Виды и устройство поршневых компрессоров

Для того чтобы понять устройство поршневого компрессора, следует выяснить, какими компрессоры бывают, их конструкцию и области применения. В самых разных отраслях и в быту применяются компрессоры, которые можно разделить на 3 основных вида:

  • винтовые (ротационные);
  • поршневые;
  • роторные;

Самые распространенные — это поршневые. Сжатие воздуха или других газов, например, фреона в холодильниках в них происходит с помощью поршней. Они отличаются относительной простотой конструкции и невысокой стоимостью.Профессиональная модель компрессора фирмы Kraftmann


Вернуться к оглавлению

Конструкция компрессора

Коленчатый вал компрессора приводится во вращение от привода. Вращение вала через кривошипно-шатунный механизм преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня, который перемещается внутри цилиндра. Когда поршень движется вниз, над ним создается область вакуума, открывается впускной клапан и всасывается воздух.

При движении поршня вверх воздух сжимается и выталкивается через выпускной клапан в ресивер. Здесь создается запас сжатого воздуха, за счет которого установка может некоторое время работать даже при выключенном двигателе.

Этим достигается постоянная подача воздуха потребителю, хотя сам компрессор работает циклически. На ресивере устанавливается реле, которое отключает двигатель при максимальном значении давления воздуха и включает при минимальном.

Основные узлы компрессора:

  • корпус с впускным и выпускным клапанами;Строение поршневого аппарата
  • коленчатый вал;
  • кривошипно-шатунный механизм (механизмы);
  • поршень (поршни);
  • фильтр;
  • ресивер;
  • привод.

Корпус устройства при воздушном охлаждении имеет ребра, при водяном — водяные рубашки (полости для охлаждающей воды). Коленчатые валы изготовляют из алюминия, стали или чугуна. Число шеек вала соответствует числу цилиндров.


Вернуться к оглавлению

Детально об основных компонентах

Кривошипно-шатунные механизмы бывают крейцкопфными и бескрейцкопфными. Крейцкопфом (ползуном) называется специальное устройство в кривошипно-шатунном механизме, соединяющее поршень с шатуном. Бескрейцкопфный механизм проще и встречается чаще.

Поршни изготавливают полыми (тронковые поршни), так как при увеличении массы движущихся деталей возрастает инерция. На наружной поверхности поршней делают канавки для компрессионных и маслосъемных колец.

Ресиверами называют емкости для сбора сжатого воздуха. На ресиверах ставятся дополнительные устройства: реле давления, устройство слива конденсата, манометр, предохранительный клапан. Некоторые компрессоры поставляются без ресивера, например, автомобильный для подкачки шин.

Привод — это устройство для передачи вращения от двигателя к коленчатому валу компрессора. Используют электродвигатели на 220в и 380в и двигатели внутреннего сгорания. А специальный автомобильный компрессор подключается к сети автомобиля в 12в. Приводы бывают прямыми и ременными, можно выбрать подходящий.

У компрессоров с прямым приводом вал двигателя и коленчатый вал компрессора расположены на одной оси. При этом момент вращения передается прямо на поршни. Такие компрессоры имеют один или два цилиндра с поршнями. Двухпоршневой является наиболее распространенным.

Поршневые компрессоры с ременным приводом имеют клиновой ремень для соединения с двигателем. Такие дороже, но у них ниже нагрузка на двигатель, а поскольку двигатель отделен от компрессора, упрощается их ремонт.


Вернуться к оглавлению

Какими бывают поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры бывают разных типов, по мере необходимости можно выбрать в зависимости от назначения. Но есть всего 2 вида: масляные и безмасляные. Поршневой масляный компрессор — самый распространенный среди всех. Устройства этого типа используются во множестве областей: в строительстве, промышленности, на транспорте.

Эти компрессоры дешевы, неприхотливы в эксплуатации. Как видно из названия, они используют масло в картере для смазки механизма, а также (частично) для охлаждения. Примером может служить автомобильный компрессор для пневматических тормозов грузовых автомобилей и автобусов.

Безмасляные используют там, где воздух не должен содержать масляных паров и других примесей, например, в медицине и пищевой промышленности. По конструктивным решениям подразделяются на:

  • вертикальные, горизонтальные (оппозитные), угловые;
  • 1-ступенчатые, 2-ступенчатые, многоступенчатые;
  • одинарного и двойного действия;
  • 1-цилиндровые, 2-цилиндровые, многоцилиндровые;
  • специальные (автомобильный, шумозащитный).

Удобная бытовая модель компрессораПри оппозитном варианте цилиндры в корпусе расположены горизонтально по обе стороны коленчатого вала. Такое устройство динамически уравновешено, то есть нагрузки на вал небольшие. Одноступенчатые компрессоры не могут слишком сильно сжимать воздух. Обычно они создают давление до 8, иногда 10 атм.

Для бытовых нужд этого вполне достаточно, если нужно более высокое давление, используют 2 или 3 ступенчатые. Последние сложнее по конструкции, поэтому иногда вместо двухступенчатых последовательно подключают 2 одноступенчатых таким образом, что воздух на выходе первого охлаждается в специальных охладителях или ресивере и подается во второй.

Компрессоры одинарного действия — бескрейцкопфные. Двойного действия — крейцкопфные, у которых рабочими объемами для сжатия воздуха являются полости с обеих сторон поршня.

Количество цилиндров компрессора влияет на производительность. Двухпоршневой, естественно, даст больше воздуха, чем однопоршневой с таким же диаметром поршня. Для бытовых целей можно выбрать любой, в зависимости от потребности.

Специальные компрессоры изготавливаются для конкретных целей. Автомобильный должен иметь минимальную массу, шумозащитный — минимальный уровень шума.


Вернуться к оглавлению

Выбор, ремонт и профилактика

Желая выбрать подходящую модель компрессора, многие покупатели ориентируются на рейтинг. Но следует учесть, что любой рейтинг составляется заинтересованными компаниями лишь по некоторым характеристикам, не учитывая прочих. Надо четко представлять цели, для которых нужен прибор. Если это бытовые цели, для гаража или дачи, то подойдет небольшой двухпоршневой компрессор.

Можно также попробовать своими руками приспособить агрегат от холодильника или автомобильный. Если для производства, тогда следует уточнить необходимое давление воздуха и производительность, потом выбрать подходящую модель.

Своими руками можно собрать компрессор, если имеются все необходимые элементы. Вряд ли можно самостоятельно выточить, например, блок цилиндров, лучше выбрать и взять подходящий. А вот провести мелкий ремонт или обслуживание вполне можно своими руками. Например, заменить порвавшийся ремень сможет практически любой.

Обслуживание (профилактика) производится согласно регламенту, описанному в технических характеристиках. Можно выбрать обслуживание в техническом центре, тогда будет уверенность, что все сделано правильно. А можно сделать все своими руками, это сбережет время и деньги. Если обслуживание проводить вовремя и в полном объеме, эксплуатация поршневых компрессоров не будет доставлять никаких проблем.

Внимание! Следует помнить, что компрессоры не рассчитаны на беспрерывный режим работы (кроме редких специальных), они должны работать с перерывами.

Если не позаботиться о режиме, можно своими руками загубить устройство. В технических характеристиках указывается максимально допустимое время непрерывной работы, если его там нет — проконсультируйтесь у производителя.