kuva
Etusivu / Lapin ammattikorkeakoulu - Lapin AMK / Esittely / Ajankohtaista / Lumiselle katolle akkukäyttöisiä koneita

Lumiselle katolle akkukäyttöisiä koneita

18.3.2024



Kirjoittajan kasvot.
DI, Lapin ammattikorkeakoulun lehtori Anssi Ylinampa toimi asiantuntijana Lapland Robotics -hankkeessa.

logoja

Lapland Robotics -hankkeessa selvitettiin muun muassa kiinteistön talvista huoltoa ja kunnossapitoa. Vuosittain Suomessa loukkaantuu ihmisiä lumisilla katoilla töitä tehdessään. Lumien pudottaminen voi olla myös muulla tavoin vaarallista. Peltikatolta lumet saattavat sopivan lämpimällä säällä yllättäen pudota.

Robotiikka sekä automaatio voisivat tulla ihmisen avuksi ja tilalle vaaralliseen ja hikiseen lumityöhön.

Työturvallisuutta voidaan kohentaa automaatiolla, sillä robotti voisi tehdä talon katolla vaarallista lumityötä. Lumilingolla voisi poistaa lunta katolta niissä kohdissa, joissa on räystään alla talon ovi tai muu kulkureitti ihmisille. Katolle kertynyt lumi ei pääsisi vyörymään räystään alla kulkevan niskaan tai vaikkapa rojahtamaan auton katolle. Linkoamalla voisi suunnata lunta sivulle ja pois oviaukon yläpuolelta. Katolta voisi jopa suoraan lunta lingota pihalla olevaan kärryyn pois vietäväksi.

Kevättalveen asti katolla talven yli maannut lumi on tavallisesti painunut kasaan ja osittain kovettunut. Se ei muistuta vastasatanutta kuivaa pakkaslunta, jota on helpompaa lingota.

Laitteen pitää olla kannettavissa ja nostettavissa talon katolle, painoa saisi olla enintään noin 20 kg .

Harjattomat sähkömoottorit ja kokeiltavaksi

Kaksi kannettavaa akkukäyttöistä lumen linkoamiseen sopivaa laitetta oli kokeiltavana ja arvioitavana:

Makita LXT DUX 60Z
, 36 voltin 5Ah akku (yksi Li-Ion akku , jonka jännite on 18 volttia ja niitä on kaksi kappaletta sarjassa eli yhteensä 36 volttia )

ja

Stiga ST 8051 AE 80V
, 5Ah Li-Ion akku, jonka jännite on 80 volttia.

Ylinampa kuva 1.jpg
Kuva 1 . Makita kannatinsuksella

Ylinampa kuva 2.jpg

Kuva 2 . Stiga vinssin vetonaruun kytkettynä

Pukataan ja vyörytetään Makitalla

Ensiksi kokeiltavana oli Makita LXT DUX 60Z. Kokeileminen ja testaaminen tehtiin keväällä 2021.

Testaamispäivinä Rovaniemellä maaliskuussa 2021 oli melko lämmintä, ilman lämpötila oli noin plus viisi celsiusastetta. Makitan sähkömoottori ja akku ovat suojaamattomat pöllyävää irtolunta ja räntäsadetta vastaan. Jäähdytysaukot imevät lumipölyä sisään moottoriin ja moottori myös lämpenee käytön aikana sulattaen satavaa taikka pölisevää lunta vedeksi. Sähkömoottorin melu ei ole kova. Makita-paketin hinta (runko , laturi , neljä akkua ja kumiharja sekä perinteinen harja ) on noin 1400 euroa.

Akku, jonka kapasiteetti on 5 Ah , riitti lumityöhön tavallisesti keskimäärin 20 minuutin verran. Latausaika oli noin yksi tunti. Keskimääräinen virta akusta oli arviolta noin 15 ampeeria. Makitan nimellinen moottoriteho on arviolta noin 36 V x 15 A = 540 Wattia.

Makita ja sen kuminen harjapää painavat yhteensä noin 20 kg eli kaksi kertaa enemmän kuin metsän raivaussaha. Pituutta koneella on noin kaksi metriä. Harjapään leveys on noin 60 senttimetriä.

Kaksi metriä pitkän Makitan kantaminen katolle yhdellä kädellä roikottaen rappusia kiikkuen oli jonkin verran työlästä. Taukoakaan ei ollut helppo pitää rappusilla, kun koneen paino rasitti kättä tauonkin ajan.

Ylinampa kuva 3.jpg
Kuva 3 . Kuminen eteenpäin lunta heittävä Makitan harjapää ja käyttäjää suojaava kaareva muovi

Akun piti olla melko lämmin lumityötä varten, noin -5 celsiusta tai lämpimämpi. Akussa on varauksen ilmaisevat merkkivalot ledeillä eli tolppanäyttö. Makitassa on myös moottorin pyörimissuunnan vaihto vastakkaiseen suuntaan nappulan painalluksella.

Makita on hurjan keulapainoinen, painopiste on noin metrin päässä kantokoukun etupuolella. Raivaussahassahan kantokoukku on tasapainopisteen tienoolla. Käyttäjälle näin suuri keulapainoinen peruskoneen massa oli hyvin raskas. Lumen siirtämiseen ja linkoamiseen oli hyvä olla jonkinlainen apukannatin, vaikkapa Stiga-rattikelkan etusuksi.

Ylinampa kuva 4.jpg
Kuva 4 . Peltikatto paljastui puolimetrisen lumikerroksen alta, kannatinsuksi kevensi työtä

Makitaa ei keulapainoisuuden takia jaksanut kovin kauan pelkästään käsillä kannatella edes pihalla ja tasamaalla. Varsinkin liukkaalla peltikatolla punnerrettaessa kannatin tarjosi helpotusta. Mekaanisen kannattimen ja muovisuksen sijainti oli painopisteen kohdalla.

Märkä ja luminen peltikatto oli hankala kävellä ja konetta työntää, ja käyttäjä liukastui helposti polvilleen. Kovaa painettaessa syvään lumeen Makita teki välillä takapotkuja, joten konetta joutuu pitämään tiukasti kiinni käsillä. Makita oli kuin lumenlakaisuväline, osa lumesta lensi eteenpäin ja jonkin verran harjapään mukana pyörähti lunta taaksepäin koneenkäyttäjän kengille. Sen lumen mitä edestään löytää osittain sitten taakseen jättää. Mitä paksumpaa lumikerrosta yritti yhdellä puskulla poistaa, sitä enemmän saattoi lunta pyörähtää myös taakse.

Lumen siirto ja heitto oli hikistä hommaa. Koneen käyttäjä joutui puskemaan ja ponnistamaan moottorin pyörittämän kumiosan kitkavoimaa vastaan. Kumiharjan kitka oli siis melko suuri lumessa möyrytessä ja peltikatolta lunta alas vyöryttäessä.

Makita pyrkii kaivautumaan ja sukeltamaan paksuun puolimetriseen lumeen. Tämän vuoksi harjapään korkeudensäätöä piti kehittää, jotta pystyisi juustohöylämäisesti muutaman sentin paksuisen lumikerroksen kerrallaan lakaisemaan katolta alas.

Mekaaniset tuet täytyi tehdä melko tukeviksi. Huterat ja huojuvat rakenteet olivat hankalia käyttää lumen siirtoon katolla. Tukien piti silti olla tarpeeksi keveitä, jotta kantaminen ylös olisi ollut vaivatonta. Tässä kokeilussa rakennettiin kolmen suksen avulla melko yksinkertainen, halpa, kevyt ja toimiva korkeussäädettävä kannatinteline Makitaan. Menetelmä oli myös katon pinnalle ystävällinen.

Ylinampa kuva 5.jpg
Kuva 5 . Kolmella kannatinsuksella ja 20 cm korkeussäädöllä varustettu kannatinkehikko, ”juustohöylä”

Räystään lähellä noin parin metrin varren päässä pyörivä Makitan harja tuntui toimivan mukavasti. Lunta onnistui vyöryttämään katolta alas melko vaivattomasti, koska lumen siirtomatka oli suhteellisen lyhyt ja painovoimakin auttoi liikuteltavan lumen pudottamisessa. Lumi lähti harjakatolta luonnolliseen suuntaan alaspäin räystäälle, kun koneella antoi vauhtia. Käyttäjän ei tarvinnut mennä räystään lähelle, joten työturvallisuus koheni. Talon harjalla päätä ei huimannut ja myös putoamisvaara katolta oli olematon.

Kuvassa 6 käyttäjä liikutti neljämetrisellä alumiinitangolla oikealla kädellä Makitaa alaspäin räystästä kohti ja sitten takaisin ylös talon harjaa kohti. Vasemmalla kädellä sinisellä kireällä narulla säädettiin portaattomasti harjapään korkeutta lumessa eli ”juustohöylää” (sekä kuvattiin kameralla). Vapaana lumessa löysänä ollut naru toimi Makitan moottorin hätäsammutuskatkaisijana.

Ylinampa kuva 6.jpg
Kuva 6 . Neljämetrisellä alumiinitangolla pukattiin Makitaa alaspäin ja kiskottiin takaisin ylöspäin

Makita LXT DUX 60Z ei ole varsinainen lumilinko vaan se on akkukäyttöinen yleiskone moneen erilaiseen tehtävään. Koneen runko-osaan voi kiinnittää lukuisia yhteensopivia työkaluja. Kuminen liuskaharja ja perinteinen pyöröharja olivat käytettävissä.

Kumiliuskaharja oli sopiva painavan lumen vyöryttämiseen ja heittoon räystäältä alas. Perinteisellä pyörivällä harjalla voisi mahdollisesti lunta heittää pois aurinkokennojen päältä. Myös telttakatolta (esim. pressuautotalli) lunta saisi ehkä kevennettyä mikäli jaksaisi Makitaa jotenkin kannatella ja liikutella ylhäällä teltan päällä.

Lingotaan lunta Stigalla

Stiga ST 8051 AE 80V -lumilinkopaketti sisälsi lumilingon , 80 voltin pikalaturin, kolme 80 voltin Li-Ion akkua 5Ah, kumiliuskaharjan sekä perinteisen pyöröharjan. Stigassa moottorin arvioitu teho on noin 80V x 5A = 400 Wattia. Lingon kokonaismassa akun kanssa on noin 20 kg. Stigassa on hyvä kantokahva.

Stiga työpaketin hinta oli noin 1300 euroa. Markkinoilla oleva GreenWorks 80V -niminen lumilinko muistuttaa hyvin paljon Stigaa.

Stigan 80 voltin Li-Ion akku jaksoi tehdä noin yhden tunnin verran lumityötä eli akku oli suhteellisen riittoisa. Vaihtamalla täyden akun Stigaan sai toisen tunnin verran lingottua lunta. Akun lataamiseen meni noin 30 - 40 minuuttia. Kuivaa pakkaslunta yksimoottorinen linko pystyi heittämään parhaimmillaan myötätuuleen yli kuusi metriä. Valmistaja ilmoittaa suorituskyvyksi minuutissa noin 500 kg lunta. Stigassa ulosheittoputkea voi suunnata vasemmalta oikealle portaattomasti.

Stiga on lumilingoksi suunniteltu ja tehty, joten pöllyävä lumi, räntäsade tai vesisade ei haittannut sähköosia eikä moottorin jäähdytystä. Haukattavan lumen paksuus lingottaessa oli enintään noin 15 senttimetriä.

Ylinampa kuva 7.jpg

Kuva 7. Stigan muovinen pyörivä ”heittosiipi” vippaa lunta ylös heittotorven kautta haluttuun suuntaan

Jos pakkasta oli noin -10 celsiusta ja laite oli yön yli ollut ulkona, ei Stiga lähtenyt käyntiin. Mikäli säilytti akkua lämpimässä huonetilassa, ei moottorin käyntiinlähdön ongelmaa ollut -20 celsiuksessakaan.

Stiga on yksimoottorinen, joten käyttäjä joutuu omin voimin pukkaamaan linkoa eteenpäin ja kiskomaan taaksepäin. Varsinainen moottorin pyörittämä heittosiipi lunta varten on mustaa kovaa muovia, joten lingottaessa lunta se mekaanisesti kuluu kiviin ja jääpalasiin iskeytyessään. Lingon leveys on noin 60 senttimetriä.

Stigalla pystyi jonkin verran vetistä lumisohjoakin linkoamaan pois. Nuoskalumi on lähes aina hankalaa siirtää millä tahansa välineellä, koska lumi tarttuu työkaluun kiinni kuin liima. Märkä lumi liimautui ja pakkautui lingon eri osiin kiinni samalla tavoin kuin lapioon tai lumikolaan.

Puoliautomaattinen linkoaminen vinssin kaukosäätimen napilla

Peltikatolta lumet saattavat lämpimällä ilmalla hurahtaa yllättäen ja lumenpudottaja kalustoineen voi mennä lumien matkassa katolta alas. Tämän takia talon harjalta piti saada mekaaninen tuki lumensiirtämiskalustolle ja linkoamiselle.

Stigaa varten tehtiin kahden kertopuulankun avulla kuusimetriset puiset "kiskot", joita pitkin linkoa pystyttiin yhdellä narulla vetämään alaspäin räystästä kohti ja kiskomaan toisella takaisin talon harjaa kohti ylös. Liikuttamiseen käytettiin yhtä sähkövinssimoottoria ja siinä kahta voimansiirtonarua. Yksi naru oli myötäpäivään puolattu vinssin ja toinen puolestaan vastapäivään. Vinssissä oli langaton kaukosäädin ja suunnanvaihtorele (kontaktori) , jolla vinssin moottoria saattoi pyörittää myötäpäivään taikka vastapäivään.

Ylinampa kuva 8.jpg
Kuva 8. Kertopuiset kiskot lingon kannattimena ja liikkumisen suuntaajina vinssatessa

Talon harjan yläpuolelle kiskoihin ankkuroitu vinssi toimi tavallisella auton akulla ja sen 12 voltin jännitteellä. Langattomalla kaukosäätimellä pystyttiin komentamaan vinssin liikuttamaa kiskoilla kulkevaa Stiga lumilinkoa alaspäin ja ylöspäin "puoliautomaattisesti", edestakaisin, juustohöyläten lunta vähemmäksi. Kokonaispainoa kertyi yhteensä noin 60 kg (linko , kertopuiset kiskot , 100Ah akku , 12V vinssi).

Testaamispäivinä maaliskuussa 2022 sää oli vuodenaikaan nähden erittäin lämmin, aurinko paistoi voimakkaasti katolla olevaan lumikerrokseen ja ilman lämpötilakin nousi noin +10 celsiusasteeseen. Öisin oli vain pari astetta pakkasta. Lumen pintakerros oli märkää ja lumi oli raskasta lingota. Hyviä testituloksia ei ajanpuutteen takia ehditty saada. Lämpimät sääolosuhteet tekivät testaamisesta ja toimivuuden arvioimisesta vaativaa.

Ylinampa kuva 9.jpg
Kuva 9. Räystäälle asti talon harjalta ulottuva Stiga lumilingon kiskotus

Havaintoja ja jatkokehityssuunnitelmaa vinssitaktiikan perusteella

Kuusimetriset kertopuukiskot pitäisi saada jäykemmiksi linkoamista varten. Voimakas sähkövinssi kiskoi linkoa lumessa räystästä kohti ja kiskot taipuen puristuivat ja antoivat hieman periksi. Linko pitäisi saada hallitummin kulkemaan pienemmällä liukukitkalla suoraan kiskoilla muljahtelematta parin senttimetrin verran puoleen tai toiseen.

Vinssissä on voimaa riittävästi, mutta mekaanisten veto-osien tarkempaa hienosäätöä ja kehitystyötä tarvittaisiin varsinkin rankoissa nuoskalumisissa olosuhteissa. Kuivassa lumessa ei testaamista kiskoilla päästy kokeilemaan. Lingon eteen tarvittaisiin vielä mekaaninen lumen möyhentäjä, joka palastelisi katon päälle kuukausien ajan pakkautunutta tiivistynyttä lunta lingon syötäväksi.

Loppusanat

Molemmat akkukäyttöiset laitteet ovat tarpeeksi keveitä yksin kantaa katolle lumen poistamista varten. Ne tarjoavat monenlaisia mahdollisuuksia kehittää ja käyttää katolle sopivia puoliautomaattisia tai täysin automaattisia koneellisia lumilinkousjärjestelmiä.

Nämä pienikokoiset kannettavat akkukäyttöiset koneet ovat kuitenkin suhteellisen hitaita lumityössä. Pienellä koneella suoritusvauhti ja lumiteho on pieni ja aikaa lumityöhön tarvitaan enemmän kuin järeämmällä koneella. Täydellä akulla moottori pyörii virkeästi. Jännitteen pienentyessä moottorin pyöriminen laiskistuu.

Kylmä akku ei saa moottoria liikkeelle ollenkaan. Jos akku on ulkona pakkasessa (noin -10 celsiusta) yön yli, ei sähkömoottori (helpolla) käynnisty. Akku ei myöskään lataudu laturissa, mikäli akun sisälämpötila on pakkasen puolella. Tällöin akkua joutuu ensiksi lämmittämään.

Nuoskalumi ja märkä lumi ovat lähes aina hankalia saada liikkeelle välineistä riippumatta. Lämmin keväinen sää vaikuttaa lumeen ja sen linkoamiseen. Kuiva pakkaslumi on tavallisesti helpompaa lingota. Koneet keventävät lumityötä katolla ja mahdollistavat turvallisemman työnteon.

Lapland Robotics -hanke Rovaniemellä mahdollisti näiden kahden akkukäyttöisen lumityökoneen soveltuvuuden ja suorituskyvyn arviointia lumen poistamiseen katolta. Hankkeessa kokeillut ja yllä esitellyt keveät ja suhteellisen halvat sähkömekaaniset ratkaisut ovat yksi vaihtoehto käyttää pieniä akkukäyttöisiä laitteita lumen poistoon talon katolta. Paljon muitakin vaihtoehtoja on olemassa.

Esitetyt mielipiteet ja testitulokset ovat kirjoittajan omia. 

Lähteitä

https://www.op-media.fi/asuminen/huolehdi-lumikuorma-ajoissa-pois-katolta/

Norjalainen Solbakk esittelee Stigaa youtubessa https://www.youtube.com/watch?v=n5BDbMAgdvM

 

> Siirry Pohjoisen tekijät -blogin etusivulle



Kommentit

Lisää kommentti

Ei kommentteja