Nu svänger Dynapac i samklang med marken

Att dra nytta av markens egna egenskaper och arbeta med dem i stället för mot dem är kärnan i vad tillverkaren av kompakt-eringsmaskiner, Dynapac, har skapat med sitt nya styrningssystem Seismic. Systemet kompakterar underlaget på kortare tid, med lägre bränsleförbrukning och mindre maskinslitage enligt företagets beräkningsingenjör Andreas Persson.

– Historiskt har man sett maskinen som ett system och marken som ett annat. Men om man istället ser valsen och marken som ett eget system och resten av maskinen bara som ett hjälpsystem för att driva valsen kan man komma längre, konstaterar han.

Med en bakgrund inom fordonsdynamik började Andreas Persson fundera kring hur dynamiken vid kompaktering egentligen ser ut. Han valde att komplettera sina ingenjörskunskaper med kunskap om hur markens egenskaper ser ut under olika förhållanden för att förstå vad som krävs för att kompaktera mark på bästa sätt. Med sina nya kunskaper i bagaget konfererade han sedan med experter inom lantbruk.

– De jobbar ju med att undvika markpackning, så man kan ju säga att jag letade efter inversen till deras förhållanden, reflekterar han.

Resultatet blev en vält som kan känna av markens egenfrekvens och anpassa valsens vibrationsfrekvens efter det. Det nya systemet jobbar alltså med just dynamik som ledord.

Målet, att omfördela markens olika partiklar så att den blir tätare och bättre på att ta upp och bära laster, uppnås med det här systemet på ett annorlunda sätt än med andra vältar.

– Övriga vältar jobbar med att variera amplituden och hålla vibrationsfrekvensen fix. Amplituden varieras genom att obalansvikter inne i valsen förflyttas på mekanisk väg. Detta ger en mer avancerad och komplex maskin med ett större behov av underhåll och service. Eventuella haverier blir dyra att reparera.

Genom att vända på steken och enbart använda sig av två olika amplituder och kombinera dessa med att istället variera vibrationsfrekvensen menar Andreas att maskinen blir robustare och billigare, men framför allt att den utför ett mer effektivt jobb.

– Det handlar om att få kontroll över maskinens interaktion med marken och arbeta i harmoni med markens egenskaper, förklarar Andreas och tar till ett lättbegripligt exempel för att förklara vad han menar.

– Tänk på en gunga. När man ska putta på någon som gungar gäller det ju att ge knuffen just när gungan har varit uppe i sitt ändläge och vänt. Om man puttar för tidigt bromsas ju gungan och energin slösas bort. Det samma gäller partiklarna i marken, det gäller att påverka dem vid rätt tillfälle.

Att hitta just detta tillfälle är en viktig komponent i Dynapacs nya och patenterade system Seismic. Det är nämligen så att jordar med olika egenskaper påverkas olika av vibrationerna från välten. Mark som vibreras svarar med att komma i resonans, eller egenfrekvens. Nyckeln är att känna igen det aktuella underlagets så kallade egenfrekvens och anpassa vibrationsfrekvensen efter denna.

När vältens vibrationsfrekvens anpassas efter markens egenfrekvens blir resultatet att valsen och marken börjar svänga i takt och det är nu som Seismic visar sin styrka enligt Andreas. Resultatet av samsvängandet är att valsens amplitud förstärks och energiöverföringen mellan maskinen och marken ökar kraftigt vilket ger betydligt bättre verkningsgrad och en effektivare packprocess.

I takt med att marken kompakteras förändras dock dess egenskaper och det är därför avgörande att välten hela tiden mäter och justerar vibrationsfrekvensen allt eftersom arbetet pågår. Med hjälp av en ny förbättrad packmätare, maskinens dator och special-utvecklad programvara sköts detta automatiskt.

De första vältarna med Seismic-systemet installerat togs i praktisk drift för två år sedan och erfarenheter från telematiskt insamlad data i kombination med vetenskapliga studier, bland annat en doktorsavhandling vid KTH, visar att systemet lever upp till förväntningarna.

– Systemet ger upp till 20–30 procent lägre effekt-behov, konstaterar Andreas Persson.

– Det beror främst på att vi kunnat sänka frekvenserna. Jämfört med de cirka 30 Hz som brukar användas arbetar Seismic-systemet oftast mellan 20 och 25 Hz beroende på typ av jord och kompakteringsgrad. Det ger mindre förluster men också minskat maskinslitage samt lägre bullernivåer.

Packprover visar enligt Dynapac att antalet överfarter kan minskas med 30 procent. Att arbeta i samklang med underlagets egenskaper medför också ett minskat problem med ytuppluckring vilket medför att eventuella avslutande statiska överfarter kan slopas.

Totalt beräknas bränslebehovet minska med 10 – 25 procent, den högre siffran när även maskinens ECO-mode används.

Det nya systemet finns nu som tillval på företagets modeller CA 1500 till CA 6500. Det går även att komplettera med dokumentationssystemet Dynalyzer som kopplar mätvärden från packningen till positionsdata och skapar kartor som kan användas till utvärdering.

Men det är inte bara kvaliteten på det utförda arbetet som är viktig menar Andreas Persson.

– Förarkomforten ökar när maskinen jobbar mer harmoniskt. Det har också sitt värde. 