Компрессорных станций и пневмоинструмента

При строительстве и восстановлении автомобильных дорог, техническом обслуживании и ремонте техники широкое применение находит ручной пневмоинструмент и пневматическое оборудование. В качестве энергоносителя для данного инструмента и оборудования применяется сжатый воздух, вырабатываемый воздушно-компрессорными машинами.

Компрессорными станциями называются машины, предназначенные для сжатия и перемещения воздуха. Они бывают передвижными и стационарными.

Передвижные компрессорные станции представляют собой установку, состоящую из компрессора, двигателя и вспомогательных устройств, смонтированных на раме или прицепной тележке. Стационарные компрессорные станции устанавливаются на неподвижных фундаментах.

Компрессорные станции и пневматический инструмент предназначены для разработки скальных пород, твердых и мерзлых грунтов, разрушения дорожных покрытий, сверления отверстий в деревянных и металлических конструкциях, трамбования грунтов, проведения покрасочных и других работ за счет энергии сжатого воздуха.

В дорожных войсках передвижные компрессоры применяют, кроме того, для разработки и устройства завалов, пробивания лунок во льду, для удаления изношенных и поврежденных дорожных покрытий, для очистки поверхности от пыли и грязи при ремонте усовершенствованных покрытий, при эксплуатации зданий и сооружений, содержании техники т. д.

Передвижной компрессорной станцией называется устройство, вырабатывающее сжатый воздух, энергия которого используется для приведения в действие пневматических инструментов, и приспособленное для быстрой переброски с одного участка работы на другой в прицепе к тягачу или своим ходом.

Передвижные компрессорные станции предназначены для перемещения на любые расстояния и автономного обеспечения потребителей энергией сжатого воздуха.

Дорожные войска комплектуются различными типами передвижных компрессорных станций, которые существенно различаются по многим классификационным признакам (рис. 14.14).

По способу передвижения компрессорные станции делятся на самоходные – установленные на шасси автомобиля; прицепные – смонтированные на прицепах (или на собственном пневмоколесном ходу) и приспособленные для буксирования транспортным средством; перевозимые – рамное (или контейнерное) исполнение, позволяющие их транспортировать в кузовах автомобилей или прицепах; переносные – оборудованные колёсной балкой (тележкой) и перемещаемые человеком.

По области применения передвижные компрессорные станции и пневмоинструмент подразделяются на используемые в основном, вспомогательном и обслуживающем производстве,.

Применение передвижных компрессорных станций и пневмоинструмента на основном производстве связано со строительством и восстановлением автомобильных дорог, аэродромов, зданий и сооружений. Область применения на вспомогательном производстве сводится к использованию при добыче строительных материалов, разрушению твердых пород, демонтажу железобетонных конструкций, асфальтобетонных и цементобетонных покрытий автомобильных дорог, при отделочных и покрасочных работах, устранении недостатков и т. д.

Рис. 14.14. Классификация передвижных компрессорных станций

Обслуживающие работы с применением компрессоров и пневмоинструмента характерны для ремонта и обслуживания техники, проверки на герметичность ёмкостей, понтонов и т. д. Возможно применение пневмоинструмента для общестроительных и инженерных работ.

По рабочему давлению передвижные компрессорные станции классифицируются на станции с высоким, средним и низким давлением.

Станции с высоким рабочим давлением более 1 МПа (10 атм.), предназначенные для опробования сосудов, работающих под давлением, для наполнения баллонов сжатым воздухом высокого давления 1,8-2 МПа (18-20 атм.), в частях дорожных войск не нашли широкого применения, в табелях к штату они не представлены.

Среднее рабочее давление от 0,6 до 1 МПа (6-10 атм.) имеют передвижные компрессорные станции, используемые при дорожных и общестроительных работах.

Станции с низким рабочим давлением до 0,6 МПа (6 атм.) применяются для содержания и ремонта зданий и сооружений военных городков, для технического обслуживания и ремонта техники, покрасочных работ, подкачки колёс.

По производительности выделяют передвижные компрессорные станции малой подачи (до 3 м³/мин), средней (от 3 до 10 м³/мин) и большой (свыше 10 м³/мин). Используемые в дорожных войсках передвижные компрессорные станции имеют производительность по всасываемому воздуху до 10 м³/мин.

По принципу действия компрессоры подразделяются на поршневые, винтовые, ротационные и центробежные. Последние используются ограниченно, в основном как вентиляционные.

По типу привода станции подразделяются на компрессорные станции с двигателем внутреннего сгорания (бензиновым или дизельным) и с электрическим двигателем. Передвижные компрессорные станции оснащаются ДВС, а электродвигателем оснащаются, как правило, переносные станции малой мощности. Последние предназначены для питания окрасочных агрегатов, штукатурных станций, подкачки пневмошин и т. п. Компрессорные станции малой производительности конструктивно выполняются переносными или на металлических колесах, позволяющих перемещать их по строительной площадке.

По количеству ступеней сжатия компрессорные станции подразделяются на одно-, двух- и многоступенчатые. В компрессоре одноступенчатого сжатия воздух сжимается один раз и затем поступает в воздухосборник. В двухступенчатом компрессоре воздух сжимается дважды: вначале до определенного давления в цилиндре первой ступени, затем до конечного давления в цилиндре второй ступени. В результате сжатия воздух нагревается. Для его охлаждения между ступенями предусматривается холодильник радиаторного типа.

В компрессорах многоступенчатого сжатия воздух сжимается столько раз, сколько ступеней сжатия имеет компрессор.

При сжатии воздуха до рабочего давления 0,7 МПа его температура поднимается до 200⁰ С, а компрессорное масло, которым смазывается кривошипно-шатунный механизм, имеет температуру вспышки 200-240⁰ С. Это значит, что при одноступенчатом сжатии компрессорное масло будет разлагаться с образованием нагара, который в соприкосновении с нагретым сжатым воздухом может стать причиной взрыва.

С целью обеспечения безопасности поршневые компрессоры изготавливают двухступенчатыми с охлаждением сжимаемого воздуха между первой и второй ступенью в холодильнике. При этом температура сжимаемого воздуха значительно ниже температуры вспышки масла.

В ротационных компрессорах применяют также двухступенчатое сжатие воздуха с охлаждением его путем впрыскивания в полость компрессора охлажденного масла.

Число ступеней сжатия зависит от степени сжатия воздуха, т. е. от отношения конечного давления в компрессоре к первоначальному давлению воздуха. В настоящее время установлено, что при степени сжатия не более 6 можно обойтись одной ступенью сжатия. При степени сжатия от 6 до 30 необходимо не менее двух ступеней сжатия.

Только в винтовых компрессорах удалось достичь высокого давления сжимаемого воздуха и необходимой подачи при одной ступени.

Оригинальный принцип действия, примененный в винтовых компрессорах, позволил при одноступенчатом сжатии достичь рабочего давления 1 МПа и подачи 7 м³/мин и при этом обеспечить нормальную и долговечную работу компрессора.

По количеству цилиндров компрессоры бывают одно-, двух- и многоцилиндровые. По величине максимального давления компрессоры делятся на три группы: низкого (до 1 МПа), среднего (1-10 МПа) и высокого давления (10 МПа и более).

По способу охлаждения сжимаемого воздуха компрессорные станции подразделяются на охлаждаемые воздушным способом, масляным и водяным.

По способу передачи крутящего моментаот силовой установки к компрессору передвижные компрессорные станции делятся на станции с карданной, клиноремённой передачей крутящего момента и с использованием эластичной муфты. Применяемые в воинских частях дорожных войск передвижные компрессорные станции представлены в табл. 14.9, с перечислением основных технических характеристик.

Устройство передвижных компрессорных станций включает привод компрессора, непосредственно сам воздушный компрессор, раму или ходовое устройство, кузов и приборы управления.

Таблица 14.9

Технические характеристики передвижных компрессорных станций

К приводу компрессора относятся двигатель внутреннего сгорания и муфта для передачи крутящего момента от двигателя непосредственно компрессору.

Фрикционная однодисковая постоянно-замкнутого типа муфта сцепления позволяет отключать вал компрессора в момент пуска двигателя внутреннего сгорания. Компрессорные станции малой производительности имеют электродвигатель и электромагнитный пускатель.

Воздушный компрессор является основным агрегатом передвижной компрессорной станции.

По принципу действия воздушные компрессоры подразделяются на поршневые (ПК), винтовые (ВК), ротационные (могут ещё называться ротационно-пластинчатыми или центробежными) (РК).

В дорожных войсках передвижные компрессорные станции оборудуются всеми тремя типами компрессоров. При этом поршневые, имеющие кривошипно-шатунный механизм, принцип сжатия которых основан на движении поршня в цилиндре, представлены переносными ручными компрессорными станциями с электродвигателями мощностью 0,2-0,5 кВт, с массой до 25 кг с низким рабочим давлением (0,3-0,4 МПа) и малой подачей (0,05 м³/мин).

Такие компрессорные станции используют для мелкого пневматического инструмента, ремонта и накачки пневмошин, для не больших объёмов покрасочных работ.

Станции, перемещаемые на салазках или колёсных балках (тележках) с электродвигателями 3-5 кВт и массой 150-200 кг, имеющие среднее рабочее давление (0,5-0,7 МПа) и малую производительность (0,5-2 м³/мин), применяются в пунктах технического обслуживания и ремонта техники (ПТОР) парков воинских частей, для содержания техники на хранении в передвижных (или стационарных) пунктах консервации (ППК), могут использоваться для значительного объёма покрасочных работ (питания штукатурных станций), для содержания и обслуживания теплосетей военных городков, для проверки емкостей на герметичность, для высокооборотного пневматического инструмента и других общестроительных работах.

Перечисленные поршневые компрессоры имеют конструкцию одноступенчатого сжатия, с одним или двумя цилиндрами, в рядном или V-образном исполнении с воздушным охлаждением.

Рама или ходовое устройство, на котором установлены двигатель, компрессор и воздухосборник, представляет собой подрессоренную тележку (шасси) на пневматических шинах. Ранее выпускавшиеся передвижные компрессорные станции устанавливались на двухосные шасси – прицепы специальной конструкции, в настоящее время – на одноосные.

Ходовое устройство компрессорной станции должно отвечать следующим основным требованиям: рама тележки должна обладать достаточной прочностью и жесткостью, чтобы воспринимать инерционные усилия при работе компрессора и двигателя, а также толчки при перемещении; высота тележки должна обеспечивать удобство обслуживания; тележка должна иметь возможность перемещения станции в пределах обычных скоростей буксирующего автомобиля.

Кузов передвижной компрессорной станции предохраняет сборочные единицы от прямых атмосферных воздействий, солнечных лучей, пыли, грязи, механических повреждений. Выполнен кузов в виде сварного каркаса со съемной крышей. Кузов устанавливается на специальные кронштейны приваренные к лонжеронам тележки, и крепится болтами.

Приборы управления передвижной компрессорной станцией размещаются на одном щите управления, место для которого выбирается таким образом, чтобы оно менее всего было подвержено нагреву от двигателя внутреннего сгорания компрессорной станции.

Щит управления включает приборы: манометры, показывающие давление масла в системе смазки двигателя; термометры, по которым следят за температурой масла, охлаждающей жидкости и нагнетаемого воздуха; аварийные сигнализаторы нарушения системы смазки. Кроме того, к управлению относятся включатель стартера двигателя, рукоятка управления подачей топлива, включатель массы, рукоятка механизма управления муфтой сцепления, лампа подсветки щита.

Электрооборудование передвижной компрессорной станции выполнено по однопроводной схеме. С «массой» станции соединены отрицательные клеммы источников и потребителей электроэнергии. Напряжение в сети 12 В.

Световая сигнализация станции подключена к автомобилю, который является тягачом при транспортировании станции. В электрооборудование входит также фара для освещения рабочей зоны.

Общий вид передвижной компрессорной станции представлен на рис. 14.15.

Кроме того, в комплект компрессорных станций входят пневмоинструмент, приводимый в действие энергией давления сжатого воздуха, шланги, арматура и вспомогательное оборудование.

По характеру действия пневматический инструмент делится на три основные группы: инструменты ударного действия; инструменты ударно-поворотного действия; инструменты вращательного действия.

К пневматическим инструментам ударного действия относятся отбойные молотки, лопаты-ломы, пневматические трамбовки, рубильно-чеканные и клепальные молотки.

К пневматическим инструментам ударно-поворотного действия относятся различные бурильные молотки (перфораторы), которые предназначены для бурения шпуров и скважин в твердых горных породах и бетоне при производстве буровзрывных работ.

Рис. 14.15. Прицепная компрессорная станция ПР-10М:

1 - воздухосборник; 2 - топливный бак; 3 - капот; 4, 7 - воздушный фильтр компрессора и двигателя; 5 - бензобак; 6 - компрессор; 8 - глушитель;

9 - вентилятор; 10 - водяной радиатор; 11 - масляный холодильник; 12 - масляный радиатор; 13 - дышло; 14 - двигатель; 15 - муфта сцепления; 16 - тележка;

17 - воздухораздаточная колонка

На военно-дорожных работах применяют, как правило, легкие бурильные молотки, которые состоят в комплекте пневматических инструментов передвижных компрессорных станций.

К пневматическим инструментам вращательного действия относятся пневматические сверлильные машины. Они предназначены для сверления отверстий в дереве диаметром до 70 мм, на глубину до 1 м и в металле диаметром до 32 мм.