jen s tím rozdílem, ţe se ještě bere v úvahu úhel odklonu radlice od podélné osy srovnávače (). Řezný odpor: F1 = s.k.b

(kN)

16.11

Odpor hrnuté zeminy: F2 = Qz.f1.sin 

(kN)

16.12

kde: Qz - tíha zeminy hrnuté před radlicí (kN) Odpor zeminy klouzající v podélném směru po radlici: F3 = Qz.f1.f2.cos 

(kN)

16.13

kde: f1 - součinitel tření zeminy o zeminu, f2 - součinitel tření zeminy o radlici. Odpor zeminy klouzající ve vertikálním směru po radlici: F4 = Qz.f2. cos2.cos  (kN)

16.14

Odpor při jízdě srovnávače: F5 = Qz.(ft + i)

(kN)

16.15

Radlice se ovládá ručně, mechanicky nebo hydraulicky. Srovnávače se konstruují podle způsobu pohonu jako přívěsné a nesené (sedlové) za traktorem nebo samojízdné (autogrejdry) na automobilovém podvozku. Poslední typy srovnávačů mají hnaná řízená všechna kola. Svahovače (obr.16.10)

1-124

Neupravené svislé výkopové a závěsové stěny při budování lesních cest je třeba v určitém sklonu zesvahovat a upravit. K tomuto účelu se pouţívá svahovací křídlo (radlice) jako adaptér k buldozerské radlici nebo svahovací fréza nesená za traktorem. Svahovací křídlo (svahovací radlice) je řešeno jako adaptér k buldozérské radlici a je pouţitelné při svahování svislých zářezových stěn ve ztíţených půdních podmínkách (zeminy 1. aţ 4. třídy); maximální dosah má 3OOO mm. Svahovací radlice je otočně uchycena na bočnici radlice a podepřena vzpěrou uchycenou na rámu radlice. Úhel zářezové stěny závisí na změně délky vzpěry. Při postavení radlice vytvoří svislou řeznou hranu buldozerské radlice s masivní hranou, která je výhodná při těţbě zemin v zářezu. Je výhodnější montovat tento adaptér na radlici typu angldozer, který zeminu radlicí přemísťuje současně od paty svahu mimo dosah pásu pohybujícího se stroje. Podmínkou vytvoření rovnoměrného sklonu svahu je srovnaná pláň. Na lesních cestách, kde je vybudován odvodňovací příkon, se nedá pouţít. Svahovací fréza pracuje jako adaptér kolového traktoru. Pracovním orgánem odebírá vrstvy zeminy při současném pojezdu traktoru (obr. 16.10). Svahovací fréza se skládá z rámu stroje, převodného ústrojí, podvozku, zvedacího zařízení a ubírací šroubovice. Podvozek tvoří dvě kola s nízkotlakými pneumatikami, uloţená těsně vedle sebe otočně vzhledem k rámu. Zvedací hydraulické zařízení umoţňuje měnit polohu ubírací šroubovice. Podvozek tvoří dvě kola s nízkotlakými pneumatikami, uloţená těsně vedle sebe otočně vzhledem k rámu. Zvedací hydraulické zařízení umoţňuje měnit polohu ubírací šroubovice. Ta je vytvořena z trubky, na které je navinutý závit z tlustého plechu, vyztuţeného na okraji po celém, obvodu šroubovice. Řezné hrany se připojují ke šroubovici šrouby a jsou vyměnitelné. Délka svahovacího ramena je 2600 mm, sklopení svahovacího ramena je v rozpětí 30 aţ 90o, otáčky svahovací frézy činí 240 min-1, hmotnost svahovací frézy je 800 kg. Ve SL PTR Olomouc se vyrábí svahovací fréza k traktoru Z-12045, která můţe být opatřena čističem příkopů a vyţínačem buřeně. Fréza má délku 2600 mm, průměr 520 mm, šroubovice s 500 mm je pravotočivá, počet nástrojů na šroubovici je 45, počet otáček 200 aţ 300 min-1, záběrový úhel pracovních nástrojů je 25o, maximální dosah 4000 mm. Stroje na hloubení a čištění příkopů Univerzální rýhovací stroj. Pracovním orgánem rýhovače je hydraulické rameno k traktoru LKT-81 přichycené k otočnému přesouvacímu ramenu, upevněnému na mohutném svislém čepu na otočné stabilizační plošině na závěsech rámu. Umoţňuje práci pod osou otáčení plošiny ve stopě obou zadních pneumatik.

1-125

Zařízení se pouţívá k hloubení a čištění lichoběţníkovitých příkopů u paty zářezové stěny svahové cesty, k hloubení příčných odvodňovacích rýh a k hloubení a kladení příčných trubních propustí (obr.16.12).

16.2 Stroje pro zhutňování zemin Nakypřené zeminy se zpevňují (zhutňují) zhutňovacími zařízeními. Volba zhutňovacích strojů závisí na sloţení zpevňované zeminy. Hloubka působení tlaku na zeminu závisí na způsobu jeho působení (statický tlak, nárazy, vibrace apod.). Stroje, které zhutňují zeminu staticky, jsou statické válce, stroje pěchující zeminu rázy vlastní hmotností jsou pěchovadla a stroje, které zeminu střásají, jsou vibrační válce a vibrátory. 16.2.1 Válce Válce (obr.16.13, obr.14.14) se rozdělují podle konstrukce na hladké, jeţkové, mříţkové, pneumatikové a vibrační. Podle pohonu jsou přívěsné a samojízdné. Přívěsné traktorové válce mají hmotnost asi 5 t, samojízdné do 24 t. Hmotnost válců se dá zvětšovat naplněním dutin kol vodou, pískem nebo kovovým šrotem. Tlak zadních kol hladkého a pneumatikového válce je 0,9 aţ 1,4 MPa, jeţkového válce 1,8 aţ 2,4 MPa, šířka válců je 2000 aţ 2500 mm. Taţná síla Fc se zjistí součtem dílčích odporů válce. Valivý odpor přívesných válců na půdě F1 je dán vzorcem: F1 = Q.(fv + is)

(kN)

16.16

kde : Q - celková tíha válců (kg), fv - součinitel odporu při pojezdu (u hladkých válců 0,10 aţ 0,16, u jeţkových 0,15aţ 0,25, u pneumatikových 0,12 aţ 0,25), is - sklon pláně (%).  2q Empirický vzorec pro fv = ----

16.17

D3 kde :

Q q = ----S

Odpor vzniklý třením v loţiskách válce F2 = Q .ft

(kN)

kde : ft - součinitel tření v loţiskách (0,2). Odpor při překonávání setrvačných sil při rozjezdu válce

1-126

16.18

Q.vt F3 = ----

(kN)

16.19

g.t kde : vt - pojezdová rychlost válce (m.s-1) - 0,5 aţ 2 m.s-1, g - zrychlení (m.s-1), t

- čas rozjezdu válce (s) - 4 aţ 5 s.

Potřebný příkon taţného prostředku Fc + Qt.f + is.vt P = ---------------------

16.20

3,6.µc kde :Qt - tíha taţného prostředku (kg) f - součinitel pojezdového odporu taţného prostředku (0,1), vt - pracovní rychlost taţného prostředku (km.h ), µc - součinitel účinnosti pohonu taţného prostředku (0,85 aţ 0,90). U samojízdných válců je pojezdový odpor F1 a odpor při rozjezdu F2 stejný jako u přívěsných válců. Odpor u jeţkových válců (jeţkování povrchu pláně) : F3 = n .S .K

(kN)

16.21

kde : n - počet hrotů tlačených do půdy, S - čelní plocha hrotů zatlačených v půdě (m2), K - měrný odpor při zhutňování hroty (170 aţ 250 kPa). Odpor při jízdě válce v zatáčce : F4 = 0,3 .Q1

(kN)

16.22

kde : Q1 - tíha působící na otočný válec (kN). V praxi se udává taţná síla pro válec (0,2 aţ 0,3) . Taţná síla se téţ počítá podle vzorce : 3

2t

F = --. Q .--- (kN) 8

R

kde : t - délka tětivy válce zatlačeného do zeminy (m), 1-127

16.23

R - poloměr válce (m), Q - tíha válce (kN). Tloušťka zhutňované zeminy H (obdélník o delší straně š a kratší straně a - jsou udány v m) je:

16.24  q.R

W

W

H = a = 4 ----- (m) = 0,28.-- q.R (vazké zeminy) == 0,35.-- Vq.R (sypké zeminy) Eo

Wo

Wo

Q kde : q - - ; Eo je modul pruţnosti zeminy (10 aţ 20 MPa) S W - vlhkost zhutňované zeminy (%), Wo - je optimální vlhkost uvaţované zeminy (%). Průměrná hodnota měrného tlaku pod válcem je : Q ds = -----

(Pa)

16.25

S.a Plošná teoretická výkonnost 60.(B - c). L D = --------------L + t, . n v

(m .h )

kde : L - délka válcovaného úseku (m), B - šířka válcovaného úseku, c - překrývání pásů (c = 0,2 m), t, - doba potřebná pro změnu směrů (0,25 aţ 0,3 min.), n - počet jízd, v - rychlost tahání válce (m.s-1).

1-128

16.26

Hladké válce ocelové Pouţívají se pro dokončovací práce při hutnění povrchu pláně. Válcují vrstvy jen 20 aţ 30 cm tlusté, proto je jejich působení malé. Jsou ruční, přívěsné, samojízdné a vibrační. Podle tíhy jsou válce lehké - 30 aţ 50 kN, střední - 60 aţ 90 kN a těţké nad 100 kN. Jeţkové válce Mají na povrchu šachovnicovitě umístěné 200 mm dlouhé trny. Hmotnost válců je 1500 aţ 8000 kg, tlak hrotů na půdu je 1,8 aţ 4 MPa. Mříţkové rýhované válce Mají po obvodu podélné a příčné rýhy ve formě mříţí. Pouţívají se na písčitých zeminách. Pneumatikové válce Zhutňují zeminu pneumatikovými koly. Kola jsou uloţena v řadách na dvou nápravách po 4 aţ 7 pneumatikách tak, aby se stopy překrývaly. Válce jsou uloţeny pevně nebo výkyvně, kaţdý z nich sleduje nezávisle koly povrch pláně. Hmotnost válců se zátěţí 10 aţ 70 t. Zátěţ se dává do korby umístěné nad koly. Válcují se vrstvy 400 aţ 600 mm tlusté. Stupeň zhutnění závisí na tlaku v pneumatikách (0,4 aţ 0,7 MPa) a zátěţi (12 aţ 25 kN na jedno kolo). Měrný tlak kol na zeminu se mění s tlakem v pneumatikách bez přerušení práce. To umoţňuje jejich nasazení od předhutnění aţ po dohutnění vozovky. Vibrační válce Působí na zeminu tlakem a vibrací. Dynamické působení rozechvěje zeminu tak, ţe se v ní zmenší vnitřní tření a za současného působení tlaku se zrna dostávají do pohybu. Pracovním orgánem vibračních válců je speciální vibrační mechanismus (vibrátor). Zakladem vibrátoru je hřídel, který získává otáčivý pohyb řemenovým převodem od motoru. Hřídel je uloţen v loţiskách skříně vibrátoru a jsou na něm výstředně upevněna závaţí. Při otáčení hřídele vibrátoru vzniká vibrace, která se přenáší na vibrační válec a na půdu. Odstředivá síla F vznikající při otáčení hřídele vibrátoru při hmotnosti m (kg), poloměru otáčení těţiště závaţí r (m), zrychlení odstředivé síly g v m.s-1 (9,81 m.s-2) a úhlové rychlosti d (rad.s-1) se vypočítá : Fo = m .r .2

(N)

16.27

p2.n2 Fo = m .------ .r 900 p.n je-li  = ---- ,n - otáčky hřídele vibrátoru za minutu.

1-129

(N)

16.28

30 Vibrační válce jsou řešeny jako jednonápravové závěsné nebo dvounápravové samojízdné. Účinnost vibračních válců je 4krát aţ 5krát větší proti válcům působícím jen svojí hmotností. Vyţadují téţ méně energie a kovů, protoţe mohou být podstatně lehčí. 16.2.2 Pěchovadla Při pěchování se zemina zpevňuje kinetickou energií nárazů, kterými se zmenšuje pórovitost zeminy a rozdrobují se její větší části. Pěchovadla jsou vhodná pro hrubozrnné a štěrkovité půdy. Hloubka zpevňování je aţ 1500 mm. Pracovním orgánem pěchovadla je pěchovací deska různého tvaru. Podle pohonu se pěchovadla dělí na ruční, pneumatická, výbušná, traktorová a jeřábová. Vibrační desky, vibrátory Vibrační pěchovadlo je řešeno na stejném principu jako vibrační ústrojí vibračních válců. Vibrační deska vibruje na místě nebo se posunuje rychlostí 0,13 m.s-1. Výkonnost je 60 aţ 180 m2.h-1, působí do hloubky aţ 1000 mm. Měrný tlak na zeminu prudce vzrůstá po dobu úderu T, podle výšky H a plochy zhutňovací desky 20V 2gH F : dmax = -----------

(Pa)

16.29

F.T Plošná teoretická výkonnost 3600.Z.(L - c).(š - c) P = ------------------------- .µ

(m2.h-1)

16.30

n1

Ve vzorci počítáme s délkou (L) a šířkou (š) desky, s velikostí překrývání úderů (c=0,1 aţ 0,2), s počtem úderů desky (Z) za sekundu, s koeficientem dobového vyuţití a s počtem úderů n na jedno místo (4 aţ 6).

16.3 Stroje pro úpravu stavebních hmot Základní stavební materiál (kámen, písek) se nedá vţdy vyuţít tak, jak byl získán. Lomový kámen je třeba dále rozdrtit, roztřídit a podle poţadované velikosti na stavební kámen, štěrk,

1-130

drť, písek apod. K tomu se pouţívají různé druhy drtičů a třídičů. Stavební hmoty (např. maltu, beton) je třeba připravit v míchačkách. Vyrobená směs se zpevňuje vibrátory. 16.3.1 Drtiče Drtiče slouţí k drcení lomového kamene na poţadovanou velikost. Podle konstrukce se dělí na čelisťové, kladivové, válcové a kuţelové, jsou poháněny řemenovými převody. Čelisťové a kuţelové drtiče zpracovávají kamenivo na štěrk s rozměry 40 aţ 70 mm (hrubé drcení), čelisťové a kladivové drtiče na štěrk s rozměry 7 aţ 40 mm (střední drcení), válcové drtiče provádějí jemné drcení,tzv. hrubé mletí při výrobě hrubého (2 aţ 7 mm) aţ středního písku s velikostí zrn 0,5 aţ 2 mm. Jemný písek (0,1 aţ 0,5mm) aţ práškový písek (moučka) s velikostí zrn 0,05 aţ 0,1 se vyrábí v mlýnech. Práce potřebná k rozdrcení kameniva určitého objemu za jednu otáčku hřídele :

2.Q

.b.2.(D2- d2)

A = ------- = -----------------2E

(J)

16.31

(kW)

16.32

12E

kde : E - modul pruţnosti (Pa), D - průměr drceného kamene (m), d - průměr drceného zrna (m), Q - objem drceného kamene (m3), b - šířka vstupního otvoru (m),  - napětí při deformaci (Pa). Potřebný výkon motoru čelisťového drtiče P je :

n.A

.b.2(D2-d2)

P = -------------- = ---------------100.65.102

1 720 000

kde : n - počet otáček (min-1), A - práce potřebná na rozdrcení kamene za jednu otáčku (J), D - průměr kamenů vkládaných do vstupního otvoru drtiče (m), d - průměr frakce rozdrceného kameniva vycházejícího z výstupní štěrbiny mezi čelistmi drtiče (m),

 - tlakové napětí při deformaci (Pa),

1-131

E - modul pruţnosti drceného materiálu (Pa). 16.3.2 Mlýny Jsou to stroje, které rozmělňují rozdrcený hrubý písek aţ na jemnou písčitou moučku. Z různých konstrukcí se osvědčují mlýny kolové a mlýny se spodním běhounem (obr.16.16). 16.3.3 Třídiče Po drcení kamene následuje třídění, kterým se rozdrcený materiál rozdělí podle velikosti zrn na štěrk, drť, písek apod. Základním pracovním orgánem třídičů (obr.16.15) je plechové nebo pletivové síto; otvory v sítě mají různý tvar. Podle druhu a pohybu pracovního orgánu se třídiče dělí na třídicí rošty, bubnové a ploché třídiče a třídící drtiče. Výkonnost válcových třídičů závisí na otáčkách třídícího 8

14

bubnu n = ----- + ------ (otáček za minutu), kde R je průměr bubnu v metrech R

R

Potřebný výkon P motoru třídiče: R.n.(Q + 13Qz) P = ------------------

(kW)

16.33

60µ kde : Q - hmotnost bubnu třídiče (kg), Qz - hmotnost kamene v bubnu (kg), µ - součinitel účinnosti třídiče (0,7 aţ 0,8). Potřebný výkon plochých třídičů s třasadlovým pohybem sít P se vypočítá ze vzorce : Q.n.z P = ---------

(kW)

16.34

60µ kde : Q - hmotnost třasadlových sít (kg), n - počet otáček hřídele (min-1), z - výstřednost hřídele (m), µ - součinitel účinnosti třídiče (0,7). Konstrukce třídičů je znázorněna na obr.16.15. Roštové třídiče jsou z ocelových ţerdí, které jsou uloţeny pod určitým úhlem, materiál po roštu klouţe a propadává. Rošty jsou pevné nebo na jednom konci pohyblivé pomocí klikového mechanismu. Bubnové (válcové) třídiče se

1-132

skládají z dlouhého válce (2,5 aţ 10 m), který má v jednotlivých polích postupně různé velikosti ok. Výhodné jsou samohybné třídicí drtiče na automobilovém podvozku. Kámen se k drtiči podává dopravníkem. Z drtiče padá rozdrcený kámen přímo do bubnového třídiče, kde se síty třídí na několik frakcí. Hmotnost těchto mohutných souprav je 5 aţ 15 t a jejich výkonnost kolísá od 10 do 30 m3.h-1. 16.3.4 Míchačky Míchačky jsou stroje pro rychlé míchání betonu nebo vápenné malty. Hlavní součástí míchaček je míchací buben, jehoţ otáčením se promíchává vyráběná směs volným pádem přes lopatky bubnu (obr. 16.17). Míchačky se konstruují se sklápěcím nebo nesklápěcím bubnem. Ze sklápěcích míchaček se pouţívají typy Jaeger o objemu 100 aţ 750 l, výkonnosti 2 aţ 5 m3.h-1 a Wignet SV-1500 s objemem bubnu 1500 l a s výkonností aţ 45 m3. h-11. Míchačky s naklápěcím dnem jsou střední velikosti, na 250l, např. typ Ransome, Kaise-Werner a naše typy Stavostroj. Výkonnost je 3,8 aţ 32 m3.h-1. Buben má 20 otáček za minutu. 16.3.5 Strojní zhušťovače směsí Při strojním zhutňování betonové směsi se pouţívají strojní pěchovadla a vibrátory. Strojní pěchovadla jsou vlastně pneumatická kladiva s pěchovací okovkou a motorická pěchovadla pracující s poskakováním. Činnost vibračních zpevňovačů je podobná jako u vibračních pěchovadel pouţívaných při zemních pracích. Podstatou vibrátoru je výstředník s 12 000 ot.min-1. Jeho kmity se přenášejí na vibrační desku, povrchové vibrátory nebo na hlavici (ponorné vibrátory - pervibrátory) a odtud do zhutňované směsi. Mezery a vzduchové bubliny se v ní zmenšují (obr.14.17B). 16.4 Stroje pro zhotovení konstrukce vozovek Při výstavbě lesních cest nevyhovují často zeminy svými fyzikálními vlastnostmi podkladovým vrstvám vozovek; v takových případech se musí zpevňovat (stabilizovat). Někdy je třeba dopravit téţ jinou podkladovou zeminu. Stabilizace je mechanická nebo chemická. Při mechanické stabilizaci se vrstva zeminy promíchá kultivátory (do hloubky 150 mm) nebo půdními frézami (do hloubky 250 mm). Pro zpevnění stabilizační vrstvy se pouţívají statické válce ( u štěrkových a písčitých půd) nebo jeţovité válce (u jílovitých půd). Při chemické stabilizaci se pouţívají tyto stroje a zařízení: grejdry pro rozprostření materiálu a vyrovnání pláně, distributory (dávkovače, rozdělovače) pro rozprostření sypkých a tekutých

1-133

stabilizátorů, půdní frézy pro rozdrobení a promísení stabilizátorů, válce pro zpevňování a vyrovnávání vozovky. Při stabilizaci cementovou maltou (metoda Vibrocem) jsou potřebné tyto stroje: grejdr pro rozprostření štěrku, válec pro zpevnění štěrkové vrstvy, kropící vůz pro kropení vodou a plastifikátorem S, míchačka malty, dávkovač malty na štěrkovou vrstvu a vibrační deska pro zapravení malty do štěrkové kostry (obr. 16.18). U ţivičných vozovek se pouţívají rozstřikovače ţivice, distributory a rozprostírače suché drtě, která váţe ţivici a hladké nebo pneumatické válce, aby se kamenivo při zpevňování nedrtilo. Ţivičné vozovky z obalovaného materiálu se vyrábějí buď na pláni vozovky zastudena (metoda road mix), nebo se kamenivo obaluje v obalovacích soupravách. U metody road mix jsou potřebné tyto stroje : motorový zametač, odprašovač, distributor, autogrejdr, motorový válec s hmotností 10 aţ 12 t, dopravní prostředky a lopatový nakladač. Kamenivo se obaluje autogrejdrem nebo ve strojní míchačce (nahradí téţ distributor obalované směsi). Obalování kameniva v obalovacích soupravách vyţaduje velmi výkonná obalovací zařízení (obr.16.21). K přepravě obalované směsi slouţí nákladní automobily s oplechovanou korbou, jejíţ stěny se proti přilepování směsi natřou olejem nebo roztokem mýdla. Směs se ukládá ručně nebo strojově finišerem. Pláň a asfaltová vrstva se válcují trojkolovými tandemovými pneumatikovými válci (tlak 0,4-0,6 MPa) a hladkými válci (hmotnost 10-12 t). 16.4.1 Distributory Rozdělovač cementu je zpravidla jednonápravový přívěs; na dně jeho zásobníku je šnek poháněný kloubovým hřídelem taţného vozidla. Šnekem se cement dopravuje ze zásobníku do ţlabu, odkud vypadává na vozovku. Šířka výpusti je 250 aţ 2000 mm (obr.16.19). Rozdělovač ţivice se pouţívá pro přepravu a postřikování ţivicí. Výhodný je automobilový rozstřikovač (autodistributor). Zahřátá ţivice se z kotle vhání do nastavitelných rozstřikovacích trysek. Distributor má citlivý tachometr pro měření pojezdové rychlosti a regulaci čerpadla pro rozstřik poţadovaného mnoţství ţivice. 16.4.2 Půdní frézy Půdní frézy (obr.16.20) jsou určeny k rozpojování a míchání zeminy s pojivem. Frézy jsou jednorotorové nebo vícerotorové.

1-134

Vícerotorová půdní fréza je zpravidla součástí celé stabilizační soupravy (distributor, válec, zásobník cementu a zásobník vody nebo ţivice) nebo jako návěsné zařízení za pásovým traktorem. 16.4.3 Rozprostírače Rozprostírače jsou zařízení pro rozprostírání a dávkování kameniva nebo hotové směsi na vozovce. Podrcovač se skládá ze zásobníku pro drť a rozdělovacího zařízení. Zpravidla je připojen ke korbě nákladního automobilu, odkud se do něj nabírá kamenivo. Míchačka a dávkovač plastifikované malty se pouţívají při výstavbě lesních cest metodou Vibrocem. Jsou poháněny a taţeny traktorem a určeny pro zpracování, přepravu a dávkování cementové malty na navezené kamenivo. Objem míchacího bubnu je 2,4 m3, náplň 1,2 m3, velikost násypného otvoru 1000 x 500 mm, dávkovacích 450 x 200 mm. Otáčky rotoru jsou 12 a 19 min-1. Finišer je stroj pro rozprostírání hotové směsi na vozovce. Moderní finišery mají zařízení pro samočinnou nivelaci podélného a příčného sklonu ukládaných vrstev a elektronické zařízení pro zabezpečení dokonalé rovnosti povrchu vozovky (obr.16.21). 16.5 Stroje pro zakládání staveb Neúnosné půdy je třeba při zakládání staveb zpevnit. Zpevnění se dosahuje odvodňováním, pilotami a injektováním. Stavby se velmi často zakládají na pilotách, násypy lesních cest se zabezpečují zaraţením štětovnic. K zaraţení pilot a štětovnic se pouţívají různé typy beranidel.

Beranidla (obr. 16.22) Jsou to stroje, kterými se dosahuje vysokého tlaku vyuţitím nárazu beranu padajícího z výšky nebo vibrací beranidlových kladiv. Kaţdé beranidlo se skládá z beranu, tj. těţkého závaţí, které naráţí na čelo piloty nebo štětovnice, a z lešení pro zavěšení kladky, přes kterou se beran zvedá ručně, nebo motoricky. Ruční beranidlo je okovaný kuláč z tvrdého dřeva se čtyřmi ocelovými drţáky s hmotností 50 aţ 60 kg. Těţší berany o hmotnosti 100 kg jsou ovládány konopným lanem přes výškovou kladku upevněnou na lešení ve výšce asi 1500 mm. Strojní beranidlo, např. navijákové, má vyšší ocelové lešení (1,5 aţ 2 m). Beran má hmotnost 350 aţ 700 kg a ovládá se navijákem přes kladku pomocí ocelového lana. Počet úderů je 40 aţ 50 za minutu. Beranidlové kladivo má velký počet úderů, vyvolávaných pístovým motorem (130 aţ 230 za minutu), takţe pracuje vibračně. Pohání je elektromotor s výstředníky, stlačený vzduch nebo pára. Tlak vzduchu nebo páry je 0,7 aţ 0,8 MPa. Výkonnost beranění při hmotnosti kladiva 3000 kg a tlaku 0,6 MPa je u betonových pilot 25 x 26 asi 6000 mm.h-1. Na obr.16.22 jsou kladiva typu Demag. 1-135

16.6 Stroje pro stavbu odvodňovacích kanálů a příkopů (obr. 16.23) Zamokřelé a močálovité půdy se nejčastěji odvodňují otevřenými příkopy a kanály (povrchové odvodňování) a méně uzavřenými drenáţemi (podzemní odvodňování), kde se poţaduje neporušený povrch půdy. Pro hloubení sběrných a svodných příkopů do maximální hloubky 1400 mm se pouţívá soustava pluţních příkopovačů, pro hloubení odvodňovacích kanálů (hloubka nad 1400 mm) rypadla. K odvozu zeminy se pouţívají nakládače, dampry a terénní vozidla. Přípravné práce, jako urovnání terénu, odstranění křovin, stromů apod., se dělají dozery. 14.6.1 Příkopovací pluhy Označují se i jako pluhová rypadla, pluhová hloubidla nebo příkopovače. Vyorávají příkopy trojúhelníkového nebo lichoběţníkového průřezů a do hloubky asi 500 mm. Před radlicí je upevněn nůţ, který nařezává vrstvu drnu a zkypřuje půdu (obr.16.23). Pluţní těleso je řešeno jako dvoustranná šípová radlice. Měrný tlak na půdu p způsobený příkopovačem nemá přesáhnout 0,02 aţ 0,03 MPa a je určen vztahem : Q+G p = ----------

(Pa)

16.35

S kde : G - tíha příkopovače (N), Q - tíha půdy nacházející se na pracovním mechanismu (N), S - celková styčná plocha hloubiče s půdou (m2). Zmenšení styčné plochy se dá řešit pouţitím kluzáků nebo nástavců na kola. 16.6.2 Příkopovací frézy Vhodné pro vytváření hlubších příkopů (500 aţ 1200 mm). Pracovním orgánem fréz jsou frézovací noţe různého provedení, upevněné na kotouči, řetězu nebo hřídeli šneku. Jsou to např. frézy s noţi ve šroubovici o délce 1600 aţ 2000 mm a s lopatkovým vrhačem zeminy, talířové frézy pro čištění mělkých a středně hlubokých příkopů, bubnové frézy, apod. (obr. 16.23). 16.7 Stroje pro drenáţní odvodňování Na zemědělských půdách, kde by odvodňovací příkopy byly překáţkou jejich obhospodařování, se hloubí drenáţe. Podle způsobu odvodňování se dělají rýhy určené ke kladení drenáţního potrubí nebo se vytlačují podzemní kanálky pro krtkování. Podle toho jsou stroje pro hloubení drenáţních rýh a stroje pro krtkování, které vytvářejí pod povrchem síť kanálků bez kladení drenáţních trubek (obr.16.24).

1-136

16.7.1 Stroje pro hloubení drenáţních rýh Rýhy drenáţní soustavy musí mít určitou hloubku a jen minimální šířku, aby se do nich mohly uloţit drenáţní trubky. Strojní hloubení drenáţních rýh se provádí drenáţními stroji nebo rýhovači. Podle konstrukce jsou to drenáţní kolové nebo rámové frézy, drenáţní kolečková rypadla, drenáţní lopatová a kolová rypadla a drenáţní pluhy. Pracovním orgánem drenáţních fréz jsou noţe připevněné k obvodu kola (průměr 2500 aţ 3000 mm) nebo k řetězu, který se pohybuje na dvou bubnech šikmého rámu (obr.16.24). Šířka rýhy je asi 200 mm, hloubka 1000 aţ 1800 mm. Drenáţní korečková rypadla rozpojují zeminu korečky s objemem 10 aţ 15 l, upevněnými na obvodu nosného kola nebo řetězu napnutého na dvou bubnech rámu nebo teleskopického výloţníku. Šířka rýhy kolísá od 300 do 500 mm, hloubka je 1200 aţ 1900 mm. Ruské rypadlo ETN-171 má téţ ukládač drenáţních trubek. Drenáţní lopatková rypadla pracují s hloubkovou lopatou. Lopata má řeznou hranu, která vytváří na dne rýhy ţlábek pro uloţení drenáţních trubek. Objem lopaty je 0,25 m3, šířka 400 aţ 700 mm (typ Pelikán). Drenáţní pluhy hloubí rýhu tak, ţe řezná hrana ve tvaru písmene U vyrývá z půdy vrstvy široké 180 aţ 200 mm a tlusté 80 aţ 150 mm. Rýha se vyhloubí asi 18 aţ 20 jízdami. Hloubka záběru pluhu se dá regulovat do 900 mm. Šířka rýhy na dně je 240 mm, nahoře 400 mm. Výkonnost je 3 aţ 4 km za směnu. 16.7.2 Stroje pro krtkování a provzdušňování půdy Krtkovací stroje vytvářejí pod povrchem odvodňovací kanálky v hloubce 400 aţ 1200 mm, které jsou napojeny na svodné příkopy. Pracovním orgánem krtkovače je ocelový nůţ, na který se kloubovitě zavěšuje vlastní krtkovací těleso, nazývané krtek, je vejčitého tvaru o průměru 100 aţ 250mm (obr.16.25). Potřebná taţná síla pro krtkování je 15 aţ 40 kN. U některých typů strojů je moţno mechanismus pro krtčí drenáţ vyměnit za vícenoţový mechanismus, který se pouţívá k provzdušňování půd (obr.16.25). 16.8 Stroje pro údrţbu lesních cest Lesnické stavby, objekty a zejména lesní cesty vyţadují soustavnou údrţbu. Při údrţbě se pouţívají prakticky stejné stroje jako při výstavbě. Při údrţbě lesních cest jde hlavně o čištění odvodňovacích příkopů a odstraňování sněhu v zimním období, k tomu se pouţívají speciální mechanizační prostředky. 16.8.1 Stroje pro odstraňování sněhu Sněhové pluhy

1-137

Pracovním orgánem je odhrnovač, který je buď jednostranný, postavený šikmo k podélné ose vozidla, nebo šípový. Optimální velikost úhlu záběru je 50 aţ 60o a úhlu řezu 35 aţ 45o. Sněhové pluhy mají jednoduchou konstrukci, musí být poměrně těţké a k jejich nesení jsou potřebné výkonné stroje (obr.16.26). Šípové pluhy se montují jako nesené na terénní automobily. Sněhový pluh se skládá z plechového odhrnovače, ve spodní části opatřeného noţem. Odhrnovač má speciální vydutý tvar a je postaven pod úhelm asi 45o. Pracovní šířka je asi 2600 mm, po nastavení křídel aţ 4300 mm. Hmotnost pluhu je 1000 kg a hodinová výkonnost 60 000 aţ 100 000 m2.

Sněhomety Sněhomety mají místo radlic a pluhů zvláštní rotační zařízení (lopatky, šneky, frézy), kterými sníh odhazují daleko do stran. Podle způsobu práce se sněhomety dělí na sněhové turbíny, sněhové frézy a kombinované turbofrézy. Sněhomety jsou samostatná zařízení, připevňovaná k trakčním kolovým nebo pásovým taţným prostředkům. U sněhových turbin odhazují sníh lopatky turbín (obr.16.26). Sněhové frézy pracují na podobném principu jako zemní frézy. Pracovní orgán sněhové frézy se skládá z části řezací a z části odhazovací (obr.16.26). Řezací část tvoří dvojitá šroubovice, pásová nebo bubnová fréza apod. Odhazovací část tvoří vţdy lopatkový motor, buben, který se ve skříni s komínem otáčí obvodovou rychlostí aţ 20 m.s-1. Buben má na povrchu kapsovité noţe, které sníh vrhají do vyhazovacích kanálů. Frézovací zařízení je na rozdíl od turbín postaveno kolmo na směr pojezdu. Odpojování a rozdrobení sněhu vyhovuje fréze, kdeţto odstraňování a odhazování sněhu vyhovuje turbíně, přičemţ je fréza vhodná na tvrdý sníh, turbína na sníh lehký a sypký.

1-138