Поршневые компрессоры воздушные

Область применения воздушных компрессоров

Воздушные компрессоры широко используются во многих областях деятельности человека. Данные аппараты незаменимы при проведении монтажных, столярных, строительных и ремонтных работ. Также воздушные аппараты с успехом применяются и в быту. Например, бытовой агрегат может использоваться для подкачки шин, проведения покрасочных работ, аэрографии и т.д. Как правило, это компрессор, имеющий электрический двигатель, работающий от сети 220 В. Для профессионального использования лучше подойдет роторный масляный агрегат, имеющий повышенный срок службы и не требовательный к частому обслуживанию.

Высока востребованность воздушных компрессоров и в промышленной сфере, в отраслях, где требуется использование сжатого воздуха.

Кроме всего, воздушные компрессоры нашли применение в нефте- и газодобывающих отраслях, в горнодобывающей промышленности, при добыче угля и камня.

Различия конструктива

Альтернативы конструкций, применяемые при производстве поршневых компрессоров:

с ременной либо коаксиальной передачей

маслозаполненные и безмасляные.

Каждое конструктивное решение направлено на достижение определенной цели.

Прямая передача

Коаксиальный привод разработан, чтобы уменьшить вес и габариты конструкции. Это решение позволяет отказаться от громоздких шкивов, ремней и храповика. Крутящий момент передается напрямую с вала двигателя на кривошипно-шатунный механизм блока цилндров. Недостаток этой конструкции – затрудненное охлаждение.

Режим работы техники с прямым приводом не бывает больше 1:2, то есть 20 минут она работает, 40 – отдыхает. Иногда соотношение еще меньше – до 1:4. Здесь имеется в виду беспрерывная работа!

Клиноременная передача

Это традиционная конструкция, использующаяся с первых образцов поршневых компрессоров. С тех пор были внесены лишь незначительные усовершенствования.

Массивный храповик обеспечивает общую плавность работы цилиндропоршневой группы. Это первое преимущество. Храповик имеет форму колеса. В современных моделях спицы выполнены в форме лопастей, которые создают воздушный поток, направленный на поршневую головку.

Дополнительное охлаждение – второй плюс.

Третье преимущество – простота обслуживания и ремонта. Износу в основном подвергаются ремни, которые легко заменить. В процессе эксплуатации следует следить за их натяжением, при необходимости подтягивать. Чтобы выполнить эти действия не нужно разбирать компрессор.

Маслозаполненные и безмасляные

Здесь все просто. В компрессорах сухого сжатия масло не используется. Технический нефтепродукт выполняет функцию смазки, охлаждения и защиты от коррозии. Лишенный такой защиты безмасляный агрегат способен работать не более 15 минут в час. Затем ему надо остыть. Эта особенность ограничивает сферу применения подобной техники.

Основное достоинство безмасляного поршневого компрессора – полное отсутствие масла в вырабатываемом сжатом воздухе. Такое преимущество востребовано при обеспечении работы медицинских инструментов, при производстве продуктов питания, медикаментов и упаковочных материалов.

Еще одно достоинство – простота обслуживания: не нужно менять масло и фильтры. Масляные аппараты рассчитаны на более продолжительную работу. Разрешенный период непрерывного нагнетания может составлять от 20 минут в час до полного рабочего дня. Главная причина – использование масла. Эта жидкость выполняет несколько функций:

смазывает детали для уменьшения трения

охлаждает механизмы

уплотняет технологические зазоры

удаляет продукты износа компонентов цилиндропоршневой группы

защищает от коррозии.

Единственный недостаток использования компрессорного масла – загрязнение рабочей среды микроскопическими каплями жидкости. Однако современные системы подготовки воздуха могут на 99,9% удалить эти примеси.

Теги: устройство поршневого компрессора, устройство поршневого компрессора основные узлы, устройство и принцип действия поршневого компрессора, устройство и работа поршневого компрессора, схема устройства поршневого компрессора, компрессора поршневые устройство и предназначение

Классификация

Компрессоры подразделяются:

• по числу, расположению цилиндров;
• всасыванию;
• производительности;
• присутствию масла в рабочей камере;
• количеству ступеней сжатия;
• способу соединения поршневого вала с электрическим двигателем;
• объем ресивера.

Производители оснащают дополнительными опциями для применения в определенных производствах: рефрижератор-осушитель воздуха, шумозащитный кожух, усиленный обдув, тандемная компоновка (поочередная работа двух пневмоблоков на один ресивер), автоматика.

Классификация компрессоров по принципу действия

По области использования различают:

• бытовые;
• полупрофессиональные;
• промышленные.

Расположение цилиндров

По углу между поршневыми группами компрессоры делят на V, W-образные, рядные (вертикальные, горизонтальные). Расположение влияет на наружный габарит этой части установки.

Прогрессивным решением стала оппозитная компоновка – штоки расположены в горизонтальной плоскости в противоположном направлении от оси вала. Она улучшила балансировку, снизила шум, вес, размеры. Применяется в аппаратах средней и большой мощности.

Подробный и поперечный разрезы компрессора

В установках малой и средней мощности, в основном, применяют V- образное расположение или прямоугольное (чередуются цилиндры вертикальные и горизонтальные).

Пневматическая часть

Всасывание воздушной массы может быть:

• крейцкопфным (двусторонним) при мощности свыше 100 кВт;
• односторонним (безкрейцкопфным).

Очистка от мелких механических частиц достигается воздушным фильтром.

Влага проходит с воздухом, частично оседает в ресивере, на выходе может дополнительно удалятся осушителем. Сушат воздушные пары в компрессорах, применяемых в медицине, линиях упаковки, покрасочной технологии, пищевой промышленности

В некоторых отраслях важно, чтобы частицы, корродирующих от воды внутренние стальных поверхностей, не попадали в исходящую струю. В качестве защиты применяют антикоррозионные покрытия

Принципиальная схема

Получить на выходе поток требуемого давления, но более низкой температуры, можно увеличив число ступеней сжатия. Различают одно-, двух-, многоступенчатые поршневые компрессоры. Вторая цель при высоких давлениях – не допустить нагрева масла выше температуры вспышки. В больших установках вводят водяное охлаждение. Температура воздуха при сжатии в 5 ступенчатом компрессоре около 180 °С, на выходе получают 50 °С.

Увеличение ресурса, интенсивности работы трущихся поверхностей, охлаждение, пленочная защита от водяных паров обеспечивается присутствием в рабочем объеме компрессорного масла. Испарения в рабочую среду нормируются (25-30 мг/м3 сжатого воздуха). Там, где наличие паров масла не допустимо, применяют воздушные модели без смазки цилиндров. Уплотнение делают лабиринтным или из антифрикционных полимерных колец.

Ресивер

Равномерный расход воздуха с поддержанием давления не ниже рабочего обеспечивается емкостью ресивера. Объем такого бака в разных моделях компрессора составляет от 5 до 500 л. Вместимость определяет стабильную работу пневматического инструмента.

Второй параметр – время заполнения сжатым воздухом. Зная время снижения давления до минимального на выходе, выбирают объем бака. При недостаточной величине баллона включается часто (износ); при чрезмерной кубатуре – долго качает (перегрев поршневой группы). Оптимальное время, в зависимости от технических условий, непрерывной работы до 6 мин, 20 мин/ч, не более 8 — 10 включений в час. Установка дополнительных ресиверов обосновывается расчетом.

Ресиверы различных объемов

Передача

Выпускается установки с 2 типами передачи вращающего момента с электродвигателя на вал с поршнями:

• прямой (коаксиальный). Муфтовое соединение не дает падения мощности. Высокие обороты требуют охлаждения. Конструктивно решают задачу алюминиевой рубашкой с ребрами на блок цилиндров, совмещенной с обдувом лопастного вентилятора;
• ременной. Разница Ø шкивов уменьшает оборот поршневого вала до 1000 об/мин (двигатель – 3000 об/мин). Снижается нагрев деталей и потока, увеличивается время использования. Отсутствие жесткой связи защищает двигатель от обратного воздействия, перегруза, вызванного неисправностью компрессорной части.

Прямой привод ставят на бытовые, полупрофессиональные агрегаты.

Промышленные сборки оборудуют ременным типом. Он повышает интенсивность работы, но, все равно, не допускает эксплуатации в непрерывном режиме.

Преимущества масляных компрессоров

Главное достоинство агрегатов с полноценным масляным обеспечением заключается в высоком ресурсе элементной базы. Благодаря эффективной смазке детали той же поршневой группы получают достаточную износостойкую оболочку, что увеличивает их долговечность. Вместе с этим пользователь может рассчитывать на высокую производительность. Массивная конструкция может использоваться на фабриках и машиностроительных производствах. Впрочем, в таких условиях может работать практически любой коаксиальный агрегат – масляный или безмасляный. Какой компрессор лучше в показателях беспрерывной работы? С таким требованием желательно отдать предпочтение именно масляным устройствам, поскольку они изначально рассчитываются на длительные рабочие сеансы.

Популярные модели

Воздушные компрессоры предназначены для накачивания шин, окрасочного производства, проведения строительных работ, для оснащения предприятий сферы производства продукции и услуг и т. д. В каждом отдельном случае параметры выбора установки индивидуальны.

Берг ВК22Р

Маслозаполненный винтовой компрессор с ременным приводом, эффективным и долговечным двигателем с защитой IP55, стандартным напряжением 380В. В конструкции предусмотрен масляный теплообменник с воздушным охлаждением, позволяющий работать в самых жарких условиях.

К преимуществам стоит отнести:

• низкий уровень шумов и вибрации;
• полностью электронную систему управления;
• встроенный программируемый контроллер.

Remeza ВК7Е-8-500Д

Промышленная модель масляного компрессора винтового типа. Оснащен ременным приводом и воздушным ресивером, объемом 500 л.

Преимущества модели:

• высокое качество сжатого воздуха;
• долговечность оборудования обеспечивается немецким винтовым блоком и электродвигателем;
• электронный контроллер с ЖК-дисплеем и кнопочным пультом позволяет контролировать работу устройства в любых условиях.

ABAC Genesis 15

Маслонаполненный агрегат итальянского производителя – универсальная компрессорная станция винтового типа. Применяется практически в любых сферах: в строительстве, промышленности, производстве.

Из преимуществ стоит перечислить:

• встроенный осушитель воздуха холодильного типа доводит до точки росы 3 °С;
• сепаратор циклонного типа и магистральный фильтр удаляют до 90 % масел и грязи из сжатого воздуха;
• ресивер нивелирует пульсации при подаче сжатого воздуха и одновременно служит дополнительной емкостью.

Лидеры продаж

Однозначного ответа на вопрос, какой компрессор лучше, — нет. В этой отрасли существует много производителей, положительно заявивших о себе. Но, по отзывам покупателей и профильных специалистов, удалось выделить 5 самых популярных масляных и безмасляных агрегатов.

Устройство воздушных компрессоров

PRORAB 2006 OL

Непрофессиональный компрессор работает без масла и отлично подходит для бытовых нужд. Объем ресивера 6 л обеспечивает подачу воздуха для пневматических и красящих инструментов. Малые габариты и удобная ручка позволяют переносить компрессор.

ABAC B 5900B

В комплектацию профессионального масляного компрессора входит трехфазный мотор, двухступенчатый нагнетатель и 2 цилиндра для проведения тяжелых работ. Объем ресивера составляет 200 л, а его производительность равна 654 л/мин.

ELITECH SKB 26/270

Отличительной особенностью этой модели масляного компрессора является низкий шумовой эффект и повышенная защита от перегрева двигателя. Также в комплектации встроены специальные опции, защищающие от перепадов напряжения. Рабочее давление составляет 10 бар.

EINHELL TH-AC 190/6 OF

Безмасляный немецкий компрессор имеет высокую производительность – 185 л/мин. Имеет систему регулирования давления и манометр для контроля этих показателей. Вес прибора – 10 кг, что делает его мобильным и максимально удобным в использовании.

SCHEPPACH HC 50V

Мощный безмасляный агрегат для домашнего использования также прибыл из Германии. При установке не занимает много места, а рабочее давление составляет 10 Бар. Объем ресивера – 50 литров, что гарантирует долгую бесперебойную работу; присутствует регулировка давления, стабильность которого поддерживается при помощи автоматики.

Выбор рабочего устройства основывается на среде применения: для домашних целей подойдут недорогие мини-компрессоры, а для производственных мощностей следует обзавестись дорогостоящим оборудованием.

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.

Преимущества масляных агрегатов

Данные компрессоры рассчитаны на ежедневную многочасовую работу по покраске больших площадей поверхности и других работ. Если вы задумались о том, какой выбрать компрессор , то для больших объемов работ требуются масляные аппараты.

Для промышленного использования применяют масляные винтовые компрессоры, которые могут работать круглосуточно. Специальное компрессорное масло защищает детали от истирания, а двигатель работает в экономичном режиме. Также масло предупреждает появление коррозии, тем самым увеличивая срок службы прибора.

Недостатком данных конструкций является необходимость в постоянной замене масла: уровень наполнения должен соответствовать нормам. Также в замене нуждаются и масляные фильтры. Следующим недостатком масляных приборов является возможность частичного попадания маслянистых капель в нагнетаемый воздух.

Для удаления этих частиц используют сепараторы, которые подлежат своевременной замене. Для некоторых приборов и видов покраски содержание маслянистых капель в воздухе недопустимо, поэтому использование данных приборов не желательно.

Устройство и предназначение поршневого компрессора

По принципу работы поршневой компрессор относится к машинам объемного сжатия. В этих агрегатах компрессия выполняется методом уменьшения объема, в котором заключена газообразная среда.

Рабочее движение – ход поршня внутри цилиндра. Конструкция поршневого компрессора определяет его предназначение. Эти машины не рассчитаны на круглосуточную нагрузку. У аппаратов бытового назначения длительность рабочего цикла составляет не более 20 мину, затем отдых, пока не остынет поршневая.

Полупрофессиональные версии разработаны, чтобы функционировать в режиме 50/50. Только промышленные модификации способны отработать без остановки восьмичасовую смену.

Плюсы и минусы аппарата без смазочного состава

В химической, медицинской отрасли и в сфере питания нельзя загрязнять воздух, поэтому использование масляного компрессора запрещено. В таком случае эксплуатируется только безмасляное оборудование.

Преимущества:

• все детали обладают низким коэффициентом трения, могут функционировать без смазки;
• экономия на сопровождающем оборудовании, так как не требуется приобретать масло, сепараторы и фильтры.

Недостатки:

• в ходе работы наблюдается трение ключевых деталей, в результате чего они изнашиваются. Поэтому безмасляные аппараты служат намного меньше.
• сложный механизм, необходимость сборки агрегата из дорогих материалов. В связи с этим высокая стоимость по сравнению с масляным видом.

Устройство поршневого компрессора

С точки зрения устройства, компрессор поршневого типа представлен цилиндром, внутри которого установлен поршень. Независимо от типа исполнения — вертикальное, оппозитное, горизонтальное или наклонное размещение цилиндров, сам механизм прост, потому что рассчитан на работу в загрязненной среде.

Также в комплектацию агрегата входят следующие элементы:

• коллекторы: выпускной, впускной;
• клапаны: всасывающий, нагнетающий;
• шатун;
• маховик;
• коленчатый вал;
• сальник;
• подшипники вала;
• компрессорная головка.

Стоит отметить, что это конструкция одноцилиндрового агрегата. Поршневой компрессор с большим количеством цилиндров имеет более сложное устройство и, следовательно, обладает большей мощностью и производительностью.

Лучшие безмасляные поршневые компрессоры

Hyundai HYC 1824S

Основные характеристики:

• Рабочее давление – 8 бар
• Производительность на входе – 180 л/мин
• Объем ресивера – 24 л
• Мощность двигателя – 1 квт
• Число оборотов в минуту – 1400 об/мин

Силовая установка. Эта модель имеет два цилиндра, связанные прямым приводом с электродвигателем мощностью 1 кВт и частотой вращения 1400 об/мин. Для снижения вибрации крепление силового блока к ресиверу выполнено с применением прокладок из толстой резины. Всасываемый воздух очищается фильтром.

Блок автоматики. Узел управления дает команды на пуск и остановку двигателя при достижении предельных значений давления в системе. Расположенный на выходе регулятор позволяет настроить оптимальные условия для работы подключенного инструмента.

Блок автоматики Hyundai HYC 1824S.

Ресивер и колеса. Воздушная емкость объемом 24 литра устанавливается на два колеса и пару неподвижных опор, что обеспечивает максимальную устойчивость в рабочем положении. Снизу есть спускной клапан для удаления конденсата. Простоте перемещений способствует прорезиненная рукоятка, расположенная на удобной для захвата высоте.

Функционал и эксплуатация. Агрегат генерирует компримированный воздух давлением 8 бар с производительностью 180 л/мин. Подключение шланга от инструмента производится к штуцеру с быстрым разъемом.

Плюсы Hyundai HYC 1824S

1. Компактные размеры.
2. Неплохая производительность.
3. Устойчивая конструкция.
4. Низкий уровень шума и вибрации.
5. Минимальное техническое обслуживание.

Минусы Hyundai HYC 1824S

1. Спускной клапан находится немного сбоку, что удобно для оператора, но не гарантирует полного дренирования конденсата.

PATRIOT WO 24-160

Основные характеристики:

• Рабочее давление – 8 бар
• Производительность на входе – 160 л/мин
• Объем ресивера – 24 л
• Мощность двигателя – 1.1 квт
• Число оборотов в минуту – 1380 об/мин

Силовая установка. Установка оснащена двумя цилиндрами с тефлоновыми уплотнениями поршней, что снижает силу трения и нагрев. Двигатель мощностью 1,5 кВт вращается со скоростью 1380 об/мин. На всасывающем патрубке крепится механический фильтр, обеспечивающий чистоту подаваемого воздуха и комфортные условия для длительной работы оборудования.

Силовая установка PATRIOT WO 24-160.

Блок автоматики. Система безопасности включает в себя защиту от перегрева двигателя, предохранительный клапан и регулятор давления. Контролировать показания можно по двум манометрам.

Блок автоматики PATRIOT WO 24-160.

Ресивер и колеса. Воздушная емкость объемом 24 литра имеет дренажный клапан, колеса для передвижений, обрезиненную опору и рукоятку с мягкой накладкой.

Функционал и эксплуатация. Аппарат обеспечивает подачу воздуха расходом 160 л/мин. Максимальное давление 8 бар. Для подключений используется быстросъемный разъем на ¼ дюйма.

Плюсы PATRIOT WO 24-160

1. Мобильность.
2. Компактность.
3. Экономичная работа.
4. Надежная конструкция.
5. Чистый воздух на выходе.
6. Низкий уровень шума.
7. Подробная инструкция.

Минусы PATRIOT WO 24-160

1. Невысокая производительность ограничивает выбор используемого инструмента.
2. Есть вибрация и смещение по гладкому полу.

Fubag Smart Air

Основные характеристики:

• Рабочее давление – 8 бар
• Производительность на входе – 180 л/мин
• Объем ресивера – 2 л
• Мощность двигателя – 1.1 квт
• Число оборотов в минуту – 3400 об/мин

Силовая установка. Компрессор этой марки оснащен электродвигателем мощностью 1,1 кВт с жестко связанной с ним поршневой группой.

Блок автоматики. Прибор включается в работу нажатием единственного переключателя, после чего система быстро набирает необходимое давление. Манометры расположены в корпусе и на конце раздаточного шланга, где имеется регулирующее реле.

Ресивер и колеса. Модель представляет собой небольшой пластмассовый чемодан весом 9 кг с удобной рукояткой для переноски. В нем предусмотрен отсек для хранения всех необходимых аксессуаров. Воздушная емкость имеет объем всего 2 литра, что способствует быстрому выходу на режим, но приводит к частому чередованию периодов работы и охлаждения.

Функционал и эксплуатация. Набор рассчитан на производительность 180 л/мин при давлении 8 бар. В комплект входит шланг длиной 3 метра, продувочный пистолет, устройство для накачки шин, мячей и матрасов с соответствующими насадками.

Комплектация Fubag Smart Air.

Плюсы Fubag Smart Air

1. Компактность.
2. Легкость.
3. Хорошая комплектация.
4. Длительный срок службы.
5. Минимальное техническое обслуживание.

Минусы Fubag Smart Air

1. Аппарат не для продолжительной непрерывной работы.
2. Высок уровень шума.
3. Жесткий шланг. На морозе дубеет.