Denna rapport är resultatet av ett examensarbete på Kungliga Tekniska Högskolan i samarbete med Skogforsk. Syftet är att analysera den trädkapningsprocessen hos en skördare, optimera dess energiförbrukning och föreslå modifieringar av systemet. En analys av skördarhuvudets energiförbrukning genomfördes baserat på testdata från Skogforsk. Denna undersökning gav en inblick i prestandan hos hydraulmotorn Parker F11-19 vid kapnng av träd med varierande diameter, samt en kvantifiering av mängden energi som används av skördarhuvudets olika komponenter. Hydrauliska och mekaniska modeller av skördarhuvudet skapades med hjälp av simuleringsverktygen Hopsan och Simulink. Dessa modeller användes för att verifiera optimeringsförslagen. Resultatet av denna studie är fyra optimeringslösningar för ett skördarhuvud. Det första förslaget är att använda en ackumulator för kinetisk energiåtervinning i matningsrullarna, vilket kommer att bidra med en minskning av energiförbrukningen med 6.85%. Det andra förslaget är att optimera sågcylinderns position, vilket kommer leda till en reduktion med 0%, dvs aktuell position bedöms vara optimal. Det tredje förslaget är förändring av kvistknivarnas utformning, vilket minskar energiförbrukningen med 2.72%. Det fjärde förslaget är att använda en alternativ motor som kräver mindre energi, vilket bidrar till en markant minskning av energiförbrukningen med 28.4%. Totalt kommer de föreslagna förändringarna att resultera i en reduktion av energiförbrukningen med 37.9%. Resultatet är teoretiskt och ytterligare fält- och riggprov är nödvändiga för att validera resultaten. / This report is the result of the Master of Science thesis project developed for KTH Royal Institute of Technology in collaboration with the Forestry Research Institute of Sweden (Skogforsk) for the Forestry Master Thesis School 2016. The purpose is to analyze the tree cutting process of a harvester machine, optimize the energy consumption and propose modifications to the system of components if applicable. A study on the energy usage of a harvester head was performed based on test data gathered by Skogforsk, providing insight about the performance of the hydraulic motor Parker F11-19 when cutting different tree diameters and quantifying the amount of energy used on each part of the harvester head. Hydraulic and mechanical models of the head were built using Hopsan and Simulink, respectively. These models were used for the verification of the optimizations proposed. The results from this research study are four optimization solutions for a harvester head. The first suggestion is to use an accumulator for kinetic energy recovery in the feeding rollers, which will contribute with a reduction in energy consumption of 6.85%. The second suggestion is to optimize the saw’s cylinder position, which did not provide any improvements. The third suggestion is a redesign of the delimbing knives, which will reduce the energy consumption with 2.72%. And the final suggestion is to use an alternative motor that requires less power, which will result in a significant decrease of energy consumption by 28.4%. In total, the changes suggested will result in a reduction of the energy consumption by 37.9%. The results are theoretical and further testing in practice is needed in order to assess the veracity of the results.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-192131 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Angulo, Ignacio |
| Publisher | KTH, Maskinkonstruktion (Inst.) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | MMK 2016:93 MKN 170 |
Page generated in 0.0021 seconds