Kulmahiomakone

Kulmahiomakone (”rälläkkä”) on pääasiassa hiomiseen ja leikkaamiseen käytettävä työväline, jossa käytetään yleensä pyöriviä laikkoja tai teriä. Kulmahiomakoneelle on tunnusomaista, että terän pyörimisakseli on poikittain koneen pituussuuntaan nähden.

Konetta voidaan käyttää esimerkiksi metallien, puun, betonin ja kiven hiomiseen ja leikkaamiseen. Jos kulmahiomakone varustetaan teräsharjalla, sitä voidaan käyttää muun muassa metallipintojen puhdistukseen hapettumista, maalista ja muista kiinteistä epäpuhtauksista.

Kulmahiomakoneita käytetään esimerkiksi konepajoilla, rakennustyömailla ja teollisuudessa. Käyttövoimana voi toimia sähkö, paineilma tai polttoaine (bensiini).

Terä murtuu helposti, joten sitä ei saa taivutella. Leikattaessa metallia laikan pyörimissuunta on myötäpäivään, mutta leikattaessa tiiltä tai betonia pyörimissuunta on parempi vastapäivään, jotta leikkauksesta syntyvä pöly lentää poispäin tekijästä. 

kulmahiomakonetta käytettäessä tulee työturvallisuuden takia aina käyttää kuulosuojaimia ja suojalaseja.

Rälläkän laikoista 
On olemassa eurooppalainen standardi hiomatuotteille ja rälläkän laikkojen sinänsä tärkeille merkinnöille <ref></ref>: EN 12413. Lisäksi on valmistajien oma yhdistys Osa, joka on laatinut lisätestejä laikkojen kestävyydelle 

Merkittäviä valmistajia, joilla on pelkkää hinnastoa monipuolisempi luettelo, ovat muun muassa Tyrolit, Pfred, Lucas, Rhodius  sekä aikaisemmin nimellä Kustavin laikka toiminut Oy Pureva Ab.

Laikan valinnassa ja vertailussa on pahimpana ongelmana ettei ole olemassa “parasta” laikkaa. Otetaan esimerkiksi laikka A (kapea, pehmeä sideaine) ja B (paksumpi, kova sideaine). Jos laikkaa B käytetään esim heikkotehoisessa akkurälläkässä lujan teräksen leikkaamiseen, on tuloksena lähinnä lämpöä. Kun käytetään laikkaa A tehokkaassa koneessa rakenneteräksen leikkaamiseen, syntyy eniten kallista pölyä.

Laikka A toimii heikkotehoisessakin rälläkässä koska sopivasti kuluva sideaine päästää esille teräviä hioma-aineen siruja. Mekanismi on erilainen kuin jyrsinnässä tai sahaamisessa, jossa kovin työkalu yleensä tuottaa hyvän tuloksen.

Jotta ei verrattaisi omenoita ja appelsiineja, löytyy laikoista niiden rakennetta kuvaava koodi. Siinä selitetään koodin rakenne, miten se käytännössä näkyy ja miten sen avulla voi hahmottaa laikkojen välisiä eroja.

Rakennekoodi 
Edellä mainituissa oppaissa on kuvattu koodi täsmällisesti, oheisessa kuvassa on sivuttu rälläkän laikoissa yleisintä rakennetta. Valitettavasti rakenteen tiheyttä kuvaava koodi on yleensä jätetty pois. Avoin rakenne voi olla hyödyksi kun hiotaan paljon likaa, maalia yms sisältävää materiaalia.

Koodia kannattaa etsiä BF merkinnän avulla, rälläkän laikat ovat aina vahvistettuja. Alkuun pääsee toisella säännöllä: aina A (paitsi Civelle C (latinalaisittain lausuttuna K)) sillä metallin hionnassa yleisin hionta-aine on alumiinioksidi. Yleisimmin esiintyvät karkeudet ovat välillä 20–60 mesh. Hioma-aineen sitovan hartsin kovuus on yleisimmin välillä N–Q, mutta valitettavasti asteikko on suhteellinen (vaikuttaa siltä, että mitä isompi valikoima valmistajalla on muita tuotteita, sitä kapeammalle alueelle rälläkän laikkojen kovuus asettuu ja päinvastoin).

Käytännössä eri valmistajat käyttävät mm. koodeja:

Monet valmistajat sotkevat koodeihin mukaan omia mallinumeroitaan tai sinänsä standardoituja muotokoodeja 41 (suora), 42 (taivutettu katkaisulaikka) tai 27 (taivutettu hiontalaikka).

Laikkojen paksuus 

Rhodius valmistaa 0,6 mm paksua ja halkaisijaltaan 125 mm katkaisulaikkaa. Koosta 1,0 mm alkaen alkaa eri paksuuksia olla yleisesti saatavilla. Katkaisulaikaksi käy 3-millimetrinen, jonka halkaisija on 125 mm. Heikkotehoisilla koneilla laikan ohuus parantaa leikkaustehoa. Tehokkaissa ja painavissa koneissa kovin ohut laikka on arka särkymään. Hiomalaikat ovat paksumpia, tyypillisesti noin 6 mm. Osa valmistajista myy noin 3-millisiä erikoislaikkoja sekä katkaisuun että hiontaan. Yleensä katkaisulaikalla on kiellettyä tehdä hiontaa.

Inox 
Inox tarkoittaa ruostumattoman teräksen työstöön sopivaa laikkaa. Useimmin kyse on siitä, että laikassa ei ole liikaa rautaa, rikkiä tai klooria. Em aiheet huonontavat perusmateriaalin korroosion kestoa ja aiheuttavat ruostetta. Kannattaa huomata että jos Inox-laikalla yhtään hiotaan mustaa rautaa, ei laikka ole enää Inox, vaan aiheuttaa pistesyöpymiä tai -ruostetta ruostumattomaan teräkseen.

Ei rautametallit 
Alumiinille ja kuparimetalleille käytetään myös alumiinioksidia hiovana aineena. Laikan rakennetta pitää muuttaa jotta laikka ei tukkeudu terästä pehmeämmästä perusaineesta. Tällaiset laikat ovat yleensä merkitty: ALU.

Muut hioma-aineet 
Zirkoniumia (koodi ZA) on käytetty pitkään valujen työstössä.

Uudempaa tekniikkaa ovat erilaiset keraamit (CA). Näiden hinta on korkea, mutta poistettu ainemäärä tulee yleensä saman hintaiseksi kuin useammalla tavallisella laikalla. Tällaisia laikkoja valmistaa ainakin Tyrolit, Rhodius ja 3M.

Turvallisuus 
Lähes neljännes kaikista sähkötyökalujen kanssa sattuneista työtapaturmista sattuu kulmahiomakoneen kanssa työskennellessä. Tämä käy ilmi Saksan lakisääteisten tapaturmavakuutusten pohjalta laaditusta tilastosta . Suomessa rälläkkä on kolmanneksi yleisin työtapaturman aiheuttaja .

Kovin vaarallinen laite rälläkkä ei onneksi ole. Kuolemaan johtaneita työpaturmia on Suomessa analysoitu Totti-järjestelmässä vuodesta 1985 lähtien, tosin viime aikoina ei enää kaikkia. Vajaan 900 turman joukosta löytyy haulla “hioma” 4 tapausta. Näistä kaksi on aiheutunut paksun hiomakiven rikkoutumisesta (toisessa CNC-koneeseen jäi väärä arvo ja liian suuri nopeus rikkoi kiven, toinen oli “huonoa tuuria”). Kolmas tapaus oli rälläkän kipinäsuihkun aiheuttaman tulipalon jälkiseuraus. Viimeinen tapauksista on sinänsä klasikko: väärä laikka suojuksettomassa koneessa joka pyöri aivan liian lujaa suhteessa ylikokoisen laikan kestokyvyn.

Laikkojen kierrätys pienempään koneeseen 
Tuntuisi ekologiselta ja taloudelliselta siirtää isosta 230 mm:n laikkaa käyttävästä koneesta kulunut laikka pienempään, esim 180 mm:n laikalle tarkoitettuun koneeseen. Valmistajat yleensä kieltävät tällaisen kierrätyksen, vaikka se olisi mahdollista.
Tyypillinen nopeus isolle koneelle on 6 500 rpm, pieni kone voi pyöriä lähes kaksinkertaisella kierrosnopeudella. Kuvassa on piirretty kehänopeuden muutos laikan halkaisijan mukaan. Tyypillisessä käyttötilanteessa siis edetään oikeata vasemmalle. Fix suora on nopeudella 6 500 rpm laskettu kehänopeus. Multikäyrän tilanteessa on laikka vaihdettu 8 500 rpm kiertävään 180 mm:n laikkaa käyttävään koneeseen ja myöhemmin 12 000-kierroksen rpm 125 mm:n koneeseen. Kehänopeus pysyy siis alle normaalin maksimiarvon 80 m/s. Arkipäiväisempänä yksikkönä kyseinen nopeus on lähes 300 km/h.

Kun tilannetta mietitään pidemmälle ja tutkitaan miten keskeiskiihtyvyys käyttäytyy, huomataan että laikan kuormitus yli kaksinkertaistuu alkuperäisestä. Vaikka alun perin kokon 125 mm tehty laikka kestää tämän kuormituksen, voi eri tavalla optimoitu iso laikka toimia tällaisessa tapauksessa vaarallisesti. Kiihtyvyyden yksikkö on kuviossa tuhatkertainen maan painovoiman kiihtyvyys (kilo G [kG]) eikä massan yksikkö. Huippukiihtyvyys 98 000 m/s2 vastaa jo bioanalytiikan käytössä olevaa tavanomaista sentrifugin kiihtyvyyttä.

Terveen järjen mukaan ei ole estettä käyttää pienentynyttä laikkaa toisessa koneessa mikäli sekä suojukset sopivat paikalleen eikä alkuperäistä kierroslukurajoitusta ylitetä.

Rälläkän kehityksestä 
Jotta voisi ottaa kantaa “alkurälläkkään”, pitäisi päättää mitä rälläkällä tarkoitetaan. Kehitys on kulkenut paineilmakäyttöisistä hiomakoneista sähkökäyttöisiin katkaisulaikkaa käyttäviin koneisiin. Varhaisia Black&Decker malleja on jo 1940-luvulta  mutta niistä ei ole suorituskykytietoja.

Euroopassa sähkökäyttöisen rälläkän on tuonut markkinoille Ackermann & Schmitt GmbH vuonna 1954  ja oleellisesti saman oloista mallia DL-14 on valmistettu 1980-luvulle asti. 

Taulukkoon on kerätty sähkökäyttöisiä koneita, joissa voi käyttää katkaisulaikkaa. Halkaisija 180mm on korvautunut nykyään lähes täysin mitalla 230 mm.

*) Ackermann & Schmitt GmbH

**) kolme eri mallia: 2700, 5000 ja 8500 rpm [pg:n arkistoimasta alkuperäisestä käyttöohjeesta]

***) [https://www.gossrental.com/Equipment-Rental/Item/262/Black-Decker-4075-Grinder-Sander/] Kertooko vuoden 2020 vuokrausilmoitus enemmän vuokraajasta vai vuokrattavasta (vai kuluttajansuojasta - mm laikansuojus puuttuu)? Laite on aito usa-tuote ja käyttää 15A 120V AC , massa on epävarma mutta suuri. Vanhimmat ovat mallia 4071.

Taulukkoon kaivataan tietoja 80- ja 90-luvun rälläköistä, joissa on jo karalukko tai turvakytkin. Jos tiedät tarkkoja tietoja malleista joihin on juuri tullut em turvaominaisuuksia, ole hyvä ja täydennä tietoja.

Etymologiasta 
Vertailevaa kielentutkimusta voi harrastaa vaihtamalla Wikipedian kielen. Muissa kielissä rälläkällä ei ole vakiintunutta lempinimeä, niitä on useita tai ne perustuvat tuotenimeen (Flex). Onomatopoeettisesti kulmahiomakone pitää käydessään (tai viimeistään pysähtyessään ehjäkin laakerointi tuottaa) rallattavaa tai rällättävää ääntä.

Kulmahiomakone eroaa kulmavaihteiston osalta suoravetohiomakoneesta, rälläkkä on nasevampi nimi. Myöskään autoja ei luokitella sen mukaan miten päin niiden moottori on suhteessa etenemissuuntaan.

Lähteet

Aiheesta muualla 

  Kulmahiomakoneen työturvallisuus, Työterveyslaitos

Käsityökoneet
Rakennustyökalut