Выбираем компрессор. Режим работы поршневого компрессора
Режим работы поршневых компрессоров
Режим работы поршневых компрессоров
Одним из наиболее опасных факторов, возникающих в процессе работы поршневого компрессора, является нагрев воздуха, возникающий в результате его сжатия в рабочих цилиндрах. При одноступенчатой конструкции компрессора температура на выходе достигает 150°С. При этом немалая часть тепловой энергии поглощается узлами и элементами головки поршневого компрессора. В результате детали нагреваются и в узлах трения уменьшаются тепловые зазоры. Недостаточный отвод тепла может привести к тому, что головка не будет успевать охлаждаться, возрастёт температура смазываемых узлов. Итогом будут полностью выбранные тепловые зазоры и неэффективность смазки. «Благоприятный» результат подобной ситуации – ускоренных износ механизмов. В худшем случае компрессор заклинит.
Всё это учитывается при разработке поршневого компрессора. Для снижения температуры используется принудительное воздушное охлаждение головки устройства путём обдува, создаваемого вентилятором электрического двигателя или шкивом коленвала компрессора. Высокая устойчивость обеспечивается материалом корпуса головки представляющим собой стальной сплав с высокими показателями теплопроводности. Кроме того, имеются и специальные ребра жесткости.
Вышеуказанные меры являются достаточно простыми и дешевыми. Однако их недостаточно для обеспечения длительной, непрерывной работы устройства. Из-за этого поршневой компрессор конструктивно рассчитывается на режим работы со строго определенной скважностью, то есть учитывается наличие перерывов, которые необходимы для снижения температуры головки до допустимого уровня.
Режим работы поршневого компрессора рассчитывается с учётом специального коэффициента внутрисменного использования (Кви). Данный коэффициент характеризует время непрерывной работы устройства. Российские стандарты определяют три разновидности режимов эксплуатации поршневого компрессора. Это кратковременная работа при Кви = 0,15, непродолжительная с Кви = 0,5, а также продолжительная с коэффициентом внутрисменного использования равным 0,75.
Чем больше компрессор может функционировать в непрерывном режиме, тем выше его надёжность. Показатель Кви повышается благодаря применению более совершенных материалов и конструкционных решений, увеличения запаса прочности узлов и деталей. В свою очередь это отражается и на стоимости устройства.
Обеспечение нормального режима эксплуатации поршневого компрессора зависит от соблюдения разумного баланса между объемной производительностью и показателем среднего потребления воздуха.
kronde.ru
Поршневой компрессор - АПС Инжиниринг
принцип работы поршневого компрессора
Поршневой компрессор относится к типу объемных компрессоров. В поршневых компрессорах атмосферный воздух сжимается при помощи поршней, которые совершают возвратно-поступательные движения в цилиндрах. Всасыванием и выпуском воздуха управляют открывающиеся и закрывающиеся клапаны.
Принцип работы поршневого компрессора можно описать следующим образом. Двигатель (электромотор) приводит в движение коленчатый вал, на котором установлены шатуны с поршнями. При движении поршня к нижней мертвой точке, в цилиндре создается разряжение, открывается впускной клапан и поршневой компрессор всасывает атмосферный воздух. При движении к верхней мертвой точке впускной клапан закрывается и в цилиндре происходит сжатие воздуха. При достижении поршнем верхней мертвой точки открывается выпускной клапан, и воздух подается в область нагнетания (в ресивер).
Как видно из описания - принцип работы поршневого компрессора похож на работу двигателя внутреннего сгорания.
Поршневой компрессор в основном используется для обеспечения относительно небольших расходов сжатого воздуха. Поршневой компрессор является самыми распространенным из всех компрессоров. Поршневые компрессоры очень разнообразны; одинарного или двойного действия, маслозаполненные или безмаслянные, с разным числом цилиндров.
Наибольшее распространение получили одно и двухступенчатые поршневые компрессоры. В одноступенчатых компрессорах цилиндры всасывают атмосферный воздух, сжимают его и вытесняют в линию нагнетания. В двухступенчатых компрессорах атмосферный воздух сжимается в первой ступени до промежуточного давления. Затем, после промежуточного охлаждения, он сжимается до конечного давления во второй ступени и поступает в линию нагнетания.
режим работы поршневого компрессора
Поршневой компрессор изначально рассчитывается на эксплуатацию со строго определенными интервалами, что предполагает обязательные перерывы в работе. Это необходимо для отвода тепла и нормализации теплового режима компрессора.
Сжимаясь в цилиндре поршневого компрессора, воздух нагревается и на выходе из цилиндра одноступенчатого компрессора его температура превышает 150оС. При этом тепло поглощается маслом (в случае с маслозаполненным компрессорами) и элементами конструкции головки компрессора, что приводит к повышению их температуры и изменению тепловых зазоров. По этому время работы поршневого компрессора и время простоя - важнейшие факторы которые необходимо учитывать при подборе поршневого компрессора.
Если не обеспечить нормальный режим работы поршневого компрессора головка не будет успевать охлаждаться и температура возрастает выше допустимого уровня. В этом случае полностью выбираются тепловые зазоры, а перегретое масло, подаваемое к узлам трения, не в состоянии держать «масляный клин». Такой режим работы грозит ускоренным износом поршневой группы и заклиниванием компрессора.
Производительность поршневого компрессора всегда должна быть больше, чем потребление воздуха. Производя сжатого воздуха больше, чем расходуется, компрессор создает запас сжатого воздуха в ресивере, позволяющий ему работать в необходимом режиме пуск/остановка (время работы поршневого компрессора и время простоя).
Если поршневой компрессор на протяжении смены работает без перерывов это верный признак того, что он подобран неправильно и вскоре выйдет из строя.
В зависимости от допустимого режима эксплуатации и выходных характеристик поршневые компрессоры подразделяются на серии: хобби или полупрофессиональный, профессиональный и промышленный.
В зависимости от типа и класса поршневого компрессора зависит и необходимый запас по производительности для данного компрессора. Чем ниже класс исполнения компрессора, тем больше времени требуется для нормализации теплового режима. Соответственно и запас по производительности ему необходим больший.
производительность поршневого компрессора
Теоретическая производительность поршневого компрессора определяется геометрически, т.е. объемом воздуха, который поместится в рабочей полости компрессора за один цикл всасывания, умноженный на количество циклов в единицу времени. Теоретическая производительность поршневого компрессора (или производительность на всасывании) отличается от реальной производительности на выходе, в большую сторону.
Для расчета реальной производительности поршневого компрессора на выходе необходимо учитывать коэффициент производительности для данного типа компрессоров. Для компрессоров профессиональной серии коэффициент производительности может составлять величину до 0,7. Реальная производительность на выходе компрессоров серии хобби колеблется в среднем около 50% от заявляемой теоретической производительности.
Расчет производительности поршневого компрессора
www.aps-e.ru
Выбор оптимального компрессора в автосервис
Как правильно определить потребность в сжатом воздухе и на основании полученных данных, рассчитать оптимальные характеристики компрессора? Может ли компрессор малой производительности, оснащенный большим ресивером, заменить компрессор большей производительности с меньшим ресивером? Чем различаются входные и выходные параметры компрессора, и как это учитывают в расчетах?
С чего начать?
Перед тем, как покупать компрессор, нужно, по возможности, более точно подсчитать количество потребителей сжатого воздуха, определить их рабочие параметры (давление и номинальный расход воздуха) и предполагаемый режим работы. Рабочие параметры пневмоинструмента или пневмооборудования указываются в паспорте. Если по каким-либо причинам эта информация отсутствует, можно выяснить у своих коллег или любого продавца пневмооборудования характеристики аналогичных устройств. Как правило, возможная небольшая ошибка не будет роковой. Понятно, что пневмоинструмент используется в работе не непрерывно, а время от времени, соответственно ,изменяется текущее воздухопотребление. Для определения характеристик компрессора ориентируются на усредненное значение потребности в сжатом воздухе. Чтобы ее рассчитать, нужно, исходя из опыта эксплуатации и знания технологии планируемых работ, представить, каковы будут продолжительность и периодичность между включениями инструмента, и возможна ли одновременная работа нескольких устройств и каких именно. Сказанное касается тех, кто впервые приобретает компрессор. Если вы уже используете источник сжатого воздуха, который по каким-либо соображениям не удовлетворяет потребности вашего предприятия (например, в связи с ростом количества потребителей или увеличившейся интенсивностью работ), нужно знать технические характеристики используемого компрессора, включая объем ресивера, а также сформулировать конкретные претензии к его работе. Например, если компрессор не обеспечивает требуемый расход воздуха, что часто приводит к перерывам в работе, следует экспериментально установить, за какой период времени давление в ресивере падает ниже допустимого уровня.
Поршневой компрессор
В компрессорах этого типа воздух сжимается в замкнутом пространстве цилиндра в результате возвратно-поступательного движения поршня. Популярность поршневых компрессоров определяется их невысокой стоимостью, приемлемыми массогабаритными показателями, простотой в эксплуатации и обслуживании и выходными характеристиками, способными удовлетворить потребности малого и среднего предприятия. К основным характеристикам компрессора относятся два параметра: максимальное давление (Pmax) и объемная производительность (Q). Сегодня большинство предлагаемых на рынке компрессоров развивают давление, превышающее потребности стандартного пневмооборудования и инструмента. На рынке представлены компрессоры с максимальным давлением 6, 8, 10, 16 бар. Что еще нужно учитывать, определяя максимальное давление развиваемое компрессором? Во-первых, следует иметь в виду, что система автоматического регулирования давления всех компрессоров настроена таким образом, что обеспечивает поддержание давления в ресивере с допуском — 2 бар от максимального значения. Это означает, что в процессе работы компрессора с Pmax=8 бар, давление на выходе может изменяться в диапазоне от 6 до 8 бар, у 10-барного — соответственно от 8 до 10 бар. Заводские регулировки прессостата могут быть изменены пользователем только в сторону уменьшения минимального давления. Во-вторых, необ)ходимо учитывать, что наличие протяженных пневмомагистралей вызывает падение давления в линии. При ошибках в проектировании пневмосети (применение труб малого диаметра, использование водопроводных запорных устройств, нерациональная прокладка магистрал)ей и т. д.) оно может достигать существенной величины и стать причиной неэффективной работы пневмооборудования. Чтобы избежать возможных неприятностей, нужно отдать предпочтение компрессору с более высоким максимальным давлением. Некоторый запас по давлению полезен и с другой точки зрения. Чем выше давление, развиваемое компрессором, тем большую массу воздуха он может закачать в ресивер и тем большее время последний будет опорожняться до минимально допустимого давления, обеспечивая компрессору время для отдыха. Кстати об отдыхе: а нужен ли он железному компрессору? В ответе на этот вопрос кроется ключ к пониманию особенности рабочего процесса в поршневом компрессоре. Учитывая ее, определяют важнейшую характеристику компрессора — производительность.
Режим работы поршневого компрессора
Сжимаясь в цилиндре поршневого компрессора воздух нагревается. На выходе из одноступенчатого компрессора его температура превышает 150°С. При этом часть тепла поглощается деталями и элементами конструкции головки компрессора, что приводит к повышению их температуры и изменению тепловых зазоров в узлах трения. Если не обеспечить отвод тепла, головка не будет успевать охлаждаться. Последствия представить несложно. В лучшем случае это грозит ускоренным износом механизма компрессора, в худшем — немедленным выходом из строя в результате заклинивания. Это учитывается при проектировании компрессора. Для обеспечения теплоотвода применяют принудительное охлаждение компрессорной головки — обдув воздухом. В качестве нагнетателя обычно используется вентилятор электродвигателя или шкив коленчатого вала компрессора. Чтобы повысить эффективность охлаждения, корпус головки делают оребренным и изготавливают из сплавов с высокой теплопроводностью. Такие меры наиболее просты и дешевы, но недостаточны для того, чтобы обеспечить продолжительную непрерывную работу поршневого компрессора. Поэтому такой компрессор изначально рассчитывается на эксплуатацию с обязательным наличием перерывов. Режим эксплуатации оценивается коэффициентом внутрисменного использования (Кви), показывающим, какую часть времени компрессор способен работать непрерывно. Отечественный стандарт определяет три режима работы компрессора: кратковременный (Кви = 0,15), непродолжительный (Кви = 0,5) и продолжительный (Кви = 0,75). Способность дольше работать в непрерывном режиме означает большую надежность и ресурс техники. Она достигается использованием более совершенных материалов и схемных решений, больших запасов прочности конструктивных элементов, что отражается на стоимости продукции. В зависимости от допустимого режима эксплуатации, а также выходных характеристик, зарубежные производители подразделяют свою продукцию на несколько серий: хобби (бытовую), профессиональную и промышленную. Как обеспечивается требуемый режим эксплуатации компрессора? Прежде всего, нужно соблюсти правильный баланс между объемной производительностью и средним воздухопотреблением. Эти параметры связаны между собой через коэффициент, который больше единицы для компрессоров всех серий. Это означает, что подача компрессора должна быть всегда больше, чем среднее воздухопотребление. Производя больше сжатого воздуха, чем расходуется, компрессор сам создает для себя задел, позволяющий ему время от времени «отдыхать». Величина запаса по производительности тем больше, чем ниже положение, занимаемое компрессором в «табели о рангах». Отдав предпочтение более дешевой технике (например, бытовой серии), необходимо заложить в расчеты больший запас по производительности. Функцию хранения запасенного сжатого воздуха выполняет ресивер, а в случае разветвленной пневмосети — также и внутренний объем магистралей. Может сложиться мнение, что чем больше емкость ресивера, тем легче жизнь компрессора. Это мнение ошибочно. Дело в том, что для наполнения ресивера до максимального давления, когда автоматика прессостата отключит компрессор, требуется время и немалое. При необоснованном увеличении объема ресивера компрессор будет трудиться непрерывно на его восполнение, выходя из допустимого режима работы. Объем ресивера связан как с производительностью компрессора, так и с характером воздухопотребления. По этой причине компрессорная головка одной производительности может комплектоваться ресиверами нескольких типоразмеров, объем которых отличается в несколько раз. Если потребности в сжатом воздухе примерно равномерные по времени, то, в целях экономии средств, можно ограничиться минимальным ресивером. Если возможны пиковые нагрузки, лучше предпочесть больший. Итак, грамотно выбрать компрессор для заданного воздухопотребления означает определить его производительность и объем ресивера таким образом, чтобы при эксплуатации данный компрессор работал в режиме внутрисменного использования, на который он рассчитан. Несоответствие режима работы паспортному значению приводит либо к неэффективному использованию компрессора, либо к сокращению его ресурса и преждевременному выходу из строя. Как уже упоминалось, поршневых компрессоров, имеющих Кви = 1, в природе не существует. Поэтому, если ваш компрессор на протяжении смены «молотит» без перекуров — это верный признак того, что он подобран неправильно и вскоре выйдет из строя.
Особенности расчета
Приступая к расчету характеристик компрессора, полезно знать следующее. В паспортных данных на импортную технику указывается теоретическая производительность компрессора (производительность по всасыванию). Она отличается от реальной, выходной, в большую сторону. Отличие учитывается коэффициентом производительности (Кпр). Для компрессоров профессиональной серии коэффициент производительности может составлять величину от 0,6 до 0,75, причем большие значения соответствуют большей подаче. Различия характеристик, рассчитанных на входе и на выходе, могут достигать существенной величины. Для продукции бытовой серии таких данных не приводит никто, хотя из практики известно, что реальный «выход» бытовых компрессоров едва ли превышает 50% от заявляемой теоретической производительности. Приводимая методика выбора компрессора содержит упрощенные соотношения, но она, тем не менее, позволяет правильно определить его параметры. Обратите внимание, что в ней определяется теоретическая производительность компрессора (по входу). Чтобы пересчитать полученные данные на «выход» (в случае расчета отечественного компрессора), нужно результат уменьшить на 25-40%. Итак, правильно определив исходные данные и выполнив несколько простых расчетов, можно понять, какими характеристиками должен обладать компрессор. Однако выбирать нужно конкретную технику, а не характеристики.
Методика расчета характеристик компрессора
Шаг 1
Расчет воздухопотребления.
Определяется состав потребителей сжатого воздуха и их номинальный расход воздуха (Gi). Периодичность работы учитывается применением в расчетах полученного опытным путем коэффициента использования пневмооборудования (Киi), равного отношению длительности их работы к продолжительности смены. G(л/мин) = G1*Kи1+G2*Kи2+ ...
Шаг 2
Расчет теоретической производительности компрессора (по входу).
Qвх (л/мин) = G х b, где b — коэффициент запаса производительности, зависящий от класса компрессора и максимального давления, определяемый по таблице: Максимальное давление Pmax, (бар) 10 8 6Класс компрессора Бытовой 1.7 1.6 1.5Профессиональный 1.6 1.5 1.4Промышленный 1.4 1.3 1.2
Чтобы получить значение выходной производительности (это необходимо при выборе отечественного компрессора), полученные данные нужно уменьшить на 25-40%.
Шаг 3
Определение объема ресивера V(л) = G t / 170, где t — допустимое время (сек), за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального (рекомендуется от 180 сек и более в зависимости от требований к пневмосети). Если же у вас есть компрессор, который не обеспечивает ваши потребности, тогда применяем следующую методику:
Шаг 1
Хронометрированием экспериментально определяем наименьшее значение t — время (сек), за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального (время между остановкой и включением компрессорной головки).
ШАГ 2
Рассчитываем реальное воздухопотребление по формуле: G = 170 V / t, где V — объем ресивера (л).
Шаг 3
Используя полученные данные, пересчитываем характеристики компрессора согласно методике. Номинальные параметры пневмооборудования Инструмент Бар Расход воздуха,(л/мин) Коэффициент использования, (Ки) Окрасочный пистолет 3-4 200-400 0,6-0,7Машинка шлифовальная полировальная 6,5 250-450 0,6-0,7Отрезная машинка 6,5 400-800 0,5Продувочный пистолет 100-250 0,2 Пневмозубило 4-6 150-250 0,3Угловой гайковерт 6,5 110-200 0,3Ударный гайковерт 1/2’ 6,5 110-250 0,2
automediapro.ru
Эксплуатация поршневого компрессора
Пуск, нагрузка и остановка компрессора являются самыми важными процессами при работе с ним, так, как процесс сжатия воздуха в нем ограничивается размерами цилиндра- оболочки, а при остановке подачи воздуха в систему компрессор может развивать давление , превышающее прочность его частей. Что может привести к несвоевременной выхода из строя компрессора и, при большом давлении даже взрыв.
Именно поэтому следует правильно эксплуатировать компрессор, вовремя проводить техническое обслуживание, а при пуске, нагрузке и остановке его уделять ему усиленное внимание, что бы при возникновении отклонений от нормального давление персонал смог остановить компрессор, и "разгрузить" его , предварительно переведя на холостой ход.
Подготовка к пуску.
Перед пуском следует проверить исправность компрессора и сопутствующего оборудования. Проверить исправность смазочных систем и наличие масла в них. Проверить внешнее состояние компрессора, его крепежа, исправность и подключение средств автоматики и измерительных приборов.
Все эти процессы делаются с целью убедиться, что пуск компрессора безопасен.
Пуск.
Убедившись в исправности всех систем, производится пуск компрессора без нагрузки, проверяется давление масла и его подача в смазочной системе, слушается его работа.
Если все исправно, то на компрессор подается нагрузка. Ее следует подавать последовательно.
Во время работы следует контролировать температуру воздуха на всасывании и нагнетании, межступенчатое давление и работу смазочных систем, работоспособность клапанов и наличие посторонних шумов и, что очень важно, герметичность всех единиц установки.
После остановки компрессора его обтирают и осматривают на наличие внешних повреждений и пр.
Незамедлительно следует останавливать компрессор при :
- Снижении давления масла в системе смазки ниже минимальной отметки
- Сильно повышенном давлении в какой-либо части .
- Повышенной температуре системы выше установленного максимума.
- Нарушение герметизации , уплотнений, утечка воздуха
- Обнаружении посторонних звуков при работе или сильной ненормальной вибрации.
- Перегрузке движка или появлении дыма и запаха гари.
- Другие неисправности, которые могут привести к выходу из строя системы .- Прекращении или недостаточной подаче масла в цилиндры.
После аварийной остановки нужно сбросить давление из всей системы и устранить неисправность. Только после этого можно будет вновь запустить компрессор.
Возврат к списку
Хотите получить быстрый ответ на свой вопрос? Заполняйте.
www.mainpack.ru
Компрессор: Точный расчёт характеристик компрессора - Компрессоры
На первый взгляд тема выбора источника сжатого воздуха для автомастерской не кажется достаточно интересной. Однако не зря говорят, что первое впечатление бывает обманчивым. Более близкое знакомство с проблемой озадачивает и вызывает массу вопросов. Как правильно определить потребность в сжатом воздухе, как на основании полученных данных рассчитать оптимальные характеристики компрессора, может ли компрессор малой производительности, оснащенный большим ресивером, заменить компрессор большей производительности с меньшим ресивером, чем различаются входные и выходные параметры компрессора и как это учитывают в расчетах? Для ответа на эти и другие вопросы пришлось изучить массу специальной литературы, провести не одну беседу с продавцами и специалистами по ремонту. Вот что удалось выяснить...
Сжатый воздух в условиях автосервисного предприятия находит применение не только для подкачки колес - это известно. Различное авторемонтное оборудование: шиномонтажные станки, окрасочно-сушильные камеры, некоторые типы автомоек используют пневмопривод. Окрасочные работы выполняются только с использованием сжатого воздуха, профессиональных окрасочных пистолетов с электроприводом нет в программе ни у одного производителя. Это те случаи, когда без сжатого воздуха просто не обойтись.
Что еще может заставить авторемонтника задуматься о приобретении компрессора? Конечно же, желание механизировать наиболее трудоемкие виды работ с использованием разнообразного пневмоинструмента. Его преимущества в сравнении с традиционно применяющимся электроинструментом не для всех очевидны, но тем не менее бесспорны.
Пневмоинструменты существенно превосходят своих электроконкурентов по надежности и ресурсу, побивая их почти вдвое по энерговооруженности - отношению мощности к единице веса. Именно поэтому они как нельзя лучше приспособлены для напряженной профессиональной работы, в условиях которой их применение наиболее экономически выгодно.
Не важно, какая из указанных причин привела вас к мысли приобрести компрессор, важно, как это сделать грамотно.
С чего начать выбор компрессора
<Скажите, у вас есть компрессор с пятидесятилитровым ресивером?> - нередко с такого или подобного вопросов начинается беседа покупателя с менеджером. После этого продавцу приходится тратить много времени на то, чтобы объяснить, что задать такой вопрос - все равно что спросить, есть ли в продаже автомобиль с четырьмя колесами и что объем ресивера никак не может являться отправной точкой при выборе компрессора. Из чего же нужно исходить, делая выбор?
Исходить нужно из потребностей. Мысль не очень оригинальная, но справедливая, причем справедливая при выборе любого оборудования. Поскольку лучше всего о своих потребностях осведомлены мы сами - за нами и первое слово. Перед тем, как нанести визит продавцу гаражного оборудования, нужно по возможности более точно подсчитать количество потребителей сжатого воздуха, определить их рабочие параметры (давление и номинальный расход воздуха) и предполагаемый режим работы.
Рабочие параметры пневмоинструмента или пневмооборудования указываются в паспорте. Если по каким-либо причинам эта информация отсутствует, можно у своих коллег или любого продавца пневмооборудования выяснить характеристики аналогичных устройств. Как правило, возможная небольшая ошибка не будет роковой. Для справки мы приводим параметры наиболее часто применяемого в автосервисной практике инструмента.
Понятно, что пневмоинструмент используется в работе не непрерывно, а время от времени, соответственно изменяется текущее воздухопотребление. Для определения характеристик компрессора ориентируются на усредненное значение потребности в сжатом воздухе. Чтобы ее рассчитать, нужно, исходя из опыта эксплуатации и знания технологии планируемых работ, представить, каковы будут продолжительность и периодичность между включениями инструмента, возможна ли одновременная работа нескольких устройств и каких.
Сказанное касается тех, кто впервые приобретает компрессор. Если вы уже используете источник сжатого воздуха, который по каким-либо соображениям не удовлетворяет потребностям вашего предприятия, например, в связи с ростом количества потребителей или увеличившейся интенсивностью работ, нужно знать технические характеристики используемого компрессора, включая объем ресивера, а также сформулировать конкретные претензии к его работе. Например, если компрессор не обеспечивает требуемый расход воздуха, что часто приводит к перерывам в работе, следует экспериментально установить, за какой период времени давление в ресивере падает ниже допустимого уровня.
Вооружившись этими сведениями, можно смело идти в хороший магазин, где опытный менеджер (а в хороших магазинах - именно такие менеджеры) на основании этих данных поможет вам подобрать оптимальную с точки зрения соотношения надежности и цены покупку.
Более того, в хорошем магазине вам дадут возможность в течение 2-3 дней опробовать покупку на практике и в случае, если она вас не устраивает - обменять на другую модель. При этом продавцы действуют, исходя и из своих интересов: неправильно подобранный компрессор не отработает гарантийного срока, который для различных видов компрессорного оборудования может составлять от 6 до 12 месяцев.
Если у вас на примете есть такой магазин, менеджерам которого вы доверяете, если вы нелюбознательны и не хотите узнать ответы на вопросы, поставленные в начале статьи, на этом можно закончить чтение. Если же вы хотите более осознанно подойти к вопросу приобретения источника сжатого воздуха - двигайтесь с нами дальше.
Гаражный компрессор
Существуют различные типы компрессоров, используемые в технике в качестве источников сжатого воздуха. В настоящее время в автосервисной практике находят применение в основном поршневые устройства. В компрессорах этого типа воздух сжимается в замкнутом пространстве цилиндра в результате возвратно-поступательного движения поршня. Конструктивно они представляют собой агрегат, включающий компрессорную головку, электропривод, ресивер и устройство автоматического регулирования давления (прессостат).
Популярность поршневых компрессоров среди работников автосервиса определяется их невысокой стоимостью, приемлемыми массогабаритными показателями, простотой в эксплуатации и обслуживании и выходными характеристиками, способными удовлетворить потребности практически любого авторемонтного предприятия.
К основным характеристикам компрессора относятся два параметра - максимальное давление (Pmax) и объемная производительность или подача (Q).
Большинство предлагаемых сегодня на рынке компрессоров развивают давление, превышающее потребности стандартного пневмооборудования и инструмента, используемого при авторемонте. На рынке представлены компрессоры с максимальным давлением 6, 8, 10, 13 бар.
Напомним, что номинальное рабочее давление окрасочных пистолетов - 3-4 бар, пневмоинструмента - до 6,5 бар. Исключение составляет пневмопривод шиномонтажных станков, для которого многие производители рекомендуют использовать сжатый воздух при давлении 8-10 бар. Впрочем, практика показывает, что пневматика шиномонтажного оборудования надежно работает и при использовании 8-барного компрессора.
Что еще нужно учитывать, определяя максимальное давление, развиваемое компрессором?
Во-первых, следует иметь в виду, что система автоматического регулирования давления всех компрессоров настроена таким образом, что обеспечивает поддержание давления в ресивере с допуском -2 бар от максимального значения. Это означает, что в процессе работы компрессора с Pmax=8 бар давление на выходе может изменяться в диапазоне от 6 до 8 бар, у 10-барного, - соответственно, от 8 до 10 бар. Заводские регулировки прессостата могут быть изменены пользователем только в сторону уменьшения минимального давления.
Во-вторых, необходимо учитывать, что наличие протяженных пневмомагистралей до потребителей сжатого воздуха вызывают падение давления в линии. При ошибках в проектировании пневмосети (применении труб малого диаметра, использовании водопроводных запорных устройств, нерациональной прокладке магистралей и т. д.) оно может достигать существенной величины и стать причиной неэффективной работы пневмооборудования. Чтобы избежать возможных неприятностей в таких случаях, нужно отдать предпочтение компрессору с более высоким максимальным давлением.
Из сказанного следует, что в качестве универсального гаражного источника сжатого воздуха можно использовать компрессор с максимальным давлением 8 бар. Если компрессор будет использоваться исключительно для окрасочных работ, можно обойтись и 6-барным, а в случае разветвленных пневмосетей надежнее использовать компрессор, развивающий давление до 10 бар.
Некоторый запас по давлению полезен и с другой точки зрения. Чем выше давление, развиваемое компрессором, тем большую массу воздуха он может закачать в ресивер и тем большее время последний будет опорожняться до минимально допустимого давления, обеспечивая компрессору время для отдыха.
Кстати, об отдыхе: а нужен ли он железному компрессору? В ответе на этот вопрос кроется ключ к пониманию особенности рабочего процесса в поршневом компрессоре. Учитывая ее, определяют важнейшую характеристику компрессора - производительность.
Режим работы поршневого компрессора
Сжимаясь в цилиндре поршневого компрессора, воздух нагревается. На выходе из одноступенчатого компрессора его температура превышает 150оС. При этом часть тепла поглощается деталями и элементами конструкции головки компрессора, что приводит к повышению их температуры и изменению тепловых зазоров в узлах трения.
Если не обеспечить отвод тепла, головка не успевает охлаждаться. Последствия представить несложно: температура смазываемых узлов возрастает выше допустимого уровня, полностью выбираются тепловые зазоры, горячее масло, подаваемое к парам трения разбрызгиванием, не держит "масляный клин". В "лучшем" случае это грозит ускоренным износом механизма компрессора, в худшем - немедленным выходом из строя в результате заклинивания.
Это учитывается при проектировании компрессора. Для обеспечения теплосъема применяют принудительное охлаждение компрессорной головки - обдув воздухом. В качестве нагнетателя обычно используется вентилятор электродвигателя или шкив коленчатого вала компрессора. Чтобы повысить эффективность охлаждения, корпус головки изготавливают из сплавов с высокой теплопроводностью и делают оребренным.
Такие меры наиболее просты и дешевы, но недостаточны для того, чтобы обеспечить продолжительную непрерывную работу поршневого компрессора. Поэтому поршневой компрессор изначально рассчитывается на эксплуатацию со строго определенной скважностью, что предполагает обязательное наличие перерывов, необходимых для нормализации теплового режима головки.
Количественно режим эксплуатации оценивается коэффициентом внутрисменного использования (Кви), показывающим, какую часть времени компрессор способен работать непрерывно. Отечественный стандарт определяет три вида режимов работы компрессора: кратковременный (Кви = 0,15), непродолжительный (Кви = 0,5) и продолжительный (Кви = 0,75).
Способность дольше работать в непрерывном режиме означает в конечном счете большую надежность и ресурс техники. Она достигается использованием более совершенных материалов и схемных решений, больших запасов прочности конструктивных элементов, что, естественно, отражается на стоимости продукции.
В зависимости от допустимого режима эксплуатации, а также выходных характеристик зарубежные производители подразделяют свою продукцию на несколько серий: хобби (полупрофессиональную), профессиональную и промышленную. О том, чем они принципиально отличаются, мы расскажем далее.
Как обеспечивается требуемый режим эксплуатации компрессора? Прежде всего, рассчитывая его объемную производительность, нужно соблюсти правильный баланс между этой важнейшей характеристикой и средним воздухопотреблением. Эти параметры связаны между собой через коэффициент, зависящий от класса компрессора, который больше единицы для компрессоров всех серий.
Это означает, что подача компрессора должна быть всегда больше, чем среднее воздухопотребление. Производя сжатого воздуха больше, чем расходуется, компрессор сам создает для себя задел, позволяющий ему время от времени "расслабляться". Величина запаса по производительности тем больше, чем ниже положение, занимаемое компрессором в "табели о рангах". Отдав предпочтение более дешевой технике (например, полупрофессиональной серии), необходимо заложить в расчеты больший запас по производительности.
Функцию хранения запасенного сжатого воздуха выполняет ресивер, а в случае разветвленной пневмосети - также и внутренний объем магистралей.
В этом заключается наиважнейшая роль ресивера наряду с демпфированием пиковых нагрузок, сглаживанием пульсаций давления и охлаждением сжатого воздуха.
Может сложиться мнение, что чем больше емкость ресивера, тем легче жизнь компрессора. Это мнение ошибочно. Дело в том, что для наполнения ресивера до максимального давления, когда автоматика прессостата отключает компрессор, требуется время, и немалое. При необоснованном увеличении объема ресивера компрессор будет трудиться непрерывно на его восполнение, выходя из допустимого режима работы.
Объем ресивера связан как с производительностью компрессора, так и с характером воздухопотребления. По этой причине компрессорная головка одной производительности может комплектоваться ресиверами нескольких типоразмеров, объем которых отличается в несколько раз. В среднем объем ресивера таков, что компрессор способен наполнить его за 3-4 мин. Если потребности в сжатом воздухе примерно равномерные по времени, то в целях экономии средств можно ограничиться минимальным ресивером. Если возможны пиковые нагрузки, лучше предпочесть больший.
Итак, грамотно выбрать компрессор для заданного воздухопотребления означает определить его производительность и объем ресивера таким образом, чтобы при эксплуатации данный компрессор работал в режиме внутрисменного использования, на который он рассчитан. Несоответствие режима работы паспортному значению приводит либо к неэффективному использованию компрессора, либо к сокращению его ресурса и преждевременному выходу из строя.
Как упоминалось, поршневых компрессоров, имеющих Кви = 1, в природе не существует. Поэтому, если ваш компрессор на протяжении смены "молотит" без перекуров - это верный признак того, что он подобран неправильно и вскоре выйдет из строя.
Особенности расчета характеристик компрессора
Приступая к расчету характеристик компрессора, полезно знать следующее. Масса воздуха, перекачиваемая компрессором в единицу времени, - величина постоянная и зависит от его конструктивных особенностей. Однако производительность принято определять не в массовых, а в объемных величинах, что часто приводит к путанице и ошибкам в расчетах.
Дело в том, что воздух, как и другие газы, сжимаем. Это означает, что одна и та же масса воздуха может занимать разный объем в зависимости от давления и температуры. Точная взаимосвязь между этими величинами описывается сложной степенной зависимостью или уравнением политропы. В случае компрессора, наполняющего ресивер, это означает, что с ростом давления в ресивере (на выходе компрессора) его объемная производительность уменьшается.
Если объемная подача компрессора - переменная по времени, какая же цифра указывается в технических характеристиках? Согласно ГОСТ, производительность компрессора - это объем воздуха, выходящий из него, пересчитанный на физические условия всасывания. В большинстве случаев физические условия на входе в компрессор соответствуют нормальным: температура - 20oС, давление - 1 бар. ГОСТ также допускает возможность отклонения реальных характеристик компрессора от указанных в паспортных данных на величину +5%.
Кстати, на нормальные условия пересчитывают и параметры потребителей сжатого воздуха, чтобы привести их к общему знаменателю с характеристиками источника. Поэтому номинальный расход 100 л/мин означает, что при рабочем давлении пневмоинструмент за минуту потребляет такое количество воздуха, которое при нормальных условиях заняло бы объем, равный 100 литрам.
Зарубежные производители, не знакомые с содержанием наших ГОСТов, определяют производительность своей продукции иначе, что порой приводит к ошибкам. В паспортных данных на импортную технику указывается теоретическая производительность компрессора (производительность по всасыванию).
Теоретическая производительность определяется геометрическим объемом воздуха, который поместится в рабочей полости компрессора за один цикл всасывания, умноженный на количество циклов в единицу времени. Она отличается от реальной, выходной, в большую сторону. Отличие учитывается коэффициентом производительности (Кпр), зависящим от условий всасывания и конструктивных особенностей поршневого компрессора - потерь во всасывающих и нагнетательных клапанах, наличия недовытесненного, "мертвого", объема, приводящих к уменьшению наполнения цилиндра. Для компрессоров профессиональной серии коэффициент производительности может составлять величину от 0,6 до 0,7, причем большие значения соответствуют большей подаче.
Различия характеристик, рассчитанных по входу и на выходе, могут достигать существенной величины. Может, это и является причиной того, что лукавые иностранные производители указывают данные по всасыванию: выглядят они значительно солиднее.
В хороших магазинах продавцы, как правило, имеют данные как по входным, так и по выходным характеристикам профессиональных импортных компрессоров. Для продукции бытовой серии таких данных не приводит никто, хотя из практики известно, что реальный "выход" бытовых компрессоров едва ли превышает 50% от заявляемой теоретической производительности.
Точный расчет характеристик поршневого компрессора сложен и связан с решением степенных уравнений. Приводимая методика выбора компрессора содержит упрощенные соотношения, которые тем не менее дают небольшую погрешность, и позволяет правильно определить его параметры.
Обратите внимание, что в ней определяется теоретическая производительность компрессора (по входу). Чтобы пересчитать полученные данные на "выход" (в случае расчета отечественного гаражного компрессора), нужно результат уменьшить на 30-40%.
Итак, правильно определив исходные данные и выполнив несколько математических вычислений, можно понять, какими характеристиками должен обладать компрессор. Однако выбирать нужно конкретную технику, а не характеристики. Об особенностях гаражных компрессоров, предлагаемых на рынке, - в следующий раз.barrens.ru
Выбираем компрессор
Как выбрать компрессор?
Как правильно определить потребность в сжатом воздухе, как на основании полученных данных рассчитать оптимальные характеристики компрессора, может ли компрессор малой производительности, оснащенный большим ресивером, заменить компрессор большей производительности с меньшим ресивером, чем различаются входные и выходные параметры компрессора и как это учитывают в расчетах?
С чего начать?
Перед тем, как покупать компрессор, нужно, по возможности более точно, подсчитать количество потребителей сжатого воздуха, определить их рабочие параметры (давление и номинальный расход воздуха) и предполагаемый режим работы. Рабочие параметры пневмоинструмента или пневмо-оборудования указываются в паспорте. Если по каким-либо причинам эта информация отсутствует, можно у своих коллег или любого продавца пневмооборудования выяснить характеристики аналогичных устройств. Как правило, возможная небольшая ошибка не будет роковой. Понятно, что пневмоинструмент используется в работе не непрерывно, а время от времени, соответственно изменяется текущее воздухопотребление.
Для определения характеристик компрессора ориентируются на усредненное значение потребности в сжатом воздухе. Чтобы ее рассчитать, нужно, исходя из опыта эксплуатации и знания технологии планируемых работ, представить, каковы будут продолжительность и периодичность между включениями инструмента, возможна ли одновременная работа нескольких устройств и каких именно. Сказанное касается тех, кто впервые приобретает компрессор. Если вы уже используете источник сжатого воздуха, который по каким-либо соображениям не удовлетворяет потребностям вашего предприятия, например, в связи с ростом количества потребителей или увеличившейся интенсивностью работ, нужно знать технические характеристики используемого компрессора, включая объем ресивера, а также сформулировать конкретные претензии к его работе. Например, если компрессор не обеспечивает требуемый расход воздуха, что часто приводит к перерывам в работе, следует экспериментально установить, за какой период времени давление в ресивере падает ниже допустимого уровня.
Поршневой компрессор
В компрессорах этого типа воздух сжимается в замкнутом пространстве цилиндра в результате возвратно-поступательного движения поршня. Популярность поршневых компрессоров определяется их невысокой стоимостью, приемлемыми массогабаритными показателями, простотой в эксплуатации и обслуживании и выходными характеристиками, способными удовлетворить потребности малого и среднего предприятия. К основным характеристикам компрессора относятся два параметра - максимальное давление (Pmax) и объемная производительность (Q). Большинство предлагаемых сегодня на рынке компрессоров развивают давление, превышающее потребности стандартного пневмооборудования и инструмента. На рынке представлены компрессоры с максимальным давлением 6, 8, 10, 16 бар. Что еще нужно учитывать, определяя максимальное давление, развиваемое компрессором? Во-первых, следует иметь в виду, что система автоматического регулирования давления всех компрессоров настроена таким образом, что обеспечивает поддержание давления в ресивере с допуском -2 бар от максимального значения. Это означает, что в процессе работы компрессора с Pmax=8 бар, давление на выходе может изменяться в диапазоне от 6 до 8 бар, у 10-барного - соответственно от 8 до 10 бар. Заводские регулировки прессостата могут быть изменены пользователем только в сторону уменьшения минимального давления. Во-вторых, необходимо учитывать, что наличие протяженных пневмомагистралей вызывает падение давления в линии. При ошибках в проектировании пневмосети (применение труб малого диаметра, использование водопроводных запорных устройств, нерациональная прокладка магистралей и т. д.), оно может достигать существенной величины и стать причиной неэффективной работы пневмооборудования. Чтобы избежать возможных неприятностей, нужно отдать предпочтение компрессору с более высоким максимальным давлением. Некоторый запас по давлению полезен и с другой точки зрения. Чем выше давление, развиваемое компрессором, тем большую массу воздуха он может закачать в ресивер и тем большее время последний будет опорожняться до минимально допустимого давления, обеспечивая компрессору время для отдыха. Кстати, об отдыхе: а нужен ли он железному компрессору? В ответе на этот вопрос кроется ключ к пониманию особенности рабочего процесса в поршневом компрессоре. Учитывая ее, определяют важнейшую характеристику компрессора - производительность.
Режим работы поршневого компрессора
Сжимаясь в цилиндре поршневого компрессора, воздух нагревается. На выходе из одноступенчатого компрессора его температура превышает 150°С. При этом часть тепла поглощается деталями и элементами конструкции головки компрессора, что приводит к повышению их температуры и изменению тепловых зазоров в узлах трения. Если не обеспечить отвод тепла, головка не будет успевать охлаждаться. Последствия представить не сложно. В лучшем случае это грозит ускоренным износом механизма компрессора, в худшем - немедленным выходом из строя в результате заклинивания. Это учитывается при проектировании компрессора. Для обеспечения теплоотвода применяют принудительное охлаждение компрессорной головки - обдув воздухом. В качестве нагнетателя обычно используется вентилятор электродвигателя или шкив коленчатого вала компрессора. Чтобы повысить эффективность охлаждения, корпус головки делают оребренным и изготавливают из сплавов с высокой теплопроводностью. Такие меры наиболее просты и дешевы, но недостаточны для того, чтобы обеспечить продолжительную непрерывную работу поршневого компрессора. Поэтому такой компрессор изначально рассчитывается на эксплуатацию с обязательным наличием перерывов. Режим эксплуатации оценивается коэффициентом внутрисменного использования (Кви), показывающим, какую часть времени компрессор способен работать непрерывно. Отечественный стандарт определяет три режима работы компрессора: кратковременный (Кви = 0,15), непродолжительный (Кви = 0,5) и продолжительный (Кви = 0,75). Способность дольше работать в непрерывном режиме означает большую надежность и ресурс техники. Она достигается использованием более совершенных материалов и схемных решений, больших запасов прочности конструктивных элементов, что отражается на стоимости продукции. В зависимости от допустимого режима эксплуатации, а также выходных характеристик, зарубежные производители подразделяют свою продукцию на несколько серий: хобби (бытовую), профессиональную и промышленную.
Как обеспечивается требуемый режим эксплуатации компрессора? Прежде всего, нужно соблюсти правильный баланс между объемной производительностью и средним воздухопотреблением. Эти параметры связаны между собой через коэффициент, который больше единицы для компрессоров всех серий. Это означает, что подача компрессора должна быть всегда больше, чем среднее воздухопотребление. Производя сжатого воздуха больше, чем расходуется, компрессор сам создает для себя задел, позволяющий ему время от времени "отдыхать". Величина запаса по производительности тем больше, чем ниже положение, занимаемое компрессором в "табели о рангах". Отдав предпочтение более дешевой технике (например, бытовой серии), необходимо заложить в расчеты больший запас по производительности. Функцию хранения запасенного сжатого воздуха выполняет ресивер, а в случае разветвленной пневмосети - также и внутренний объем магистралей. Может сложиться мнение, что чем больше емкость ресивера, тем легче жизнь компрессора. Это мнение ошибочно. Дело в том, что для наполнения ресивера до максимального давления, когда автоматика прессостата отключит компрессор, требуется время, и немалое. При необоснованном увеличении объема ресивера компрессор будет трудиться непрерывно на его восполнение, выходя из допустимого режима работы. Объем ресивера связан как с производительностью компрессора, так и с характером воздухопотребления. По этой причине компрессорная головка одной производительности может комплектоваться ресиверами нескольких типоразмеров, объем которых отличается в несколько раз. Если потребности в сжатом воздухе примерно равномерные по времени, то в целях экономии средств можно ограничиться минимальным ресивером. Если возможны пиковые нагрузки, лучше предпочесть больший. Итак, грамотно выбрать компрессор для заданного воздухопотребления означает определить его производительность и объем ресивера таким образом, чтобы при эксплуатации данный компрессор работал в режиме внутрисменного использования, на который он рассчитан. Несоответствие режима работы паспортному значению приводит либо к неэффективному использованию компрессора, либо к сокращению его ресурса и преждевременному выходу из строя. Как упоминалось, поршневых компрессоров, имеющих Кви = 1, в природе не существует. Поэтому, если ваш компрессор на протяжении смены "молотит" без перекуров - это верный признак того, что он подобран неправильно и вскоре выйдет из строя.
Особенности расчёта
Приступая к расчету характеристик компрессора, полезно знать следующее. В паспортных данных на импортную технику указывается теоретическая производительность компрессора (производительность по всасыванию). Она отличается от реальной, выходной, в большую сторону. Отличие учитывается коэффициентом производительности (Кпр). Для компрессоров профессиональной серии коэффициент производительности может составлять величину от 0,6 до 0,75, причем больши значения соответствуют большей подаче. Различия характеристик, рассчитанных на входе и на выходе, могут достигать существенной величины. Для продукции бытовой серии таких данных не приводит никто, хотя из практики известно, что реальный "выход" бытовых компрессоров едва ли превышает 50% от заявляемой теоретической производительности. Приводимая методика выбора компрессора содержит упрощенные соотношения, которая, тем не менее, позволяет правильно определить его параметры. Обратите внимание, что в ней определяется теоретическая производительность компрессора (по входу). Чтобы пересчитать полученные данные на "выход" (в случае расчета отечественного компрессора), нужно результат уменьшить на 25-40%. Итак, правильно определив исходные данные и выполнив несколько математических вычислений, можно понять, какими характеристиками должен обладать компрессор. Однако выбирать нужно конкретную технику, а не характеристики.
Номинальные параметры пневмооборудования
|
Инструмент |
Бар |
Расход воздуха (л/мин) |
Коэффициент использования (Ки) |
|
Окрасочный пистолет |
3-4 |
200-400 |
0,6-0,7 |
|
Машинка шлифовальная, полировальная |
6,5 |
250-450 |
0,6-0,7 |
|
Отрезная машинка |
6,5 |
400-800 |
0,5 |
|
Продувочный пистолет |
|
100-250 |
0,2 |
|
Пневмозубило |
4-6 |
150-250 |
0,3 |
|
Угловой гайковерт |
6,5 |
110-200 |
0,3 |
|
Ударный гайковерт 1/2" |
6,5 |
110-250 |
0,2 |
Методика расчета характеристик компрессора
Шаг 1. Расчет воздухопотребления. Определяется состав потребителей сжатого воздуха и их номинальный
расход воздуха (Gi). Периодичность работы учитывается применением в расчетах полученного опытным
путем коэффициента использования пневмооборудования (Киi), равного отношению длительности их работы
к продолжительности смены. G(л/мин) = G1*Kи1+G2*Kи2+ ...
Шаг 2. Расчет теоретической производительности компрессора (по входу). Qвх (л/мин) = G х b,
где b - коэффициент запаса производительности, зависящий от класса компрессора и максимального
давления, определяемый по таблице:
|
Максимальное давление Pmax, (бар) |
|||
|
Класс компрессора |
10 |
8 |
6 |
|
Бытовой |
1,7 |
1,6 |
1,5 |
|
Профессиональный |
1,6 |
1,5 |
1,4 |
|
Промышленный |
1,4 |
1,3 |
1,2 |
Чтобы получить значение выходной производительности (необходимо при выборе отечественного компрессора), полученные данные нужно уменьшить на 25-40%.
Шаг 3. Определение объема ресивера V(л) = G t / 170, где t - допустимое время (сек), за которое давление в ресивере падает от максимального до минимального (рекомендуется от 180 сек и более в зависимости от требований к пневмосети).
Если же у вас есть компрессор, который не обеспечивает ваши потребности. Тогда применяем следующую
методику.
Шаг 1. Хронометрированием экспериментально определяем наименьшее значение t - время (сек), за которое
давление в ресивере падает от максимального до минимального (время между остановкой и включением
компрессорной головки).
Шаг 2. Рассчитываем реальное воздухопотребление по формуле: G = 170 V / t, где V - объем ресивера (л).
Шаг 3. Используя полученные данные, пересчитываем характеристики компрессора согласно методике.
31 Мая 2010
reg-m.ru
