Уявити сьогодні сучасний автосервіс без використання стисненого повітря, напевно, неможливо. Фарбувально-сушильні камери, шиномонтажні верстати, системи пневмокерування різних пристроїв - це те обладнання, де без стисненого повітря просто не обійтися. Не кажучи вже про Пневмоінструмент - пневмогайковерти, відрізні, шліфувальні і полірувальні машинки, пневмодрилі вже давно витіснили своїх «електричних» побратимів. Дійсно, пневмоінструмент електробезпечний, не боїться вологи, набагато зручніше і практичніше в роботі. А підключення пневмоінструменту до пневмомагистрали за допомогою гнучкого спірального шланга дозволяє значно економити робочий простір в майстерні.
Той, хто вже зробив вибір на користь активного використання стисненого повітря, не помилився і, швидше за все, вже ніколи не повернеться до електроінструменту. Ну а той, хто тільки збирається зайнятися цим, обов'язково зіткнеться з вирішенням питання про вибір джерела стисненого повітря - повітряного компресора.
З чого почати? Сьогодні на російському ринку компресорного обладнання представлена продукція величезної кількості фірм-постачальників від визнаних світових лідерів, до маловідомих китайських виробників. Модельний ряд компресорного устаткування також дуже різноманітний: поршневі напівпрофесійні і професійні компресори, гвинтові компресори, компресори без ресивера і з ресиверами різних обсягів, компресорні станції «все в одному» для виробництва сухого стисненого повітря і багато іншого. Але, незважаючи на все це різноманіття підходи до вибору компресорного устаткування, в загальному, приблизно однакові. Основними параметрами, якими необхідно керуватися в першу чергу, є максимальний робочий тиск і продуктивність.
Що стосується максимального робочого тиску, то тут, особливих проблем, як правило, не виникає. Основна умова - тиск, що створюється компресором, має бути вище, ніж у споживачів стисненого повітря. Практично всі автосервісне обладнання та інструмент працюють при тиску 6-6,5 бар. Виняток - фарбувальні пістолети - робочий тиск при фарбуванні, зазвичай, 2,5-4 бар.
Якщо ми подивимося каталоги фірм-постачальників, то побачимо компресори з максимальним робочим тиском 8 і 10 бар. Чому віддати перевагу? Перш за все, треба пам'ятати, що практично будь-який компресор працює наступним чином: накачавши повітря до максимального робочого тиску (P max) компресор відключається, і його повторне включення відбувається після падіння тиску до тиску включення (P min). Різниця між P max і P min, як правило, становить 2 бар. Таким чином, кажучи про компресори з
P max = 8 і 10 бар, ми пам'ятаємо, що їх P min становить 6 і 8 бар, відповідно.
В принципі, зміна заводських налаштувань P max і P min можливо. Пристрій, який керує включенням-виключенням компресора - реле тиску (або, прессостат) дозволяє, як змінювати величини P max і P min (правда, тільки в меншу сторону), так і різницю між ними. Тобто компресор з P min = 8 бар і P max = 10 бар може бути переналаштувати, наприклад, на P min = 7,5 бар і P max = 9 бар. Тільки треба пам'ятати, що «захоплюватися» такими регулюваннями не слід через не дуже високу механічну надійність Пресостати. Краще не міняти заводські настройки реле тиску, а якщо необхідно менший тиск - вирішити проблему іншим способом, але про це трохи пізніше.
Якщо виходити тільки з технічних характеристик, то для автосервісу цілком би міг підійти компресор з P max = 8 бар. Але досвід говорить, що краще все ж віддати перевагу 10 «Барнік». Основна причина в тому, що по шляху стисненого повітря від компресора до споживачів стисненого повітря відбувається падіння тиску. Чим довше магістраль, чим більше в ній місцевих опорів (запірної арматури, куточків, трійників, різних фітингів і т.п.), тим падіння тиску більше. Крім того, якщо порівняти, наприклад, дві ділянки трубопроводу однакової довжини з різними діаметрами 1/2 '' і 3/4 ", то в« полдюймовой »трубі падіння тиску буде більше. А з урахуванням того, що в автосервісах, найчастіше, розводка виконана навіть не трубами, а гнучкими шлангами з внутрішнім діаметром 6-8 мм, компресор з більш високим P max буде, звичайно, краще.
Тепер про продуктивність компресора: тут все набагато складніше. Перш за все, необхідно визначитися з потребою в стислому повітрі. Як правило, в паспорті на пневмооборудование вказують витрата повітря і робочий тиск. Але, визначившись з кількістю споживачів стисненого повітря і просто склавши величини витрат, ми зробимо досить грубу помилку.
Справа в тому, що обладнання використовується в роботі не завжди, а з певними перервами. У кожного виду обладнання є свій, так званий, коефіцієнт використання. І правильніше буде провести розрахунок за такою формулою:
Q - загальне споживання повітря,
Q1. Q2. ... Qn - споживання повітря кожною одиницею пневмооборудования,
k1. k2. ... kn - коефіцієнти використання обладнання.
Для довідки в Таблиці 1 наведені середні значення витрати повітря і коефіцієнти використання для обладнання, найбільш часто використовуваного в автосервісі.
Таким чином, розраховане раніше значення загального споживання стисненого повітря необхідно помножити на відповідний коефіцієнт синхронності.
Але і це ще не все: по-перше, герметичних пневмомагистралей не існує, в будь-якій системі обов'язково існують витоку, а по-друге, бажано передбачити перспективу хоча б невеликого подальшого розширення виробництва. Рекомендується врахувати ці два моменти, збільшивши на 15-20% вже отримане з урахуванням коефіцієнта синхронності загальне значення витрати повітря.
І тільки тепер, знаючи необхідну кількість повітря можна приступати до вибору компресора. Якщо говорити про види компресорів, представлених на ринку, то найбільший інтерес можуть представляти поршневі і гвинтові компресори. Особливості гвинтового компресора обговоримо в наступний раз, а сьогодні поговоримо про поршневих компресорах.
Не буде помилкою сказати, що 90% компресорного устаткування в російських автосервісах - поршневі компресори. Компресори ці прості в пристрої, надійні в роботі, невибагливі в технічному обслуговуванні. Але при всій своїй здається простоті, питання вибору поршневого компресора теж вимагає певної уваги.
Перш за все, розберемося з продуктивністю поршневого компресора. Взагалі, продуктивність компресора величина змінна і залежить від умов всмоктування - тиску і температури навколишнього повітря. Тому, кажучи про продуктивність, обов'язково вказують умови всмоктування. В цьому випадку, продуктивність виражається в нормальних кубічних метрах (або, літрах) в одиницю часу з обов'язковим зазначенням умов всмоктування. Наприклад, продуктивність компресора становить 1000 нл / хв при температурі навколишнього повітря +20 О С і тиску 1 бар - це означає, що компресор виробляє таку кількість повітря, яке при зазначених умовах всмоктування займає обсяг 1000 л.
Але набагато частіше, особливо в каталогах зарубіжних виробників компресорного обладнання вказують теоретичну продуктивність компресора. Теоретична продуктивність, або, продуктивність на всмоктуванні дорівнює обсягу, описуваного поршнем в одиницю часу. Ця величина не випадково називається теоретичною продуктивністю, тому що вона досить суттєво відрізняється від реальної продуктивності. Справа в тому, що між поршнем в крайньому верхньому положенні і клапанної групою завжди є зазор, який утворює вільний обсяг, або, так зване «шкідливий простір». У цьому просторі залишається після нагнітання стиснене повітря при зворотному ході поршня розширюється і тому всмоктувальний клапан відкривається лише при зниженні тиску до тиску всмоктування. Тобто поршень, певний відрізок шляху в циліндрі рухається «в холосту» через що продуктивність компресора знижується. Це «зниження продуктивності» визначається коефіцієнтом продуктивності компресорної головки.
Ще один важливий момент: поршневий компресор обов'язково повинен мати «запас по продуктивності», тобто його реальна продуктивність повинна перевищувати реальне споживання повітря. На скільки? Це залежить від типу компресора: у напівпрофесійних цей запас повинен складати 40%, у професійних 30-35%, у промислових 25-30%.
Розберемо докладніше конструктивні особливості компресорів кожного типу.
Професійні поршневі компресори представляють собою маслозаповнені компресори з одноциліндровою, або двоциліндрової одноступінчастої поршневий групою та прямою передачею. Коефіцієнт продуктивності компресорної головки для них дорівнює 0,65. Наявність мастила дозволило істотно підвищить ресурс компресорів даного типу в порівнянні з напівпрофесійними компресорами. А в іншому, конструктивні відмінності мінімальні: все той же прямий привід, не надто ефективне повітряне охолодження, висока частота обертання двигуна і коленвала. Але є професійні компресори стоять особняком - моделі з двоциліндрової V-подібної поршневий головкою. Це вже досить серйозне обладнання, яке з успіхом використовують багато шиномонтажні майстерні. Ну а крім шиномонтажу напівпрофесійні компресори, оснащені на виході фільтрують пристроями, все так же можуть бути використані для продувки, підкачки, фарбування і підключення пневмоінструменту з невисоким витратою повітря.
Промислові поршневі компресори представляють собою маслозаповнені компресори з двоциліндровими одно-і-двоступінчастими поршневими групами і з кліноременним приводом. Коефіцієнт продуктивності компресорної головки дорівнює 0,65 для одноступінчатих поршневих головок, і 0,75 для двоступеневих.
Уже говорилося, що двоциліндрові поршневі групи бувають одно- та-двоступінчастими. У чому ж відмінність між ними? Одноступінчатий компресор має два циліндра однакового розміру. Обидва вони по черзі всмоктують повітря, стискають його до максимального тиску і витісняють в лінію нагнітання. У двоступеневого компресора також два циліндра, але вже різного розміру. У циліндрі першого ступеня повітря стискається до проміжного значення, потім охолоджується в проміжному охолоджувачі і дожимается до максимального тиску в циліндрі другого ступеня.
На практиці це означає, що при одній і тій же потужності двигуна при двухступенчатом стисненні витрачається менше енергії, ніж при одноступенчатом. При цьому, продуктивність на виході з двоступеневого компресора на 20% більше, ніж на виході з одноступінчатого. Крім того, в двухступенчатом компресорі температура в циліндрах значно нижче, що істотно підвищує надійність і збільшує ресурс поршневої групи.
Не буде помилкою сказати, що компресори з кліноременним приводом найбільш поширені в автосервісах. Основна перевага пасової передачі, в порівнянні з прямою, можливість істотно знизити число обертів поршневої групи. Як правило, воно становить 1000-1500 хв -1. Менша кількість оборотів означає меншу температуру поршневий головки і стисненого повітря на виході з неї. Справа в тому, що на відміну від компресорів з прямою передачею, де розміри охолоджуючого вентилятора досить малі, у компресора з клиноремінною передачею функцію вентилятора виконує шків великого діаметру з потужними лопатями. Тому, збільшення продуктивності поршневий головки дозволяє підтримувати її температуру в прийнятних межах, одночасно збільшуючи ресурс.
Ну і на окрему увагу заслуговують компресори з двома поршневими головками, змонтованими на загальному ресівері, так звані «тандеми». Кожна головка має незалежний привід від свого електродвигуна. Для зняття пікових навантажень в момент включення в тандемі використовується пристрій електронного управління. Спочатку включається одна поршнева група, потім через деякий проміжок часу друга. Тандем хороший тим, що в разі виходу з ладу однієї головки, друга продовжує працювати, забезпечуючи тим самим, необхідний «резерв стисненого повітря».
Ось, мабуть, основне про особливості поршневих компресорів. На що ще можна звернути увагу?
В даний час на ринку представлені компресори з поршневими групами з алюмінієвих сплавів і з чавуну. У чому між ними різниця? Основне в тому, що теплопровідність алюмінію в 4 рази вище, ніж у чавуну. Отже, алюмінієва головка під час роботи буде набагато краще охолоджуватися. А краще охолодження це і більш високий ресурс, і менші витрати на подальшу підготовку стисненого повітря, перш за все, на осушку. Але з іншого боку, компресори з чавунними поршневими групами істотно дешевше.
Вивчаючи каталоги фірм-постачальників компресорного устаткування. Можна звернути увагу на те, що компресори однаковою продуктивності часто виконуються на ресіверах різних обсягів. Взагалі, для чого необхідний ресивер? Ресивер виконує наступні основні функції: охолодження стисненого повітря, згладжування повітряних пульсацій, створення «резерву» стисненого повітря. Вибирати обсяг ресивера необхідно на підставі передбачуваного характеру воздухопотребления. Якщо воно рівномірно, підійде ресивер меншого обсягу, якщо можливі пікові навантаження, краще вибрати більший обсяг.
У загальному випадку, можна скористатися формулою:
Vрес - обсяг ресивера,
Qреал - реальний витрата повітря,
t - час, за який тиск в ресивері падає з P max до P min.
Ще один важливий момент - рівень шуму компресора. Все поршневі компресори в силу своїх конструктивних особливостей досить сильно шумлять - рівень шуму, як правило, становить 80 + - 3 дБ. Установка такого компресора безпосередньо в робочій зоні призведе до швидкої втоми працюючого поруч персоналу. Рішення проблеми - або, розміщення компресора в окремому приміщенні, або, установка в виробничому приміщенні компресора з шумоізоляцією. Шумоізоляція дозволяє знизити рівень шуму на 10-15 дБ. Але, оскільки установка шумоїзолірующего кожуха вимагає істотної зміни конструкції компресора, його ціна при цьому значно зростає. Тому, поршневі компресори з шумоізоляцією поки ще не знаходять широкого застосування у вітчизняних автосервісах.
Ну а тепер, саме час повернутися назад і ще раз розглянути питання вибору поршневого компресора по продуктивності.
Припустимо, що нам необхідний компресор для підключення трьох ударних гайковертів 3/4 '' з витратою повітря 650 л / хв кожен, продувочного пістолета з витратою повітря 150 л / хв і автоматичного шиномонтажного верстата для демонтажу шин легкових автомобілів. Визначаючи загальний витрата повітря з урахуванням коефіцієнта використання устаткування, отримаємо, що для трьох гайковертов він складе 390 л / хв. У продувочного пістолета - 45 л / хв (приймемо, коефіцієнт використання обладнання 0,3). Що стосується шиномонтажного верстата, то розрахунок витрат повітря проводиться з урахуванням витрат кожного з трьох (або чотирьох) пневмоцилиндров управління (приводу кулачків робочого столу, механізму віджиму і приводу «вежі»), а також з урахуванням накачування колеса. Не вдаючись в подробиці, приймемо, що витрата повітря становить 250 л / хв.
У підсумку, витрата повітря п'яти споживачів становить близько 685 л / хв. Помноживши це значення на відповідний коефіцієнт синхронності роботи обладнання і з огляду на 15% запас на витоку і можливе розширення виробництва, отримаємо, що реальна витрата повітря близько 660 л / хв. З урахуванням витрати повітря і кількості споживачів вибираємо компресор промислової серії. В цьому випадку, його теоретична продуктивність повинна становити не менше 880 л / хв. Збільшуючи отримано значення на 25% - «запас по продуктивності» - визначимо, що необхідний компресор з продуктивністю не менше 1100 л / хв. Розрахунок досить умовний, але, тим не менше, «порядок» цікавий для нас величини ми отримали. Взагалі, при виборі поршневого компресора певний «запас» по продуктивності ніколи не зашкодить. Звичайно, чим потужніший компресор, тим більше витрати на його придбання. Але досвід експлуатації поршневих компресорів показує, що краще заплатити трохи більше один раз - під час купівлі, ніж в подальшому постійно оплачувати ремонти, викликані, перш за все, природним зносом деталей шатунно-поршневої групи.
Залишилося визначитися з об'ємом ресивера. Формулу для розрахунку ми розглянули вище. Тільки як їй скористатися? По-перше, невідомо t, а по-друге, більшість компресорів виконано на ресіверах цілком певного обсягу - 100, 200, 300 і 500 л. Тому, в нашому випадку краще взяти «готовий» обсяг і визначити час t - час «відпочинку» компресора під час падіння тиску з P max до P min.
Припустимо, що обсяг 500 л, а різниця між P max і P min становить 2 бар. тоді:
t = Vрес x 60 x (P max - P min) / Qреал = 500 x 60 x 2/660 = 91 с = 1,52 хв.
Звичайно, це не 3-4 хв, як наказує коефіцієнт внутрисменного використання, але все ж час для «відпочинку» у компресора буде.