Пристрій поршневого компресора

Повітряний компресор є універсальним і економічним апаратом, без якого неможлива робота різного пневматичного устаткування, яке застосовується на виробництві та в побуті. Компресори можуть бути як стаціонарними, так і пересувними, завдяки чому розширюється сфера використання даних агрегатів.

Область застосування повітряних компресорів

Повітряні компресори широко використовуються в багатьох областях діяльності людини. Дані апарати незамінні при проведенні монтажних, столярних, будівельних і ремонтних робіт. Також повітряні апарати з успіхом застосовуються і в побуті.

Наприклад, побутової агрегат може використовуватися для підкачки шин, проведення фарбувальних робіт, аерографії і т.д. Як правило, це компресор, що має електричний двигун, що працює від мережі 220 В.

Для професійного використання краще підійде роторний масляний агрегат, який має підвищений термін служби і не вимогливий до частого обслуговування.

Існують апарати з високим ступенем очищення повітря. Їх застосовують на “чистих” виробництвах, наприклад, в хімічній, фармацевтичній і харчовій промисловості, а також в сфері виробництва електроніки.

Крім усього, повітряні компресори знайшли застосування в нафто- і газодобувних галузях, в гірничодобувній промисловості, при видобутку вугілля і каменю.

Як влаштований і працює повітряний компресор

Пристрій агрегату для стиснення повітря визначається типом конструкції. Компресори бувають поршневі, роторні і мембранні. Найбільш широко поширені поршневі повітряні агрегати, в яких повітря стискається в циліндрі завдяки зворотно-поступальним рухам поршня усередині нього.

схема пристрою

Пристрій повітряного поршневого компресора досить просте. Основний його елемент – це компресорна головка. За своєю конструкцією вона схожа з циліндром двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ). Нижче наведена схема поршневого агрегату, на якій добре показано пристрій останнього.

До складу компресорного вузла входять наступні елементи.

1. Циліндр. Це обсяг, в якому стискається повітря.
2. Поршень. Зворотно-поступальними рухами всмоктує повітря в циліндр або стискає його.
3. Поршневі кільця. Встановлюються на поршні і призначені для підвищення компресії.
4. Шатун. Пов’язує поршень з колінчастим валом, передаючи йому зворотно-поступальні рухи.
5. Колінчастий вал. Завдяки своїй конструкції забезпечує хід шатуна вгору і вниз.
6. Впускний і нагнітальний клапани. Призначені для впуску й випуску повітря з циліндра. Але компресорні клапани відрізняються від клапанів ДВС. Вони виготовлені у вигляді пластин, що притискаються пружиною. Відкриття клапанів відбувається не примусово, як в ДВС, а внаслідок перепаду тисків в циліндрі.

Для зменшення сили тертя між кільцями поршня і циліндром в компресорну головку надходить масло. Але в такому разі на виході з компресора повітря має домішки мастила. Для їх усунення на поршневому апараті встановлюють сепаратор, в якому відбувається поділ суміші на масло і повітря.

Якщо потрібна особлива чистота стисненого повітря, наприклад, в медицині або на виробництві електроніки, то конструкція поршневого агрегату не має на увазі використання масла. У таких апаратах поршневі кільця виконані з полімерів, а для зменшення сили тертя застосовується графітова мастило.

Поршневі агрегати можуть мати 2 або більше циліндрів, розташованих V-образно. За рахунок цього підвищується продуктивність обладнання.

Колінчастий вал приводиться в рух від електродвигуна за допомогою ремінного або прямого приводу.

При ремінному приводі в конструкцію апарату входять 2 шківа, один з яких встановлюється на валу двигуна, а другий – на валу поршневого блоку. Другий шків оснащується лопатями для охолодження агрегату.

У разі прямого приводу вали двигуна і поршневого блоку з’єднуються безпосередньо і знаходяться на одній осі.

Також в конструкцію поршневого компресора входить ще один дуже важливий елемент – ресивер, який представляє собою металеву ємність. Призначений він для усунення пульсацій повітря, що виходить з поршневого блоку, і працює як накопичувальна ємність.

Завдяки ресивера можна підтримувати тиск на одному рівні і рівномірно витрачати повітря. Для безпеки на ресівері встановлюють аварійний клапан скидання, що спрацьовує при підвищенні тиску в ємності до критичних значень.

Щоб компресор міг працювати в автоматичному режимі, на ньому встановлюється реле тиску (прессостат). Коли тиск в ресивері досягає необхідних значень, реле розмикає контакт, і двигун зупиняється. І навпаки, при зниженні тиску в ресивері до встановленого нижньої межі, прессостат замикає контакти, і агрегат відновлює роботу.

Принцип дії

Принцип роботи поршневого компресора можна описати таким чином.

1. При запуску двигуна починає обертатися колінчастий вал, передаючи зворотно-поступальні рухи за допомогою шатуна поршня.
2. Поршень, рухаючись вниз, створює в циліндрі розрідження, під впливом якого відкривається впускний клапан. Унаслідок різниці тисків повітря, він починає засмоктуватися в циліндр. Але перед попаданням в камеру стиснення повітря проходить через фільтр очищення.
   
3. Далі, поршень починає рух вгору. При цьому обидва клапана знаходяться в закритому стані. У момент стиснення в циліндрі починає підвищуватися тиск, і коли воно досягає певного рівня, відбувається відкриття випускного клапана.
4. Після відкриття випускного клапана стиснене повітря спрямовується в ресивер.
5. При досягненні певного тиску в ресивері спрацьовує прессостат, і стиснення повітря припиняється.
6. Коли тиск в ресивері знижується до встановлених значень, прессостат знову запускає двигун.

Поширені несправності і їх усунення

Основні несправності в роботі повітряного компресора, які можна усунути своїми руками, наступні:

• двигун не запускається;
• двигун гуде, але не запускається;
• повітря (на виході) має частки води;
• падіння продуктивності агрегату;
• перегрів компресорної головки;
• перегрів агрегату;
• стук в циліндрі;
• стук в картері;
• витікання масла з картера;
• заклинювання маховика;
• ресивер не тримає тиск;
• агрегат не розвиває обороти.

Двигун агрегату не запускається

Перш за все, при відмові двигуна агрегату слід переконатися в наявності напруги в мережі. Також не зайвим буде перевірити кабель живлення на предмет пошкоджень. Далі, перевіряються запобіжники, які можуть дмухнути при стрибку напруги в мережі. При виявленні несправності кабелю або запобіжників їх слід замінити.

Також на запуск двигуна впливає реле тиску. Якщо воно неправильно налаштоване, то агрегат перестає включатися. Щоб перевірити роботу реле, необхідно випустити повітря з ресивера і знову включити апарат. Якщо двигун заробив, то проведіть правильну (згідно з інструкцією) регулювання реле тиску.

У деяких випадках, двигун може не запускатися через спрацювання теплового реле. Зазвичай це відбувається, якщо агрегат працює в інтенсивному режимі, практично без зупинок. Щоб устаткування знову почало працювати, необхідно дати йому трохи часу для охолодження.

Двигун гуде, але не запускається

Гудіння двигуна без обертання його ротора може бути через низької напруги в мережі, через що йому не вистачає потужності для запуску. В такому випадку проблему можна вирішити установкою стабілізатора напруги.

Порада! Якщо мережа “просідає” через роботи якого-небудь апарата, наприклад, зварювального, то його слід відключити на час користування компресором.

Також двигун не в силах провернути колінчастий вал, якщо тиск в ресивері занадто велике, і відбувається опір нагнітанню.

Якщо це так, то необхідно трохи стравити повітря з ресивера, після чого налаштувати або замінити реле тиску. Підвищений тиск в ресивері може виникати і при несправному клапані скидання.

Його потрібно зняти і прочистити, а в разі його руйнування – замінити.

Повітря на виході має частки води

Якщо у вихідному з ресивера повітрі міститься волога, то якісно провести фарбування будь-якої поверхні не вийде. Частинки води можуть бути присутніми в стислому повітрі в наступних випадках.

1. У приміщенні, де працює агрегат, підвищена вологість. Необхідно забезпечити приміщення хорошою вентиляцією або встановити на компресор влагоотделитель (див. Рис. Нижче).
   
2. Скупчилася вода в ресівері. Потрібно регулярно зливати воду з ресивера через зливний клапан.
3. Несправний водовіддільник. Проблема вирішується заміною даного елемента.

Падіння продуктивності агрегату

Продуктивність апарату може знижуватися, якщо прогорають або зношуються поршневі кільця. В результаті знижується рівень компресії, і апарат не може працювати в стандартному режимі. Якщо цей факт підтвердиться при розбиранні циліндра, то зношені кільця слід замінити.

Падіння продуктивності можуть викликати і клапанні пластини, якщо вони зламалися або зависли. Несправні пластини слід замінити, а засмітилися – промити. Але найчастіша причина, що викликає втрату потужності агрегату – це засмічення повітряного фільтра, який слід промивати регулярно.

Перегрів компресорної головки

Поршнева головка може перегріватися при несвоєчасній заміні масла або при використанні мастильного матеріалу, який не відповідає вказаним в паспорті. В обох випадках масло слід замінити на спеціальне компресорне, з в’язкістю, значення якої вказано в паспорті до агрегату.

Також перегрів поршневий головки може викликатися надмірної затягуванням болтів шатуна, через що масло погано надходить на вкладиші. Несправність усувається ослабленням болтів шатуна.

перегрів агрегату

У нормі, агрегат може перегріватися при роботі в інтенсивному режимі або при підвищеній температурі навколишнього повітря в приміщенні. Якщо при стандартному режимі роботи і нормальній температурі в приміщенні агрегат все одно перегрівається, то винуватцем несправності може служити засмітився повітряний фільтр. Його слід зняти і промити, після чого добре висушити.

Порада! Дану процедуру рекомендується проводити регулярно. Якщо агрегат використовується інтенсивно, то фільтр слід промивати щодня.

Стук в циліндрі

Викликається поломкою або зносом поршневих кілець через утворення нагару. Зазвичай він з’являється, якщо використовувати неякісне масло.

Також стукіт в циліндрі може викликатися зносом втулки головки шатуна або поршневого пальця. Щоб усунути проблему, дані деталі слід замінити на нові. При зносі циліндра і поршня ремонт повітряного компресора полягає в розточуванні циліндра і заміні поршня.

Стук в картері

Поява стуку в картері при роботі агрегату викликається наступними поломками.

1. Ослабли шатунні болти. Необхідно підтягти болти з необхідним зусиллям.
2. Вийшли з ладу підшипники колінчастого вала. Потрібно поміняти підшипники.
3. Зносилися шатунні шийки коленвала і вкладишів шатуна. Усунення даних несправностей полягає в обробці шатунних шийок до ремонтного розміру. Вкладиші також змінюються на аналогічні деталі ремонтного розміру.

Інші несправності

Якщо виявлена ​​теча масла з картера, то в першу чергу слід перевірити і, при необхідності, замінити сальники. Якщо маховик НЕ провертається, значить, поршень уперся в клапанну дошку. Необхідно забезпечити зазор (0,2-0,6 мм) між поршнем і клапанної дошкою. При падінні тиску в ресивері, якщо агрегат вимкнений, слід прочистити або замінити зворотний клапан.

Якщо компресор погано розвиває обороти, то причина може критися в ослабленні приводних ременів, натяг яких слід посилити. Також заважати розвинути обороти двигуна може несправний зворотний клапан. Його слід замінити на новий.

Як замінити масло в повітряному компресорі

Прорахувати відпрацьовані агрегатом Мотогодини досить складно. Але все ж рекомендується, хоча б приблизно, вести їх облік, оскільки своєчасна заміна масла в апараті значно продовжує термін його служби.

В середньому, для нового пристрою перша заміна масла повинна бути не пізніше, ніж через 50 мотогодин. Наступне обслуговування компресора по заміні мастила вже проводять через кількість мотогодин, вказане в інструкції до компресора.

У кожному разі, в залежності від моделі пристрою, цей показник буде відрізнятися.

Масло для повітряного компресора краще використовувати фірмове, призначене саме для даного обладнання. Якщо фірмове масло знайти складно, то можна його замінити будь-яким компресорним маслом необхідної в’язкості.

Важливо! Просте машинне масло заливати в агрегат забороняється!

Отже, заміна масла в апараті для стиснення повітря відбувається наступним чином.

1. Перш за все, потрібно відключити пристрій від електромережі, і повністю спустити повітря з ресивера. Стрілки на всіх манометрах повинні знаходитися на нулі.
2. Виготовте з пластикової пляшки ємність, в яку буде зливатися мастило.
   
3. Підставте ємність під отвір для зливу мастила і відкрутіть гайку-заглушку, що закриває його. У нормі, мастило не повинна бути занадто освітленої або темної. Світла мастило говорить про те, що в неї потрапляє волога. Занадто темне масло – результат перегріву агрегату.
   
4. Після того, як мастило перестане витікати з картера, закрутіть гайку назад.
5. Далі, відкрутіть і зніміть сапун з заливного отвору картера.
   
6. Залийте мастило в картер. Заливати масло зручніше через лійку, щоб виключити його проливання. Залийте таку кількість мастила, щоб вона досягла контрольної позначки в оглядовому вікні.
   

Надалі, слід постійно контролювати рівень масла в картері, і, при необхідності, доливати його.

Пристрій, правила і принцип роботи поршневого компресора

Цей тип компресора бере за основу своєї роботи використання механічного приладу поршневого типу з метою збільшення тиску газу або рідини за допомогою компресії, тобто – зменшення обсягу. Такі компресори використовуються мало не в усіх сферах життя: хімічна промисловість, медицина, автомобілебудування, холодильній техніці, а також для побутових і напівпрофесійних потреб.

Іноді за допомогою поршневих компресорів осушують повітря . Це пов’язано з технологічними особливостями стиснення повітря. Вони відрізняються:

• Недорогою ціною в порівнянні з іншими типами компресорів;
• Простим технологічним процесом їх виробництва;
• Легкістю в ремонті і доступністю деталей.

Які бувають поршневі компресори

Поршневі компресори бувають декількох типів, опишемо їх нижче.

повітряний

За багато десятиліть його базова конструкція не зазнала особливих змін. Це корпус з чавуну, а всередині нього знаходиться циліндр. У механізмі також є власне поршень, зроблений таким чином, щоб залишався маленький зазор і два клапана. Кожен з них має своє призначення: один з них всмоктуючий, другий призначений для харчування.

судновий

Приєднаний до мотору і працює в такт з ним, поршневий компресор подає додаткові обсяги повітря.

безмасляний

• Малий розмір;
• Не має потреби в частому обслуговуванні;
• Можлива транспортування і переміщення в будь-якому положенні.

Читайте так же: Розглянемо повітряні електричні компресори 220В

Також на таких компресорах встановлюють додаткове очищення для кращої якості повітря.

гвинтовий

Гвинтовий компресор використовують для зниження тиску шляхом обертальних рухів роторів. Це пристрій винайшли в 30х роках. Відрізняється здатністю працювати в автоматичному режимі і економічністю.

По суті своїй, це пристрій покликаний перетворювати електричну енергію в енергію газу або простого повітря. Це відбувається за допомогою електродвигуна.

Гвинтовий блок має конструкцію, що складається з корпусу і двох великих гвинтів. Гвинти між собою не стикаються – між ними є невеликий зазор, який просто ущільнюється плівкою з масла.

Власне, принцип пристрою полягає в тому, що ніякі вузли між собою не труться.

Це також означає, що дрібне сміття, якщо навіть і потрапить всередину пристрою, не зашкодить його, так як елементів, які терлися б, немає. Максимум, доведеться замінити масло. Ще один плюс – гвинтовий компресор в різних швидкісних режимах, тобто, існує можливість регулювати його продуктивність і тим самим економити електроенергію.

Як він працює

Перераховані вище види компресорів з поршневий системою мають дещо різні принципи роботи.

повітряний

Поки це все відбувається, всмоктувальний клапан закривається, і до роботи підключається клапан нагнітання. Він виштовхує стиснений газ в магістраль. Ось весь цикл роботи повітряного поршневого компресора. Як видно, схема дії нескладна.

судновий

Читайте так же: Оглядаємо шафи управління засувкою

Цікаво, що найчастіше розміри обох апаратів схожі. Виходить, що верхня частина всього пристрою направлена ​​на роботу двигуна внутрішнього згоряння, а нижня частина стискає і нагнітає заряд в циліндр і в мотор.

безмасляний

гвинтовий

Це робить появу протікання практично неможливим навіть при тому, що обидва ротора не стикаються і, плюс до всього, відводить тепло, що з’явилося при стисненні. Суміш, вже стисла, направляється в масловіддільник, де, власне, і розділяється на мастильний матеріал і повітря. Масло, після проходження крізь фільтр і охолодження, тече назад в блок. Повітря теж охолоджується і виводиться з компресора.

Принцип роботи поршневих компресорів показаний на відео

За та проти

Апарати мають кілька помітних мінусів :

1. Принцип роботи вищеописаних пристроїв, крім гвинтового, таїть в собі один мінус. Стиснене повітря або інший газ виходять з апарату у вигляді імпульсів, а не рівним потоком. Щоб запобігти цьому непотрібне явище, використовують додатковий компонент, який називається ресивер. Ресивер згладжує пульсацію, а також вирівнює тиск газу.
2. При роботі поршневий компресор створює багато шуму. Це відбувається через особливості його будови. Чи не шумлять тільки установки, де становище циліндрів оппозітноє.
3. Також апарати сильно вібрують. Якщо у них великі габарити, доводиться поміщати їх на міцний фундамент з бетону.

Але існує і безліч позитивних моментів :

1. Легко ремонтуються.
2. Прості у використанні.
3. Можуть мати зовсім невеликі габарити.
4. Багатофункціональні – використовуються практично у всіх сферах життя.

Читайте так же: Поговоримо про ремонт блоку живлення комп’ютера своїми руками

Найважливіші з правил безпеки при роботі з поршневими компресорами. Потрібно проводити постійне спостереження за тим, щоб герметичність складальних одиниць була дотримана, при тому абсолютно всіх одиниць. Особливу увагу слід приділяти тим складальним елементам, які змушені переносити сильний тиск.

Кожну зміну необхідно оглядати запобіжні клапани, і прилади, за допомогою яких проводять заміри, а також і автоматику на предмет дефектів і несправностей. Це важливий принцип безпеки персоналу та техніки.

Згадувати чистити фільтри для масла в системі мастильної циркуляції, так само як і приймальню стінку насоса. Для цього потрібно встановити терміни, керуючись приписами в інструкції, але як мінімум раз в 50 днів.

Що робити при поломці?

• Розірвався маслопровід – доведеться попітніти і виправити маслопровід.
• Сталося пошкодження перепускного клапана масляного насоса – лагодити його немає сенсу, треба купити новий.
• Відсутня масло – влити фільтроване масло обов’язково тієї ж марки, що вже є в картері.
• Засмітилася сітка, в функціонал якої входить прийом мастила в масляному насосі – як тільки компресор зупиниться, приймальню сітку потрібно зняти, почистити і встановити назад.
• При засміченні фільтра для мастильних матеріалів його досить просто почистити.
• Зносилися шатунні е підшипники – їх треба підтягнути, якщо не виходить, то замінити вкладиші. Потрібно пам’ятати, що їх слід підігнати по валу.
• В масло потрапила вода – доведеться замінити масло, потім в обов’язковому порядку просушити систему.

Принцип роботи поршневого компресора досить простий навіть для того, що б його оператором була людина без спеціальної технічної підготовки. Легко піддаються ремонту, вони при цьому мають великий робочий ресурс. Пристрої використовуються повсюдно – починаючи від наукових лабораторій і медицини, закінчуючи напівпрофесійним будівництвом.

Пристрій і принцип роботи поршневого насоса, компресора

Що таке поршневий компресор і як він працює? Це поршневий насос стискає газ. Якщо стискається рідина, говорять про насос. Якщо стискається будь-якої газ, то говорять про компресорі. Принцип дії у поршневого насоса і поршневого компресора однаковий.

Схема роботи поршневого компресора

На малюнку показана мінімальна компоновка поршневого компресора:

1. впускний клапан
2. Випускний клапан
3. поршень
4. шатун
5. Колінчастий вал
6. циліндр

Зліва показаний цикл впуску газу в циліндр. Коли поршень йде вниз, під впускним клапаном виникає розрядження.

Цей клапан, притиснутий до сідла пружиною, відкривається (через різницю тисків над ним і під ним). Газ всмоктується в циліндр. Справа показаний цикл стиснення газу. Поршень йде вгору, стискаючи газ.

Привід компресора може бути електричним, бензиновим, дизельним. Відповідно, колінчастий вал отримує обертання від електродвигуна або ж від двигуна внутрішнього згоряння, бензинового або солярового.

Типи поршневих компресорів

Вище був показаний найпростіший компресор односторонньої дії. Набагато ефективніше компресор двостороннього дії.

Поршневий компресор двостороннього дії

Як бачимо з малюнка, для всмоктування і нагнітання повітря, використовується рух поршня як в одну, так і в іншу сторону. Коли зліва газ стискається і відповідно нагнітається, праворуч йде всмоктування. І навпаки. Продуктивність збільшується майже в два рази. Трохи менше, так як шток, що штовхає поршень займає певний обсяг.

Вище показані одноциліндрові компресори. Також виробляють двох, трьох і більше циліндрові. Відповідно і потужність буде більше в два, три і більше разів.

Двоциліндровий поршневий компресор

У таких агрегатах поршні ходять в протифазі. Цим досягається рівномірність подачі повітря. Також зменшується тряска компресора.

По розташуванню циліндрів бувають горизонтальні, вертикальні, кутові компресори.

Також розрізняються компресори за кількістю ступенів стиснення. Вишерассмотренние компресори були одноступінчастими. Бувають також і двох, трьох і більше ступінчасті.

Двоступеневий поршневий компресор

Повітря, стиснений в першому циліндрі, надходить в менший за обсягом другий циліндр. Там він дожимается до більш високого тиску. Зрозуміло, що двоступеневий компресор повинен мати два циліндра.

При стисненні газу відбувається його нагрівання. Тому стиснений газ з першого циліндра потрапляє до другого через охолоджувач. Його виготовляють з матеріалу швидко віддає тепло. Найчастіше це мідна трубка.

Двоступеневий компресор має більш високий ККД. Це відбувається з кількох причин:

• проміжне охолодження повітря, робить роботу компресора більш комфортною. Менше зношуються труться обладнання. Наприклад, пара поршень – циліндр.
• при однаковій потужності приводу, двоступеневий компресор на виході дає більший тиск.

Перший компресор, створений людиною, був поршневий. Потім з’явилися інші види. Саме загальне розподіл компресорів: об’ємні і динамічні. В об’ємних компресорах газ стискається за рахунок зменшення обсягу камери. У динамічних – за рахунок взаємодії з лопатками ротора. До об’ємних, крім поршневих компресорів, відносяться і широко поширені гвинтові компресори.

Пристрій і принцип роботи гвинтового компресора

Два гвинта провідний і ведений синхронно обертаються в парі. Зуби одного входять у западини другого. Але гвинти, їх металеві поверхні не стикаються. Він розташовані паралельно один одному на валах. На цих же валах є шестерні, які входять в зачеплення один з одним, що забезпечує жорсткий кінематичний зв’язок між гвинтами.

Гвинтовий компресор

Ротори (гвинти) обертаються назустріч один одному. Повітря через отвір в корпусі надходить в простір між гвинтами. З огляду на те, що зазор між роторами дуже малий: 0,1 – 0,3 мм, у міру обертання повітря відсікається від атмосфери і захоплюється гвинтами. Подальший поворот валів призводить до зменшення обсягу повітря і значить до його стиснення. На виході отримуємо високий тиск.

Разом з повітрям впорскується машинне масло, яке зменшує зазор між гвинтами до нуля. Крім того, масло змащує гвинти, зменшуючи сили тертя. Також масло забирає зайве тепло, яке неминуче виникає в міру стиснення повітря.

Коли камера, утворена гвинтами, з’єднується з випускним отвором, воздухомасляная суміш під тиском викидаються в нагнетательную лінію. Далі суміш проходить через масляний фільтр, який затримує масло і передає його назад в систему.

Переваги гвинтового компресора перед поршневим очевидні:

1. рівномірність роботи набагато перевершує поршневий компресор
2. міжремонтний період в рази більше
3. невеликі габарити, легко монтувати
4. ККД на 30% більше поршневих

безмасляний компресор

На даний момент наша промисловість дуже сильно потребує безмасляних компресорах, які бувають як поршневими, так і гвинтовими. У деяких випадках неприпустимо наявність масла в повітрі навіть в мінімальних кількостях. Наприклад, для надування кисневої подушки. Або для заповнення кисневого балона.

Щоб поршневий компресор був безмасляним, поверхня його циліндрів покрита спеціальним складом, що дозволяє працювати без машинного масла. Також і поршень покривається спецскладом. Незважаючи на великі досягнення в області матеріалів, що зменшують ковзання, час безперервної роботи безмасляного поршневого компресора обмежена. У деяких моделях 10 – 15 хвилин на годину.

Щоб гвинтовий компресор видавав стиснене повітря абсолютно без масла, воно не повинно використовуватися для ущільнення роторів, і охолодження. Тобто в камеру стиснення масло не впорскується. Щоб такий агрегат успішно працював і не нагрівався, до виготовлення гвинтів пред’являють підвищені вимоги. Ступінь стиснення зменшується, в порівнянні з масляними, в 3 – 4 рази.

Безмасляні компресори поступаються масляним за всіма параметрами, крім одного – чистоті стисненого повітря. Тому якщо покупцеві не потрібен абсолютно чистий стиснений газ, краще брати масляний компресор.

Пристрій, робота поршневого компресора

У цій статті ми розглянемо пристрій і роботу поршневого компресора, який найчастіше застосовується в пневматичній системі автосервісів і шиномонтаж.

Що ж таке компресор? – за своїм устроєм це машина, призначена для стиснення і транспортування газів з підвищенням тиску на співвідношення більш ніж 1,1.

У наш час область застосування і робота поршневих компресорів дуже широка, вони необхідні на всіх підприємствах, де в якості джерела енергії використовують стиснене повітря.

Компресор можна зустріти на заводах, газозаправних станціях, автосервісах, медичних установах і навіть майстерень по ремонту взуття.

На сьогоднішній день найбільш поширеними типами пристроїв є поршневі і гвинтові компресори.

Так як гвинтові компресори мають більш високу вартість, то на невеликих підприємствах, в тому числі і СТО, широко застосовуються в роботі поршневі компресори.

Споживачами стиснутого повітря в автосервісі служать пневмогайковерти, пневмодрилі, фарбопульти, шиномонтажні станки, установки вакуумного відбору масла і т. Д.

Пристрій поршневого компресора

Основним елементом пристрою поршневого компресора є компресорна головка (поршневий вузол). Її конструкція нагадує двигун внутрішнього згоряння.

Вона складається з циліндра, поршня, поршневих кілець компресора, шатуна, колінчастого вала, а також впускного і нагнітального клапанів.

На відміну від ДВС, клапани в компресорі є пластинку з пружиною і при роботі поршневого компресора наводяться в дію не примусово, а від перепаду тисків. Для змащення пристрою поршневого компресора, зокрема деталей, що труться, в компресорну головку заливають масло.

Для досягнення більш високої продуктивності поршневого компресора компресорні головки виготовляють з декількома циліндрами, які можуть мати рядне, V-подібне або оппозітноє пристрій.

У рух колінчастий вал приводиться від електродвигуна, що забезпечує роботу поршневого компресора. Залежно від способу з’єднання з електродвигуном розрізняють компресори поршневі з ремінним і прямим приводом.

1. При прямому приводі головка і двигун розташовані на одній осі і їх вали в пристрої поршневого компресора з’єднані безпосередньо.
2. У компресорах поршневих ремінного типу привід головки і мотор розташовані паралельно один одному, а рух віддається через ремінну передачу. На шківі приводу головки встановлені лопаті, які забезпечують охолодження поршневого вузла.

Іншим важливим елементом в пристрій і роботу поршневого компресора є ресивер , який являє собою сталеву ємність і призначений для підтримки постійного тиску і рівномірного витрати повітря. У ресівері також встановлено клапан для скидання тиску в разі якщо буде перевищено його допустиме значення.

Для забезпечення роботи поршневого компресора в автоматичному режимі в пристрої поршневого компресора знаходиться прессостат (реле тиску), який при досягненні заданого тиску розмикає контакти і зупиняє двигун, а при зниженні тиску нижче певного значення замикає контакти і запускає компресор.

Робота поршневого компресора

Робота поршневого компресора здійснюється за наступним принципом: при русі поршня вниз в циліндрі створюється розрідження, в результаті чого відкривається впускний клапан. Так як в циліндрі тиск нижче атмосферного, то через клапан надходить повітря.

Для очищення повітря, що поступає в пристрої поршневого компресора застосовують фільтри. Під час руху поршня вгору при роботі поршневого компресора обидва клапана закриті. При стисненні повітря зростає тиск в циліндрі і відкривається нагнітальний клапан, через який повітря надходить в ресивер.

Працюючі за таким принципом поршневі компресори звуться одноступінчатих.

Одним з недоліків пристроїв поршневих одноступінчатих компресорів є обмежене робочий тиск. Робота поршневого компресора даного типу можлива з підвищенням тиску тільки до 10 атмосфер. Це пояснюється тим, що при високому тиску сильно зростає температура в циліндрі і може спалахнути масло, яке використовується для змащення деталей.

Для досягнення більш високих тисків в роботі поршневих компресорів застосовують багатоступінчастий принцип, в якому повітря по черзі стискається в кожному ступені до певного значення, після чого охолоджується в холодильнику і подається в циліндр наступному ступені, де стискається до більш високого тиску. Як холодильника в пристрої поршневого компресора використовують мідну трубку з ребрами охолодження.

Робота поршневих компресорів на невеликих підприємствах найбільш часто грунтується на двоступеневої установці з двома циліндрами. Циліндр першого ступеня, як правило, має більший діаметр ніж другий.

При виборі поршневого компресора необхідно в першу чергу враховувати характеристики споживачів стисненого повітря. Адже робота поршневого компресора не повинна бути постійною. При правильному підборі компресорної головки і ресивера час роботи компресора повинно бути рівним часу відпочинку.

Варто врахувати, що всі виробники вказують на своїх компресорах продуктивність в л / хв тільки на вході. Так як при підвищенні тиску нагнітання продуктивність знижується, то для того щоб дізнатися її значення на виході потрібно від зазначених даних відняти 30%.

Пристрій і принцип роботи поршневого компресора

Конструкція поршневого компресора відрізняється від аналогів відносною простотою. Поряд з цим якістю не губиться надійність механізму.

А в сукупності з відносно доступною вартістю дані властивості можна зарахувати до гідності подібної техніки.

І навіть сьогодні поряд зі зростаючою інтенсивністю експлуатації більш сучасних видів компресорного устаткування популярність саме поршневих апаратів не падає.

Для чого служить і яку функцію реалізує

Пристрій поршневого різнотипного компресора дозволяє отримувати з його допомогою стиснене повітря. Відповідно, така здатність є досить затребуваною і в колишні, і в нинішні часи. Тому техніка цього роду може бути задіяний в різних сферах промисловості і на різних виробничих об’єктах.

Коефіцієнт корисної дії таких агрегатів дуже високий, але відповідний рівень продуктивності техніка даного роду видає лише при певних значеннях тиску (від 1 МПа).

Причому такі обмеження не є недоліком, так як будь-який інший вид устаткування з подібними характеристиками також здатний видавати найбільш високу продуктивність лише при певних значеннях тиску.

Як влаштований механізм і його принцип роботи

Відмінні риси подібного обладнання залежать від його різновиду. Саме з урахуванням виду пристрою можна розбирати всі тонкощі його функціонування. Однак можна обумовити основний принцип роботи в загальному для всіх виконань.

Так, якщо розглядати одноциліндровий варіант, то в даному випадку конструкцією будуть передбачені наступні елементи:

 

Циліндр, головка циліндра;

• поршень;
• Поршневий палець;
• шатун;
• Підшипники вала і безпосередньо сам колінчастий вал;
• маховик;
• Сальник.

Відповідно, якщо розглядати компресор двухпоршневой, то склад кілька розшириться. Корпус такого пристрою виконаний з чавуну. Поршень, розташований в циліндрі, виробляє зворотно-поступальні рухи. Доступ робочого середовища під прес поршня здійснюється за допомогою спеціальних клапанів, які знаходяться у верхній частині циліндра.

Дивимося відео, принцип роботи компресора:

Поршень приводиться в рух за допомогою кривошипно-шатунного вузла, який в свою чергу починає рух після введення в роботу приводу, з’єднаного з валом.

За кожен вироблений оборот вала виконується два ходи поршня. За безпосередньої участі нагнетательного і всмоктуючого клапанів відбувається розрідження і стиснення парів робочої середовища.

Перший з названих процесів означає зниження тиску, другий, навпаки, зростання.

Види поршневого компресора

Устаткування такого типу розрізняють відповідно до деякими особливостями конструкції. Одна з класифікацій базується на кількості використовуваних механізмом циліндрів:

1. одноциліндровий;
2. двоциліндровий;
3. Багатоциліндровий.

В даному випадку конструкція відрізняється кількістю основних вузлів: циліндрів і, відповідно, поршнів до них.

Компресор промисловий різнотипний поршневий зустрічається в різних виконаннях, відмінних між собою за кількістю ступенів для можливості стиснення робочого середовища:

• одноступінчаті;
• двоступеневі;
• Багатоступінчасті.

Останній з названих варіантів є найбільш ефективним рішенням. Але крім цього існують і інші види подібних пристроїв:

1. Вертикальні. З назви зрозуміло, що в даному випадку циліндри розташовуються у відповідній (вертикальної) площини.
2. Горизонтальні. Відмінною рисою даного роду техніки є можливість вибрати виконання з одностороннім розташуванням циліндрів щодо вала або пристрої з двостороннім розташуванням даних елементів.
3. Кутові. Таке рішення має на увазі комбіновану установку циліндрів: і вертикально, і горизонтально. До даної групи належать виконання з циліндрами, розташованими під деяким кутом нахилу (V, W-образно).

Найкращим варіантом є моделі, оснащені циліндрами, які рухаються назустріч один одному, а розташовуються вони з двох сторін від колінчастого вала.

Окремо слід сказати про такі пристрої, як компресор високопродуктивний двохпоршневими, так як дане виконання являє собою техніку промислового призначення через свою високу ефективність.

Переваги і недоліки

Вибираючи між сучасними технологіями в області виробництва компресорного устаткування і класичним рішенням, яскравим прикладом якого є поршневий агрегат, слід зважити всі плюси і мінуси. До явних переваг останнього з названих варіантів відноситься:

1. Простота пристрою, що в результаті обумовлює нескладні дії по ремонту основних вузлів. До того ж, якщо вибирається поршневий компресор, принцип його роботи дуже простий, що дозволяє при дбайливого ставлення і регулярному обслуговуванні отримати надійну машину.
2. Нескладний процес виробництва техніки такого роду, що додатково впливає на підсумкову вартість виробу. Якщо порівнювати з гвинтовими або відцентровими аналогами, то поршневий агрегат обійдеться дешевше, ніж інші варіанти.
3. Зважаючи на велику кількість видів подібного обладнання помітно збільшується область його застосування.
4. Механізм такого роду прекрасно справляється з поставленим завданням навіть в суворих умовах.

Але будь-яка техніка має і недоліки, в даному випадку слід зазначити підвищений рівень шуму, а додатково до того ще й вібрацію під час роботи агрегату. Ці властивості обумовлюються конструкцією, тому вплинути на них досить складно. Єдина міра, яка зазвичай робиться – виділення окремого приміщення.

Крім цього потрібно відзначити й інший недолік – часте обслуговування, без чого агрегат дуже швидко вийде з ладу.

Рекомендації по вибору

Розрахунок двоступінчастого поршневого компресора або багатоступінчастого аналога проводиться для того, щоб можна було підібрати модель такого апарату, відповідну за своїми характеристиками робочим умовам. Інакше можна отримати або занадто продуктивну техніку для простих завдань, що невиправдано, або недостатньо ефективний пристрій, що спричинить за собою вплив надмірних навантажень.

Дивимося відео, критерії вибору апарату:

По суті, розрахунок двоступінчастого або багатоступінчастого поршневого компресора не так складний і складається з ряду етапів:

• Визначення масової продуктивності апарату відповідно до параметрів повітряного середовища;
• Розрахунок розмірів основних вузлів, зокрема, циліндрів;
• Отримання кривої, що характеризує процес стиснення робочого середовища;
• Розрахунок потужності компресора.

При виборі такого агрегату враховується його цільове використання.

Якщо взяти до уваги той факт, що повністю універсального пристрою не існує, то слід підбирати модель відповідно до тих навантаженнями, які будуть на нього покладатися. За це відповідає рівень продуктивності агрегату.

Щоб визначити, наскільки довго пропрацює така техніка, потрібно знати її коефіцієнт внутрисменного використання або коротко КВІ. Чим він вищий, тим довше буде працювати пристрій.

Додаткові функції призводять до подорожчання конструкції, проте вони важливі лише в разі, коли техніка купується з конкретною метою, для реалізації якої якраз і потрібні такі особливості механізму.

Середня вартість пристроїв популярних марок коливається в межах 5 000-6 000 руб., При цьому користувач отримує обладнання FUBAG і ELITECH досить високого ступеня ефективності (180 л / хв.) При робочому тиску 8 бар.

Таким чином, для успішного вибору беруться до уваги основні характеристики такої техніки, але важливо співвіднести дані значення з умовами експлуатації, а також із завданнями, які планується вирішувати. Від того, наскільки продуктивною є обладнання, буде залежати його ефективність, а значить, і швидкість роботи.

З улаштування та експлуатації поршневих компресорів

Поршневий компресор є одним з перших видів компресорних установок, який широко використовується і на сьогоднішній день. Його високі робочі показники і можливість інтенсивної експлуатації при великих обсягах продуктивності дозволяють використовувати поршневий компресор в промисловому призначення і на невеликих виробництвах.

Пристрій і принцип роботи поршневих компресорів залежить від типу даних установок, які можуть бути різні:

• за кількістю в обладнанні циліндрів – бувають одно-, дво- і багатоциліндрові;
• по виду розташування в установці циліндрів – W, V-образні, а також рядні;
• в залежності від кількості ступенів для стиснення повітря в поршневому компресорному обладнанні – багатоступінчасті, одноступінчасті.

Однак, незалежно від свого типу, установки поршневі мають базове оснащення, характерне всім типам даних установок.

Поршневі компресори і їх пристрій

Пристрій поршневих компресорів є найбільш простим в одноциліндрових установках. До складу даного обладнання входять такі елементи, як поршень, циліндр, два клапана – для нагнітання і всмоктування повітря, які знаходяться в кришці циліндра.

При роботі установки, шатун, з’єднаний з обертовим колінчастим валом, передає на поршень обмежені руху по камері стиснення. В даному процесі відбувається збільшення обсягу, що знаходиться між клапанами і нижній частині поршня, що призводить до розрідження.

• Тут Ви можете ознайомитися з каталогом поршневих компресорів, що реалізуються ТОВ ГК «Техмаш». 
• Перевищуючи опір пружини, яка закриває клапан, який виконує усмоктувальні функції, атмосферне повітря відкриває його і надходить в циліндр по всмоктуючому патрубку.

Ще Одне дію поршня призводить до стискання повітря і зростанню його тиску.

Нагнітальний клапан, який також утримується пружиною, відкривається потоком повітря, що знаходиться під високим тиском, після чого стиснене повітря потрапляє в нагнітальний патрубок.

При цьому харчування обладнання може здійснюватися від електродвигуна або ж автономного двигуна, який може бути дизельним або бензиновим.

При цьому принцип роботи поршневих компресорів дозволяє отримати максимально ефективну роботу обладнання.

Однак є і один незначний мінус – стиснене повітря, що подається цією установкою, надходить у вигляді імпульсів, а не рівним потоком.

Для вирівнювання тиску стисненого повітря і його пульсації, поршневі компресори використовуються переважно з ресиверами, що дозволяють виключити можливість перебоїв, як у тиску повітря, що подається, так і в роботі всього обладнання.

Також необхідно розглянути особливості конструкції і дії двоциліндрових установок поршневого типу.

В даному випадку установка є одноступеневою і оснащеної двома однаковими за розміром циліндрами. Робота циліндрів відбувається в протифазі, в результаті чого вони всмоктують повітря по черзі.

Далі повітря стискається до максимального рівня тиску і витісняється в нагнітаючу частина обладнання.

У випадку з двоступінчастими двоциліндровими установками, обладнання оснащене циліндрами різних розмірів. Стиснення повітря до певного значення відбувається в циліндрі першого ступеня.

Далі він переходить в межступенчатом охолоджувач, де охолоджується до необхідного рівня.

Потім, потрапляючи в циліндр другого ступеня, повітря дожимается, що дозволяє отримати максимально високий рівень тиску повітря.

Як межступенчатом охолоджувача використовується мідна трубка, що забезпечує охолодження знаходиться під тиском повітря на проміжку між циліндрами двох ступенів.

Охолодження повітря дозволяє оптимізувати процес його стиснення і значно підвищити ККД всієї установки.

При цьому спеціальним чином підбираються розміри обох циліндрів – так, щоб однакова робота проводилася на всіх щаблях стиснення повітря.

Двоступеневі поршневі компресори, пристрій яких дозволяє отримати більш ефективний рівень роботи обладнання, в порівнянні з одноступінчастими установками, мають велику кількість важливих переваг.

В першу чергу – це затрачивания мінімальної кількості енергії при однаковій потужності двигуна.

Так при одноступенчатом стисненні повітря потрібна більша кількість енергії, ніж для стиснення цього ж об’єму повітря двоступінчастим обладнанням.

Особливості конструкції і принцип дії компресорів поршневого типу відрізняються своєю порівняльною простотою в поєднанні з високою ефективністю роботи обладнання, його практичністю і тривалим терміном експлуатації при інтенсивному використанні. Ці переваги зробили установки даного типу одними з найбільш популярних, як в побуті, так в напівпромисловому і промисловому використанні.