- Пневматичні інструменти: поради щодо вибору
- Компресори: види, пристрій, підготовка повітря, вибір, технічне обслуговування, ремонт, відгуки
- Компресори та пневматичний інструмент: класифікація, поради щодо вибору та експлуатації, досьє виробників
Компресори, т. Е. Пристрої для стиснення повітря, останнім часом стають все більш популярним обладнанням не тільки на промислових підприємствах, а й у арсеналі домашніх майстрів і невеликих організацій. Пояснюється це просто: стиснене повітря можна використовувати в самих різних областях, встановлюючи на пневмомагистраль різноманітний інструмент та обладнання. Про різновиди і особливості різних типів компресорів та інструменту ми вже докладно писали (скористайтеся пошуком по сайту - Прим. Ред.). Тепер на черзі «проміжна ланка» - для підготовки повітря на шляху від всмоктування з атмосфери до виходу з інструменту. Простіше кажучи, обладнання, яке буде потрібно для очищення і приведення параметрів повітря до оптимальних для тієї чи іншої роботи.
Це завдання не така проста, як може здатися на перший погляд, але і особливих складнощів в ній немає. Всі технічні рішення для підготовки повітря давно і успішно реалізовані, і при виборі просто потрібно визначитися з необхідним і достатнім для роботи обладнанням.
ВІД атмосфери ДО ІНСТРУМЕНТУ
Говорячи про підготовку повітря, не зайве нагадати про той шлях, який він проходить, перш ніж зробити корисну роботу. Отже, атмосферне повітря стискається в компресорі, а потім по пневмомагистрали потрапляє до самого інструменту.
На кожному з цих етапів допускаються свої параметри повітря і ступеня забруднення, тому й устаткування для підготовки на кожному етапі по-різному. Мало того, в процесі переміщення повітря відбувається його додаткове забруднення сторонніми включеннями від продуктів зносу обладнання.
Обмовимося відразу, в рамках цієї статті ми не будемо детально розглядати особливості систем очищення повітря на великих підприємствах. Для них призначений високопродуктивне, складне і дороге обладнання, і чим чистіше потрібно повітря, тим складніше ці системи. Обмежимося тими пристроями, які звичайні при побутових роботах, в майстернях на кшталт шиномонтажу, авторемонту та забарвлення або, наприклад, в невеликому меблевому виробництві - словом, там, де витрата повітря відносно невеликий і вимоги до його якості не надто суворі.
Перший і основний елемент будь-пневмосистеми - компресор. Для більшості видів подібних робіт використовуються поршневі компресори, що приводяться в рух електродвигунами. Повітря через впускний клапан потрапляє в циліндр, стискається і через випускний клапан направляється в магістраль. Постійно працювати поршневий компресор не може, час від часу йому потрібно зупинка для охолодження. Для «зберігання» повітря і згладжування пульсацій тиску потрібен ресивер - металевий балон великого обсягу. Найчастіше двигун, компресор і ресивер складають єдиний блок.
⇒ ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ
Пневматичні інструменти: поради щодо вибору
Якщо потрібен великий обсяг повітря і передбачається його постійну витрату, підійдуть гвинтові компресори, в яких стиснення здійснюється за допомогою гвинтів (приблизно як в м'ясорубці, але для повітря потрібно два гвинти, що обертаються разом). Ці моделі можуть працювати без перерв набагато довше, ресурс їх вище, але і ціна значно зростає.
І поршневі, і гвинтові компресори можуть бути безмасляними або олійними. За інших рівних умов масляні надійніше, але при їх експлуатації повітря забруднюється частинками масла. Це вимагає додаткового очищення, а іноді взагалі неприйнятно. Інші різновиди обладнання для стиснення повітря в звичайних умовах практично не застосовуються, хіба що для любителів аерографії на дому випускаються мембранні моделі, досить тихі, з невеликою продуктивністю, до того ж конструктивно не забруднюють повітря продуктами свого зносу і маслом.
Пневмомагистраль. Якщо для побутових умов, коли одноразово підключається один-два інструменти, досить буває звичайного гнучкого шланга, то в умовах навіть невеликого виробництва рідко можна обійтися без стаціонарно закріпленого металевого або пластикового трубопроводу, до якого за допомогою разветвителей підключається часом різне обладнання.
Сам пневмоінструмент можна розділити на дві великі групи.
«Дмуть» потрібне повітря для розпилення твердих речовин, рідин, лаків і фарб, очищення і видалення пилу, охолодження, шиномонтажу. Зазвичай побутової компресор купують саме для цих цілей, адже електричних аналогів подібного обладнання або немає взагалі, або вони набагато складніше і дорожче. Але цим можливості щодо застосування стисненого повітря не обмежуються. І в обладнанні другої групи повітря використовується як привід механізмів, простіше кажучи, замість електродвигунів, соленоїдів і гідроциліндрів. За рахунок попереднього накопичення стисненого повітря можна отримати набагато більшу потужність при періодичному застосуванні. Наприклад, в умовах тієї ж шиномонтажной майстерні для разбортовкі колеса і закріплення його на поворотному столі використовуються потужні пневмоциліндри, які повинні працювати лічені секунди. Як джерело енергії застосовують заздалегідь накопичений стиснене повітря, який поповнюється в ті моменти, коли великий його витрата не потрібно.
Якщо ж інструмент має пневмопривід як альтернативу електричному мотору, наприклад в шліфувальному обладнанні, на перший план виходить зручність роботи: пневмодвигун легше, набагато простіше по конструкції, захищений від зовнішньої пилу і не боїться перегріву, так як охолоджується самим стислим повітрям.
Практично будь-який ручний або стаціонарний інструмент має пневматичні аналоги, при цьому потужність і ресурс «пневматики» значно вище, вага - менше, а значить, і працювати їм зручніше.
В кінцевому рахунку саме від використовуваного інструменту залежить необхідний ступінь очищення і підготовки повітря. Якщо при звичайному здуванні пилу з верстата за допомогою продувочного пістолета чистотою повітря, що виходить можна знехтувати, то при фарбуванні автомобіля навіть невелика порошинка або крапля, що потрапила на поверхню, може зіпсувати всю роботу.
ПОВІТРЯ - ЦЕ НЕ ТІЛЬКИ СУМІШ газів
Тепер подивимося, якими взагалі параметрами характеризується стиснене повітря і що необхідно для його підготовки до роботи.
Стандартні фізичні параметри атмосферного повітря - тиск, температура, вологість і запиленість. Вплинути на них ми не можемо, а ось забезпечити трохи більш сприятливі умови для роботи пневмосистеми та обладнання - цілком. Досить просто встановити компресор в сухому, чистому, прохолодному або добре провітрюваному приміщенні, і ресурс системи збільшиться.
Весь пневматичний інструмент розрахований на роботу при певному тиску. Для більшості моделей з пневмодвигунами стандартний тиск - 6,3 атм, для фарбувального і подібного обладнання-менше. Компресори розраховані на створення в ресівері постійного тиску не нижче 8 атм, а іноді і вище, так що запас «пневмоенергії» у них є. Деякі втрати будуть при русі стисненого повітря від ресивера до інструменту, в системах підготовки (ця величина вказується в паспорті на обладнання) і трубопроводах, там зазвичай вони невеликі і при необхідності досить легко розраховуються. Тиск регулюється за допомогою редукторів.
Найнеприємнішими факторами для роботи будь-якого пневмоінструменту вважаються пил і вода, обов'язково міститься в повітрі у вигляді пари. Температура стисненого повітря, строго кажучи, для звичайного його застосування не так вже й важлива, але тут є кілька нюансів. Справа навіть не в тому, що чим вище температура, тим більше знос і швидкість корозії устаткування - в кінці кінців, ці величини нехтує малі. Якщо розглядати температуру, вологість і тиск спільно, з'ясовується, що при постійному тиску і вологості існує температура, при якій волога почне випадати у вигляді конденсату. Ця величина називається точкою роси, її прийнято вважати при атмосферному тиску. Чим вище вологість і температура вхідного повітря, тим вище і точка роси. При підвищенні тиску (для чого, власне, і потрібно компресор) волога також починає випадати у вигляді конденсату, Заодно в процесі стискання повітря зростає і його температура, як від самого стиснення, так і від нагрілися при роботі елементів компресорного блоку. Часткове охолодження відбувається на шляху з компресора в ресивер (для цього іноді навіть застосовують ребра на трубопроводі) і в самому ресівері, де і випадає велика частина конденсату. Якщо повітря не встигне достатньо охолодитися, конденсат випаде «десь» в пневмосистеме.
На практиці при роботі без системи очищення, наприклад з продувальним пістолетом, можна спостерігати частинки сконденсировавшейся вологи у вигляді «туману», що вилітає з сопла: стиснене повітря при розширенні охолоджується, і пара перетворюється в конденсат. Якщо водяна пара зазвичай не є небезпечним для роботи, то конденсат вже, безумовно, шкідливий, і його доводиться видаляти за допомогою Влагоуловітель або осушувачів. Але перед попаданням в ці системи нагріте повітря бажано охолодити. Зазвичай достатньо природного охолодження, осушувачі в невеликих пневмосистемах зустрічаються рідко. Також можливе використання проміжних охолоджувачів на шляху повітря від компресорного блоку до ресивера і від ресивера до осушувача.
Далі, в повітрі завжди присутні дрібні пилові частинки органічного та неорганічного походження. Після стиснення, перед попаданням в інструмент, їх розмір і кількість потрібно зменшити до прийнятних значень. Попередня груба очистка здійснюється ще перед попаданням повітря в компресор. Для цього використовують повітряні фільтри, часто, особливо на невеликих моделях, поролонові або паперові. Високого очищення від твердих включень вхідного повітря не потрібно, достатньо затримувати великі частки, здатні викликати швидкий знос компресорного блоку або пошкодити його.
До того ж, чим щільніше фільтр, тим більше опір вхідного повітря, а значить, зростає і навантаження на апарат. Зупинятися на цих фільтрах ми не будемо, майже завжди вони входять в комплект самого компресора. Їх обслуговування зводиться до періодичного очищення, продування і, можливо, рідкісним замін на нові.
⇒ ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ
Компресори: види, пристрій, підготовка повітря, вибір, технічне обслуговування, ремонт, відгуки
Потім в процесі знаходження в системі повітря «збагачується» продуктами зносу циліндропоршневої групи. Свій внесок у забруднення вносять також продукти корозії ресивера (майже завжди він виготовляється зі сталі) і трубопроводів.
Загалом, щоб позбутися від цих частинок, необхідні відповідні фільтруючі елементи відразу після ресивера, а в відповідальних випадках - ще й в максимальній близькості від інструменту, відразу після пневмопроводів.
І останнє, від чого потрібно очистити повітря, що виходить - компресорне масло (зрозуміло, для масляних моделей). Його джерелом виступає сам компресорний блок. Усередині блоку масло корисно, воно забезпечує тепловідвід, зменшує тертя і втрати при стисненні, проте його найдрібніші частинки неминуче потрапляють в пневмосистему разом з потоком повітря. Ці частинки можна затримати в влагомаслоуловітелях разом з водяним конденсатом.
Якщо ж повітря приводить в рух пневмодвигун, вкрай бажано забезпечити мастило тертьових деталей. Хоча інструмент подібного роду допускається змащувати і вручну кожні кілька годин, куди простіше наситити вхідне повітря масляним аерозолем за допомогою лубрикаторів. Це сприятливо позначиться на ресурсі самого інструменту.
Домогтися повної відсутності сторонніх часток у вихідному повітрі неможливо. Цього не вдається зробити навіть при виробництві мікроелектроніки, де потрібна особлива його чистота. Реально тільки зменшити їх кількість до прийнятного для роботи рівня, т. Е. Затримати відносно великі частки, які можуть негативно вплинути на ресурс або результат роботи.
Визначають допускається клас чистоти стисненого повітря за міжнародним стандартом DIN ISO 8573-1 і російському ГОСТ 17433-80. Наводити їх цілком тут не має сенсу, досить сказати, що ці стандарти регламентують залишковий вміст в повітрі вологи, масла і твердих частинок, їх максимальний розмір, а також температуру точки роси стисненого повітря. Необхідний клас очищення можна знайти в документації на інструмент і обладнання для підготовки повітря, причому на одному і тому ж інструменті класи можуть бути різними за різними параметрами: «по пилу» - один, «по волозі» - інший, «по маслу» - третій. Однак, оскільки обладнання для підготовки повітря допускає складання з окремих модулів або блоків, підібрати необхідні елементи особливих труднощів не становить. Важливіше, щоб в кожному конкретному випадку рекомендовані для інструменту параметри очищення відповідали можливостям обладнання для підготовки повітря. Захоплюватися підвищенням рівня очищення нема чого, це збільшить вартість всього комплекту, а на якості роботи і ресурсі практично не позначиться.
ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ПІДГОТОВКИ ПОВІТРЯ
Все це обладнання ділиться на магістральний, т. Е. Встановлюється після ресивера і забезпечує загальні параметри повітря для всієї пневмосети, і місцеве, яке гарантуватиме потрібні параметри на кожному конкретному робочому місці.
Технічних відмінностей між ними немає, вся різниця - в продуктивності. Звичайно, якщо система проста і компактна, всі обладнання вимагає однакового рівня підготовки, а пневмопровід відсутня, досить буде і одного комплекту.
А ось, наприклад, на станції кузовного ремонту для підготовки поверхонь за допомогою пневмошліфмашіни потрібно повітря з одними параметрами, а для якісного фарбування - набагато чистіший, і тут вже є сенс проводити межу між ступенем його підготовки для цих робіт. Простіше розділити обладнання по групах і побудувати пневмосети, незважаючи на те, що вся така станція разом з компресором може розташовуватися в одному-двох невеликих приміщеннях.
Для очищення стисненого повітря від сторонніх включень і підготовки його до роботи використовують різні фільтри й осушувачі. У простих випадках - один або кілька послідовно встановлених на виході компресора одно- або багатоступеневих фільтруючих елементів, що затримують частинки олійно-водяного аерозолю і механічних забруднень. Для пневмоінструменту досить очистити повітря від частинок розміром понад 20 мкм.
Але при необхідності, послідовно встановивши кілька фільтрів, що затримують усі більш дрібні частинки, можна отримати повітря практично будь-який чистоти, аж до відсутності частинок більше 0,01 мкм і сторонніх запахів.
Залежно від вимог до чистоти повітря випускаються різні комбінації фільтрів і вологомастиловідділювача. По пристрою розрізняють фільтри циклонного типу, в яких повітря очищається під дією відцентрової сили, і фільтри з різного роду фільтрують.
Загальний недолік цих систем - вони вимагають нескладного, але щодо частого технічного обслуговування, в основному для очищення і заміни фільтрів і зливу конденсату. Не слід забувати і те, що найперша ємність, в якій збирається конденсат, - сам ресивер.
Час від часу конденсат необхідно зливати і з нього. Для зменшення витрат на технічне обслуговування досить часто використовують автоматичні конденсатовідвідники і датчики, що показують ступінь забрудненості фільтруючих елементів.
Сам конденсат являє собою брудну «іржаву» воду з частинками компресорного масла. При використанні «пневматики» в умовах навіть невеликого виробництва виникає питання її екологічно безпечної утилізації. Відокремлюють воду від «решти» сепараторами. Забруднена олія утилізується, а очищену воду допускається зливати в звичайну каналізацію.
У більш складних випадках, коли потрібно повітря з високим ступенем очищення від вологи, доводиться вдаватися до допомоги осушувачів. Власне кажучи, для тих умов експлуатації, які ми розглядаємо, т. Е. Побутового застосування або невеликого виробництва, осушувачі можуть знадобитися хіба що для особливо відповідальних малярних робіт, тому особливо зупинятися на них ми не будемо. Відзначимо лише, що принцип дії рефрижераторного осушувача - охолодження повітря до точки роси (температура 3 0C), а осушувача адсорбційного типу - поглинання вологи за допомогою адсорбенту (окису алюмінію). Осушувачі зазвичай являють собою автономні установки, які не потребують технічного обслуговування.
Змащують пневматичні інструменти з труться деталями введенням в систему лубрикаторів - пристроїв для розпилення масла в стислому повітрі. Найбільш раціональна установка одного лубрикатора на кожен інструмент - використання загального лубрикатора для декількох інструментів призведе до того, що масло в достатній кількості буде надходити тільки в один, що спричинить за собою передчасну поломку інших.
Магістральний редуктор з манометром служить для установки оптимального вихідного тиску. Досить часто він також входить до складу компресора. Редуктор налаштовується на максимально необхідний тиск (з урахуванням втрат в подальшій мережі). Редукторами також можуть оснащуватися окремі робочі місця і різні блоки очищення (нагадаємо, і в блоках, і в пневмопроводів тиск дещо знижується).
Власне, з цих елементів і складаються всі системи підготовки повітря. Для побутових умов і невеликих обсягів робіт багатьма з них нехтують, адже навіть працює на неочищеному повітрі інструмент володіє великим ресурсом, ніж його електричні аналоги, а ремонт зазвичай зводиться до заміни декількох відносно недорогих деталей. Хоча в кінцевому рахунку вартість ремонту, швидше за все, буде вище, ніж ціна хоча б найпростішого блоку очищення, прибирає значну частину домішок і забруднень. А вже при використанні професійного обладнання економія на підготовці повітря обійдеться собі дорожче. У прямому СЕНСІ слова.
І ще один серйозний момент. Однією з умов надійної роботи пневмосистем є раціональний вибір мастил (компресорних, лубрікаторних і ін.). У системах змащення компресорів ні в якому разі не можна використовувати моторні масла. Перша і головна причина: присадки моторного масла є каталізаторами окислення (т. Е. Горіння) і при попаданні в ресивер компресора можуть навіть спровокувати вибух. Друга причина: моторні масла не мають деемульгуючими властивостями, навпаки, диспергуючі присадки, що входять до складу моторних масел, сприяють збереженню водомасляного емульсій досить тривалий час.
⇒ ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ
Компресори та пневматичний інструмент: класифікація, поради щодо вибору та експлуатації, досьє виробників
Присадки, що входять до складу компресорних масел (деемульгатори), сприяють відділенню масла від води, яка періодично зливається у вигляді конденсату з ресивера і фільтрів масловологовідділювачі.
При наявності в повітряних магістралях лубрикаторів також необхідно використовувати спеціальні масла (олії для пневмосистем). Це пов'язано з тим, що мастильні та інші характеристики власне компресорних масел недостатні для забезпечення нормальної експлуатації пневмооборудования (це можуть бути як системи управління, так і виконавчі механізми, наприклад пневмомолот).
За мастильним характеристикам пневмомасла близькі до трансмісійним, по іншим (протипінні, деемульгуючі, антиокислювальні та ін.) Аналогічні компресорним. Моторні масла в даному випадку застосовувати також не рекомендується
ПНЕВМАТИЧНИЙ ІНСТРУМЕНТ
Практично будь-який ручний електроінструмент з мотором або соленоидом має пневматичний аналог. Є й такі області, де аналогів або не існує в принципі, або електричні версії займають дуже маленький обсяг ринку. До таких в першу чергу відносяться «дмуть» інструменти: розпилювачі рідин, піскоструминні апарати, продувні пістолети і т. Д. Двигун їм не потрібен, вага невеликий, конструкція дуже проста, а електричні аналоги складніше, важче і дорожче. З пневматикою, здатної замінити електричний інструмент «з мотором», все не так однозначно. Пневмомотори самі по собі конструктивно простіше електродвигунів, але це не означає, що техніка коштує дешевше.
Потужність електромотора в ручному інструменті рідко перевищує 1,5-2 кВт: по-перше, чим потужніший електродвигун, тим він важче, і інструмент з розряду «побутових» переходить в «непідйомні». А по-друге, побутові електромережі просто не розраховані на більш високі навантаження.
Для «пневматики» потужність приводу обмежена хіба що міцністю деталей, тому пневмодвигун компактніше і легше електромотора. Зазвичай робочий тиск для Пневмодвигуни становить 6-6,3 атм. При його зниженні інструмент здатний продовжити роботу, хоча потужність, зрозуміло, зменшиться. До слова, в технічних характеристиках Пневмомотор вказується вихідна потужність, а у електроінструменту - споживана. Різниця між цими значеннями залежить від ККД електромотора і передачі і може становити 30-50%.
Будь-який електродвигун «не любить» пилу і вологи, а Пневмомотор в закритому виконанні вони не страшні. Та й перегріву можна не побоюватися - мотор охолоджується потоком повітря. Падіння оборотів під навантаженням, дуже небезпечне для електромотора, теж не робить істотного впливу на довговічність «пневматики».
В результаті ресурс інструменту може бути в десятки разів вище, ніж у його електричних побратимів, особливо якщо вступник повітря буде належним чином підготовлений. А от чи варто таке обладнання більше: високий ресурс має на увазі відповідне виконання всіх деталей і більш якісні матеріали, що неминуче позначається і на ціні.
Автор: Максим Грибоєдов
Стаття була опублікована в випуск журналу «Інструменти» серії «Споживач» №05'2011 (ЛІТО 2011)