Компрессор - незаменимый помощник в хозяйстве и промышленности. С его помощью можно красить, продувать, качать колёса, "пескоструить" и выполнять другие работы пневмопистолетами, которые не сможет выполнить электроинструмент. Так же, помимо этого, к компрессору можно подключить пневмоинструмент, который гораздо легче, мощнее, дешевле и надежнее электроинструмента. Все, кто приобрел компрессор для домашнего хозяйства оценили все его достоинства и незаменимость во многих работах, а промышленность давно не может обходиться без сжатого воздуха.
Есть много разновидностей компрессоров, различающихся по конструкции. Но нас интересуют компрессоры, используемые в строительстве, производстве и частном хозяйстве. В этом случае все их можно охарактеризовать по пяти критериям:
По методу смазки - масляный или безмасляный;
По особенности передачи - коаксиальная или ременная;
По способу сжатия - винтовой или поршневой;
По количеству ступеней сжатия - одноступенчатый, двухступенчатый и многоступенчатый;
По виду двигателя - бензиновый, электрический или дизельный.
Вот, к примеру, вариант поршневого одноступенчатого масляного компрессора с ременным приводом и бензиновым двигателем.
поршневой одноступенчатый масляный компрессор с ременным приводом и бензиновым двигателем
Теперь обо всем по порядку.
1. Метод смазки.
В зависимости от конструкционных особенностей компрессорной установки, возникающих в ней сил трения между ее частями и материалами, а также их изготовления, различают компрессоры, которые требуют смазывания и которые не требуют (работают "в сухую"). В поршневых и винтовых компрессорах необходимость смазки обуславливается разными аргументами. Более подробно ниже.
2.Особенности передачи.
Коаксиальная передача - это прямой привод, в котором вал компрессорной головки соединен напрямую с осью двигателя, в результате чего частота вращения вала компрессора и двигателя совпадают. В случае, например, электрического асинхронного двигателя, частота вращения двигателя (2850 оборотов) совпадает с частотой электрического тока (50 Гц).
В ременном исполнении - двигатель и компрессорная голова имеют на своих осях шкивы, на которые накинут ремень. Известно, что, изменяя диаметр шкивов изменяется их частота вращения и крутящий момент. В следствие чего можно добиться минимальной частоты вращения вала компрессорной установки и увеличения ее ресурса. При этом придётся увеличивать размер поршней, или винтовой пары, или их количество, чтобы сохранять высокую производительность компрессора при большом крутящем моменте на малооборотистом ведомом шкиве большого диаметра. Так же в случае, если оператор забыл залить масло в компрессорную голову и при перегреве установку клинит, то в этом случае просто в итоге слетит ремень, а целостность двигателя сохранится. Так же, благодаря низкой частоте вала компрессорной установки, ременной компрессор издает меньше шума, нежели высокооборотистый коаксиальный. Но все эти минусы коаксиальных компрессоров перекрываются относительно малыми габаритами и низкой стоимостью, что делает их наиболее популярными для частного хозяйства.
Итак мы подобрались к главным конструкционным особенностям компрессорных установок. Разберем подробнее, в чем же заключаются отличия поршневых компрессоров от винтовых?
Поршневые компрессора имеют простую конструкцию и нагнетают воздух посредством поступательного движения поршней и парой клапанов на каждый поршень.
Поршневая компрессорная головка в разрезе
Для небольших цехов и домашнего пользования наибольшую популярность приобрели именно поршневые компрессоры, которые так же бывают масляными и безмасляными. Но тут от трения избавиться не удается и поэтому в безмасляном исполнении поршни и их кольца изготавливают из износостойких материалов на основе керамики, обладающих низким коэффициентом трения, а все подшипники загерметизированы и смазаны на весь срок эксплуатации. Нужны они там, где не обойтись без чистого сжатого воздуха, например в медицине. И при всём при этом они имеют, как правило, низкую производительность и высокую стоимость.
Винтовые компрессоры сжимают воздух посредством винтовой пары, похожей на 2 сверла (шнека), называемых роторами, вращающихся в разном направлении посредством наружных синхронизирующих шестерен с одинаковой частотой и находящихся максимально близко друг к другу с минимальным зазором в безмасляном исполнении.
Безмасляная винтовая пара с наружными синхронизирующими шестеренками
Так же, существуют более простые конструкции винтовой пары, в которой вращение подается только на один ведущий ротор, который, касаясь передаёт вращательное движение ведомому ротору.
Масляная винтовая пара
И в этом случае необходима их смазка. Поэтому безмасляные винтовые компрессоры надежнее масляных винтовых. В этом состоит отличие винтовых компрессоров от поршневых, в которых, наоборот, масляные надежнее более технологичных и дорогих безмасляных.
Винтовая пара - высокотехнологичное изделие, имеющее высокую стоимость на выходе. Поэтому её нерентабельно производить для бытовых нужд и, как правило, винтовые компрессоры используются в промышленности или в цехах с большим количеством рабочих мест. Главным преимуществом винтовых компрессоров является их надежность, так как благодаря их конструкции износ деталей сведен к минимуму. Также, учитывая высокую производительность, винтовые компрессоры имеют небольшие габариты и вес, и при этом экономичнее поршневых на ~30%.
4. Количество ступеней сжатия.
Помимо описанных отличий компрессоры бывают одноступенчатыми, двухступенчатыми и многоступенчатыми.
В одноступенчатых компрессорах воздух проходит одну стадию сжатия. В двухступенчатых - сжатый после первого этапа воздух направляется на дополнительное сжатие во вторую винтовую пару или поршень, имеющих, как правило, меньший размер. Это обеспечивает как увеличение производительности до 15%, при сохранении мощности двигателя и так и увеличение давления сжимаемого воздуха.
Двухступенчатая винтовая пара
Двухступенчатая поршневая группа
В многоступенчатых - этот процесс, соответственно, повторяется многократно. Большее количество ступеней сжатия ещё больше увеличивает КПД компрессора и давление сжатого воздуха на выходе. Изготавливают многоступенчатые компрессоры, сжимающих воздух вплоть до 300 атмосфер! Используют их в основном для заправки баллонов сжиженным техническим газом.
5. Вид двигателя.
В зависимости от потребностей компрессоры могут оснащаться бензиновыми, электрическими или дизельными двигателями. Электрические компрессоры используют для стационарных мастерских или цехов, дизельные или бензиновые для мобильных работ (к примеру дорожных).
Особенности выбора компрессора для дома.
Что касается выбора компрессора для дома и частных мастерских - то это естественно будут электрические поршневые компрессоры. Про особенности их выбора и поговорим.
Сначала нужно определиться, для чего Вам компрессор, так как его нужно подбирать под потребитель. Грубо говоря, если компрессор нужен для пневмостеплера, которому нужно только давление для удара, а объема воздуха не требуется, то по сути тут подойдет любой компрессор. Главным критерием в этом случае будет размер компрессора. Достаточно взять самый небольшой по размеру.
Если же компрессор нужен под покраску, продувку, гайковерт или плазморез, то Вам нужен достаточно мощный агрегат. Обычно, в инструкции всех пневмоинструментов написан их расход при их рабочем давлении. Например, в самых дешевых краскопультах с системой HP написан расход 150 л/мин при 3-4 атмосферах. В более дорогих краскопультах с системой HVLP 300 л/мин при 2-х атмосферах. Гайковерты с крутящим моментом на 840 Нм потребляют 340 л/мин при 6 атмосферах.
Нужно учитывать, что по мере возрастания давления в ресивере (ёмкости, в которую компрессор и накачивает воздух) - производительность компрессора падает. Если на компрессоре написана производительность 400 л/мин, то это означает, что столько воздуха он производит в начальный момент, пока ресивер пустой, а вернее, пока давление внутри него составляет 1 Бар (1Бар ~ 1атмосфера). Чем выше давление в ресивере, тем тяжелее компрессору его накачивать, и при 6 атмосферах производительность падает до 25% в случае, если компрессор одноступенчатый, соответственно она будет равна ~300 л/мин. В двухступенчатых - производительность выше на 15%. В принципе, можно считать, что данного компрессора хватит для гайковерта с расходом 340 л/мин, так как есть некоторый запас воздуха в ресивере, которого хватит на несколько гаек.
И конечно же лучше брать ремённой, если есть такая возможность. Но и коаксиальный при хорошем уходе будет служить Вам верой и правдой долгие годы.
Так же при покупке компрессора нужно учесть факт сочетания мощности двигателя и производительности головы. Зачастую на компрессорах с одинаковыми по мощности двигателями стоит разная по производительности голова. И человек видя высокую производительность компрессора, покупает не глядя именно его. А на следующий день узнается, что у него слабое напряжение в сети или слабая проводка и двигатель не в состоянии запуститься под нагрузкой столь мощной головы. Так же нужно учесть, что на компрессорах стоят асинхронные двигатели, которые запускаются под нагрузкой компрессорной головы и в момент запуска им необходимо от 3 до 5 раз больше их рабочей мощности из сети. Многие жалуются, что компрессор не запускается, а по приезду к нам оказывается просто сеть не тянет. Перед покупкой компрессора, все же лучше посоветоваться с консультантам. Компрессоры можно купить тут: https://svarych.ru/catalog/kompressory/