Нефть и песок О стали Компрессор - подбор и ошибки Из истории стандартизации резьб Соперник ксерокса - гектограф Новые технологии производства стали Экспорт проволоки из России Прогрессивная технологическая оснастка Цитадель сварки с полувековой историей Упрочнение пружин Способы обогрева Назначение, структура, характеристики анализаторов Промышленные пылесосы Штампованные гайки из пружинной стали Консервация САУ Стандарты и качество Технология производства Водород Выбор материала для крепежных деталей Токарный резец в миниатюре Производство проволоки Адгезия резины к металлокорду Электролитическое фосфатирование проволоки Восстановление корпусных деталей двигателей Новая бескислотная технология производства проката Синие кристаллы Автоклав Нормирование шумов связи Газосварочный аппарат для тугоплавких припоев

Компрессор - подбор и ошибки

ВОЗЬМЕМ СИСТЕМУ КОМПРЕССОР - ПНЕВМОИНСТРУМЕНТ

Все компрессоры можно разделить на несколько групп по совершенно разным признакам. Например, по типу сжимаемого газа все они делятся на газовые и воздушные. Если делить по принципу сжатия, то получается также две группы: объёмного сжатия и динамического. В первую входят поршневые, винтовые, мембранные и т.д., а во-вторую — турбокомпрессоры. По видам привода компрессоры бывают с электроприводом, с приводом от ДВС и с приводом от вала отбора мощности. Каждую группу, в свою очередь, можно поделить ещё на подгруппы, и в зависимости от задачи того, кто это деление создаёт (это «хлеб» отделов маркетинга), в конечном итоге можно вывести любой идеальный продукт, который отвечает вашим требованиям на все 100% или около того.

Согласитесь, что в любом компрессоре имеется что-то, что отличает его от ему подобных. Если не какие - либо технические решения, то бренд, маркетинговая политика компании, реклама, складская и сервисная программы. Вот что заставляет нас расставаться со своими деньгами и покупать какой - либо продукт.

В этой статье мы не будем заниматься рекламой, а просто расскажем о компрессорах понятным языком и будем рассчитывать именно на аудиторию нашего журнала, т.е. тех, кто использует компрессоры в быту, на стройке, в автосервисах и на небольших промышленных предприятиях. То есть речь пойдёт о проверенных массовых решениях. Задача статьи — рассказать о наиболее популярных ошибках при выборе компрессоров.

ДАВЛЕНИЕ

Существуют давно устоявшиеся границы использования компрессоров. Компрессоры низкого давления, не более 1 атмосферы (примерно 1 бар), пожалуй, пригодны лишь для аэрации воды на садовом участке, в бассейне или аквариуме. Чаще всего здесь применяются воздуходувки, диафрагменные компрессоры или поршневые, с регулировкой давления на выходе из ресивера не более 1 бара. В последнее время на телевидении широко рекламируются окрасочные системы, состоящие из воздуходувки, воздухоподводящего рукава и краскораспылителя.

Компрессоры с давлением до 1 Мпа (10 бар) — самый распространённый вид компрессоров, применяемый повсеместно, практически в любой отрасли промышленности, в окрасочных системах, в качестве привода пневматического инструмента, пескоструйных, абразивоструйных и дробеструйных установках, всевозможных приводах, пневматических цилиндрах, управляющих системах и т.д. В зависимости от требуемой производительности применяют как поршневые, так и винтовые разновидности.



Компрессоры с давлением свыше 1 МПа, а точнее от 1,6 до 4,5 Мпа, применяются в выдувных установках в пищевой промышленности. Компрессоры с большим давлением — в основном в химической промышленности, в оборонке и прочих областях. Как правило, это поршневые или турбокомпрессоры.

Самое распространённое заблуждение — чем выше давление компрессора, тем лучше. Установки с давлением в 10—16 бар весьма популярны. При том что большинство пневматического инструмента и оборудования рассчитано на работу при давлении чуть больше 6 бар. Выходит, что подключаемая к компрессору техника работает при нагрузках, превышающих расчётные в два - три раза. В результате сокращается ресурс оборудования, растут затраты на его ремонт и обновление. Дело в том, что сжатый воздух воздействует на детали инструмента с усилием, которое прямо пропорционально давлению. В магазине, собирая продукты в пакеты, пятикилограммовую сетку с картошкой мы кладём в два семикилограммовых пакета — вдруг они не выдержат нагрузки. Каждый из нас интуитивно понимает, что у любых изделий всегда должен оставаться определённый запас прочности. Вот только в случае с пневматикой многие об этом правиле забывают и безрассудно перегружают её излишним давлением.

Покупать компрессор с избыточно высоким давлением (про запас) не имеет смысла по нескольким причинам. Во-первых, компрессор стоит денег (если вы в них не стеснены, наиболее правильным решением будет купить более мощную машину с прицелом на развитие производства). Во-вторых, чем выше давление — тем дороже воздух. Об этом практически никто никогда не вспоминает, поэтому и берут компрессор с запасом по давлению, вместо того, чтобы брать с запасом по производительности. И в-третьих, дополнительные затраты — необходим редуктор давления сжатого воздуха. При отсутствии последнего повышается нагрузка на инструменты и механизмы, что приводит к преждевременному их износу. Помимо этого, стоимость оборудования, работающего на большом давлении, выше, чем работающего на меньшем.

Мало кто станет утверждать, что для пневмооборудования физика делает исключения. Тогда чем объяснить повсеместную увлечённость высокобарными машинами? Поэтому если ориентироваться на давление, то выбирать компрессор необходимо исходя из значений допустимого давления, указанных для инструмента (разве что с небольшими поправками на диаметр и длину пневмомагистрали). Считается, что если в пневматической магистрали во время работы оборудования или инструмента давление падает ниже чем на 1 бар, то либо она собрана неверно, либо производительность компрессора не соответствует потреблению сжатого воздуха.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Производительность компрессора — это объём воздуха (при атмосферном давлении), сжимаемого в единицу времени. Второе место по распространённости занимают ошибки, связанные с неверной оценкой этого параметра.

Именно воздух приводит в движение двигатели пневмоинструмента. При верно подобранном давлении от его количества зависит эффективная мощность оборудования, а значит, и выполнение поставленной задачи. Если воздуха не хватает, то инструмент «задыхается» — полезная мощность падает, а компрессор работает на пределе своих возможностей.

Здравый смысл подсказывает, что производительность следует подбирать с запасом. Вот только с каким?



Традиционно оптимальными по этому показателю считаются системы, когда расход воздуха в ходе работы не превышает 70 — 80% от максимальной производительности компрессора.

Приобретение более крупных машин, как правило, невыгодно. Ведь, помимо более высоких цен, у них выше энергопотребление и прочие эксплуатационные расходы. Поэтому перед покупкой компрессора нужно тщательно проверить, сколько воздуха нужно именно вашему пневмоинструменту.

Очередная ошибка в выборе компрессора формулируется так: «Меньше воздуха — выше давление». В России народ издавна славится пренебрежением, порой демонстративным, к разного рода правилам. Объяснить иными причинами логику людей, прекрасно осознающих негативные последствия каждого из предыдущих пунктов в отдельности и всё же пытающихся на практике их объединить, нельзя.

В два раза ниже производительность, зато в два раза выше давление! Почему нет? Вот почему.

Минус на минус даёт плюс в математике. Физика же не столь категорична. Действительно, все мы со школы помним, что если не принимать в расчёт температуру, то при прочих равных будет верно равенство p1V1 = p2V2. Однако в пневматике необходимо учитывать два момента.

1. Упомянутая формула описывает два конечных состояния замкнутой системы — той, на которую не влияют прочие факторы и количество газа в которой неизменно.

Но в нашем случае инструмент постоянно расходует «старый» воздух, а компрессор нагнетает «свежий». Причём расход одного напрямую не зависит от производительности второго. В ряде случаев воздуха подаётся мало, иногда — много, а бывает, что оборудование работает в режиме «то густо, то пусто». А значит, раз не выполняется условие замкнутости системы, то и пользоваться этой формулой в нашем случае нельзя.

2. Подавляющее большинство производителей в соответствии с мировыми стандартами указывают производительность компрессоров по воздуху «в распущенном состоянии». Где-то, как в случае с отечественной техникой, потери на сжатие учитывают и сообщают производительность на выходе из компрессорного блока, в остальном же мире, как правило, указывают объём воздуха на входе в компрессор. Однако вне зависимости от этих правил производительность компрессора — это количество несжатого воздуха, которое он сжимает в единицу времени.

То есть «кубовая» семибарная машина выдаёт в минут столько воздуха, что при атмосферном давлении он займёт объём в 1 кубический метр. А «полкубовый» пятнадцатибарник соответственно лишь 0,5 кубических метра. Кстати, по «распущенному» воздуху измеряется и расход пневмоинструмента. Вот почему в нашем случае нехватку воздуха нельзя компенсировать увеличением давления.

ДИАМЕТР И ДЛИНА МАГИСТРАЛИ

Даже при верно подобранном компрессоре и инструменте в ряде случаев техника всё равно не даёт обещанных производителем показателей. А причина может быть проста.



Про диаметр шлангов и труб знают многие. Вспоминают, правда, реже. Хотя правило простое: чем меньше диаметр, тем ниже пропускная способность. (Вспомните напитки фастфуда: чем уже трубочка, тем дольше через нее придётся тянуть напиток.) Слишком зауженные магистрали не способны оперативно пропустить необходимое инструменту количество воздуха.

Что касается длины магистралей, то и здесь всё не намного сложнее. Как известно, молекулы воздуха, как и любого газа, довольно сильно удалены друг от друга и находятся в постоянном хаотичном движении. Их столкновения образуют давление, и чем они чаще соударяются, тем эта величина выше.

При этом в замкнутых системах, как нас учили в школе, давление газа распределяется равномерно по всему объёму. А вот в открытых — всё немного иначе. Благодаря существенному расстоянию между молекулами, чтобы взаимодействовать друг с другом, им нужно время. Ситуация напоминает обычную дорожную пробку. При интенсивном движении на узкой трассе, стоит впереди идущей машине сбавить скорость за два метра перед новым «лежачим полицейским», как следующая за ней, не зная причин и стараясь сохранить безопасную дистанцию, притормаживает чуть сильнее и немного раньше — и так пока пятая или десятая по счёту от них не останавливается совсем.

Однако оставим вопросы организации движения специалистам, а что касается надлежащего использования протяжённых воздушных магистралей, то здесь обойтись без потерь в эффективности инструмента нам поможет увеличение либо диаметра, либо давления. Также действенны приёмы вроде установки дополнительных ресиверов или закольцовки магистрали.

В любом случае в быту не стоит увлекаться ни тонкими, ни длинными шлангами, а проектирование промышленных магистралей лучше отдать на откуп профессионалам.