Доведение до ума китайского двухцилиндрового компрессора (коаксиальный, 220 В, 2,2 кВт)

Станки, линии, оборудование / Компрессорное оборудование - пром
Administrator
1 578
25-04-2018, 21:19
0

В какой-то момент понял, что отсутствие в гараже источника сжатого воздуха всё более ограничивает мою самодеятельность, поскольку пневмоинструмент относительно электро дёшев, прост, долговечен, устойчив к перегрузкам, а иногда не имеет аналогов - например, пескоструйка, краскопульт, продувочный пистолет.
Здесь и далее я делаю упор на реальные технические характеристики, нежели на марку или паспортные данные: китайских маломощных масляных компрессоров не больше десяти видов, выпускаемых несколькими заводами, но ввозятся они под десятками брендов, что создаёт иллюзию разнообразия цен и качества. Но это всё одно и тоже, отличающееся только наклейками и цветом корпуса.
Принципиальным для малых компрессоров являются:
1. Мощность электродвигателя в кВт.
2. Производная от мощности - производительность компрессорной головки ПО ВЫХОДУ сжатого воздуха в л/мин: она, ради маркетингового благолепия, в паспорте почти никогда не указывается - пишут производительность по входу, которая "типа больше" в 1,5-1,6 раза. Между тем на любом пневмоинструменте указан расход именно сжатого воздуха!
К слову, даже в случае указания производительности по выходу она обычно беспощадно завышается на 10-30% - так "красивше" смотрится, да и конкуренты тоже не стесняются...
3. Тип привода (коаксиальный или ременной).
4. Объём ресивера.
5. Вес и габариты.
Если взять на вооружение эту нехитрую классификацию, то вся пестрота предложений на рынке распадётся буквально на пять-семь разновидностей, а самыми массовыми окажутся решения на базе коаксиального привода (как самые дешёвые), мощностью 1,5-2,2 кВт (более мощных однофазных китайцы не производят), реальной производительностью 150-250 л/мин.
Сначала рынок б/у техники (рассматривался только б/у, т.к. использование крайне редкое) подкинул практически новый китайский компрессор "Fiac GM 25-300" 1,85 кВт с производительностью на выходе порядка 170-180 л/мин, но этот вариант был быстро перепродан, т.к. оказался совсем слабеньким - практически любой инструмент заставлял работать его в непрерывном режиме, но и это не спасало от стремительного падения давления в ресивере. Выглядит этот типаж вот так:

Продолжив терзать интернет, мои сети вынесли из "Авито" новый улов - нечто под названием "AWELCO 5030V, 2,2 кВт, 50 л, 400 л/мин, мало б/у".
Его возможные ипостаси:

Мой больше всего похож на синюю "Ремезу" в центре, только без защитной спирали на трубке от головок к ресиверу.

Взрыв-схема и деталировка компрессора.

По результатам осмотра экземпляр признан живым, с единственной и очень типичной неисправностью: один из пластиковых воздушных фильтров на входе был сломан и неочищенный воздух поступал в одну головку напрямую.
Общая внешняя запущенность купленного агрегата подвигла меня к его полной разборке с двумя целями: "чиста позырить" и "всё ли цело?".
После разборки обнаружено несколько характерных косяков "узкоглазого" производства:
- ротор двигателя не отбалансирован, противовеса на щеке кривошипа нет - отсюда мощнейшие вибрации.
- натяг посадки подшипников (поз. 40,46) на валу таков, что передний аж "перебирал" шариками и внешнее кольцо вращалось в крышке из-за этого - прошлифовал вал.
- удивительно, но в этих подшипниках не было вообще ни грамма смазки! Совершенно сухие... Просто заменил их на подходящие отечественные типа "2RS" - уплотнёнными двумя металлопластиковыми защитными кольцами.
- поясок на валу под сальник "картер-двигатель" (поз. 47) отшлифован очень грубо, из-за чего у сальника "съело" кромку и он начал подтекать - пришлось полировать поясок.
- сам сальник был вынужденно заменён на некий обычный (сейчас не помню точные размеры - кажется, китайский был Днар=37 мм, а у нас продавались только Днар=35 мм), для этого пришлось у токарей заказывать переходное кольцо.
- самое удивительное было в разбомбленной клеммной коробке: там применены ножевые разъёмы типа автомобильных:

...только розетки под толстые ножи, но сами ножи - тонкие! И чтобы они не вываливались, ножи просто загнули в виде "U"! (долго тупил, глядя на это "рационализаторство"). Тут просто заменил всё "похожее" на "предназначенное".
- выкрошился по краю один из пластинчатых клапанов в головке, была куплена замена за 400 руб./шт (середина 2014 г.).
- типа "медные" трубки, выходящие из головок и трубка от коллектора до обратного клапана ресивера - на самом деле алюминиевые, крашеные под медь. Ещё смешнее, что латунный коллектор, к которому они прикручены - он тоже "латунный". Т.е. алюминиевый, но крашеный под латунь!

В остальном по механике замечаний нет - примитивно и на вид надёжно. Конечно, в КШМ нет вкладышей. Ещё удивился болту с левой резьбой на креплении шатунов к кривошипу (поз. 5) - видимо, для предотвращения самоотворачивания. Из хорошего - при тестировании при покупке показал производительность на выходе 235 л/мин., что для б/у 2,2 кВт модели неплохо. Многочисленные "натурные эксперименты" говорят о том, что из этой двухцилиндровой конструкции нельзя выжать больше, чем 250-260 л/мин (иные маркировщики-перепродавцы пишут и 290, и 310 л/мин!).

Усовершенствования сделал такие:
№ 1.
Вместо штатных пластиково-поролоновых воздушных фильтров поставил обычные картриджные масляные фильтры от машины (у меня под рукой были MANN W 68/1, но можно хоть жигулёвские). К сожалению, тут без токарных работ непросто обойтись: резьбы в головках - обычные трубные 1/2", а вот на фильтрах другой стандарт - 3/4"-16UNF (любопытно, что из-за "гримас" дюймовой резьбовой системы резьба 3/4"-16UNF меньше по диаметру, чем трубная 1/2").
В результате переходники были сделаны из резьбовых штуцеров от Тойоты (источник резьбы 3/4"-16UNF, такие же штуцеры у "Жигулей") и латунных сантехнических сгонов (трубная 1/2"): на домашнем токарнике были проточены все детали, а затем спаяны сантехнической паяльной пастой и мягким припоем воедино.

Позже пришла в гоолову мысль, как обойтись без токарного станка: можно штуцер с одной стороны зачистить и обильно опаять мягким припоем, а затем по припою нарезать трубную резьбу 1/2" - к тому же так получится очень короткий переходник. Температура головок не достигает и 150 *С, так что от нагрева он не вывалится.
Единственное, что меня смущает в этой идее - мощнейшая вибронагрузка на головках - возможно, что такую резьбу придётся периодически подновлять...

Левая часть - упомянутый штуцер от Тойоты № 90404-19002 (вероятно, можно использовать аналогичный жигулёвский), правая - обрезанный латунный сантехнический сгон.

Почему для фильтрации воздуха были использованы масляные фильтры?
Во-1х, с ними намного проще обращаться из-за картриджной конструкции.
Во-2х, они чисто механически прочнее - уже не сломать запросто, как пластиковые.
В-3х, их степень фильтрации в 3...4 раза лучше, чем у воздушных: 10...15 мкм против 30...40 мкм.
В-4х, можно легко варьровать цену и производительность решения: если "мелкие" фильтры типа MANN W 68/1 покажутся недостаточными (хотя они для такого мелкого компрессора уже с многократным запасом), то можно поставить следущий типоразмер W 610/1, а если и тот не устроит - то хоть W 811/81. А можно сразу купить жигулёвские - и это будет просто супербюджетом.

Попалось на глаза крайне оригинальное и элегантное решение по фильтру. Рукоплещу автору за смекалку!

№ 2.
Поскольку у меня дурацкий кожух-диффузор вентилятора, то он ничего не охлаждает - ну разве двигатель слегка. А греются-то головки, и по-страшному...
Для их охлаждения сгородил колхоз из двух канальных вентиляторов на 125 мм для систем вентиляции, и двух кусков вентиляционной пластиковой трубы на 125 - в качестве крепления и направляющего аппарата. Ну и общий выключатель к вентиляторам приделал, чтобы оперировать ими отдельно.
В отрезки трубы были вставлены вентиляторы (соединены текстильным скотчем типа того, которым в американских боевиках связывают заложников :-) ) и трубы прикреплены проволочками к компрессору так, чтобы каждая обдувала свою компрессорную головку. Их выключатель подключен к сети (напрямую к клеммам прессостата (реле давления)), включается единожды и вентиляторы работают постоянно и независимо от компрессора - чтобы охлаждать головки и во время простоев тоже.
Результатом стало такое снижение температуры головок, что стала возможной даже непрерывная работа компрессора! Головки разогреваются максимум до 80 *С, а без обдува - могли запросто и до 120!
Сам двигатель даже при непрерывной работе не разогревался более, чем до 60 *С.

№ 3.
Для быстрой и удобной замены масла в картере сделал следующее: во время переборки в днище картера просверлил и раззенкеровал отверстие, а затем в него установил резьбовую заклёпку на герметике.

Потом, тоже на герметике, ввернул в него болтик-пробку - всё!
Больше не надо откручивать болты крышки картера, "ловить" прокладку и поток масла - удобно как в автомобиле.

№ 4.
Ещё внутрь картера закинул редкоземльный магнит - чтобы собирал на себя магнитные продукты износа КШМ и ЦПГ. Ну как - не просто закинул, а тоже сделал для него "якорь-закладку" из винта с потайной головкой, вкрученного в просверленное отверстие в картере.
(на фото выше видна гайка на этом винте - чуть подальше резьбовой заклёпки)

Ещё несколько замечаний по разборке-сборке и выбору.
1. Крышка картера уплотняется резиновой отформованной прокладкой сложной конфигурации (поз. 3). Если Вы разобрали компрессор, а сборка по каким-то причинам затягивается - положите её в любое машинное масло. Я пренебрёг этим и через полгода прокладка усохла настолько, что сборка с ней стала невозможной. Что я потом с ней только не делал - и вымачивал в масле, и кипятил в масле в кастрюльке на кухне (ага, на радость жене :-) ) - не помогло ничего, пришлось выкинуть. А новую купить тоже не получилось - и пришлось собирать картер, используя автомобильный силиконовый герметик, наносимый в несколько слоёв с промежуточными сушками (он даёт усадку при высыхании и один толстый слой за раз дал бы течь в будущем).
2. Вторая проблема, напрямую связанная с этой прокладкой (точнее, с её отсутствием) - это то, что она, будучи выполненной в виде вертикальной мембраны, разделяла полости картера на "рабочую", где масло постоянно взбивается лепестками шатунов в масляный туман для смазки ЦПГ и КШМ; и на "заправочную", куда происходит залив масла и через которую выведена вентиляция картера через пробку-сапун с шариком.
Получается, если прокладку-мембрану убрать и объединить обе полости в одну "рабочую", то начнутся большие потери "взбитого" масла через сапун - картер слишком мал, чтобы можно было рассчитывать на инерцию воздуха в коротеньком сапуне. Для предупреждения этого пришлось удлинить "заливную горловину" надставочкой из куска медной сантех трубы Д15 мм, закреплённой на заливном отверстии картера изнутри и упирающуюся в бобышку уровнемера. После этого длина трубки суммируется с длиной сапуна и колебания воздуха будут происходить в трубке, а не в сапуне. На надставочке-удлинителе для её закрепления в отверстии просто нарезал резьбу (кажется, 1/2" трубная - за давостью детали не помню), и ввернул её в отверстие картера изнутри: получается, изнутри в неё ввёрнута трубка, а снаружи - пробка-сапун.
3. ВАЖНО! На кривошипе поз. 2 есть маленький незаметный болтик с левой резьбой поз. 5, назначение которого - с помощью шайбы удерживать шатуны на пальце кривошипа. Так вот, как-то попался отзыв о подобном компрессоре, в котором этот болтик открутился и выпал - и шатуны, получив свободу, устроили в картере полный "Сталинград", пробив картер и сломавшись сами!
Сразу скажу, что политика китайцев по запчастям в таком случае проста - компрессор в сборе отправляется на помойку, а владелец - в магазин за новым.
Не хотите покупать компрессор дважды - после обезжиривания закручивайте этот болтик на синем фиксаторе резьбы.
4. У этих компрессоров есть модификации с одним конденсатором, выполняющим роль и пускового, и рабочего (это мне так "повезло"), и модификации с двумя - пусковой подключается на время запуска, а потом компрессор работает только на рабочем. Если есть возможность это узнать - покупайте с двумя: такой намного легче запускается на "слабой сети" (сеть с большим внутренним сопротивлением, дающая большое падение напряжения при запуске), например, в гаражах, на дачах и т.п. Я со своим в момент первого запуска после долгого простоя ну очень страдаю...
Есть в планах вариант дооснастить одноконденсаторный вариант вторым конденсатором и схемой-таймером, но это лишний геморрой, которого лучше было бы избежать.
5. Масло в картер не переливать! Наполнение выше, чем красная точка середины уровнемера - это гарантированное уделывание распылённым маслом всего, что будет находится у компрессора.
6. Воздухоподготовка должна быть :-)
У меня есть, правда, доказать не смогу - на фото выше на фильтре висит вязанка из шланга, полностью его закрывающая.

Небольшая справка по воздухоподготовке (я пять лет работал в фирме, занимающейся промышленной пневматикой, поэтому вправе её давать :-) ):
В сжатом воздухе из компрессоров источниками проблем являются водяной конденсат, выпадающий из сжатого воздуха, масляный туман из камер сжатия и абразивная пыль из воздуха - особенно, если с воздушными фильтрами на головках что-то не так.
Опасность воды - в интенсивной коррозии металлов в магистрали, ресивере (и последующего разнесения повсюду абразивной ржавчины), ухудшения качества окраски, перемерзания магистрали зимой.
Отработанное компрессорное масло после камеры сжатия опасно тем, что в нём при высокой температуре и влажности ускоряется процесс полимеризации - это приводит к его загустению, а то и высыханию (как олифа, только в ту сиккативы-ускорители добавляют при производстве, чтобы полимеризация шла при обычных условиях). Забивает, засмаливает все поверхности магистрали и инструмента, пачкает всё подряд и способно замертво заклинивать движущиеся части и наглухо забивать мелкие отверстия. Ухудшает качество окраски.
Вред пыли объяснять не нужно - и он многократно усиливается маслом и водой.

Чтобы избавиться от этих бед, применяются комбинированные фильтры-влагоотделители* (обычные степени фильтрации 40, 15, 5, 1 и 0,01 мкм), в которых функцию фильтрации пыли и отчасти масла выполняет фильтропатрон из чего-нибудь пористого, а влагоотделением заведует неподвижная "турбинка" на входе, которая закручивает проходящий воздух по спирали, что приводит к центрифугированию капелек воды на стенках стакана (по сути обычный циклон).

* Фильтр-влагоотделитель (далее "фильтр") - это законченное устройство для воздухоподготовки, а фильтропатрон - его составная часть. В один и тот же фильтр возможно поставить разные (в некоторых пределах) фильтропатроны для достижения нужной степени фильтрации.

Фильтр с фильтропатроном, избавляющий от пыли и масла (а от масла избавиться сложнее всего), с качеством для идеально-безупречной покраски - 1 мкм. Беда в том, что перед ним нужно ставить ещё один фильтр (именно как отдельное устройство, сдвоенные мне неизвестны) - любой на 40, 25 или 5 мкм, иначе "микронник" моментально забьётся "мусором", а цены на фильтропатроны обратно пропорциональны тонкости их отсева...
Если нет таких высоких требований, то можно поставить один-единственный фильтр на 40, 25 или 5 мкм - какой удастся купить или достать, разницы нет. Наилучшим образом подходят "мелкие" "пятимикронные" Camozzi N208-F00 и N108-F00 , Festo LF-1/8-D-5M-MICRO и SMC AF20-F01. Обратите внимание - у них у всех присоединительные резьбы G1/8" (цилиндрическая трубная резьба 1/8"), но фитинги к ним лучше купить с резьбой R1/8" (коническая трубная). Старайтесь всегда использовать фитинги с коническими резьбами R, т.к. они герметично уплотняются без подмоток и герметиков по любым резьбам - неважно, цилиндрическим или коническим.
"Но есть один нюанс..." :-)
Если фильтр не покупать, а "одолжить" где-то на производстве - нужно брать самый маленький по размеру! Идеальный размер фильтра для таких мелких компрессоров - это когда их на мужской ладони помещается штуки четыре-пять рядом.
Дело в том, что влагоотделение "турбинкой" не работает нормально на самых малых скоростях (поток не раскручивается до скорости, достаточной для центрифугирования капелек), поэтому для фильтров указывают диапазон расходов "от... до...", в котором обеспечивается паспортная чистота воздуха. Если поставите большой промышленный, типа "с запасом" - вода будет отделяться хуже, чем дОлжно, поэтому тут "больше" не значит "лучше". Не опасайтесь поставить "слишком маленький" - таких просто не существует; и наимельчайшие из промышленных будут в самый раз.
Обслуживание фильтров состоит из двух операций: во-первых, нужно следить за уровнем конденсата в колбе (для этого она делается прозрачной или с окошками) и периодически сливать эмульсию поворотом "сбросника" (на фото выше это синяя гаечка внизу колбы); во-вторых - менять фильтропатрон по мере загрязнения. Про вторую операцию можно особо не задумываться - патрон переживёт не один такой компрессор.

Из производителей промышленной пневматики, легкодоступных в России, стоит выделить три фирмы: "Camozzi" ("Камоцци", Италия), "Festo" ("Фесто", Германия - их фильтр на фото выше), "SMC" ("Эс-Эм-Си", Япония). Любое изделие этих фирм имеет отличное качество (и цену), и может устанавливаться без раздумий. Из этой тройки грандов дешевле обычно оказывается "Камоцци" - из-за особенностей конкурентной борьбы и позиционирования на рынке. Особо у этой фирмы можно выделить цанговые быстроразъёмные соединения - в среднем они лучше и дешевле, чем у конкурентов.
Китайские "noname" изделия не имеют никаких гарантированных параметров, поэтому ни на одном производстве они не используются, и Вам их тоже не посоветую.

Лубрикация (смазывание пневмоинструмента распылённым в сжатом воздухе маслом).
Тут, на мой взгляд, всё просто - маслораспылитель (лубрикатор) нужно ставить на сам инструмент, типа такого (сам не пользовался, нравится концепцией):

... потому что если поставить его сразу после фильтра, как обычно делают в промышленности, то появятся ограничения: расстояние от маслораспылителя до потребителя не должно превышать 7,5 метров, иначе распылённое масло бесполезно осядет на поверхности шланга, не добравшись до смазываемого инструмента, а все шланги с этого момента начнут делится на "масляные" и "чистые", и горе тому, кто вздумает из "масляного" что-то покрасить или продуть "от воды" - взамен уделав всё маслом!
Расход масла лубрикатором настраивается "визуально-экспериментально": берётся плотная светлая картонка, на неё дуем из заряженного лубрикатора. Если оседают видимые капельки - масла много, заворачиваем винт и добиваемся бескапельной равномерной "окраски" картонки.
Смазочные масла для лубрикаторов предписываются "специальные для пневмосистем" (причём они не имеют отношения к компрессорным!), но их можно спокойно заменить на индустриальные И-40А, И-50А и, думаю, вплоть до любого моторного или "Dexron'ов" - поскольку ничего волшебного в специальных маслах нет, это "пустые" (бесприсадочные) минеральные масла.

И немного о маслах для поршневого компрессора - Евгений Травников в видео ""Теория ДВС: Офисное оборудование Компрессор"" сказал, что можно заливать вместо "специального компрессорного" масла обычное моторное, но не объяснил в деталях - почему. Поэтому в комментариях я постарался рассказать, что да как:
" - Тоже недавно приобрел компрессор, и подумаваю заливать моторное масло 5w50. А производитель в инструкции пишет что кинематическая вязкость должна быть близка к компрессорным маслам. Но мне кажется что при высоких температурах кинематическая вязкость масла, если больше то лучше. Масло не такое жидкое. Так ли это, или не вдаваться в эти дебри, а просто залить синтетику 5w50?
- У компрессорных масел вязкость начинается с ISO 46 и 68, вот только измеряется она совсем по-другому: в этих маслах нет присадок-загустителей, модифицирующих вязкость, поэтому вязкость моторного масла 5W-40 при 100 *С - ~14...16 сСт, а это равно "компрессорным" ISO аж 150! Зато у последних нормируется вязкость при +40 *С - это и есть номинальная вязкость по ISO - предполагается, что компрессорное масло не греется так сильно, как в ДВС (к слову: масла для поршневых компрессоров начинаются с ISO 100 и выше; 46,68 - это для винтовых).
Тот эффект со снижением нагрева цилиндров, который получил Евгений, связан с тем, что некоторые компрессорные масла идут "пустые" - без присадок вообще (сильно сомневаюсь, что китайцы заливают в "белорусские" "Ремезы" что-то приличное). Отсюда и потери на трение, и лишний разогрев, и повышенный износ...
При таком раскладе, а так же, если нет уверенности в покупаемом "Специальном Компрессорном Масле Только Для Компрессоров" - лучше в самом деле заливать любые моторные. В них есть лишние для компрессора присадки, например, моющие и диспергирующие, зато гарантированно есть модификатор трения, и за одно это им можно всё простить.
А дополнительные антифрикционные присадки... Компрессорная головка - настолько примитивное устройство, что угробить её очень сложно, так что можно бухнуть хоть "SMT", хоть "Форум", "Римет", "Супротек", "ВМП" или чего там ещё производят - не повредит точно, но помочь вполне может."

(С) П. Арсентьев, Иркутск, 2015 г.

Обсудить на форуме