Воздушный компрессор

Преимущества масляных агрегатов

Самый распространенный метод снижения трения, возникающего при работе различных деталей и узлов, является их смазывание. Это позволяет снизить нагрузку на изделие в целом, в частности, на его ключевую деталь — двигатель.

Для решения, этой задачи применяют специальные, компрессорные масла, которые можно использовать в различных условиях эксплуатации.

Компрессоры такого типа в производстве обходятся дешевле. Поэтому, стоимость такого оборудования существенно дешевле, чем безмасляные аналоги. Но в эксплуатации, они обходятся дороже. Это вызвано тем, что в процессе эксплуатации вместе удалением воздуха из рабочей зоны, происходит выброс масла. Кстати, его необходимо заменять через каждые 2 000–3 000 часов эксплуатации.

Так как в сжатом воздухе присутствуют микрочастицы масла, в систему приходится устанавливать маслоулавливающие элементы, например, фильтры. Через определенное количество времени их так же необходимо заменять, а это усложняет обслуживание, и требует дополнительных расходов на приобретение заменяемых фильтров.

Тем не менее, несмотря на принимаемые меры, воздух, прошедший через масляный компрессор полностью очистить не представляется возможным. Например, после обработки воздуха на винтовом устройстве его загрязнение равно 3 мг на один кубометр. Чистота воздуха после его обработки на поршневом компрессоре, напрямую зависит от уровня износа его деталей и узлов.

Это привело к тому, что в отдельных технологических процессах использование масляных компрессоров запрещено.

Как сделать компрессор своими руками

В рамках данной статьи пошаговую инструкцию по изготовлению компрессора своими руками предоставить невозможно. Поэтому осветим лишь ключевые моменты, которые помогут технически одаренным людям верно сориентироваться в этом вопросе.

Несмотря на то, что компрессор — солидный аппарат, его (или нечто подобное) изготовить своими руками вполне вероятно. Следует учитывать, что с нуля его создать будет невозможно, поэтому придется провести подготовительную работу и подыскать необходимые составляющие. Для этого нам понадобятся:

• небольшой компрессор для накачки колес;
• старый, лучше советский, холодильник;
• ресивер от списанного с работ КАМАЗа;
• 1.5 миллиметровая сталь.

За основу берут автомобильный компрессор, рассчитанный на накачивание колес. Его можно приобрести в специализированных торговых точках по приемлемой цене. Из старых советских холодильников извлекаем агрегат с проводкой.

Начать нужно с зачистки мотора шкуркой и его покраски. Для выполнения работ потребуются:

• подходящие хомуты;
• переключатель;
• кислородный шланг.

Ресивер от КАМАЗа применяем в качестве базы для компрессора, чтобы исключить необходимость дополнительных работ по производству рамы.

Далее из плотной бумаги (картон, упаковочная бумага, ватман) вырезается лекало и подгоняется по месту крепления для двигателя и опор. Когда лекало будет закончено, заготовку можно будет нанести 1,5-миллиметровую сталь и вырезать. После этого полученное изделие сгибают сообразно проведенному эскизу и приваривают к ресиверу.

Какие бывают поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры бывают нескольких типов, опишем их ниже.

Воздушный

Едва ли не номер один в мире компрессорных установок, которые начал использовать человек – поршневой воздушный компрессор. Его популярность обусловлена простотой строения как механизма, так и принципа действия. Работа с ним также проста и не требует особых навыков. Его официальное название – компрессорная установка объемного сжатия.

За многие десятилетия его базовая конструкция не претерпела особых изменений. Это корпус из чугуна, а внутри него находится цилиндр. В механизме также есть собственно поршень, сделанный таким образом, чтобы оставался маленький зазор и два клапана. Каждый из них имеет свое назначение: один из них всасывающий, второй предназначен для питания.

Судовой

Компрессоры с поршневой системой нередко применяются на больших двухтактных дизелях на судах. Их используют для наддува и продувки. Дело в том, что двухтактный дизель сам по себе не способен завестись и функционировать. Для полноценной работы ему нужна дополнительная подача воздуха, под давлением больше, чем атмосфера.

Присоединенный к мотору и работающий в такт с ним, поршневой компрессор подает дополнительные объемы воздуха.

Безмасляный

Этот вид компрессора используют там, где необходима подача чистого, без примеси смазочных материалов, воздуха или другого газа. Этот воздух будет без следов масляной эмульсии. Это не означает, что устройство поршневого компрессора работает совсем без смазки, просто масло не пересекается с воздушными потоками. Под них обычно берут двигатель мощностью 1,1 кВт. Он имеет дополнительные позитивные характеристики:

• Малый размер;
• Не нуждается в частом обслуживании;
• Возможна транспортировка и перемещение в любом положении.

Классификация воздушных компрессоров

• тип привода:
• электродвигатель (компрессор воздушный электрический);
• двигатель внутреннего сгорания (компрессор воздушный дизельный);
• газовая/паровая турбина;

назначение:

• компрессоры общего назначения, ─ изготовленные без поправки на специальные требования, они предназначены для сжатия атмосферного воздуха до 0,8-1,5 МПа;
• специальные компрессоры, ─ в этом случае специфические требования, характерные для конкретной сферы применения, учтены, например, химические, нефтехимические, энергетические компрессоры;

конечное давление:

• при производстве сжатого воздуха применяют преимущественно;
• компрессоры низкого давления (до 1,5 МПа);
• компрессоры среднего давления (1,5-10МПа);

использование или неиспользование смазки:

• преобладают жидкостнозаполненные компрессоры (если с целью уплотнения зазоров и уменьшения работы сжатия в качестве впрыскиваемой жидкости используют масло, ─ маслозаполненные компрессоры);
• постепенно растет спрос на бессмазочные компрессоры;

способ отвода теплоты:

• компрессоры с водяным охлаждением;
• компрессоры с воздушным охлаждением;

подача: подача, т. е. производительность воздушных компрессоров, варьируется в широких пределах.

Характеристики воздушных электрических компрессоров

Говоря о конструктивных воздушных компрессоров особенностях, важно изучать следующие характеристики:

1. Наличие однофазного асинхронного двигателя, что функционирует от электрической сети в 220В. Такой критерий говорит о стабильности функционирования техники в условиях интенсивной, порой непрерывной эксплуатации.
2. Компрессорный блок, представленный в виде цилиндра с поршнями, что работают, свидетельствует о прочности и надежности, а также размеренной подачи воздушного потока к самому ресиверу.
3. Ременный привод – наиболее правильный, проверенный вариант по сравнению с прямо-приводным компрессором. Преимущество первого кроется в меньшей частоте вращения двигателя. Система охлаждения также более качественная.
4. О высоком уровне безопасности говорит своевременная реакция реле давления при показателе в 8 бар. Происходит отключение двигателя.

Это основные позиции, которые недопустимо оставлять без внимания в условиях выбора подходящего образца.

Сфера применения

Компрессоры небольшой мощности используются для пневматического инструмента: к ним подключаются гайковерты и шуруповерты, шлифмашины и пескоструйные аппараты.

Практически любое промышленное предприятие эксплуатирует те или иные виды компрессорного оборудования.

Сферы применения компрессоров можно условно разбить на три направления:

– для обеспечения работы исполнительных устройств (пневмоцилиндры, роботы, станки, пневмопистолеты и т.д.)

– технологический процесс (барботаж, охлаждение, пескоструй, покраска, плазменная резка и т.д.)

– транспортировка и перекачка газа.

Как работает компрессор

Для того чтобы понять, как работает данный механизм, рассмотрим схему работы обычного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Когда поршень движется вниз, создается разрежение воздуха. Под действием атмосферного давления он поступает в камеру сгорания, где объединяется с топливной смесью и создает заряд, который можно трансформировать в полезную кинетическую энергию в результате горения. Горение создается свечой зажигания. В результате реакции окисления топлива выбрасывается большой объем энергии. Поршень приходит в движение от силы этого взрыва. И эта сила движения толкает колёса.

Чем плотнее поток топливно-воздушной смеси, тем более сильные взрывы создаются. Для сжигания определённого количества топлива требуется нужное количество кислорода. Правильное соотношение: 14 частей воздуха и 1 часть атмосферного воздуха. Т.е. чтобы сжечь больше топлива, нужно больше воздуха.

В этом и состоит работа компрессора. Он сжимает воздух на входе в двигатель и создаёт повышенное давление.

Механический нагнетатель запускается с помощью приводного ремня, обернутого вокруг шкива, подключенного к ведущей шестерне. Ведущая шестерня привод в движение шестерню нагнетателя. Ротор компрессора впускает воздух, сжимает его и вбрасывает во впускной коллектор. Скорость вращения компрессора – 50 – 60 тысяч оборотов в минуту.

Горячий воздух имеет свойство сжиматься и не может сильно расшириться во время взрыва. Процессом охлаждения воздуха занимается интеркулер. Охлаждённый воздух делает сильнее заряд, который поступает в камеру сгорания.

Параметры моделей серии GY1A040F

Для прокачки жидкости высокой вязкости замечательно подходит указанный роторный насос. Устройство и принцип действия предлагается рассмотреть в первую очередь. Мотор под модификацию подобран с коллектором. Якорь у модификации применяется с двумя обмотками. Предельная частота модели находится в пределах 2–2.5 тыс. оборотов. Для осмотра ротора имеется крышка. Работает насос указанного типа от специального контроллера.

Индикаторный блок устанавливается через модулятор. Как утверждают специалисты, роторная коробка применяется с качественной системой защиты. Перегрузки на блоке передач наблюдаются очень редко. Толкатели в устройствах применяются в форме лепестка. Показатель давления на камере составляет около 5 бар. Зажимы для рамы изготовлены полностью из нержавеющей стали. Для контроля давления применяются манометры механического и цифрового типа.

Критерии выбора компрессорного оборудования

Чем должен руководствоваться потребитель, выбирая воздушный компрессор. Самое главное он должен понимать, для каких целей будет использовано приобретаемое оборудование. Сразу надо оговориться, что существуют отдельные отрасли, и технологические операции могут быть использованы только компрессоры, работающие без масла.

Ключевыми параметрами компрессорного оборудования являются:

1. Расход воздуха (производительность).
2. Рабочее давление.
3. Требования к чистоте воздуха.

Как правило, эти параметры должны быть определены инженерами — технологами, которые разрабатывают технологические процессы с участием компрессорного оборудования.

Например, расход воздуха, может быть рассчитан по следующей схеме:

1. Расчёт количества воздуха при непрерывной эксплуатации.
2. Внесение коррективов в полученное значение с учетом времени работы оборудования в смену или сутки.

При подборе оборудования необходимо учитывать рост числа потребителей сжатого воздуха.

Правила устройства и безопасной эксплуатации поршневых компрессоров

Самые важные из правил безопасности при работе с поршневыми компрессорами. Нужно проводить постоянное наблюдение за тем, чтобы герметичность сборочных единиц была соблюдена, при том абсолютно всех единиц

Особенное внимание следует уделять тем сборочным элементам, которые вынуждены переносить сильное давление

Каждую смену необходимо осматривать предохранительные клапаны, и приборы, с помощью которых проводят замеры, а также и автоматику на предмет дефектов и неисправностей. Это важный принцип безопасности персонала и техники.

Вспоминать чистить фильтры для масла в системе смазочной циркуляции, равно как и приемную стенку насоса. Для этого нужно установить сроки, руководствуясь предписаниями в инструкции, но как минимум раз в 50 дней.

В видео рассказывается про эксплуатацию поршневого компрессора

Критерии выбора компрессора

Чтобы правильно выбрать искомое компрессорное оборудование, необходимо учесть достаточно много параметров. Самые значимые из них приведены ниже.

Мощность

Это один из главных критериев при выборе воздушного аппарата, напрямую связанный с его размером. Мощность будущего компрессора и его размер рассчитываются, исходя из максимально допустимых показателей пневматического инструмента, который планируется к нему подключать. Так, мощность приобретаемого агрегата должна быть в 1,5 раза больше, чем у подключаемого оборудования.

Ресивер

При выборе ресивера опять же нужно обратить внимание на особенности своих инструментов. Если предстоит работать шлифовальной машиной, объём бака должен быть большим (около 50 литров)

Воздухосборник компрессора для бытовых нужд может достигать 100 литров. Большой объём очень удобен, так как позволяет равномерно без потёков завершить покраску.

Производительность

Показатель производительности агрегата имеет прямую пропорциональную зависимость от мощности – при больших значениях одного параметра увеличивается и другой. Поршневые аппараты для бытовых нужд имеют обычно мощность в пределах 2,2 кВт, обеспечивая при этом давление до 8 бар и производительность — 170-350 л/мин.

Питание

По этому критерию нужно выбирать между моделями, использующими для работы электромоторы либо двигатели внутреннего сгорания (топливо – бензин или дизель). Несомненным плюсом бензиновых (дизельных) аппаратов является их автономность. Они находят применение практически в любых даже полевых условиях. Тогда как преимуществами электрических моделей можно считать:

• экономичность (электроэнергия дешевле бензина);
• экологичность (отсутствуют выбросы в атмосферу, более чистые производственные условия).

Если электросети позволяют, лучше приобрести трёхфазный комбинированный агрегат.

Давление

Следующим важным параметром выбора является рабочее давление, измеряемое в барах или атмосферах. Самые распространённые в нашей стране воздушные агрегаты способны создать давление от 8 до 12 бар. Данный показатель также зависит от требований используемого пневматического инструмента. Однако, выбирая аппарат, нужно иметь в виду возможные потери давления на пути к инструменту — это различные клапана, перегибы, заслонки или воздуховод большой длины. Поэтому рекомендуется приобрести установку с некоторым запасом.

Шумность

К неприятным моментам работы воздушного компрессорного оборудования относится его шумность. Уровень шума поршневых двигателей достигает 85 дБ.

Наименее громкими считаются роторные установки.

Масляный или безмасляный

При покупке воздушного компрессора необходимо учитывать и другие критерии. Так, самым бюджетным является безмасляный поршневой аппарат. У него много преимуществ:

1. не имеет системы смазки;
2. удобен в обслуживании;
3. может работать в любом положении, даже на боку;
4. выдает воздух без масляных примесей.

Но есть и некоторые недостатки:

• снижение ресурса контактирующих деталей вследствие отсутствия системы смазки;
• невысокая производительность из-за быстрого износа компрессионной головки;
• уменьшение продолжительности эксплуатации в связи с интенсивностью теплового режима.

Но невысокая цена (от 100 до 350 долларов), компактные размеры и малый вес делают этот аппарат одним из самых популярных для применения в гаражных мастерских и на площадках с небольшим объёмом работ. Максимально возможная производительность агрегатов данного типа составляет около 240 л/мин.

Масляные компрессоры бывают с прямым или ременным приводом. Их особенностью является необходимость периодически заливать масло в картер до нужного уровня. Так, агрегаты с ременным приводом считаются более производительными и бесшумными, хотя и дорогими. Цена колеблется в пределах 400-1000 долларов.

Воздушный компрессор

Воздушные компрессоры – это специальные устройства, которые используются для подачи и сжатия газов под давлением (паров хладагента, воздуха и т. д.). Воздушные компрессоры имеют широкий спектр применения. В большинстве случаев их используют при ремонтных, монтажных работах, строительстве, то есть, и используют там, где нужно применение пневмооборудования и пневмоинструмента. Также воздушные компрессоры используются в промышленности, где нужно применять сжатый воздух высокого давления. В данном случае, для более качественной и эффективной работы, компрессоры используются в составе буровых установок угольной и горнорудной индустрии, и нефтегазовой сфере. Также интенсивно их используют в металлургической, пищевой промышленности, электрохимической сфере, медицине и других областях. Компрессоры можно использовать при любых погодных условиях, и при этом они всегда сохраняют высокий уровень качества.

Еще одна отрасль использования компрессора – одно из направлений живописи – аэрография. Чтобы проявить себя в данной области, необходим определенный вкус, талант, аэрограф, ну и, безусловно, устройство, используемое для втягивания воздуха в аэрограф – компрессор. Таким образом, для чего бы вам ни потребовалось компрессорное оборудование, к выбору компрессора нужно подойти со всей серьезностью, чтобы потом результат вас не разочаровал.

Назначение и принцип действия компрессора

Компрессор – это устройство для перемещения газов, а также повышения их давления.

В большинстве случаев речь идет о воздушных компрессорах, однако, существуют варианты, созданные для работы с вполне конкретными газами и их смесями.

В быту компрессоры активно используют для накачки надувных изделий воздухом, например, игровых мячей, пневматических матрасов, плавательных кругов, резиновых лодок.

Этот список можно продлевать бесконечно.

В профессиональной деятельности аппарат служит источником энергии для пневмоиструмента, используется автомобилистами и шиномонтажниками для накачки автомобильных шин, мотористами для очистки двигателя от грязи мощной воздушной струей (так называемое продувание).

Для опрессовки систем отполения в жилых помещениях, для септиков, для работы пескоструем, краскопультом, аэраторами и другими устройствами.

Некоторые виды этих устройств используют даже в медицине, например, в стоматологических кабинетах, где они потоком сжатого воздуха приводят в движение зубоврачебные приборы.

Что нужно знать о компрессорах?

Компрессор, как и любое другое пневматическое оборудование, требует несложного ухода, который способен значительно продлить срок его работы:

• Воздух необходимо после завершения работы обязательно полностью стравливать. Это убережет прокладки и краны от повреждения.
• Ресивер требует периодического слива конденсата посредством специального сливного отверстия. Особенно это касается холодного времени года.
• Работу компрессора необходимо организовывать с перерывами во избежание перегрева рабочих элементов. Дело в том, что части поршневой конструкции трутся друг о друга, сильно разогреваясь, а их чрезмерный нагрев может стать критическим и привести к поломкам агрегата.

Что это такое

Компрессор представляет собой устройство, которое сжимает газообразные вещества и подаёт их под давлением. Несмотря на множество разновидностей, все аппараты имеют основные элементы:

1. Двигатель.
2. Привод.
3. Нагнетающая установка.
4. Ёмкость для сжатого воздуха.
5. Соединительные шланги и трубы.

Все компрессоры имеют альтернативные основные элементы

Принцип действия всех устройств заключается в том, что в ёмкость нагнетается воздух или газ. Рабочее вещество сжимается каким-либо способом. И под давлением поступает на выход через шланг или трубу.

Технические характеристики агрегата

Основные параметры компрессора:

• мощность;
• производительность;
• давление;
• объём ресивера;
• напряжение в сети.

Мощность показывает энергетический потенциал прибора. Но трение деталей образует потери мощности. Поэтому нужно подбирать устройство с некоторым запасом, например, 30 процентов.

Производительность означает, сколько литров сжатого газа в минуту может нагнать аппарат. Так как величина производительности указывается для окружающей температуры в 20 градусов, выбирайте прибор с запасом около 40 процентов от значения.

Давление указывают в барах и атмосферах. Имейте в виду, что они примерно равны. Этот параметр показывает силу сжатия воздуха. Во время работы давление меняется. Оно колеблется в пределах 60–100 процентов от максимального.

Объём ресивера — это ёмкость бака, который наполняется сжатым воздухом. Он нужен для того, чтобы продлить рабочий цикл компрессора. Чем больше бак, тем дольше будет цикл и медленнее его наполнение.

Параметр напряжения показывает, от какой сети работает прибор. Трёхфазный компрессор вы не сможете использовать дома. Так как ему нужно напряжение 380 В

Также обращайте внимание на частоту. Она должна быть равна 50 Гц

Как работают компрессоры

В атмосферных автомобилях забор воздуха осуществляется по следующей схеме:

• Опускаясь по цилиндру вниз, поршень создает разреженную среду.
• В результате уменьшения давления воздух засасывается в камеру сгорания, где он впоследствии смешивается с топливом, сжимается поднимающимся поршнем и воспламеняется.

Здесь объем поступающего воздуха ограничивается рабочим объемом цилиндра, соответственно для моторов атмосферного типа единственным способом повышения мощности является увеличение внутреннего объема.

Двигатель с установленным компрессором

Установленный же компрессор позволяет использовать возможность воздуха сжиматься под внешним воздействием. Создаваемое его рабочими элементами давление заставляет цилиндры наполняться большим объемом воздуха, а горючая смесь, соответственно, получает больше кислорода. Добавляя к нему увеличенный объем топлива, удается получить больше энергии, которая при сгорании смеси толкает поршень и создает момент движения.

Для эффективного нагнетания воздуха рабочие элементы компрессора (роторы или крыльчатка) должны вращаться быстрее коленчатого вала. Достичь этого позволяет установка шестерней разных размеров: ведущая звездочка больше, чем приводные шестерни нагнетателя. Благодаря этому удается достичь частоты вращения в 50 000 об/мин. и более.

Дополнительно увеличить объем подаваемого в цилиндры воздуха позволяет установка интеркулера. Этот агрегат охлаждает воздух, выходящий из компрессора, в результате чего газ дополнительно сжимается.

Средний прирост мощности на автомобилях, оборудованных компрессорами, в сравнении с атмосферными аналогами составляет 35-45%, кроме того, примерно на 30% возрастает крутящий момент. 

Назначение компрессоров

Устройства для сжатия воздуха или другой среды применяют в медицине, промышленности и быту. Но в большей мере это оборудование востребовано при работах, когда возникает необходимость восстановления дорожного полотна или прокладки нового. Для этого применяют компрессорные станции и другие виды компрессоров, способных подать воздух под давлением, что необходимо для работы пневмоинструментов.

Важный элемент компрессорной станции – ресивер. Это устройство контролирует подачу сжатого воздуха. Его технические характеристики влияют на эффективность проводимых работ.

Выбор компрессора надо соотносить с вместительностью ресивера. Если он вмещает в себя достаточно много воздуха, то это продлевает время работы пневмоинструмента, когда компрессорный агрегат дает сбой. Еще один положительный момент, зависящий от величины этой характеристики, – гашение пульсации, которая наблюдается при подаче сжатого воздуха к оборудованию.

Вывод

На рынке представлено значительное число производителей, предлагающих компрессорные установки с максимально широким спектром возможностей. Здесь и многообразие модификаций, и разнообразие задач, с которыми могут справиться такие компрессоры вне зависимости от сферы их применения.

Перечисленные выше компрессоры – это несколько видов, где каждый отличается наличием своих минусов и плюсов. В связи с этим надо заранее побеспокоиться о том, чтобы получить правильную информацию о компрессорном оборудовании от специалистов. Именно это позволит избежать проблем в будущем: будет приобретен аппарат для решения тех задач, что актуальны для потребителя. Только профессионалы способны на дельный совет, связанный с выбором компрессорной установки применительно к ожидаемым условиям эксплуатации.