Продавець Техмаркет розвиває свій бізнес на Prom.ua 12 років.
Знак PRO означає, що продавець користується одним з платних пакетів послуг Prom.ua з розширеними функціональними можливостями.
Порівняти можливості діючих пакетів
Кошик
62 відгуків
Техмаркет
+380 (50) 829-03-01
+380 (67) 502-90-36
+380 (93) 235-91-11

Поршневий і гвинтовий компресор. Перевага та недоліки

Поршневий і гвинтовий компресор. Перевага та недоліки

 

У даній статті ми розглянемо поршневі і гвинтові компресори, які застосовуються на СТО, в автосервісах і на невеликих підприємствах.

1. Призначення поршневого компресора.

Призначення поршневого компресора - постачання стисненим повітрям пневматичних машин і механізмів у всіх галузях промисловості. Поршневі компресори є обладнанням спеціального призначення та широко використовуються у багатьох галузях. Основним завданням компресора є стиснення повітря. Стиснене повітря від компресора, може бути використаний як джерело енергії для виконавчих механізмів, так і для проведення будь-яких технологічних робіт, пов'язаних із застосуванням стисненого повітря.

 

1.1 Типи поршневих компресорів.

Поршневі компресора підрозділяються на наступні типи:
безмасляні Компресори.

Цей вид компресорів використовується в системах, де необхідна подача чистого повітря без вмісту масляної емульсії (наприклад, медичні компресори). Безмасляні компресори випускаються з двигуном потужністю 1,1 кВт, а також з ресиверами різного обсягу. У даного типу компресора є свої особливості: невеликі за розміром, незначне обслуговування, а їх транспортування та переміщення може здійснюватися в будь-якому положенні.

 

Олійні компресори з прямим приводом.

 

Ці компресори обладнані двигуном з потужністю близько 1,1-1,8 кВт і можуть вміщати до 100 л повітря в ресивер. Порівняно з безмасленными насосами, ресурс їх набагато більше. Крім того, безмасленные компресори вимагають спеціального технічного обслуговування. Мінус цих компресорів в тому, що повітря, що виходить з них, що містять масляну емульсію, що вимагає додаткової установки фільтра. Олійні компресори прямого приводу мають широку область застосування: їх використовують при виготовленні меблів, в автосервісі, а також при ремонті і фасадних роботах.

Олійні компресори, забезпечені ремінним приводом

Потужність двигуна цих компресорів приблизно становить 1,5-15 кВт. Місткість ресивера може змінюватися від 25 до 900 л. Ремінною привід дозволяє зменшити частоту обертання двигуна при тій же продуктивності. Ці компресори оснащені двома поршнями різної величини (перший поршень попередньо стискає повітря, другий - обробляє його до потрібного тиску). Дані компресора використовуються у випадках, коли споживається велика кількість повітря. Посилена система охолодження допомагає уникнути перегрівання і зносу двигуна, що дозволяє використовувати його в постійному режимі.

Так само компресори поділяються на одно - , дво - і трьох поршневі.

1.2 Основні технічні характеристики поршневих компресорів.

До основним технічним параметром поршневого компресора належить продуктивність на виході - це "чиста продуктивність". Не плутати продуктивність на вхід, тобто кількість повітря втягнутого в двигун компресора. Відрізняються вони істотно, порядку 20 - 30%. Продуктивність двигуна на вхід завжди вище, ніж «чиста продуктивність». Цим показником іноді й оперують, а на ділі виходить інша картина. Вимірюється продуктивність в «літр/хв», або «метр кубічний/год». Найбільш прийнятний показник для автосервісу та шиномонтажу - це «л/хв». Пневматичний гайковерт автомобільний споживає приблизно 150 - 300 л/хв - все залежить від продуктивності самого гайковерта, а ось наприклад вантажний гайковерт споживає вже за 1000 л/хв.

Наступний не менш важливий параметр - це обсяг ресивера. То він у вас 50 літрів і по суті компресор буде працювати на знос, практично не підтримуючи тиск. Але якщо буде ємність ресивера більше, то компресор вже буде працювати короткочасно, що звичайно збільшить його ресурс. Але з іншого боку не варто купувати компресор з ресівером 100 л для накачування шин автомобіля, достатньо взяти 10 - 25л.

Параметр тиску. Нормальний тиск компресора 8 атмосфер, але деякі установки (наприклад генератор азоту для накачування шин) працюють за 10 атм. Для цього беруть або компресор з підвищеним тиском, які можна вичавити з існуючого, шляхом підкручування повітряного редуктора і клапана скидання тиску.

Живлення мережі - на це теж варто звернути увагу, так як не всі точки шиномонтажу та австосервисы можуть собі дозволити напруги 380 вольт. Часом навіть 220 не стабільно (рішення цієї проблеми ми розглядати не будемо).
За всіма цими параметрами можна орієнтуватися для вибору компресора. Розвиток на місці не стоїть, тому рекомендуємо беріть з запасом.

1.3 Принцип роботи поршневого компресора.

Коли поршень опускається, в циліндрі утворюється вільний простір, і в результаті перепаду тиску відкривається впускний клапан, через який повітря всмоктується в камеру стиснення.

Потім, коли поршень проходить точку повороту, що відповідає найбільшому об'єму камери стиснення, впускний клапан закривається, і тиск повітря починає зростати.

По мірі скорочення обсягу камери стиснення тиск повітря збільшується.
Коли тиск у камері досягає заданих параметрів, відкривається нагнітальний клапан, і стиснене повітря покидає камеру стиснення.
Для забезпечення найбільшого коефіцієнта корисної дії при стисненні між ковзаючим нерухомим поршнем і циліндром потрібно ефективне ущільнення. Незважаючи на те, що безмасляні поршневі компресори є у продажу, набагато частіше можна зустріти змащуємо (маслонаповнені) агрегати. Подача мастильного матеріалу в циліндр зменшує знос поршня і стінок циліндра, але супроводжується небажаним явищем підмішування і перенесення масла потоком стисненого повітря. Таким чином, якщо компресор використовується в процесі, не допускає наявності в повітрі мастильних матеріалів, то на лінії подачі стисненого повітря доводиться встановлювати масловіддільник для видалення масла з повітряного потоку. Але так як ми розглядаємо в основному застосування компресорів в СТО, то тут навпаки, встановлюють лубрикатори для створення маслянистої середовища для роботи: гайковерта, шиномонтажного стенду, пневмогідравлічного насоса.

2 Призначення гвинтового компресора.

Гвинтові компресори (або гвинтові повітряні компресори) - компресори, в яких стиснення середовища досягається за допомогою двох зчеплених між собою роторів з гвинтовими зубами. Гвинтові компресори відносяться до класу ротаційних машин об'ємного принципу дії. Подача стисненого повітря від компресора, може бути використаний як джерело енергії для виконавчих механізмів, так і для проведення будь-яких технологічних процесів, пов'язаних із застосуванням стисненого повітря.
В даний час гвинтові компресори отримали найбільше поширення на різних типах виробництва завдяки своїм перевагам. Застосування гвинтового компресора на виробництві дозволяє істотно знизити витрати на вироблення стисненого повітря, що підвищує рентабельність усього виробництва.

2.1 Основні технічні характеристики гвинтових компресорів.
До основним технічним параметром гвинтового компресора є продуктивність на виході – це чиста продуктивність. Не плутати продуктивністю на вході. Відрізняються вони істотно, порядку 20 – 30%. Продуктивність компресора на вході завжди вище, ніж «чиста продуктивність». Ці показники інколи і озвучують, а на ділі виходить інша картина. Вимірюється продуктивність в «літр/хв», або «метр кубічний/хв». Найбільш прийнятний показник для автосервісу та шиномонтажу – це «л/хв». Пневматичний гайковерт автомобільний споживає приблизно 150 – 300 л/хв – все залежить від продуктивності самого гайковерта, а ось наприклад вантажний гайковерт споживає вже за 1000 л/хв.
Наступний не менш важливий параметр це обсяг ресивера. Але враховуючи, що у гвинтових компресорів продуктивність завжди висока, тому ресивер особливо не відрізняються відрізняються від 200 до 500л, бувають і більше, але ми їх не розглядаємо.
Параметр тиску. Нормальний тиск компресора 8 атмосфер, але деякі установки (наприклад, генератор азоту для накачування шин) працюють за 10 атм. Для цього беруть або компресор за цю установку, або можна вичавити з існуючого, шляхом підкручування повітряного редуктора і клапана скидання тиску.
Живлення мережі - на це теж варто звернути увагу, так як не всі точки шиномонтажу та австосервисы можуть собі дозволити напруги 380 вольт. Парою 220 навіть не стабільно (рішення цієї проблеми ми розглядати не будемо).
За всіма цими параметрами можна орієнтуватися для вибору компресора. Розвиток на місці не стоїть, тому рекомендуємо завжди беріть з запасом.

2.2 Принцип роботи гвинтового компресора.

 

Розглянемо найбільш поширений варіант компонування, представлений на малюнку.
Повітря через всмоктуючий клапан і повітряний фільтр надходить в гвинтову пару , яка є "серцем" компресора. Тут він змішується з маслом, що циркулює по замкнутому контуру, і утворилася повітряно-масляна суміш нагнітається за допомогою гвинтового блоку в пневмосистему. Поділ масла і повітря відбувається в сепараторі . Очищений від масла повітря через охолоджує радіатор надходить на вихід компресора, а масло повертається в гвинтову пару. В залежності від температури воно проходить або по малому колу, або за великим, через масляний радіатор. Регулювання здійснюється за допомогою термостата . Гвинтова пара приводиться в рух електродвигуном , а автоматичне вмикання та вимикання компресора здійснюється за допомогою реле тиску .
А тепер більш докладно зупинимося на складових частинах компресора, їх призначення і пристрої.
Основою гвинтового компресора є гвинтова група.
Робочий елемент гвинтової групи - це гвинтова пара, що складається з двох взаимносцепленных "черв'ячних" роторів. Зазвичай, провідний ротор виконаний як гвинт з четырехзаходной різьбленням (витками), а ведений з шістьма.
Таке передаточне число вважається оптимальним і зроблено для того, щоб зменшити навантаження на
ведучий гвинт. Обсяг стиснення утворюється між витками гвинтової групи і корпусом (виділено жирною лінією). Повний робочий цикл стиснення здійснюється за один оборот ведучого гвинта. З усього сказаного випливає, що дана конструкція може працювати тільки при умові надзвичайно точного прецизійного виконання всіх частин робочого елемента (корпусу і двох взаємно підігнаних роторів).
Такий пристрій принципово відрізняється від поршневого компресора, для якого характерно зворотно-поступальний рух поршня в циліндрі, що приводить до підвищеного нагріву та виникнення сильних вібрацій. Саме тому використання промислових поршневих компресорів вимагає закладки масивного фундаменту для компенсації вібрацій і застосування водяного охолодження, тобто організації системи оборотного водопостачання з громіздкими градирнями.
Особливо слід зупинитися на ролі мастила у гвинтовому компресорі, яке виконує відразу кілька функцій:
- створення масляної плівки і забезпечення
зазору між роторами гвинтової групи;
- транспортування повітря;
- змащення підшипників робочого елемента;
- відведення тепла.

Для забезпечення температурного режиму, масло, що циркулює в компресорі, прокачується через охолоджує радіатор . Справа в тому, що при дуже високих температурах, вище 110°С, вона втрачає свою щільність, а це загрожує заклинювання роторів гвинтової пари. У той же час, при низьких температурах олія має зайвої в'язкістю, а, крім того, холодна повітряно-масляна суміш може призвести до утворення конденсату, що погіршує якість повітря на виході компресора. Для того щоб температура масла як можна швидше досягла робочого значення, використовується термостат . Тобто, існує малий коло циркуляції масла, коли воно, минаючи радіатор, повертається в систему. По мірі нагріву, включається велике коло циркуляції через радіатор. Відкриття термостата настає при досягненні температури масла близько 70°С.

Повітряно-масляний радіатор є двосекційним, комбінованим. Крім охолодження масла він служить і для охолодження повітря. Завдяки цьому різниця між температурою навколишнього середовища і температурою повітря на виході компресора не перевищує 7°С. Це дозволяє забезпечити подальшу ефективну роботу осушувача і всієї системи підготовки повітря.
Радіатор охолоджується проходить через нього потоком повітря, що нагнітається всередину компресора вентилятором , встановленим на валу електродвигуна. Всі панелі компресора під час роботи повинні бути обов'язково закриті, саме так задається максимально ефективний напрям руху повітря, що забезпечує відбір тепла, що виробляється під час стиснення. Можливо вторинне використання нагрітого повітря, наприклад, для обігріву приміщень в зимовий час.
Зі сказаного вище випливає, що гвинтова пара може працювати тільки за умови, якщо вона постійно знаходиться в повітряно-масляної суміші.

Яка при цьому виникає проблема відділення повітря від масла вирішується за допомогою наступних елементів
- маслосборный ресивер ;
- маслоотделительный фільтр;
- пристрій повернення масла.

Система відділення олії має три ступені очищення, що забезпечує її максимальну ефективність. В результаті залишковий вміст масла в стислому повітрі не перевищує 3 мг/куб. м. На першому етапі відділення відбувається за рахунок відцентрових сил і сили тяжіння. Повітряно-масляна суміш надходить з гвинтової групи по з'єднувальному шлангу в ресивер масловіддільника . Б'ючись об стінки посудини, більш важкі частинки масла під впливом сили тяжкості і відцентрових сил опускаються на дно. Для другого ступеня механічного очищення використовується розділова перегородка, розташована в середині ресивера вище вхідного отвору. Повітряно-масляна суміш, піднімаючись, проходить через отвори в перегородці, на якій так само осідають частинки масла. Кінцевим елементом внутрішньої очистки є фільтр масловіддільника, що представляє собою звичайний керамічний фільтрувальний елемент. Масло, яке затримується фільтром, накопичується в спеціальному поглибленні і повертається в гвинтовий блок через сполучну трубку.
Маслосборный ресивер оснащений запобіжним клапаном , який захищає його від перевищення тиску.
Очищення масла від забруднення здійснюється з допомогою масляного фільтра. Він запобігає попадання твердих часток на робочі поверхні гвинтів і підшипників.

Як ми бачимо, нічого складного в пристрої гвинтового компресора немає. Разом з тим його конструкція відрізняється надійністю і розрахована на тривалу безперебійну роботу. Безумовно, надійність і термін служби компресора залежить від багатьох факторів: дотримання умов експлуатації, своєчасного виконання регламентних робіт з техобслуговування, а, головне, від якості всіх компонентів і, в першу чергу, гвинтового блоку, який є прецизійним і дорогим елементом системи.

2.3 Обслуговування гвинтового компресора.
Обслуговування гвинтових компресорів різних марок в принципі однакова. У середньому заміна масла і масляного фільтра (а також повітряного фільтра) проводиться кожні 2000-4000 годин (деякі виробники збільшують цей термін до 8000 годин за умови використання на компресорах їх фірмового масла). Краще обслуговування проводити не рідше одного разу на рік, навіть при меншій напрацювання.
Заміна сепаратора здійснюється, як правило, через одну заміну масла.
Заміна ременів на компресорах з ремінним приводом - не частіше одного разу в 12 000 годин, приблизно з такою ж періодичністю необхідно обслуговувати клапани всмоктування і мінімального тиску.
Підшипники на гвинтовому блоці змінюються в інтервалі від 25 000 до 60 000 годин, в залежності від виробника ступені.
Мастило підшипників електродвигуна - у відповідності з конструкцією двигуна і рекомендаціями виробника, від 1000 годин. Деякі двигуни не вимагають періодичної мастила.
Також на компресорі при проведенні кожного ТО контролюється ряд параметрів, таких як натяг ременів, всмоктувального клапана, проводиться протяжка різьбових з'єднань і електросхеми.
Чистота радіаторів охолодження, стан і рівень масла контролюється постійно.
Своєчасне і грамотне виконання всіх цих заходів гарантує довгу і біс проблемну життя Вашому компресорного обладнання. У принципі, більшість операцій по обслуговуванню не вимагають високої кваліфікації персоналу і може проводитися своїми силами, проте проведення більш складних робіт, ніж заміна масла і фільтрів, краще довірити досвідченим фахівцям.

3. Перевага і недоліки поршневих і гвинтових компресорів.

Гвинтові компресори не змогли створити конкуренцію поршневим, так як технологія їх створення була дуже складною. Поршневі установки не тільки славляться низькою ціною, порівняно з іншими видами очисників повітря. Але й легкі у своєму випуску. А ще треба сказати, що вони довго служать після ремонту. Сервісне обслуговування необхідно проводити постійно, кожні 500 робочих годин. Це допомагає збільшенню їх працездатності. Необхідність стабільного сервісного ремонту - це єдиний мінус поршневих установок. Зі сказаного вище випливає, що поршневі компресори, які застосовуються на заводах не повинні бути в одному екземплярі. Їх має бути два. При нормальній експлуатації один компресор буде резервним або перебувати на технічному ремонті, а другий, звичайно, виконувати свої функції.

Поршневі компресорні установки набагато ефективніше, ніж інші типи компресорів. Вони набагато дешевше і мають велику продуктивність, тому:
1.Поршневі промислові установки економічніше, ніж гвинтові компресори. Так як вони можуть працювати в повторно-короткочасному режимі і при сильних різницях споживання стисненого повітря.
2.Якщо застосовувати компресори в приміщеннях, де часто змінюється температурний інтервал, в установках для розфасовки цементу або ж на вугільних базах, то слід віддати перевагу поршневих компресорних станцій. Тому що для інших видів компресорів ці умови не сприяють їх працездатності, а навпаки, скорочують його.
3.Основною відмінністю поршневих компресорних установок від гвинтових компресорів є їх порівняно невелика продуктивність. Поршневі станції мають здатність постійно підтримувати на одному рівні низьку продуктивність. Основним при купівлі компресора є те, що на цьому всі грошові вкладення не закінчуються. Вони будуть тривати і збільшуватися протягом всього терміну роботи даного компресора.
Переваги гвинтових компресорів:
1. можливість безперервної цілодобової роботи;
2. висока надійність;
3. низькі експлуатаційні витрати;
4. простота установки і експлуатації;
5. низький рівень шуму;
6. можливість застосування автоматичного управління;
7. високий рівень енергозбереження;
8. висока чистота стисненого повітря на виході.

Зі сказаного вище випливає, що компресори, які застосовуються на СТО, заводах не повинні бути в одному екземплярі. Їх має бути два. При нормальній експлуатації один компресор буде резервним або перебувати на технічному ремонті, а другий, звичайно, виконувати свої функції. Враховую, всі плюси і мінуси поршневого і гвинтового компресора, можна зробити висновок: що вид, тип та модель компресора вибирається тільки за місцем застосування. І від того, як ви зумієте вибрати, залежить як довго пропрацює ваш компресор.

4. Основні правила вибір компресора.

Ми пропонуємо скорочену програму вибору компресора. Очевидно, що для цього необхідно підрахувати обсяг споживання стисненого повітря цехом, майстерні, підприємством і т. д. в цілому. Для цього, згідно з передбачуваним кількістю робочих місць, оснащених пневматикою, слід підсумувати обсяги споживання кожного (згідно з паспортними даними обладнання), що дасть величину Q. У дужках зауважимо, що ця величина може бути зменшена з урахуванням коефіцієнта завантаження обладнання. Ми говоримо "може бути" тому, що підбір компресора за паспортної продуктивності зазвичай призводить до помилки. Причина її полягає в тому, що в каталогах багатьох фірм-виробників компресорів під продуктивністю розуміють максимальне споживання повітря на вході компресора, а не на його виході. Для отримання реальної продуктивності на виході компресора (яка зазвичай нижче) необхідно в більшості випадків врахувати ккд і конструктивні особливості устаткування.
Тому розрахунок рекомендується виробляти по формулі:
A = Q*b/h, де:
Q - сумарний обсяг споживаного повітря;
b - коефіцієнт, який враховує конструктивні особливості (і, як наслідок, надійність) різних груп компресорів;
h - ККД компресора.
Довідкові значення b і h для роботи в діапазоні робочих тисків 6-8 бар наведені в таблиці:
Конструкція компресора b h
Напівпрофесійний 1,7 0,55
Професійний 1,5 0,65
особливо навантажений 1,3 0,75
1 1 Роторний
Наступним кроком є вибір ресивера. Відомо, що збільшення обсягу ресивера згладжує пульсації і робить систему більш гнучкою до навантажень. Його обсяг рекомендуємо вибрати в діапазоні:
V = ((1/2) / (1/8))*A
Маючи розрахункові величини продуктивності A і обсягу ресивера V, можна вибирати компресор. При цьому, аналізуючи величини b і h у формулі, підказують, що напівпрофесійний компресор повинен мати продуктивність і ресивер в 3 рази більше, ніж обладнання більш високого класу. Звідси і вибір за ціною.
Крім вибору компресора і ресивера необхідно звернути увагу на правильний підбір інших елементів пневмосистеми: обладнання первинної підготовки повітря, пневмолинию і пневморазъемы, пристрої вторинної підготовки повітря і обладнання, яке споживає стиснене повітря.
Обладнання для первинної підготовки повітря включає осушувачі, охолоджувачі, фільтри, конденсатовідвідники, влагомаслосепараторы і т. д.

Наскільки вам зручно на сайті?

Розповісти Feedback form banner