Oxt.: 363.5 Vrste in uporabnost strojev za cepljenje lesa Lojze ŽGAJNAR* 1. UVOD Ročna izdelava prostorninskega lesa z običajnim orodjem je gotovo eno izmed fizično zahtevnejših opravil pri pridobivanju lesa. To še posebej velja za izdelovanje drv za kurjavo v obliki polen, ki so primerna za običajna kurišča. Vse do začetka se- demdesetih let, ko je energijska kriza preki- nila obdobje energijskega blagostanja, tej problematiki ni bila namenjena posebna pozornost. če pri pridelavi drv odmislimo motorno žago, je bilo vse ostalo orodje za pripravo lesa za kurjavo dotlej že tisočletja nespremenjeno. Stopnja mehaniziranosti priprave lesa za kurjavo je bila sorazmerno nizka. Tudi kurilna tehnika (peči, kotli) pred tem ni doživljala občutljivejših sprememb. Temu je sledilo obdobje t. i. ))renesanse lesa za kurjavo«. Kot domač, obnovljiv in čist vir energije naj bi les- in tudi vsa druga bio masa- vsaj delno pripomogel k ublažitvi krize in zmanjšal odvisnost od drage, uvo- žene nafte. Tako je les tudi v razvitem svetu spet postal iskan in cenjen energijski vir. Hkrati se je začela hitreje razvijati tudi tehnologija pridobivanja, predelave in upo- rabe lesa za kurjavo. (Slika 1) Odločilna dejavnika, ki sta povzročila »re- nesanso« lesnega kuriva, torej ponovno uvajanje in širšo uporabo lesa, sta bila zlasti: a) Razvoj in uporaba novih delovnih sred- stev in metod, ki so vsestransko racionali- zirali pripravo in uporabo lesa za kurjavo v klasični obliki (pol ena); b) Izenačenje lastnosti lesnega kuriva s prednostnimi lastnostmi fosilnih kuriv, ki naj bi jih les nadomestil, torej prilagoditev les- nega kuriva navadam razvajenih uporabni- kov ter možnostim uporabe za vse vrste in oblike energije. Vse skupaj pa v smislu * L. ž., dipl. inž. gozd., Inštitut za gozdno in lesno gospodarstvo, Ljubljana, Večna pot 2, YU 260 G. V. 6/89 znanega gesla: ekologija - energija - var- čevanje. Pri uresničevanju teh ciljev je intenzivnim raziskavam sledll nagel tehnološki razvoj na področju celostnega izkoriščanja lesa in biomase sploh. Čeprav se ta vir danes že uporablja v najrazličnejših oblikah (sekanci, briketi, plin, tekočina), je še vedno najma- sovnejša uporaba lesa v klasični obliki po- len dolgih 25-60 cm). Močno pa je napredo- vala tehnologija pridobivanja in uporabe lesnega kuriva v tej obliki. J\la evropskih tržiščih je namreč v zadnjih 10-15 letih zelo bogata in pestra ponudba različnih strojev za cepljenje lesa. Takšni stroji se sicer počasi, vendar vztrajno uve- ljavljajo tudi v naši praksi, saj je domača ponudba vse bogatejša in izbira vse pe- strejša. Žal spet ponavljamo stare napake, ker kupca (mislimo predvsem na zasebne lastnike gozdov) prepuščamo njegovi lastni Sl. 1 : Ročno cepljenje lesa je zamudno, naporno in tudi nevarno opravilo strokovni presoji, oziroma večji ali manjši poslovni spretnosti proizvajalca in trgovca. Vsaj piscu tega prispevka namreč ni znano, da bi že obstajala neka domača razprava ter ocena in primerjava uporabnosti različ­ nih strojev, ki bi lahko bila v veliko pomoč kupcu pri izbiri zanj na.jprimernejše napra- ve. Prav to je namen tega prispevka, v katerem bomo na kratko prikazali vrste in glavne tehnične značilnosti teh strojev ter podali nekaj napotkov, ki so predvsem plod tujih izkušenj in priporočil. Menimo, da bi bila nujna znanstveno-strokovna ocena in medsebojna primerjava posameznih doma- čih tovrstnih naprav. a. v vodoravni izvedbi. 2. VRSTE STROJEV ZA CEPLJENJE LESA IN NJIHOVE OSNOVNE ZNAČILNOSTI Po namenu poznamo dve skupini strojev: a) stroji za cepljenje (enostavni), b) stroji za cepljenje in sekanje ali preža- govanje (kombinirani). S stroji iz prve skupine lahko les le cepimo, bodisi pred dokončnim prežagova- njem na želeno dolžino ali bodisi že naža- gane klade. Stroji iz druge skupine pa omogočajo obenem cepljenje in prežagova- nje ali presekovanje lesa v polena želene dolžine in debeline. Pri kombiniranih strojih poznamo dva osnovna principa delovanja: - Cepljenje s kljunastim klinom in odse- kavanje polen z vrtečimi se noži. Klin in noži so nameščeni na glavni osi stroja. Obe opravili si sledita v zaporedju cepljenje - sekanje. - Prežagovanje s krožno žago na želeno dolžino, ki mu sledi cepljenje z drugo na- pravo v sestavi stroja. Obe opravili si sledita v zaporedju ali pa sta časovno ločeni med seboj (najprej razžagamo in nato klade razcepimo). Pri kombiniranih strojih večjih zmogljivo- sti in pri večjih količinah lesa (skladišča, proizvodnja za trg) ter pri izdelovanju drv neposredno v gozdu (na poti, ob cesti) običajno vključimo v sistem še tračni trans- porter, ki odmika polena od stroja na kup ali pa jih naklada neposredno na prevozno sredstvo. Podobne naprave so tudi za do- b. v navpični izvedbi Sl. 2a, b: Vijačni cepilki - tritočkovni priključek traktorju Sl. 2c: Lahka, kombinirana naprava (žaga-cepil- ka) s krožno žago in vijakom, ki ju poganja elektromotor G. V. 6/89 261 dajanje lesa (goli, klad, metrskih polen) v stroj (slika 2 d). Glede na položaj obdelovanca oziroma smer delovanja cepilnega orodja pri stroju ločimo: - vodoravne cepilke, - navpične cepilke, -kombinirane (obe možnosti). Prednost vodoravnih cepilnih naprav je predvsem v tem, da običajno lesenih klad ni treba dvigniti od tal ali postaviti v pokon- čni položaj, pač pa jih zavalimo v ležeče cepilne naprave. Zato so večkrat pri cepil- nih strojih tudi posebne naprave (žični vitli, dvigala) za primikanja, dvigovanje in pokon- čno postavljanje težjih klad. Po načinu razcepljenja oziroma vrsti oro- dja, ki to delo opravi, so znane različne izvedbe cepi ln ih strojev: SI_. 3a, b: Različna orodja pri hidravličnih cepilkah desno: noži spodaj: kllni Sl. 2d: Kombinirani stroji s tračnima transporter- jema za premik oblovine in odstranjevanje (nakla- danje) polen. Sl. 4a, b, c: Različni tipi hidravličnih cepilk. a: Težja cepilka, traktorski priključek z možnostjo cepljenja v vodoravnem in navpičnem položaju ' 262 G. V. 6/89 - cepilke z vijakom (vijačne cepilke), - cepilke s kljunastim klinom, - cepilke z noži in ploščatimi klini (enoj- nimi, križnimi). Vsi našteti stroji so lahko enostavni (le cepilka) ali pa Jih sestavljata· obe napravi (cepilka in žaga ali sekira). Vijačne cepilke so tudi pri nas najbolj znane in uporabljane pri kmečkih posestni- kih - lastnikih gozdov. Preprosta konstrukcija, hitra montaža in demontaža prek kardanske gredi na pogon- sko os traktorja, sorazmerno velika zmoglji- vost ter cenenost so prednosti te naprave. Vendar pa je po ugotovitvah avstrijskih strokovnjakov delo s to napravo vedno nevarno in jo kljub neprestanim izboljšavam (zaščitne stranske deske) ne priporočajo. Zlasti pri daljših kosih (1 m in več) ter pri žilavem in grčavem lesu tudi razcep ni gladek in popoln, saj ostanejo številni ne- pretrgani snopi vlaken, ki jih je treba ročno presekati. S tem se tudi zmanjšuje učinko­ vitost dela, povečuje delež trsk in iveric, kar predstavlja tudi oviro pri nadaljnji obdelavi (prežagovanju) (sl. 2 a). Povsem varna pa je takšna naprava v navpični izvedbi, ki je pritrjena na posebni, podaljšani konstrukciji in obešena na hid- ravlični mehanizem traktorja. To je pravza- prav edina cepilka, ki omogoča cepljenje oblovine neomejene dolžine in debeline in pri kateri ni nujen primik lesa k stroju, saj se lahko sam stroj približa k lesu (sl. 2 b). Vse večje vijačne. cepil ke so prirejene za mehanski traktorski pogon prek kardanske osi. Potrebna moč traktorja je nad 25 kW. Zlasti manjše, kombinirane stroje (za kratek in drobnejši les), poganjajo tudi elektromo- torji (sl. 2 c) . b: Lahka cepil ka z elektromotorjem c: Hidravlična cepilka na podvozju Pogon: bencinski motor G. V. 6/89 263 S kljunastim klinom delujejo le .kombini- rane naprave za cepljenje in sekanje. Zelo številni in raznoliki sta skupini cepilk z noži in klini. Vse znamke in vsi tipi pa imajo naslednje skupne značilnosti: - Zaradi zahtevnejše konstrukcije so vse hidravlične cepilke dražje, toda zanesljive in varne pri delu. - Naprave delujejo na hidravlični pogon, bodisi s samostojnim agregatom ali prek hidravlike traktorja. - Običajno jih poganja motor traktorja (kardanska gred), lahko jih poganja tudi elektromotor ali poseben motor z notranjim izgorevanjem. Pri nekaterih cepilkah je možna tudi uporaba različnih pogonskih strojev. - Vse te cepilke so prirejene predvsem za cepljenje v vzdolžni smeri (v smeri vlaken, v čelo klade). Manj primerne so za cepljenje pravokotna na vzdolžno os (obod- no). - Lahko cepimo le polena in klade do največ 120 cm dolžine in 1 OO cm debeline. - Lahke (majhne) cepilke potrebujejo za pogon 2-3 kW moči. Pritisna sila pri teh Sl. Sa: Kombinirana naprava (cepljenje-sekanje) za izdelovanje kratkih polen s tračnim transporter- jem 264 G. V. 6/89 strojih je 40-80 kN (4-8 ton). Z njimi lahko razcepimo 2-3 m3 drv na uro. -Velike cepilke, ki so primerne za obrtni- ško (drva za trg) in industrijsko proizvodnjo (tovarne celuloze, lesnih plošč) potrebujejo pogonsko moč 20-25 kW in imajo pritisk do 240 kN (24 ton). Učinek teh naprav je 5-6 m3/h. klin Sl. Sb: Princip delovanja cepilke - Z uporabo različnih nožev oz. klinov lahko naenkrat razcepimo na 2, 4, 6 ali 8 delov (polen) (sl. 3a, 3b). - Vse hidravlične cepilke lahko uprav- ljamo nožno s posebno ročico, kar omo- goča sprostitev obeh rok in varnejše delo. - Velike cepilke običajno prevažamo obešene na hidravliko traktorja. Nekatere imajo tudi lastno podvozje in jih kot polpri- kolice priključimo na vlečno vozilo. Tudi lahke cepilke so običajno na dveh kolesih, ki olajšata premikanje in prevoz (sl. 4a, 4b, 4c). Kombinirani stroji (cepljenje - sekanje) so prirejeni za izdelovanje drv iz oblovine le do 20 cm premera (sl. Sa, 5b) . Pomanj- kljivost teh strojev je tudi v tem, da izdelana polena niso izenačenih debelin in tudi raz- cepna ploskev ni gladka. Takšna drva pa niso povsem po volji kupcev. Enakomerna in lepa drva pa izdeluje kombinirana cepilka z žago (prežagovanje- cepljenje), s katero izdelujemo drva iz oblovine do 30 cm pre- mera ·(sl. 6a, 6b). Obe vrsti kombiniranih strojev omogočata izdelovanje polen, dol- Sl. 6a: Kombiniran stroj : žaga-cepil ka s transpor- terjem za nakladanje (odmikanje) polen gih od 20 do 60 cm. Za pogon je potrebna moč nad 25 kW. Zato so to običajno traktor- ski priključki. S traktorjem jih tudi prevaža- mo, bodisi obešene na hidravliko ( trotoč­ kovno) ali pa jih vlečemo na posebnem podvozju. Sl. 6b : Princip delovanja kombiniranega stroja žaga-cepil ka G. V. 6/89 265 3. SKLEP IN OBRAVNAVA V Sloveniji so drva še vedno pomemben vir energije, zlasti na podeželju. V običajno obliko lesnega kuriva, polena, dolga od 25 do 60 cm, predelamo in uporabimo letno okoli 600 000 m3 lesa. Ročno izdelovanje takšnih drv je zamudno, naporno in tudi nevarno. Zlasti še, če smo gospodami in uporabljamo za kmjavo le najslabši les, ki je običajno grčav, zavit, zverižen in težko cepljiv. Podobne težave so pri izdelavi pro- storninskega lesa (gozdarstvo, industrija plošč in vlaknin), saj predstavlja ročno cep- ljenje tudi pomemben del proizvodnih stro- škov. S prenosom izdelave prostorninskega lesa iz gozda k trgovcu in uporabniku se je gozdarstvo tem stroškom izognilo. Vendar pa je pri tem tudi izgubilo delo, ki bi ustrezno mehanizirana lahko prispevalo k zmanjša- nju tehnoloških presežkov delovne sile in sredstev ter tudi k večjemu dohodku. Podobne so tudi možnosti za izdelovanje in dobavo drv v obliki končnega proizvoda, to je polen dolžine 20-60 cm. V razvitem svetu se je ta dejavnost v zadnjih letih spet močno razširila, zlasti v zasebnem sektorju (lastniki gozdov, obrtniška dejavnost). V skandinavskih državah so v vrečah emba- lirana polena celo zelo iskan in donosen izvozni proizvod za Evropo. Na našem tržišču bi takšna izdelana drva zaman iskali. Osnovni pogoj ekonomična in varne pri- prave polen za~kurjavo je mehanizirana izdelava, ki pomeni v primerjavi z ročno veliko racionalizacijo in tudi humanizacijo dela. Raziskave so namreč pokazale, da potrebujemo za pripravo enoletne zaloge drv pri individualni stanovanjski hiši (kmečko gospodarstvo) kar 1 0-12 dni. Pri tem je najzamudnejše cepljenje, za kate- rega porabimo kar tri četrtine časa. Strojno to delo lahko opravimo v nekaj urah in z neprimerno manjšim naporom. Pri nakupu cepilnega stroja mora biti odločilni dejavnik varnost pri delu in ne le cena naprave. Na podlagi večletnih izku- šenj, raziskav in priporočil Avstrijcev odsve- tujemo nakup vijačnih cepilk. Izjema so cepilke v navpični izvedbi, s katerimi lahko 266 G. V. 6/89 cepimo na tleh ležečo oblovino (klade). Za samooskrbe pri individualrlih uporabnikih pa priporočamo nakup manjših, lahkih hi- dravličnih cepilk, ki so zanesljive in tudi varne za delo. Z nabavo v solastništvu (npr. strojna skupnost) tudi cena takšne naprave ne. bi bila previsoka. Za večje količine prostorninskega lesa (gozdarstvo, industrija celuloze in plošč, trgovina s kurivom, obrtniki) pa so primerne težje hidravlične cepilke, zlasti v vodoravni izvedbi, pri kateri ni treba dvigovati težkih bremen. Za morebitno organizirano proizvodnjo večjih količin polen za tržišče (gozdarstvo, trgovska podjetja, obrtniki) so zelo primerni kombinirani stroji, in sicer le žage- cepil ke. Sekire- cepilke so iz že navedenih razlo- gov manj primerne. Menimo, da bodo naše sicer grobe ana- lize in ocene uporabno izhodišče za lažje odločitve pri nakupu teh strojev. Obenem pa se zavedamo, da bi bila nujna podrob~ nejša domača študija in primerjava uporab- nosti tovrstnih domačih naprav. še posebej bi se za to morali zanimati vse številnejši proizvajalci teh naprav. VIRI 1. Jonas, A: Gortler, F; Grill, F.: Heizen mit Holz. Kammer fOr Land und Forstwirtschaft in Salzburg. Salzburg, 1985. 2. lsachsen, O.: Trebrensel trenger ,.fodsels- hjelp«. Bioenergi i Norge. Norges Landbruksviten- skapelige Forskningrad Energiforskningen. Oslo, 1985. 3. Gislerund, O.: Fort brensel er best. NLVF. Oslo, 1985. 4. Žgajnar, L.: Sekanci - nova oblika kuriva iz sečnih in drugih lesnih ostankov. Poljudna knjiž- nica 1. zvezek. IGLG, 1986. 5. Žgajnar, L.: Biomasa- domač, obnovljiv in čist vir energije. Nova proizvodnja št. 1-2. Ljublja- na, 1987. 6. Žgajnar, L.: Les kot vir energije v Sloveniji in njegov pomen v gospodinjstvih. Gozdarski vestn!k št. l. Ljubljana, 1989. 7. Stevilni prospekti in obsežen reklamni mate- rial različnih domačih in tujih proizvajalcev in posrednikov cepilnih naprav. Opomba: Vse slike so iz različnih prospektov in drugih virov.