Как сделать воздушный компрессор своими руками: варианты конструкций
Необязательно брать компрессор для покрасочных работ либо подкачки колёс вы сможете сделать его своими руками из бывших в употреблении деталей и узлов, снятых со старенькой техники. Мы поведаем для вас о конструкциях, которые собираются из подручных материалов.
Для того чтоб смастерить компрессор из деталей и узлов бывших в употреблении, необходимо отлично приготовиться: изучить схему, отыскать в хозяйстве либо докупить некие детали. Разглядим несколько вероятных вариантов для самостоятельного конструирования воздушного компрессора.
Расчет и выбор электродвигателя компрессора
Для компрессоров типичен длительный режим работы, потому их электроприводы, обычно, не реверсивные с резкими запусками. В отличии от устройств реверсивного транспорта компрессоры имеют маленькие пусковые статические моменты. 20. 25% от номинального. Зависимо от предназначения, мощности и нрава производства где установлены механизмы этой группы, они могут добиваться маленького но неизменного подрегулирования
производительности при отклонении характеристик воздуха (газа) от данных значений, либо же регулирования производительности в широких границах.
Для большинства поршневых компрессоров не требуется регулирования угловой скорости приводных движков. Потому тут используют асинхронные движки с короткозамкнутым ротором и синхронные движки. При мощности более 50 КВт привод с синхронным оказывается экономичнее и прибыльнее, чем привод с асинхронным движком. Хотя синхронные движки труднее по устройству и дороже, чем асинхронные, применение их целенаправлено для одновременного улучшения coscp предприятия.
При достаточной мощности питающей сети делается прямой запуск асинхронных и синхронных движков. В тех случаях, когда сеть не позволяет воплощение прямых пусков, используют разные методы ограничения пускового тока, к примеру запуск движков через автотрансформаторы либо реакторы.
При выборе мотора для компрессоров, как и для устройств с длительным режимом работы и неизменной нагрузкой, требуемую мощность мотора Рдв находят по мощности на валу устройств с учетом утрат в промежных механических передачах.
Мощность мотора поршневого компрессора Рдв.к, кВт, определяется но приближенной формуле:
где Q-производительность (подача) компрессора, /с; А=(АиАа)/2. работа,
Дж/м 3. изотермического и адиабатического сжатия 1 атмосферного воздуха давлением Р1=1.0 Па до требуемого давления P2, Па для давлений до 10 Па значения А указаны ниже:
| 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| Дж/м 3 | 132 | 164 | 190 | 213 | 230 | 245 | 260 | 272 |
к- индикаторный КПД компрессора, учитывающий утраты мощности при реальном процессе сжатия воздуха, и равный 0.6. 0.8; п. КПД механической передачи меж компрессором и движком, его значения лежат в границах 0.9. 0.95; Кз. коэффициент припаса, равный 1.05. 1.15 и учитывающий неподлежащие расчету причины.
=24.2
n= = = 1032
По таблице находим движок, соответственный данной мощности. Это движок 4A200L2Y3. движок серии 4А, со последующими паспортными данными:
= 1000 об/мин; =30кВт; S=3.2%; з=90.5%; cos ц = 0.9
=2; =1.2; =1; =6,5.
По степени защиты 1Р44. это значит, что движок защищен от попадания вовнутрь оболочки жестких тел, размером более 1 мм, способных разрушить оболочку, и гласит о том, что движок защищен от попадания брызг на токоведущие части и обмотку в любом направлении и под хоть каким углом.
Движок 4A200L6Y3 предназначен для работы в умеренном климате. Ссылка на литературу: стр. 27, ,
РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПРИВОДА КОМПРЕССОРА
При выборе мощности мотора для компрессора, как и для всех устройств с длительным режимом работы и неизменной нагрузкой, требуемую мощность Рдв мотора находят по мощности на валу механизма с учётом утрат в промежном звене механической передачи.
Зависимо от предназначения, мощности и нрава производства, где установлены механизмы этой группы, они могут добиваться либо маленького, но неизменного подрегулирования производительности при отклонении характеристик воздуха от данных значений, либо же регулирования производительности в широких границах.
Мощность мотора компрессора определяется по формуле:
где: Q – производительность (подача) компрессора, м 3 /с; А=(АиАа)/2 –работа, Дж/м 3. изотермического и адиабатического сжатия 1 м 3 атмосферного воздуха давлением ρ1 = 1,01·10 5 Па до требуемого, давления ρ2, Па; для давлений до 10·10 5 Па значения А указаны ниже:
ηк – индикаторный КПД компрессора, учитывающий утраты мощности при реальном процессе сжатия воздуха и равный 0,6 – 0,8;
ηп – КПД механической передачи меж компрессором и движком, его значения лежат в границах 0,9 – 0,95;
k 3 – коэффициент припаса, равный 1,05 – 1,15 и учитывающий не поддающиеся расчету причины.
Таким макаром, расчетная мощность мотора равна:
Из литературы [7] (табл. 11.6, с. 269) выбираем движок СТД – 1600 – 2УХЛ4, напряжением 10 кВ, с частотой вращения 3000 об/мин.
УХЛ4 – климатическое выполнение и категория места размещения.
Для компрессора типичен длительный режим работы, потому их электроприводы, обычно, нереверсивные с редчайшими запусками. Также компрессор имеет маленькие пусковые статические моменты – до 20-25% от номинального.
Выбор синхронного мотора обуславливается несколькими основными причинами:
Во-1-х, это жёсткая черта синхронных движков, другими словами при увеличении нагрузки на валу мотора обороты не меняются, что очень принципиально для производительности компрессора.
Во-2-х, при собственных габаритах синхронный движок имеет еще огромную мощность по сопоставлению с асинхронным движком.
В-3-х, синхронный движок имеют К.П.Д. на 2,5% больше (96,6%), чем у асинхронных движков и момент имеет прямо пропорциональную зависимость от напряжения.
Производительность компрессоров можно изменять 3-мя методами: конфигурацией угловой скорости приводного мотора, конфигурацией сопротивления магистрали (трубопровода) при помощи задвижки, также конструктивными переменами рабочих органов механизма в процессе регулирования.
В-четвёртых, у синхронных движков при номинальном токе cos φ = l. а при перевозбуждении движок может служить в качестве компенсатора реактивной мощности и увеличивать cosφ предприятия в целом.
Расчет производительности компрессора на выходе. Почему компрессор слабый?
Нередко при выборе компрессора, например, для работы с хоппер ковшом, мы лицезреем, что в технических свойствах производители указывают производительность лишь на входе компрессора. Т.е на шильдике например пишут производительность 400 л/мин. А так ли это по сути? Как бы удивительно это ни звучало, да и ну и нет. Давайте разбираться.
Черта на входе рассчитывается производителем исходя из полезного объёма цилиндра(ов) и количества оборотов мотора за минуту. Проще говоря если рассматривать литры за минуту, то это означает, сколько оборотов сделал движок, столько раз поршень выжал из цилиндра весь его объём в течении минутки. И этот расчёт будет верен только при нулевом давлении в ресивере, когда сжатый воздух не скапливается в нём, а просто выходит в атмосферу. Но воздух, накапливаясь в ресивере, создаёт лишнее давление и чем оно выше, тем ниже производительность на выходе. В действительности она может колебаться от.25 до.55%, от заявленной на входе. Более того зависимо от влажности и температуры среды производительность 1-го и такого же компрессора может отклоняться в огромную либо наименьшую сторону. Также на этот показатель оказывает влияние степень засорения воздушных фильтров.
Так как же высчитать реальную производительность на выходе? Увы, узнать это можно только когда у вас будет возможность включить компрессор. Рассчитывается она так:
РатмVл/ Тмин= производительность на выходе л/мин
Где: Ратм – максимальное давление компрессора
Тмин –время работы в минутах которое потратит компрессор на накачку ресивера от 0 до 8 (10)атмосфер
Для наглядности мы провели замеры на поршневых компрессорах с прямым приводом, с одним и двумя цилиндрами.
Первый одноцилиндровый компрессор торговой марки «ENHEL» с объёмом ресивера 24л., на входе 206л/мин, 8 атм. накачивает ресивер от 0 до 8 атм за 1 минуту 23 секунды. Сначала переведём секунды в обычное число 23/60= 0,383мин., прибавляем 1 минуту, получается 1,383мин. (можно также перевести все время в секунды и разделить на 60, к примеру (6023)/60=1,383 )
Далее подставляем формулу 824/1,383=138,8 л/мин. Это и есть реальная производительность на выходе на 8 атм. Как видно заявленная на входе производитель 206 л/мин. по факту оказалась.33% ,что кстати является очень хорошим показателем.
Второй двух цилиндровый компрессор «ECO» 70л, 440 л/мин. также на 8 атм., показал достаточно неожиданный результат. От 0 до 8 атм. Компрессор накачал за 2 минуты 34 секунды 870/ (154/60) =218,2 л/мин. Т.е. на 8 атм разница меду производительностью на входе и выходе составила.50%.
Как видите, не факт, что удвоенные показатели производительности на входе дадут также удвоенные показатели на выходе. Поэтому ещё раз повторюсь, узнать реальную производительность на выходе можно только включив компрессор и сделав контрольные замеры.
Стоит отметить также тот факт, что установка дополнительных фильтров, сепараторов, маслоотделителей и других элементов, может дополнительно снижать давление на выходе компрессора, что косвенно влияет на его производительность. И если, к примеру, для покраски автомобилей это оправдано, то дополнительные фильтры при работе с хоппер ковшом будут только мешать его работе.
Также часто задают вопрос должна ли производительность быть выше потребления. В идеале это было бы очень хорошо, т.к. чем она больше, тем комфортнее и быстрее идёт работа. Но по факту это не всегда оправдано. Всё зависит от того в каком темпе вы работаете. Если вы работаете степенно и не спеша, при этом компрессор успевает отдыхать некоторое время, то можно работать и с небольшим компрессором
Самодельный компрессор (60 фото и подробное описание изготовления)
Сделал самодельный воздушный компрессор: подробный фото отчёт по изготовлению компрессора на базе головы ЗиЛ-130.
Понадобился компрессор для домашней мастерской., где-то, что то продуть, подкачать колеса или покрасить какую ни будь мелочь.
Изначально, хотел купить готовое (китайское) решение в бюджете до 10 тыс. р, но после поиска информации по компрессорам понял, что там все печально. Нужно 15 с примерно денег, что бы купить эту чудо технику и потом не пожалеть, о потраченных деньгах.
В итоге созрел повторить подвиг многих и связаться с легендой отечественного советского автопрома под названием ЗИЛ 130…К тому же, в технаре учился на автомеханика по грузовым автомобилям, то как раз этот автомобиль Зил-130 и трактор МТЗ-82 изучал полностью, до болтика все три года, весь учебный срок!
Что могу сказать в пользу этой компрессорной головки хорошего…Самый главный ее плюс.она не убиваемая! Есть запчасти практически все и стоят достаточно не дорого. Всегда можно найти по артикулам детали и заказать. Система смазки у нее идет под давлением от масляной магистрали двигателя, по системе охлаждения тоже самое. Работает компрессорная головка постоянно, как только запустился двигатель. После достижения 7,5атм, в тормозной системе, головка переходит в холостой режим и начинает качать воздух из одного цилиндра в другой. Рабочая температура 90-100С примерно. Именно на эту температуру наши инженеры ее проектировали. Как то так… Почитав кучу форумов и посмотрев все видосы на ютубчике, понял, что есть разные мнения по этим компрессорам. Лично мне хотелось сделать, чем проще, тем лучше. Поэтому было решено сделать систему смазки черпачками, как у всеми любимой легенды СО-7б и систему охлаждения с естественной циркуляцией в виде расширительного бачка…и все! Для начала долго искал б/у головку на авито и юле…в итоге нашел за 1500р. Продавец сказал, что она тоже, когда то работала в качестве гаражного компрессора, но не долго… Состояние ее было просто ужас. Но больше вариантов не было, пришлось купить. В итоге всю зачистил корд щеткой на болгарке и вид уже стал получше.
Внутри чернота, как потом оказалось она сильно перегревалась и масло прикипело к стенкам.
Состояние внутри, ужасное…Пришлось все это дело вымачивать сутками в растворителе и бензине. Кольца на поршнях залегли все. Что бы их демонтировать, пришлось отверткой подцеплять и выбивать молотком…при этом кольца ломались маленькими кусочками. Никакие растворители не раскоксовали их. После головку и плоскость цилиндра шлифанул.
Как не странно, цилиндры оказались без задиров. Даже виден хон(фоток нет). Поршня в ВМТ цилиндра практически без люфтов. Сами поршня тоже довольно в хорошем состоянии оказались. Шейки коленвала без задиров, но подшипники уже с люфтами оказались. Поэтому были куплены новые вкладыши, подшипники, набор прокладок, набор колец, шпильки и набор впускных и выпускных клапанов.отвратительного качества. Система смазки решил делать, как уже писал выше.черпачками. Для этого нужно сверлить сам блок под сапун, далее два отверстия в шатуне и третье в бугеле под сам черпак.
Для того чтобы эти черпачки работали, нужно сварить поддон для масла. Как оказалось фоток я не делал. Там все просто. Четыре уголка на ребро и снизу пластина приварена. Одновременно идет примерочка под площадку…
Двигатель будет установлен 3кВТ 2900 об трехфазник в однофазную сеть. Площадку решил сделать единую, для двигателя и головки. Также она будет съемная от рессивера.
Баллон как и у всех пропановый на 50л с колесами.
Далее само собой был приварен сливной болт на днище баллона для слива конденсата и два соска из полдюймовой трубы для манометра и прессостата. Колеса поменял немного на другие с широким протектором))) Третья нога тоже с резиновой прокладкой. От вибрации все эти резинотехнические изделия помогают. Ну и на покраску…
Подключение к головки компрессора сделал жесткое, из полдюймовой трубы. Обратный клапан поставил сантехнический, с латунным сердечником.
Состояние эл.двигателя тоже было не очень. Да и к тому же он после переборки. Эти мастера решили, что трех проводов будет достаточно и подключили все это дело по схеме звезда. Поэтому пришлось все это дело вскрывать, искать недостающие провода, опять все упаковывать назад. Зачищать его от грязи, краски, лака и только потом красить…
Компрессорную головку решил покрасить в оранжевый цвет…для меня это цвет радости. Хоть как то раскрасить это изделие.
Снизу прикручен масляный поддон со сливным отверстием. Так же сделал болт-заглушку с неодимовым магнитом для улавливания металлических примесей. Потому что после первого запуска и небольшой обкатки, после разбора поддона, я увидел очень много металлической стружки.
Бак для охлаждающей жидкости сделан из обрезка трубы диаметром 150мм. Подключение на жесткую с американками.
Бачок для картерных газов от класики, как и у Всех самоделкиных. Воздушный фильтр сделал сам. Ибо которые продаются за 300р с поролоном внутри, меня чей то отпугивали. Для этого понадобится сам фильтрующий элемент от Иж, москвич2141 и полипропиленовые фитинги и трубы.
На трубе нарезал резьбу под эту заглушку.
Теперь по оборотам… Я решил делать компрессор с оборотами 2000 на коленвале головки. Для этого долго икал подходящий шкив на электродвигатель. На самой головке стоит штатный шкив с размером 218мм по наружнему диаметру. По расчетам онлайн калькулятора, мне нужен был ведущий шкив с размером 150мм. Поэтому прикупил шкив от ВАЗ 2101-07, который стоит на коленвалу для привода вентилятора или помпы.х.з, это не важно. Его размеры, как раз 150мм и внутренний на 29мм. Так как у меня на валу двигателя посадочный размер 24мм, то пришлось самому вытачивать втулку с помощью болгарки и напильника. До этого искал токарей в своем поселке…но их уже днем с огнем не найдешь!
На таких оборотах баллон 50л до 8атм качает за 1мин 40сек.
Бачок масляный с трубками от сапуна и коленвала. Если в будущем нужно будет переделать под принудительную смазку, то проблем совершенно нет. Подключается в штатное место магистраль и вперед.
Обратка с масляной магистрали выводится через сливное отверстие.
Натяжной механизм ремня прост до безобразия. Одеваем любой ремень на шкивы, оттягиваем двигатель, затем подводим планку из уголка. Притягиваем ее к раме и затем натяжными болтами натягивается ремень. После уже притягивается площадка электродвигателя.
Обратный клапан…На два манометра не обращайте внимания. Позже будет куплена автоматика и будет установлена в место одного из манометров.
Врезал термометр в бачок охлаждающей жидкости.
Колеса и упор из толстой резины.аля антивибрация!
Если нужно что то покрасить с большим временным сроком и большой нагрузкой, то можно подключить на этот тройник шланг от водопровода и принудительно охлаждать головку. Я думаю не надо объяснять, на пальцах…бачок разъемный на американках стоит.
Ну и масло купил вот такое. С запахом обычной веретенки.
Теперь, немного по электрической схеме и попробую рассчитать примерную стоимость деталей компрессора. Итак, имеем двигатель 3квт, 2900 оборотов и потребление 11,8ампер в сети 220 при подключении треугольником.
Этот двигатель был в ремонте и мастера вывели всего три провода для подключения на 380в. Поэтому пришлось все это дело перебирать и выводить еще дополнительные провода. Как это делается в ютубчике полно роликов. Далее нужно подбирать рабочие и пусковые конденсаторы. Вот тут есть небольшая засада. Есть разные онлайн калькуляторы и они показывают совершенно разные значения…на одних 200мкф рабочие и 400мкф пусковые, на других 400 и аж 800 пусковых. И поэтому не знаешь, что и покупать. Решил поступить так, купить сначала по минимум и если что подкупить, если будет не хватка емкости. Цены на конденсаторы с большой емкостью писец, как дорого. Для подключения на понадобится пусковые и рабочий конденсаторы, реле времени, магнитные пускатели.
Рабочие на 120 и 100мкф Пусковой на 500мкф.
И два магнитных пускателя…один разгружает питание электродвигателя, второй пускатель реле времени.
Собираю в короб. Контакторы с реле крепим на саморезы, кондеры на стяжки.
На моем компрессоре пока нет автоматики(прессостата), поэтому подключил таким образом. Объясню словами… питающий кабель с розетки идет на кнопочный пост. В это время загорается лампа, типа есть напряжение(сеть). После пуска кнопочного поста, напряжение идет на контакторы и катушку магнитного пускателя АББ и реле времени ТДМ. С магнитного пускателя АВВ ток идет на двигатель с рабочими конденсаторами и параллельно ток идет через реле времени ТДМ на катушку второго (черного)магнитного пускателя. Второй МП уже подсоединяет пусковой(синий) конденсатор и происходит пуск двигателя. Через определенное время(у меня 2с) отрабатывает реле времени и отключается второй(черный) магнитный пускатель. Кто в электрике понимает, тому это все просто, но большинство людей и я тоже не очень сразу могут разобраться! Если надо установить другое время, то открываем крышку короба и крутим регулятор на реле времени.
Теперь по кондерам. Первый пуск двигателя без нагрузки на холостую показал, что слишком много кондеров. Движек нагрелся за пару минут. Поэтому один кондер 100мкф откинул сразу. Потом собрал компрессор и установил маленький шкив(70мм)на двигатель. Двигатель с компрессорной головкой работал ровно, без гудения и нагрева. Запускал компрессор с 8атм спокойно. После установки шкива диаметром на 150мм, двигатель даже не смог запуститься с 0атм в баллоне. В итоге подкинул второй на 100мкф и все заработало, как надо. Время работы пускового конденсатора увеличилось конечно. Если в сети 220в и компрессор прогретый, то с 8 атм в баллоне стартует легко. Если идет просадка по сети до 200в, то уже на 8 атм стартануть не может. Крутит шкивами и не хватает разгона за эти 2 сек, но ближе к 5 атм в баллоне запускается. Можно конечно увеличить время на реле…чутка прям не хватает раскрутиться…но я я пока этого делать не буду. И это все без разгрузочного клапана и предрессивера на впуске! Фото готового изделия
Теперь о себестоимости…
Если кто то надумает строить компрессор на базе зил, камаз и других головок, должен сначала посчитать примерно его себестоимость. На ютубе в роликах все просто и дешево…зил, баллон и готово))) На деле все совсем не так.
- 1. Баллон по классике жанра.пропановый 500р на авитоюле. ( у меня был в загашнике)
- 2. Колеса — 300р примерно (подогнали знакомые)
- 3. Уголок 50 2метра, труба 1/2 2метра на ручку… примерно 200р
- 4. Компрессор зил 130 — 1500р самый низ рынка на авито и надо ехать за ней бензин 500р
- 5. Ремкоплект для этой головы (кольца, подшипники, прокладки, вкладыши, клапана) 1000р
- 6.Электродвигатель 2500тр авито( мне отдали бесплатно) опять нужно куда то ехать за ним.
- 7. Электрика…если у Вас 380в, то это самый простой и дешевый вариант. Нужен прессотат на 380 и магнитный пускатель. В моем случае, что бы подключить на 220в нужно… 3 кондера на 1500р, реле времени 500р, магнитные пускатели 1000р, прессоста на али.1000р
Остальную мелочевку даже считать не буду. Клапан, фитинги, американки — это все у меня было. это все связано с моей работой))) Если Вам все это покупать, то может еще на 1000-1500р выйти. В итоге себе уйдет. Мне примерно обошлось по деньгам 7тр и нужно еще прессостат заказывать. Ну и такая работа мне не в тягость, а в радость! Вывод скорее будет такой…Если материала на компрессор вообще голяк и нет ничего, то лучше сразу не заморачиваться, а подкопить еще деньжат и купить сразу нормальный ременной компрессор! Ребята, как то так…все без прикрас! Всем удачи и пока! Автор самоделки: Reanimator33. г. Орехово-Зуево.
Объем ресивера
Ресивер — металлический резервуар, служащий для хранения запаса сжатого воздуха.
Чем больше объем ресивера, тем реже будет включаться компрессор, т.е. увеличение объема ресивера снижает нагрузку на компрессор и двигатель.
Обратной стороной большого ресивера является то, что компрессору нужно некоторое время для создания в нем рабочего давления. Если мощность компрессора невысока, да еще идет отбор давления каким-либо работающим инструментом, давление в большом ресивере (следовательно, и на выходе компрессора) может набираться очень долго. Поэтому большой объем ресивера должен сопровождаться соответственно большей производительностью и мощностью.
Исключение составляют те случаи, когда от компрессора периодически требуется непродолжительная, но высокая производительность. Например, при использовании ударного гайковерта — он требует производительность от 300 л/м, но если подключить его к компрессору, производительности в 200 л/м с большим (50л) ресивером будет достаточно, чтобы гайковерт запустился и работал некоторое время.
Как выбрать хороший воздушный компрессор
Бытовые воздушные компрессоры отличаются конструкцией, мощностью, производительностью, объемом нагнетаемого воздуха и иными характеристиками.
Масляные компрессоры требуют заливки масла в картер, которое участвует в процессе нагнетания воздуха. Они производительные, долговечные, могут подолгу работать без перерыва. Из минусов: нуждаются в периодической замене и доливке смазочного материала, в накачанном воздухе присутствуют частицы масла, поэтому он годится не везде.
Безмасляный поршневой компрессор не нуждается в смазке, а значит проще и дешевле в обслуживании. Эти агрегаты компактнее масляных, обеспечивают потребителя чистым воздухом без примесей. С охлаждением, долговечностью и надёжностью в таких аппаратов не всё однозначно. Несмотря на применение тефлона с низким коэффициентом трения, механика изнашивается быстрее, чем в масляных моделях. Их рабочее время редко превышает 15-20 минут в час.
Масляный компрессор, как правило, мощнее аналогов и живет гораздо дольше. Их целесообразно применять там, где нужно продолжительное функционирование аппарата (мелкое производство). Он хорош для покраски – в отличие от безмасляного, краска в нём не пузырится, обеспечивая равномерные и красивые слои.
Безмасляный агрегат хорош для гаража и мастерской: для подкачки шин, подключения пневматического инструмента, в том числе чувствительного к чистоте газа. Он прост в обслуживании – не нуждается в доливке масла.
Указывается в барах или атмосферах – единицы измерения давления идентичны. Характеристика важна для пневматического инструмента и разнообразных насадок и должна превышать указанные на них значения. Данные ниже приведены для ориентира, приобретая компрессор для работы с каким-то инструментов интересуйтесь необходимым для его функционирования давлением и добавляйте 1-2 атмосферы на перспективу.
| Инструмент | Давление, атм |
| Краскопульт | 3-6 |
| Шлифмашина | 6-7 |
| Продувочный пистолет | 4 |
| Пескоструйный пистолет | 8 |
| Пистолет для накачки шин | 4 |
| Ударный гайковерт | 6-7 |
| Гвоздезабивной и заклёпочный пистолет | 6-7 |
| Инструмент | Расход воздуха, л/мин |
| Краскопульт | 150-450 |
| Шлифмашина | 180-450 |
| Продувочный пистолет | 150-250 |
| Пескоструйный пистолет | 250 |
| Пистолет для накачки шин | 50 |
| Ударный гайковерт | 400-450 |
| Гвоздезабивной и заклёпочный пистолет | 150-400 |
Ресивер – металлический баллон, куда накачивается воздух. От объема ресивера зависит продолжительность работы между накачками и время подготовки устройства к работе – заполнение ресивера с нуля.
Производительность инструмента. Производительность воздушного компрессора – объём воздуха, который тот способен прокачать за 60 секунд. Указывается для работы в нормальных условиях, выбирается устройство, исходя из нужного максимума плюс 30-50% про запас.
| Инструмент | Объём ресивера, л |
| Краскопульт | 150-400 |
| Шлифмашина | 200-450 |
| Продувочный пистолет | 150-250 |
| Пескоструйный пистолет | От 250 |
| Пистолет для накачки шин | 50 |
| Ударный гайковерт | От 400 |
| Гвоздезабивной и заклёпочный пистолет | 100-350 |
Какой компрессор выбрать для пневмоинструмента?
Перед покупкой определитесь с подключаемыми инструментами. Их суммарный расход должен быть ниже производительности устройства на
25%, иначе оно будет работать близко к пределу возможностей и быстро выйдет из строя. Изрядный запас на уровне 50-80% тоже не нужен. Для бытовых и большинства профессиональных инструментов (гайко-, шуруповёрты, дрели) достаточно давления в 6-8 бар, а значит агрегат должен накачивать 8-10 бар. Объём ресивера зависит от личных предпочтений и конкретных случаев. При большом баке мотор включается реже и работает дольше, перед эксплуатацией продолжительное время нагнетает рабочее давление.
Как выбрать компрессор для покраски автомобиля?
Для аэрографа и пульверизатора нужен безмасляный компрессор, при эксплуатации масляного обязательны фильтры и маслоуловители. Остальные параметры зависят от характеристик краскопульта, и к ним необходимо прибавить 20-30%. С покрасочными работами справится бытовой аппарат с давлением до 5-6 бар.
Электрический наддув для авто на Arduino: миф или все возможно?
Начать свое повествование хочу с цитаты: «автомобиль — не роскошь, а средство передвижения». И действительно, на дорогах нашей страны с каждым годом автомобилей становится все больше, их поколения сменяются поколениями, модели моделями. В данном разнообразии очень легко запутаться, а вот выделиться из общего потока наоборот становится все сложнее и сложнее.
В данной статье я хочу рассказать о своих мыслях на тему изменения внутреннего облика автомобиля, а поможет мне в этом, как и во многом другом — микроэлектроника, в лице всем известного контроллера Arduino.
Итак, за время своего водительского стажа (порядка 8 лет) я успел испробовать на себе немалое число моделей автомобилей, находившихся либо в моей личной собственности, либо во владении родственников или друзей: ВАЗ 2109, 21099, 2112, Honda Accord, Honda Civic, Volkswagen Jetta, Mitsubishi Lancer X, Skoda Oktavia, BMW E34 и многие другие. Из всех авто, пожалуй, наиболее сильно мне запомнилась Honda Accord 1993 года выпуска, с замененным на неродной 200-сильный легендарный двигатель H22A, находящаяся в данной конфигурации в моем владении 2 долгих года. Что мне в ней нравилось — её характер, мотор с легкостью раскручивался до 7500 оборотов и обладал выраженным подхватом ровно с 4000 оборотов. Однако низов на нем не было, совсем!
Сегодня я езжу уже на другом автомобиле — Suzuki SX4, у него данная проблема носит еще более выраженный характер ввиду 1600 кубового всего 112 сильного двигателя и немалой массы в 1330 кг (вместе с водителем).
Отсутствие тяги на низких и средних оборотах — проблема практически всех современных малолитражных двигателей, в среднем до 3000 оборотов они не «едут» совсем — ускорения нет никакого, что несомненно неудобно ни в городе, ни на трассе.
По видимому такие настройки динамики вводятся авто производителями в угоду снижения токсичности выхлопа, расхода топлива и повышения надежности двигателей (искусственно заниженная мощность на низких оборотах продлевает жизнь всем трущимся деталям в двигателе).
Данная проблема кардинально решается несколькими методами: — замена мотора на более объемный; — установка небольшой турбины с ранним спулом (довольно популятный метод, дает эффект более объемного двигателя с 1500-2000 оборотов); — установка объемного компрессора с приводом от коленчатого вала двигателя (дает эффект более объемного двигателя практически с холостых оборотов но занимает очень много места в подкапотном пространстве, метод практически не пользуется популярностью).
В один прекрасный день мне в голову пришла идея — а что если взять холодную часть турбины (центробежный компрессор) и вращать его крыльчатку не отработанными выхлопными газами и не при помощи ремня от коленчатого вала ДВС, а мощным электродвигателем, обороты которого можно менять при помощи электроники и выставлять такие, какие точно нужны для поддержания необходимого уровня наддува, а соответственно и мощности и крутящего момента автомобиля на любых (!) оборотах:
Данная идея относительно не нова — первые упоминания которые мне удалось найти о таких системах относятся к 2009 году — год разработки вспомогательного электрического наддува авто концерном Audi, в их системе электродвигатель вращает крыльчатку небольшого компрессора на оборотах до 3000 до включения основного турбокомпрессора, тем самым нивелируя эффект «турболага» — плохой отзывчивости мощного турбированного двигателя на низких оборотах. Система была продемонстрирована на модели Audi RS5 в 2012 году, но на конвейер так и не попала. Аналогичные системы планируются к разработке и другими авто производителями — ориентировочно такие системы увидят свет на серийных автомобилях в 2017-2019 годах.
А что если не ограничиться 3000 оборотами и крутить электродвигатель и дальше, до 4000 — 5000 оборотов? Таким образом можно перекрыть практически весь повседневный диапазон оборотов, использующийся при вождении автомобиля в 90% случаев.
Да, на это потребуется довольно большая мощность — по моим расчетам при частоте вращения коленчатого вала 4000 оборотов для ДВС объемом 1600 куб см и необходимого наддува в 0,4 бара (максимальный уровень наддува, поддерживаемый большинством штатных ЭБУ автомобилей без перепрошивки и внедрения в электронику авто) — отбираемая мощность на привод крыльчатки компрессора составит около 4,5 кВт (с учетом среднестатистического КПД центробежного компрессора в 50%).
В свободной продаже сейчас есть довольно мощные и в тоже время небольшие по габаритам авто\авиамодельные бесколлекторные электродвигатели, развивают мощность в максимуме до 10-15 кВт и имеющие напряжение питания 50-70 вольт:
Недолго думая был куплен диагностический адаптер — ELM 327 bluetooth mini:
И на его основе сделан считыватель данных об оборотах и положении дроссельной заслонки двигателя. На фото по порядку: диагностический адаптер, arduino uno, простенький бесколлекторный двигатель и регулятор к нему.
Скетч заработал сразу — моторчик при заведенном двигателе стал вращаться со скоростью, пропорциональной оборотам двигателя:
Теперь осталось дело за «малым» — собрать прототип устройства, которое будет нагнетать воздух в двигатель исходя из данных текущего положения дроссельной заслонки и оборотов двигателя.
Электродвигатель для воздушного компрессора сколько оборотов нужен
Работы по переборке электродвигателя подходят к завершению. Приступаем к расчёту шкивов ремённой передачи станка. Немного терминологии по ремённой передаче.
Главными исходными данными у нас будут три значения. Первое значение это скорость вращения ротора (вала) электродвигателя 2790 оборотов в минуту. Второе и третье это скорости, которые необходимо получить на вторичном валу. Нас интересует два номинала 1800 и 3500 оборотов в минуту. Следовательно, будем делать шкив двухступенчатый.
Заметка! Для пуска трёхфазного электродвигателя мы будем использовать частотный преобразователь поэтому расчётные скорости вращения будут достоверными. В случае если пуск двигателя осуществляется при помощи конденсаторов, то значения скорости вращения ротора будут отличаться от номинального в меньшую сторону. И на этом этапе есть возможность свести погрешность к минимуму, внеся поправки. Но для этого придётся запустить двигатель, воспользоваться тахометром и замерить текущую скорость вращения вала.
Наши цели определены, переходим выбору типа ремня и к основному расчёту. Для каждого из выпускаемых ремней, не зависимо от типа (клиноременный, поликлиновидный или другой) есть ряд ключевых характеристик. Которые определяют рациональность применения в той или иной конструкции. Идеальным вариантом для большинства проектов будет использование поликлиновидного ремня. Название поликлиновидный получил за счет своей конфигурации, она типа длинных замкнутых борозд, расположенных по всей длине. Названия ремня происходит от греческого слова поли, что означает множество. Эти борозды ещё называют по другому рёбра или ручьи. Количество их может быть от трёх до двадцати.
Поликлиновидный ремень перед клиноременным имеет массу достоинств, таких как:
- благодаря хорошей гибкости возможна работа на малоразмерных шкивах. В зависимости от ремня минимальный диаметр может начинаться от десяти двенадцати миллиметров;
- высокая тяговая способность ремня, следовательно рабочая скорость может достигать до 60 метров в секунду, против 20, максимум 35 метров в секунду у клиноременного;
- сила сцепления поликлинового ремня с плоским шкивом при угле обхвата свыше 133 приблизительно равна силе сцепления со шкивом с канавками, а с увеличением угла обхвата сила сцепления становится выше. Поэтому для приводов с передаточным отношением свыше трёх и углом обхвата малого шкива от 120 до 150 можно применять плоский (без канавок) больший шкив;
- благодаря легкому весу ремня уровни вибрации намного меньше.
Принимая во внимание все достоинства поликлиновидных ремней, мы будем использовать именно этот тип в наших конструкциях. Ниже приведена таблица пяти основных сечений самых распространённых поликлиновидных ремней (PH, PJ, PK, PL, PM).
| Обозначение | PH | PJ | PK | PL | PM |
| Шаг ребер, S, мм | 1.6 | 2.34 | 3.56 | 4.7 | 9.4 |
| Высота ремня, H, мм | 2.7 | 4.0 | 5.4 | 9.0 | 14.2 |
| Нейтральный слой, h0, мм | 0.8 | 1.2 | 1.5 | 3.0 | 4.0 |
| Расстояние до нейтрального слоя, h, мм | 1.0 | 1.1 | 1.5 | 1.5 | 2.0 |
| Минимальный диаметр шкива, db, мм | 13 | 20 | 45 | 75 | 180 |
| Максимальная скорость, Vmax, м/с | 60 | 60 | 50 | 40 | 35 |
| Диапазон длины, L, мм | 11402404 | 3562489 | 5272550 | 9912235 | 228616764 |
Рисунок схематичного обозначения элементов поликлиновидного ремня в разрезе.
Как для ремня, так и для ответного шкива имеется соответствующая таблица с характеристиками для изготовления шкивов.
| Сечение | PH | PJ | PK | PL | PM |
| Расстояние между канавками, e, мм | 1,60±0,03 | 2,34±0,03 | 3,56±0,05 | 4,70±0,05 | 9,40±0,08 |
| Суммарная погрешность размера e, мм | ±0,3 | ±0,3 | ±0,3 | ±0,3 | ±0,3 |
| Расстояние от края шкива fmin, мм | 1.3 | 1.8 | 2.5 | 3.3 | 6.4 |
| Угол клина α, | 40±0,5 | 40±0,5 | 40±0,5 | 40±0,5 | 40±0,5 |
| Радиус ra, мм | 0.15 | 0.2 | 0.25 | 0.4 | 0.75 |
| Радиус ri, мм | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.4 | 0.75 |
| Минимальный диаметр шкива, db, мм | 13 | 20 | 45 | 75 | 180 |
Минимальный радиус шкива задаётся не спроста, этот параметр регулирует срок службы ремня. Лучше всего будет если немного отступить от минимального диаметра в большую сторону. Для конкретной задачи мы выбрали самый распространённый ремень типа РК. Минимальный радиус для данного типа ремней составляет 45 миллиметров. Учтя это, мы будем отталкиваться ещё и от диаметров имеющихся заготовок. В нашем случае имеются заготовки диаметром 100 и 80 миллиметров. Под них и будем подгонять диаметры шкивов.
Начинаем расчёт. Приведём ещё раз наши исходные данные и обозначим цели. Скорость вращения вала электродвигателя 2790 оборотов в минуту. Ремень поликлиновидный типа РК. Минимальный диаметр шкива, который регламентируется для него, составляет 45 миллиметров, высота нейтрального слоя 1,5 миллиметра. Нам нужно определить оптимальные диаметры шкивов с учётом необходимых скоростей. Первая скорость вторичного вала 1800 оборотов в минуту, вторая скорость 3500 оборотов в минуту. Следовательно, у нас получается две пары шкивов: первая 2790 на 1800 оборотов в минуту, и вторая 2790 на 3500. Первым делом найдём передаточное отношение каждой из пар.
Формула для определения передаточного отношения:
, где n1 и n2 скорости вращения валов, D1 и D2 диаметры шкивов.
Первая пара 2790 / 1800 = 1.55Вторая пара 2790 / 3500 = 0.797
Далее по следующей формуле определяем диаметр большего шкива:
, где h 0 нейтральный слой ремня, параметр из таблицы выше.
Для удобства расчётов и подбора оптимальных диаметров шкивов можно использовать онлайн калькулятор.
Инструкция как пользоваться калькулятором. Для начала определимся с единицами измерений. Все параметры кроме скорости указываем в милиметрах, скорость указываем в оборотах в минуту. В поле Нейтральный слой ремня вводим параметр из таблицы выше столбец PК. Вводим значение h0 равным 1,5 миллиметра. В следующем поле задаём скорость вращения валя электродвигателя 2790 оборотов в минуту. В поле диаметр шкива электродвигателя вводим значение минимально регламентируемое для конкретного типа ремня, в нашем случае это 45 миллиметров. Далее вводим параметр скорости, с которым мы хотим, чтобы вращался ведомый вал. В нашем случае это значение 1800 оборотов в минуту. Теперь остаётся нажать кнопку Рассчитать. Диаметр ответного шкива мы получим соответствующем в поле, и оно составляет 71.4 миллиметра.
Примечание: Если необходимо выполнить оценочный расчёт для плоского ремня или клиновидного, то значением нейтрального слоя ремня можно пренебречь, выставив в поле ho значение 0.
Теперь мы можем (если это нужно или требуется) увеличить диаметры шкивов. К примеру, это может понадобится для увеличения срока службы приводного ремня или увеличить коэффициент сцепления пара ремень-шкив. Также большие шкивы иногда делают намеренно для выполнения функции маховика. Но мы сейчас хотим максимально вписаться в заготовки (у нас имеются заготовки диаметром 100 и 80 миллиметров) и соответственно подберём для себя оптимальные размеры шкивов. После нескольких переборов значений мы остановились на следующих диаметрах D1 60 миллиметров и D2 94,5 миллиметров для первой пары.
Для второй пары D1 75 миллиметров и D2 60 миллиметров.
Далее мы приступаем к изготовлению шкивов. Всем удачной работы!
Мы начали первые экспиременты и уже подготовили первую часть материала: Тест ремённого привода. Поликлиновидный ремень. Так же выпустили обучающий короткометражный видеофильм.
|