Компрессор - является одним из основного и обязательного оборудования авторемонтного предприятия. Сжатый воздух используется для обеспечения работоспособности пневматического оборудования и инструмента. При выборе компрессора следует руководствоваться его производительностью и емкостью ресивера. Производительность определяет количество сжатого воздуха производимого в единицу времени, объем ресивер определяет количество сжатого воздуха подающегося непрерывно при заданном давлении.
Винтовой компрессор
Сжатие воздуха в винтовом компрессоре осуществляется за счет одновременного вращения двух расположенных друг напротив друга роторов (винтовая пара). При сопоставимой производительности винтовой компрессор существенно дороже поршневого компрессора, но высокая стоимость изделия, дает следующие преимущества - это 30% сокращение электроэнергии за счет большего КПД и высокой удельной производительности, в два раза больший ресурс эксплуатации, в том числе, за счет отсутствия неравномерной мехнической нагрузки и меньшей рабочей температуры соответственно, возможность работы в постоянном режиме без перерыва, в сжатом воздухе сведено к минимуму попадание компрессорного масла, низкий уровень шума, меньшие требования по контролю и обслуживанию.
Поршневой компрессор
В поршневых компрессорах сжатие воздуха происходит в замкнутом пространстве цилиндра в результате возвратно-поступательного движения поршня. Поршневые компрессоры оптимальны в условиях периодического потребления сжатого воздуха, просты в эксплуатации, обслуживании и ремонте. Поршневые компрессоры разделяются на масляные и безмасляные, с прямым и ременным приводом. Поршневой компрессор с ременным приводом, является основным производителем сжатого воздуха в условиях авторемонтного предприятия.
Давление
Давление - это физическая величина, численно равная силе, действующей на единицу площади поверхности перпендикулярно этой поверхности. В Международной системе единиц (СИ) измеряется в паскалях (Па). Один Паскаль равен давлению, вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр. В силу малости величины Один Паскаль – в технике используют Килопаскали (кПа) и мегапаскали (МПа). В компрессорных установках Давление измеряют (определяют) во внесистемных единицах: физических атмосферах (атм), технических атмосферах (кгс/см.кв.) и барах. Следует обратить внимание на существование Абсолютного и Избыточного давления. Избыточное давление определяется без учета атмосферного давления, которое нас окружает – все манометры показывают избыточное давление.
Соотношение между основными единицами измерения давления следующее:
1 МПа = 10 Бар = 9.87 атм = 10.197 кгс/см.кв.
Производительность
Основным параметром компрессора, является его производительность – указывается в единицах объема (метры кубические или литры) и времени (часы или минуты). В технических характеристиках компрессора имеется две производительности, на входе и на выходе. В паспорте поршневых компрессоров указывается производительность на входе, которая является теоретической величиной и обозначает расчетный объем воздуха, который поместится в рабочей полости компрессора за один цикл всасывания, умноженный на количество циклов в единицу времени. Производительность на входе значительно отличается от производительности компрессора на выходе, которая, в большинстве случаев, на 20-30% меньше. В определении необходимой производительности компрессора участвует именно производительность на выходе, так как суммарный объем использования сжатого воздуха его потребителями (пневматический инструмент и оборудование), должен соответствовать в определенных пропорциях производимому объему воздуха компрессором. Причины таких потерь производительности множество, они зависят от "мертвого" объема недовытесненного воздуха из рабочей полости, потери на всасывающих и нагнетательных клапанах, потери от несинхронности работы клапанов, состояние двигателя, режим его эксплуатации, физические внешние условия (нормальные) и так далее.
Соотношение между основными единицами измерения производительности следующее:
1 м.куб./мин = 60 м.куб./час = 1000 л/мин
Поршневые одноступенчатые и двухступенчатые компрессоры
В одноступенчатых двухцилиндровых компрессорных группах воздух сжимается в обоих цилиндрах поочередно. В двухступенчатых компрессорных группах воздух сжимается сначала в одном цилиндре, затем дожимается во втором. Такое решение увеличивает ресурс компрессора за счет снижения температурного режима его работы и уменьшает разницу между производительностью на входе и выходе.
Компрессоры с прямой и с ременной передачей
На ресурс компрессора влияет рабочая температура компрессорной головки, с которой (температурой) напрямую связаны ее производительность и частота вращения коленчатого вала. Если сравнить два компрессора с одинаковой производительностью, то ресурс будет больше у того, у которого частота вращения компрессорной группы будет меньше. При равной производительности, компрессоры с прямой передачей, у которых частота вращения двигателя и коленчатого вала равны, в компрессорах с ременной передачей обороты снижаются за счет изменения передаточного числа между двигателем и компрессорной головкой. Применение ременного привода в двухцилиндровой одноступенчатой компрессорной группе, позволяет снизить обороты практически вдвое по сравнению с частотой вращения двигателя, что значительно увеличивает ресурс их эксплуатации.
Компрессор-тандем
Компрессор-тандем – это фактически два компрессора (две компрессорные головки) на одном ресивере. Срок службы такого компрессора увеличивается за счет устранения пиковых нагрузок при его работе в экстремальных условиях, когда устройство электронного управления, обеспечивает оптимальную совместную работу (включение-выключение) двух компрессорных групп.
Определение необходимой производительности компрессора (поршневой с ременной передачей)
Для определения технических характеристик компрессорной установки следует руководствоваться несколькими параметрами и требованиями:
1 – Потребление воздуха оборудованием или инструментом (потребитель), которое использует для своей работы сжатый воздух. Номинальный расход потребления (указывается в паспорте изделия) в 100 л/мин означает, что при необходимом рабочем давлении за минуту потребляется такое количество воздуха, которое при нормальных условиях заняло бы объем, равный 100 литрам. Нормальные условия соответствуют атмосферному давлению и температуре в 20 градусов тепла.
2 – Необходимое давление воздуха для каждого потребителя
3 – Режим работы компрессора. Поршневой компрессора с ременной передачей работает в повторно-кратковременном режиме работы с продолжительностью включения до 60%, при продолжительности одного цикла от 6 до 10 мин. Непрерывная работа компрессора допускается не более 15 мин, но не чаще одного раза в течение 2-х часов.
4 – Следует учитывать автоматическое включение компрессора при падении давления в ресивере – оно происходит при падении давления от максимального на 2 единицы. Таким образом, реальное рабочее давление колеблется в пределах от максимального до максимального мину 2 единицы (бар или атм.), то есть рабочее давление в системе, всегда ниже максимального.
5 – Объем ресивера, который определяет запас сжатого воздуха при максимальном давлении, вырабатываемом компрессором
6 – Использование потребителем сжатого воздуха, то есть периодичность и продолжительность его работы
Таким образом, расчет технических требований к компрессорной установке, зависит от многих параметров, но в общем случае используется упрощенный расчет, применимый для авторемонтных предприятий, когда складывается расход воздуха всех потребителей и полученная сумма делиться на ТРИ, что дает минимальную производительность компрессора, затем к результату прибавляется 30% и подбирается компрессор с близкой по значению (в сторону увеличения) производительностью. Ресивер, в любом случае, не может быть меньше 100 литров.
Ниже даны изображения копрессорных установок в различных вариантах исполнения.
        
|