Содержание
- Основные сведения и безопасность
- Общая компоновка установки
- Разработка требований и выбор компрессорного агрегата
- Компрессор на базе холодильного агрегата
- Установка с автономным питанием 12 В
- Мощный компрессор на базе автомобильного агрегата
- Мини-компрессор для художественной аэрографии > Обсуждение
Использование сжатого воздуха давно вышло за пределы промышленных цехов — сегодня в продаже представлен широкий выбор воздушных компрессоров для бытовых и хозяйственных нужд. Однако цены на заводские модели, а порой и их качество, оставляют желать лучшего. Это закономерно приводит к вопросу: можно ли изготовить полноценный компрессор самостоятельно? Ответ — да. Многие домашние мастера успешно создают воздушные компрессоры разной мощности, давления и производительности. В этой статье собрана информация, которая поможет начинающему умельцу построить работоспособную установку, затраты на которую будут как минимум вдвое ниже, чем на покупной аналог с аналогичными характеристиками.
Примеры самодельных воздушных компрессоров различной производительности
Основные сведения и безопасность
Прежде чем приступать к проектированию, необходимо усвоить ключевые моменты, касающиеся безопасности. Сжатый воздух является концентратором значительной энергии, и его внезапное неконтролируемое высвобождение при разрушении элементов системы может привести к серьезным травмам. Поэтому к конструированию и сборке самодельного компрессора нужно подходить с максимальной ответственностью.
Единицы измерения давления
Давление в рабочей магистрали — один из важнейших параметров компрессора, так как от него напрямую зависят возможности инструмента. С ростом давления резко возрастает и сложность конструкции. В этой области царит некоторая путаница с единицами измерения: помимо научных паскалей и понятных атмосфер, используются устаревшие и внесистемные единицы, а также британские фунты на квадратный дюйм (PSI).
Для понимания масштабов: 1 бар создает усилие чуть более 1 килограмма на каждый квадратный сантиметр. Сила, действующая на площадь размером с ладонь (около 100 кв. см) при давлении 5 бар, составит около полутонны. Осколки баллона, разорванного давлением в 20 бар, обладают энергией, сравнимой с осколками гранаты. Эти цифры наглядно показывают, почему безопасность должна быть на первом месте.
Производительность и её значение для аэрографии
Одним из основных применений бытовых компрессоров является аэрография — нанесение краски или лака распылением в воздушном потоке, что обеспечивает высокое качество покрытия при экономном расходе материала. Инструменты для этого делятся на краскопульты для больших поверхностей и мини-аэрографы для тонких художественных работ.
Производительность компрессора (расход воздуха в литрах в минуту) критически важна при покраске. Если запас воздуха в ресивере иссякнет до того, как будет окрашена вся поверхность, и покрытие частично подсохнет, на границе «старого» и «нового» слоев могут образоваться микроскопические зазоры. В дальнейшем это может проявиться шелушением краски или коррозией. Поэтому производительность нужно подбирать в соответствии с площадью окрашиваемой поверхности.
Герметичность системы
Компрессорная установка — это не просто насос, качающий воздух в баллон. Она включает в себя сложную обвязку для обеспечения безопасности и очистки воздуха от влаги, пыли и паров масла, что особенно важно для аэрографии.
Вся воздушная магистраль должна быть абсолютно герметичной. Подсос неочищенного воздуха мимо фильтров ускоряет износ насоса, а малейшие утечки на выходе резко снижают давление и производительность. Резиновые прокладки в пневмосистемах ненадежны, а промасленная пакля — архаичный и неэффективный метод.
Многие любители используют для герметизации ленту ФУМ, но её главный недостаток — необходимость каждый раз закладывать новую ленту при любой корректировке соединения. Более практичным решением является специальный клей-герметик (иногда называемый «жидкой фум»). Он наносится каплей на резьбу, самостоятельно распределяется при затягивании и обеспечивает надежную герметизацию. Соединения, обработанные таким герметиком, можно впоследствии разбирать и собирать заново.
Специальный клей-герметик для систем, работающих под давлением
Вопрос смазки
Сжатый воздух — химически активная среда, поэтому использовать для смазки узлов компрессора обычные минеральные масла недопустимо. При сборке роль смазки часто выполняет тот же герметик. Если смазка самого нагнетающего агрегата предусмотрена, необходимо использовать только те материалы, которые рекомендованы производителем. В противном случае можно применять силиконовые синтетические смазки.
Общая компоновка установки
Типичный бытовой воздушный компрессор состоит из нескольких ключевых компонентов:
- Входной воздушный тракт с фильтрами. Обеспечивает очистку всасываемого воздуха. Для автомобильных поршневых насосов часто достаточно фильтра грубой очистки, для агрегатов от холодильников требуется и фильтр средней очистки.
- Компрессорный агрегат (насос). Основной элемент, создающий давление.
- Привод агрегата. Обычно это электродвигатель, часто с ременной передачей (зубчатые и цепные передачи нежелательны из-за вибраций). В холодильных агрегатах двигатель и компрессор объединены в один блок.
- Пусковые устройства. Необходимы для электродвигателя.
- Ресивер (воздушный баллон). Накапливает запас сжатого воздуха, сглаживает пульсации потока. Должен быть рассчитан на давление не менее 20 бар. Мощные ресиверы оснащаются клапанами для слива конденсата.
- Выходная обвязка. Комплекс приборов (манометры, редукторы, предохранительные клапаны, прессостаты), собранных на фитингах. Обеспечивает безопасность, регулировку и контроль параметров выходного воздуха.
- Основание (рама). Конструкция, на которой крепятся все компоненты. Для легких компрессоров подойдет прочная доска, для мощных и вибрирующих — сварная рама из металлического профиля.
Автомобильные поршневые агрегаты необходимо крепить к основанию через амортизаторы (штатные или самодельные из прочной резины) для гашения вибраций.
Разработка требований и выбор компрессорного агрегата
Все компоненты системы подбираются исходя из выбранного компрессорного агрегата, а его выбор, в свою очередь, зависит от планируемых работ. Ниже приведен перечень задач и минимально необходимых для их решения параметров. Важно помнить, что компрессоры из верхней части списка справятся и с задачами из нижней, но не наоборот.
- Покраска больших площадей (более 10 кв. м), пескоструйная обработка, привод мощного пневмоинструмента. Давление: 18-20 бар. Расход: от 200 л/мин. Требуется поршневой агрегат с кривошипно-шатунным механизмом и приводом от 3 кВт. Ресивер от 50 л. Создание такого компрессора в домашних условиях затруднено необходимостью трехфазного электропитания 380В.
- Покраска площадей до 10 кв. м, пескоструйная зачистка лакокрасочных покрытий, привод абразивного инструмента. Давление: 15-16 бар. Расход: до 150 л/мин. Агрегат поршневой, привод 1-1.2 кВт. Ресивер 30-50 л.
- Покраска площадей 3-5 кв. м, продувка, привод легкого инструмента. Давление: 12-16 бар. Расход: 70-120 л/мин. Можно использовать компрессорный агрегат от бытового холодильника или кондиционера. Ресивер от 20 л. Требуется двойная очистка входящего воздуха.
- Покраска небольших поверхностей (до 2.5 кв. м), накачка шин, продувка, чистка. Давление: 5-10 бар. Расход: до 50 л/мин. Подойдет агрегат от мини-холодильника или автомобильный выносной компрессор на 12В. Ресивер от 5 л. Можно обойтись без предохранительного клапана и первичного манометра.
- Художественная аэрография, накачка шин велосипедов, надувных изделий. Давление: до 3 бар. Расход: 15-40 л/мин. Достаточно мини-компрессора для аэрографа или мощного аквариумного. Ресивер от 2 л. Полноценная обвязка и регулярное ТО не требуются.
Компрессор на базе холодильного агрегата
Для первого опыта и решения большинства задач домашнего мастера оптимальным выбором является компрессор на основе агрегата от старого холодильника. Он значительно дешевле мощного поршневого насоса с отдельным приводом и при этом способен обеспечить давление и производительность для многих работ.
Состав и оптимизация обвязки
Обвязку самодельного компрессора следует оптимизировать, руководствуясь принципами, заимствованными, в частности, из авиастроения: минимизировать количество разъемных соединений (каждое — потенциальная утечка), избегать лишних переходников (футорок), использовать однотипные фитинги и стремиться к компактной и ремонтопригодной сборке.
Оптимизированная схема обвязки для компрессора из холодильника включает:
Схема сборки самодельного воздушного компрессора на базе холодильного агрегата
Ключевые элементы: входные фильтры (грубой и средней очистки), обратный клапан (лучше угловой пробковый), ресивер (например, баллон от огнетушителя), предохранительный клапан, прессостат (датчик давления для автоматического отключения/включения мотора), редуктор для регулировки выходного давления и манометры. Для аэрографии в разрыв шланга добавляется фильтр тонкой очистки.
Фильтр тонкой очистки воздуха для подключения аэрографа
Предохранительный клапан и прессостат — элементы безопасности, пренебрегать которыми нельзя даже в маломощных установках. Прессостат для бытовых компрессоров обычно настраивается на отключение при 16 бар и включение при 13 бар.
Прессостат для бытовых компрессоров
Важно: для регулировки давления в компрессоре нельзя использовать бытовые газовые редукторы — они рассчитаны на несопоставимо более низкое давление.
Бытовой газовый редуктор непригоден для использования в воздушном компрессоре
Подключение медных трубок к резьбовым соединениям
Для герметичного соединения медных трубок холодильного агрегата с резьбовыми фитингами обвязки можно использовать приварные ниппели с накидными гайками. Технология включает рассверливание канала штуцера, развальцовку конца медной трубки шариком от подшипника, сборку соединения и его последующую герметизацию клеем-герметиком. Этот метод позволяет избежать попадания металлической стружки внутрь агрегата.
Изготовление переходника с медной трубки на резьбовое соединение
Подготовка холодильного агрегата
Для работы необходимо найти пусковое реле, согласованное с рабочим током конкретного компрессора. Запуск осуществляется по стандартной для холодильников схеме с рабочей и пусковой обмотками.
Схема пускового устройства холодильника и подключения агрегата для работы в компрессоре
После запуска нужно определить, какая из трех трубок на агрегате является всасывающей, а какая — нагнетательной. Это можно сделать, поднеся к их срезам легкую пластинку при кратковременном включении.
Расположение трубок на компрессоре холодильника
Агрегаты из холодильников поставляются заправленными маслом. Если компрессор при работе стучит или дребезжит, смазку пора менять. После слива старого масла заливается жидкая силиконовая смазка из расчета примерно 20 мл на каждые 100 Вт мощности.
Видео примеры сборки
Для наглядности рекомендуется ознакомиться с видео процесса сборки подобных компрессоров: с ресивером из огнетушителя, для накачки колес и мини-варианта.
Установка с автономным питанием 12 В
Для автомобилиста может быть полезен компрессор, работающий от постоянного тока 12 В. Питать выносной автокомпрессор можно от простейшего самодельного блока питания на основе трансформатора и диодного моста, либо от компьютерного блока питания (ИБП) достаточной мощности (от 450 Вт), у которого используется канал +12 В с током не менее 16-20 А.
Схема подключения автокомпрессора 12 В к компьютерному блоку питания
Такой низковольтный компрессор достаточно оснастить ресивером, прессостатом и редуктором, чтобы использовать его не только для подкачки шин, но и для других работ.
Мощный компрессор на базе автомобильного агрегата
Для более серьезных задач можно использовать поршневой компрессор от грузового автомобиля (например, ЗИЛ-130). Такие агрегаты очень производительны, а их выходное давление слабо зависит от частоты вращения. Для привода достаточно электродвигателя мощностью 700-800 Вт, работающего от сети 220 В.
Выбор и подключение электропривода
Ключевые параметры при выборе двигателя — его механическая мощность на валу (зависит от коэффициента мощности cos φ) и тип (скольжение). Для привода компрессора хорошо подходят однофазные асинхронные двигатели с конденсаторным запуском (cos φ около 0.6-0.65) или трехфазные, подключенные к однофазной сети по схемам «треугольник» или «звезда» через рабочие и пусковые конденсаторы.
Схемы подключения различных типов электродвигателей к однофазной сети 220 В
Важно использовать специальные масляно-бумажные конденсаторы (типы МБГО, МБГЧ), способные выдерживать реактивные токи. Пленочные или, тем более, электролитические конденсаторы для этой цели не подходят.
Пусковые и рабочие конденсаторы типа МБГЧ для асинхронных двигателей
Доработка автомобильного компрессора
При работе на пониженных оборотах от электродвигателя автомобильный компрессор не создает достаточного масляного тумана для смазки. Поэтому систему смазки необходимо доработать: заглушить штатный выход масляной магистрали и подключить к её входу расширительный бачок-сапун, который будет служить резервуаром. Также желательно просверлить дополнительные отверстия в нижних головках шатунов для лучшего разбрызгивания масла и подключить систему водяного охлаждения к рубашке цилиндров для повышения эффективности.
Схема доработки компрессора ЗИЛ-130 для автономной работы
Мини-компрессор для художественной аэрографии
Для тонких художественных работ с мини-аэрографом требуются скромные параметры давления (до 3 бар) и расхода воздуха, но при этом — максимальная чистота воздуха, без пыли и следов масла.
Мини-аэрографы для художественных работ
Самое простое и бюджетное решение — использовать мощный аквариумный компрессор для больших аквариумов (от 200 л). Обвязка минимальна: система собирается на тройниках-«елочках» с помощью прочных шлангов (например, от медицинских систем). В качестве ресивера может выступать пластиковая бутылка или баллон от монтажной пены.
Тройник-елочка для сборки мини-компрессора
Также можно изготовить мини-компрессор с приводом от старого шуруповерта или другого низковольтного двигателя.
(Пока оценок нет) 
Загрузка... что еще почитать: 
Инструкция по монтажу настенного кондиционера самостоятельно
Ремонт и устройство холодильника: принципы работы разных видов, типичные неисправности, компоненты
Пескоструйный аппарат (пескоструй): компоненты, безопасность и эксплуатация, как изготовить Перейти в раздел: - Электрика, техника и станки своими руками
выйти
Нажимая кнопку «Добавить комментарий», я соглашаюсь с пользовательским соглашением и политикой конфиденциальности сайта.