Компрессор для покраски и какие они бывают.

В настоящее время имеются различные виды компрессоров для покраски и не только, но самые распространённые, которые используются как в профессиональных кузовных мастерских, так и в обычных гаражах некоторых гаражных умельцев — это поршневой компрессор, роторно-лопастной и винтовой компрессор. В этой статье мы рассмотрим основные типы компрессоров, принцип их работы и их основные отличия друг от друга. А так же возможность изготовления компрессора своими руками.

Компрессор очень нужная и полезная вещь не только в профессиональной мастерской, но и в любом гараже. Ведь он позволяет иметь источник сжатого воздуха не только для покраски всего и вся, но и для большинства других операций, например: пескоструй, продувка деталей от пыли и грязи, обеспечения сжатым воздухом пневмо-инструмента, который в большинстве случаев удобнее и эффективнее электроинструмента, или просто для накачки шин.

Перечисленные виды работ с использованием компрессора далеко не все, и он просто необходим большинству авто или мотомастерских, или просто гаражным мастерам, автолюбителям, любящим всё делать своими руками.

Некоторые компрессоры бывают с приводом от дизельного двигателя и предназначены для работ на выезде, например для пескоструя какого нибудь крупного объекта (гаража, цистерны). Но большинство промышленных компрессоров всё же работают от электропривода (380 или 220 вольт), так как электричество всё же дешевле топлива . И при покупке, величина вольтажа является первым важным пунктом.

Органы управления различных компрессоров, тоже различаются и по своему устройству и сложности, и бывают от самых простых ручных, до полностью автоматических систем, которые умеют изменять частоту вращения ротора двигателя, в соответствии с нужной величиной подачи воздуха.

При производстве большинства компрессоров, их комплектуют воздушным баллоном (ресивером), который требуется для обеспечения нужного запаса воздуха, чтобы поддерживать постоянную производительность компрессора. Ресивер нужен ещё и для того, чтобы справиться с любым резким увеличением потребности подачи воздуха, ну и для сглаживания любых импульсов (скачков) при подаче воздуха.

На большинстве моделей, заслуживающих внимания, установлена ещё и система осушения воздуха (влагоотделитель) для удаления влаги из подаваемого воздуха, или система кондиционирования воздуха. Так же на большинстве нормальных моделей имеется и маслоотделитель, не допускающий попадание масла в подаваемый воздух. Все эти компоненты можно найти в продаже отдельно, и дополнить любой самодельный компрессор (о нём ниже в тексте), или заводской (ели на нём чего то нет). Рассмотрим основные типы компрессоров ниже.

Поршневой компрессор.

Поршневые компрессоры являются самыми распространёнными и большинство их дешевле компрессоров других типов (о которых ниже). Подача воздуха в них осуществляется за счёт одного или нескольких поршней и клапанов. Каждый цилиндр поршневого компрессора осуществляет ход впуска воздуха, а затем комбинированный ход сжатия — выпуска воздуха.

Как показано на рисунке 1, при движении поршня вниз в цилиндре, при ходе впуска, воздух под низким давлением засасывается поршнем в цилиндр, через открытый впускной клапан. Далее при движении поршня в цилиндре вверх (на ходе сжатия, при котором и впускной и выпускной клапана закрыты) воздух начинает сжиматься.

Когда давление воздуха достигает необходимой величины, выпускной клапан открывается, и сжатый воздух устремляется из цилиндра по трубопроводу в воздушный ресивер, где он накапливается в необходимом количестве (зависит от объёма баллона) и до нужного давления (нужное давление на некоторых моделях можно регулировать).

Роторно-лопастной компрессор.

Устройство и работа роторно-лопастного компрессора
А — ротор, В — корпус ротора, С — лопасть, D — впускной воздушный канал, E — камера сжатия, F — впускной масляный канал, G — выпуск воздуха-масла, H — маслоотделитель.

Более производительный и как правило более дорогой роторно-лопастной компрессор. Его устройство показано на рисунке 2. Он состоит из ротора А, с несколькими лопастями (чаще 8 лопастей). Ротор с лопастями вращается в цилиндрическом корпусе, и ось вращения вала ротора, смещена относительно осевой линии корпуса.

Когда вал ротора компрессора начинает вращаться, лопасти относительно стенок корпуса (там где смещение) образуют камеры (буква Е на рисунке 2). При этом воздух начинает втягиваться через впускное отверстие D в камеры, которые при вращении ротора уменьшаются в объёме.

При этом воздух сжимается и далее уже под давлением выходит через выпускное отверстие G, которое расположено в том месте, где камеры имеют самый маленький размер и воздух там максимально сжимается,  и далее через маслоотделитель Н воздух поступает в ресивер.

При вращении ротора, его лопасти С перемещаются в его тонких и точно выполненных пазах (то внутрь паза, то наружу), и лопасти плавно перемещаются в этих пазах благодаря масляной плёнке, от которой лопасти и пазы к тому же меньше изнашиваются.

В таких компрессорах как правило не требуются уплотнительные манжеты, так как лопасти при вращении ротора сами уплотняются относительно стенок корпуса ( от действия центробежной силы и масляной плёнки). Ещё одна особенность устройства таких компрессоров, это то, что масляный поддон располагается на выпускной стороне, и от этого высокое давление старается прогнать масло вдоль краёв лопастей, на сторону низкого давления.

Это способствует постоянному присутствию масла в трущихся частях, и к тому же помогает охлаждать сжатый воздух. После сжатия воздуха, масло отделяется маслоотделителем, и на выходе выходит чистый воздух.

Винтовой компрессор.

Винтовой компрессор самый сложный в изготовлении, так как его детали изготавливаются с очень точными допусками и такие компрессоры ещё имеют целый ряд встроенных дополнительных систем, которые позволяют получить холодный и сухой сжатый воздух на выходе.

Схема работы винтового компрессора/
1 — воздушный фильтр, 2 — винтовая пара в корпусе, 3 — регулятор всасывания, 4 — маслоотделительный элемент, 5 — магистраль продувки, 6 — первичный маслоотделитель, 7 — выпускной трубопровод, 8 — масляный радиатор, 9 — масляный фильтр, 10 — охладитель выпускаемого воздуха, 11 — вентилятор охлаждения, 12 — выходной воздушный патрубок.

К тому же винтовые компрессоры тише работают и меньше страдают от вибрации, чем другие типы компрессоров. Типовую схему винтового компрессора можно рассмотреть на рисунке 3, а устройство его роторов показано на рисунке 4 и 5. Основными деталями являются два находящихся в постоянном зацеплении винтовых ротора А и В (см. рисунок 4 и 5), которые очень точно и с минимальными зазорами установлены в точно изготовленном корпусе.

Один из роторов — охватываемый B, чаще всего имеет четыре винта (винтовых зуба), а охватывающий ротор A снабжается шестью винтовыми канавками, которые имеют почти такой же внутренний профиль, как наружный профиль лопастей охватываемого ротора (см. рисунки 4 и 5). При работе такого компрессора, охватываемый ротор приводится во вращение с помощью электромотора. А охватывающий ротор приводится во вращение с помощью лопастей охватываемого ротора, через разделяющую их воздушно-масляную прослойку (подушку).

При работе масло впрыскивается в воздух, на входе его в корпус роторов, и при этом масло обеспечивает одновременно и уплотнение между роторами и корпусом и к тому же смазку этих деталей. При сжатии воздуха выделяется много тепла, и масло здесь играет роль охлаждающей жидкости и естественно сильно нагревается, поэтому для его охлаждения предусмотрен масляный радиатор 8 (см. рисунок 3).

При работе воздух сильно сжимается между лопастями (зубьями и канавками) обоих роторов, и в кончики зубьев охватываемого ротора встроены уплотнительные полоски, которые позволяют при работе повысить герметичность сопрягаемых деталей.

Если говорить проще, то охватывающий ротор и корпус играют роль цилиндра, а охватываемый ротор в этом цилиндре выполняет роль поршня, который сжимает воздушно-масляную смесь. При вращении обоих роторов, выпускное отверстие открывается и смесь сжатого воздуха с маслом выходит из корпуса роторов и поступает в систему маслоотделения, где масло отделяется от воздуха.

После выхода из маслоотделителя воздух поступает по трубопроводу в охладитель воздуха (радиатор с вентилятором), и далее поступает в систему влагоотделения (влагоотделитель), и после неё чистый воздух выходит в ресивер.

Выбор компрессора.

Сейчас в продаже огромный выбор различных компрессоров от самых простых, дешёвых и ненадёжных (с пластиковыми поршнями) до самых качественных дорогих моделей. Естественно хороший качественный инструмент не может быть дешёвым, на это простое правило следует опираться и при выборе компрессора.

Перечислять множество моделей, от дешёвых китайских до дорогих европейских или американских, здесь нет смысла, так как можно в любой момент зайти на один из тысяч сайтов-продажников компрессоров какой нибудь фирмы, и подробно ознакомиться с их моделями, которых в интернете тьма.

При выборе компрессора следует учитывать, что каждый пневматический инструмент, в том числе и распылители для покраски, требуют определённого расхода воздуха, при определённом давлении. Расход воздуха выражается в литрах в минуту и производительность компрессора тоже, а давление, которое выдаёт компрессор, выражается в килограммах на квадратный сантиметр (кг/см²), или барах (бар).

При выборе компрессора следует учитывать, что его производительность и ёмкость ресивера (баллона), должна с запасом удовлетворять расход воздуха, который будут потреблять все инструменты в мастерской. И суммарная потребность рассчитывается сложением всех запросов на подачу воздуха. При этом следует учесть, что по мере накопления средств и расширения мастерской, впоследствии могут быть добавлены дополнительные пневмо-инструменты или станки.

Следует учесть и то, что между номинальной производительностью компрессора и его действительной подачей воздуха, может быть существенная разница. При этом так же следует учитывать и объём ресивера, но как правило больший объём никогда не помешает. Но здесь важно, чтобы он был не слишком завышен.

Ну а если в вашей мастерской, кроме мелкого пневмо-инструмента, вы желаете ещё установить и пневмо-станки — например пневмо-молоток, или пескоструйный аппарат, которые требуют значительного расхода воздуха, то тогда следует приобретать компрессор с большой производительностью (не менее 500 литров в минуту), который стоит достаточно дорого. К тому же большинство больших компрессоров (с большой производительностью) рассчитаны на 380 вольт, и для установки в обычном гараже с сетью 220 вольт, они естественно не подойдут.

Можно конечно перевести их на 220 вольт с помощью конденсаторов (об этом читаем тут), но при этом следует учесть, что мотор потеряет около 30 — 40 % мощности. К тому же обычная проводка сети 220 вольт, рассчитана на применение электродвигателей не более 4 киловатт, так как при использовании моторов большей мощности, сечение штатных проводов не выдержит нагрузку и начнёт греться и даже плавиться. Всё это следует учесть при приобретении большого компрессора.

Но можно отказаться от электромотора и подключить большой компрессор от экономичного дизельного двигателя какой нибудь иномарки, сейчас купить такой по дешёвке можно на какой нибудь авторазборке. Вариантов привода такого спаривания несколько, можно через мягкую муфту, цепь, ремень и т.д. При этом можно даже оставить штатную механическую коробку передач дизельного двигателя, которая позволит менять обороты компрессора.

Плюсы такой спарки компрессора и дизеля — это полная автономность и независимость от электросети. И производить пескоструйные работы можно будет на выезде. Это бывает выгодно, даже несмотря на то, что расход солярки обойдётся немного дороже электричества.

Установка компрессора.

Выбор места установки компрессора, тоже играет не последнюю роль, так как подаче чистого и сухого воздуха, при необходимом давлении, может способствовать или мешать место, в котором расположен воздухозаборник компрессора. Воздухозаборник (впускной порт) в идеале должен располагаться так, чтобы на выходе получить самый сухой, самый холодный и самый чистый воздух, насколько это позволяют условия.

Поэтому не рекомендуется располагать воздухозаборник и сам компрессор рядом с нагревательными приборами, трубопроводами, вытяжками, в пыльных и сырых местах. Если в вашей мастерской нет идеально чистых и сухих мест, тогда необходимо изготовить вокруг компрессора короб, который следует обклеить пенопластом, а окна для входа воздуха в короб, отделить от основного помещения тканевыми или фетровыми фильтрами. Некоторые мастера хранят компрессор в специальной небольшой пристройке к мастерской, изолированной от пыли.

Техническое обслуживание компрессора.

Абсолютно все компрессоры требуют регулярного технического обслуживания, которое рекомендует завод изготовитель. Причём регулярный уход играет немаловажную роль в поддержании хорошего качества воздуха, получаемого на выходе. К тому же многие маляры используют при покраске машин компрессор не только для подачи краски в распылитель, но ещё и для дыхания, при работе в защитной маске, с автономной подачей воздуха. Поэтому воздух на выходе должен быть обязательно чист, к тому же чистота воздуха даст гарантию качественной покраски, без дефектов (от масла находящегося в воздухе).

Техническое обслуживание совсем не сложное и включает в себя следующие действия:

• Проверка уровня масла перед пуском.
• Замена масла после определённого срока.
• Периодический слив воды из водоотделителя.
• Очистка или замена (зависит от конструкции) воздушного фильтра, после определённого срока.
• Очистка или замена(зависит от конструкции) фильтра маслоотделителя, после определённого срока.
• Проверка натяжки приводного ремня и по необходимости его подтяжка.

Периодичность проведения каждой операции, зависит от того, как часто используется компрессор, и в инструкции завода изготовителя, обычно проведение какой то операции рекомендуется после отработки в течении указанных часов.

Следует учесть ещё и то, что автомобильное моторное масло не подходит большинству моделей компрессоров, и поэтому, прежде чем менять масло, уточните в инструкции своего компрессора, какое масло рекомендует завод изготовитель.

Несвоевременный уход за компрессором, может привести к проблемам при нанесении лакокрасочного покрытия, таким как наличие воды, масла, частиц грязи в подаваемом в распылитель воздухе, и соответственно и в краске.. К тому же из-за наличия грязи, может упасть давление при распылении.

Компрессор своими руками.

Сейчас в продаже можно встретить огромное количество самых разнообразных компрессоров, но качество многих, особенно не дорогих азиатских моделей, оставляет желать лучшего. Тем более, если что то износится в таких компрессорах, то достать какую то запчасть, к примеру поршень, становится довольно проблематично. Именно поэтому есть смысл изготовить компрессор на основе качественного зиловского или камазовского компрессора, от соответствующих грузовиков Камаз или ЗИЛ 130.

Компрессоры, обслуживающие тормозную систему этих грузовых автомобилей, рассчитаны на огромные пробеги. К тому же в магазинах запчастей для этих грузовиков, всегда можно найти запасные части для их компрессоров, и причём не дорого, по сравнению с импортными запчастями.

Конечно компрессоры от этих грузовиков не имеют большой производительности, но для гаражной покраски кузовных панелей машин или мотоциклов, их вполне хватает. По крайней мере собранного мной компрессора (см. фото и видео под этой статьёй), мне вполне хватает для покраски отдельных элементов кузова машины или мотоцикла. А если потребуется полностью покрасить всё машину, конечно желательно иметь компрессор побольше, но ведь полная покраска потребует и соответствующей камеры (в гараже красить всю машину очень не удобно), которую можно арендовать на время, и которая оборудована компрессором побольше.

Поэтому есть смысл изготовления компрессора для своей мастерской именно от вышеперечисленных грузовиков, тем более на какой нибудь автобазе, приобрести компрессор от грузовика можно за копейки (по сравнению с ценой на заводские компрессоры).

Начинать изготовление следует с рамы, которую можно сварить из профильной трубы, швеллера, двутавра и т.п.  Желательно приобрести колёсики, и сразу приварить их крепления к раме. Это позволит в последствии сделать компрессор мобильным и перемещать его по мастерской, если длинна шлангов будет недостаточно длинной.

Ещё потребуется найти металлический лист, толщиной 10 — 12 мм (я использовал дюралюминиевый), который будет являться дном компрессора (зиловский компрессор не имеет дна). Лист можно вырезать побольше раза в два, чем картер компрессора, так будет удобнее его монтировать к раме, через бобышки (см. фото).

Вырезав лист, берётся картер компрессора и его нижняя кромка обмазывается смазкой и прикладывается к металлическому листу (дну), чтобы снять слепок и видеть, где в листе сверлить отверстия, для крепления дна к картеру. Между картером и дном, ставится прокладка из паронита или маслостойкой резины, и теперь можно притянуть дно к картеру с помощью болтов. Теперь уже можно закреплять компрессор на раме.

Способов крепления несколько, но я рекомендую уложить лист с компрессором на четыре бобышки, высотой примерно 10 см (изготовленные из трубы 35 мм). Это позволит приподнять компрессор над рамой (на 10 см), чтобы ремень от шкива компрессора не цеплял впоследствии за раму.

Ещё нужно в самой верхней части картера компрессора, примерно не доходя пару сантиметров до цилиндров, просверлить в боковой стенке картера отверстие, диаметром 10 мм, в котором нарезается резьба М10х1,5, и в неё вкручивается штуцер для шланга. Это будет так называемый сапун (для выхода воздуха). Сапун не позволит подниматься давлению в картере и от этого не будет выдавливаться масло через сальник и прокладку.

На шланг от сапуна в самом верху полезно плотно надеть какую нибудь ёмкость (я использовал пластиковую баночку от краски — это видно на фото), так как при работе компрессора, часть масла будет выдавливаться из шланга в ёмкость, а при остановке, масло из ёмкости будет стекать по шлангу обратно в картер. В крышке ёмкости нужно будет просверлить маленькое отверстие для выхода воздуха.

Установив компрессор на раму, остаётся сделать крепления для электродвигателя, но прежде чем делать крепления, закажите токарю шкив для вала электромотора. Я сделал шкив диаметром 100 мм (10 см), и такой диаметр позволяет получить  достаточно нормальные обороты коленвала компрессора, и в то же время электродвигатель на 1,5 киловатт, не сильно напрягается, чтобы прокрутить компрессор при большом давлении.

После того, как шкив будет насажен на вал мотора, купите ремень, и после того как вы наденете его на шкивы, вы увидите, в каком месте рамы приваривать крепления для электродвигателя. Там где будут болты крепления двигателя, отверстия для болтов сделайте овальными, с длиной овала (прорезей) примерно сантиметра 3 — 4. Это позволит впоследствии при вытягивании ремня, натянуть его, смещением двигателя по овальным отверстиям.

После закрепления ремня и подключения двигателя (как подключить через конденсаторы ссылка выше в тексте), можно уже попробовать включить всё и проверить в работе. Теперь следует позаботиться об охлаждении компрессора, ведь он рассчитан на жидкостное охлаждение от автомобиля. Здесь не требуется применять никакой насос (помпу), так как компрессор будет охлаждаться от термосифонного эффекта.

Говоря проще, жидкость когда начнёт нагреваться в рубашке охлаждения, то она устремиться к более холодной жидкости, и начнёт её вытеснять, а на её место будет поступать более холодная жидкость из радиатора. Радиатор я использовал от печки какого то грузовика (на фото его видно слева), но можно применить и от отопителя легковых машин. Всё подключается последовательно, и на рубашке охлаждения компрессора уже имеются для этого штатные штуцеры для шлангов.

Там где шланг подходит в верхней части радиатора, я установил Т-образную трубку, и к верхнему (третьему) штуцеру я подключил расширительный бачок их пластиковой бутылки. Ведь при нагревании жидкость расширяется, и будет выдавливаться немного в расширительный бачок.

Лучше залить в рубашку охлаждения и радиатор Антифриз или Тосол (заливается через расширительный бачок), хотя за несколько лет работы у меня в мастерской такого компрессора на воде, он ни разу не перегрелся. Причём при долгой работе в жару, электродвигатель, снабжённый штатным вентилятором охлаждения, грелся больше чем сам компрессор.

Ещё один важный вопрос — это смазка подшипников (вкладышей) коленвала компрессора. На машине они смазываются под давлением, и при желании можно было сделать привод подачи масла с помощью какого то маслонасоса от автомобиля. Я поначалу хотел его установить. Однако рассчитав какие маленькие обороты у коленвала компрессора, пока не стал ставить принудительную смазку. И как оказалось она и не нужна.

Коленвал ведь купается в масле (уровень масла примерно на половину картера) и в нижних головках шатунов и во вкладышах сделаны отверстия для поступления смазки. Так что сухое трение подшипников (вкладышей) исключено, и это подтвердилось на практике. Уже седьмой год компрессором пользуюсь почти каждый день, и он не имеет ощутимого износа и посторонних стуков.

После подключения системы охлаждения, нужно на выходе компрессора или ресивера подключить маслоотделитель, и далее по ходу подключить влагоотделитель. После влагоотделителя я подключил кран, перекрывающий воздух, и после него редуктор и манометр, который позволит регулировать давление воздуха на выходе. Все эти компоненты сейчас продаются по отдельности, и их не сложно найти в продаже.

При компоновке ресивера (у меня баллон на 80 литров), я отошёл от распространённой схемы расположения баллона внизу, и закрепил его вверху. На устойчивости всей конструкции это никак не отразилось, зато так удобнее сливать конденсат, через расположенный внизу баллона краник.

На входе (там где заборник воздуха) я установил воздушный фильтр от обычного респиратора, это видно на фото и видео, но можно установить и более качественный воздушный фильтр с бумажным фильтрующим элементом, небольшого размера, например от какого то мотоцикла.

Компрессор ещё можно снабдить реле давления, которое при наборе нужного давления, будет отключать электродвигатель, а как только давление упадёт ниже необходимого, реле заново будет включать мотор. Это удобно например при больших объёмах покрасочных работ. Вот в принципе и всё, ну а в видеоролике ниже показан вариант изготовления моего самодельного компрессора, но разумеется конструкцию можно сделать и несколько иной.

Ну и естественно в одной статье нельзя было охватить различные виды компрессоров и различные нюансы их устройств, но надеюсь, что данная статья будет чем то полезна начинающим мастерам, решившим снабдить свою развивающуюся мастерскую самодельным или заводским компрессором, успехов всем.