Воздушные поршневые компрессоры представляют собой объёмные машины возвратно-поступательного действия, предназначенные для сжатия воздуха путём уменьшения его объёма в рабочей камере. Принцип работы основан на движении поршня в цилиндре, создающем переменное давление для всасывания и нагнетания воздуха.
Основные узлы и детали
- Цилиндропоршневая группа составляет основу компрессора. Цилиндр изготавливается из чугуна или стали с точно обработанной внутренней поверхностью. Поршень, связанный с коленчатым валом посредством шатуна, совершает возвратно-поступательные движения. Поршневые кольца обеспечивают герметичность рабочей камеры, предотвращая утечки сжимаемого воздуха в картер.
- Головка цилиндра содержит всасывающий и нагнетательный клапаны, которые работают автоматически под воздействием разности давлений. Клапаны представляют собой пластинчатые или дисковые элементы с пружинами, обеспечивающие односторонний поток воздуха.
- Кривошипно-шатунный механизм преобразует вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное движение поршня. Коленчатый вал размещается в картере на подшипниках качения или скольжения. Противовесы на валу уравновешивают инерционные силы, снижая вибрацию агрегата.
Система охлаждения
Воздушное охлаждение осуществляется через рёбра на цилиндре и головке, увеличивающие поверхность теплоотдачи. Вентилятор, установленный на валу двигателя или отдельно, обеспечивает принудительную циркуляцию воздуха. В компрессорах большой мощности применяется водяное охлаждение с рубашками охлаждения в цилиндрах и промежуточными холодильниками.
Система смазки
Смазка трущихся поверхностей осуществляется разбрызгиванием масла, циркулирующего в картере, или принудительной подачей под давлением. Маслосъёмные кольца на поршне препятствуют попаданию масла в рабочую камеру. Сапун в картере поддерживает атмосферное давление и отводит газы.
Многоступенчатые компрессоры
Для получения высокого давления применяются многоступенчатые схемы с промежуточным охлаждением. Воздух последовательно сжимается в цилиндрах низкого и высокого давления. Промежуточные холодильники снижают температуру воздуха между ступенями, повышая эффективность сжатия и снижая затраты энергии.
Регулирование производительности
Производительность регулируется изменением объёма мёртвого пространства, частичным перепуском воздуха или изменением частоты вращения. Автоматическая система управления поддерживает заданное давление в ресивере, включая и отключая компрессор по команде реле давления.
Вспомогательное оборудование
Ресивер служит для сглаживания пульсаций давления и накопления сжатого воздуха. Предохранительный клапан защищает систему от превышения допустимого давления. Влагоотделители и фильтры очищают воздух от механических примесей и влаги. Манометры и термометры обеспечивают контроль параметров работы.
Современные поршневые компрессоры оснащаются системами автоматического управления с контролем температуры, давления и вибрации, что повышает надёжность и продлевает срок службы оборудования.
