스크류·모터·감속기를 결합한 3종의 시작기 개발에 성공
경량화 정도에 따라 작업속도 반비례…경제성을 고려해야

김진현 경북대학교 정밀기계공학과 교수

우리나라 산림은 정부정책으로 수종변경 및 조림면적이 확대되고 있는 추세다. 그러나 산림조성을 위한 조림기술에 있어서 식재부터 무육, 벌채, 갱신에 등의 효율성 제고가 요구되고 있지만 유독 조림기술은 크게 진전되고 않고 있다. 특히 국내 산림조성사업에 대한 기계화에 있어서 작업인력의 고령화와 비숙련화 등으로 관행적인 방법이 지속되고 있다. 산림조성을 위한 기계화를 앞당기기 위해 김진현 경북대학교 교수가 추진하고 있는 경량식재기 개발과정을 6회에 걸쳐 소개한다.

<게재순서>

① 경량식재기 개발배경 및 산업환경
② 굴취효율 극대화용 Screw 개발
③ 경량식재기 실증실험 1
④ 경량식재기 실증실험 2
⑤ 경량식재기 시작품 제작
⑥ 경량식재기의 현장적용

◇ 현장 실증실험용 시작기 개발완료
경량 식재기용 스크류와 이에 적합한 모터 및 감속기 장치들을 결합하여 최종 3종의 시작기를 개발하였다. 이 중 2차 시작품이 가장 실용화에 적합하였고 현장 실증시험은 1차 시작기를 중심으로 실시하였다.

◇ 효율성면에서 경량식재기가 우수
<그림 1>은 식재용 도구와 엔진 식재기 및 개발된 경량 식재기의 HBDI 특성을 분석하였다. 인력용은 무게에서는 유리하나 굴취 동력이 없어 인력에 의존해야 하므로 노동력이 많이 들고 엔진 식재기의 경우 무게와 소요인건비, 식재효율성에서 불리하다. 반면에 경량 식재기의 경우 전반적으로 우수함을 알 수 있다.

◇ 토양환경이 다른 3구역 비교 실증실험
<그림 2>는 현장 실증시험구의 대상지를 나타내고 있으며 시험구에서 A지역은 상주시 화동면 이소리 산 87 지역으로 해발고도 305m에 평균경사가 32°가 되는 지형이고 조림 전 평탄작업이 잘되어 있어 조림이 용이하였다. 식재면적은 총 3ha 중 0.15ha부분에 소나무 용기묘(2-0)를 1.8m×.8m 정방형 식재방법으로 식재하였다. 시험구 B지역은 상주시 내서면 평지리 산177지역으로 해발고도 220m에 평균경사가 35°인 지역이고 조림지에 하층식생이 많이 분포하여 뿌리와 자갈의 비중이 많은 지역이었다. 식재면적은 0.15ha부분에 상수리 용기묘(1-0)를 1.8m×.8m 정방형 식재방법으로 식재하였다. 시험구 C역은 상주시 화남면 소곡리 산66지역으로 해발고도 90m에 평균경사가 30°인 지역으로 조림전 밤나무 조림지로 작업지에 잔뿌리가 많아 작업 시 잔뿌리 걸림과 잔돌이 다수 있어 작업이 쉽지 않았고 식재면적은 0.15ha부분에 소나무 용기묘(2-0)를 1.8m×.8m 정방형식재방법으로 식재하였다.

◇ 식재를 통한 다양한 측정
<그림 3>은 소나무 용기묘의 규격을 나타내고 있다.
<그림 4>는 현장 실증 시험을 위해 5종의 식재도구를 식재에 사용하여 각각의 장단점을 분석하였다.
<그림 5>는 기존의 방법에 따른 용기묘 식재 모습이며, <그림 6>은 1차 시작기를 통한 식재 모습을 나타내고 있다.

◇ 작업시간에 따른 효율성 분석
<그림 7>은 1본당 전체 작업시간의 평균을 나타내고 있다. 작업 시간은 재래식 괭이에 비해 1차 시작기는 2배 이상의 시간 절감이 있었고 OK 식재기와 비교할 경우에도 산림지의 경도가 작은 1곳을 제외하면 20% 이상 효율성이 높은 것으로 나타났다.    

◇ 식재기별 편의성 분석
<표 1>은 식재기구별 편의성을 비교 분석하였다. 1차 시작기는 산림지의 토양 여건에 영향을 적게 받으며 작업속도가 빠른 장점이 있으나 도구에 비해 무게가 많이 나가는 단점이 있다. 반면에 도구는 작업 속도가 느려 노동 강도가 높고 따라서 효율성이 떨어지는 단점이 가장 문제가 된다. 따라서 본 경량 식재기의 개발은 실용화를 위해 가격적인 측면에 대한 개선과 무게 경감을 위한 지속적인 노력이 필요할 것으로 생각된다.

농축산기계신문  webmaster@alnews.co.kr

<저작권자 © 농축산기계신문, 무단 전재 및 재배포 금지>