Wykorzystywanie energii sprężonego powietrza jest coraz bardziej popularne w różnych zastosowaniach przemysłowych. Kompresory są niezbędne we wszystkich zakładach, które wykorzystują narzędzia pneumatyczne m.in. w warsztatach samochodowych, lakierniach oraz różnych firmach produkcyjnych zajmujących się obróbka metali lub drewna. Sprężone powietrze jest też potrzebne w urządzeniach transportu bliskiego, do wszelkiego typu chwytaków, stołów powietrznych pozwalających na swobodne manipulowanie obrabianymi materiałami. W wielu przypadkach powietrze podawane z określonym ciśnieniem jest też potrzebne do realizowania różnych procesów technologicznych, oczyszczania obrabianych części, rozdmuchu czy sortowania.
Dzięki stosowaniu odpowiednio wydajnych sprężarek można obsługiwać zarówno kompresory stacjonarne lub przenośne, jak i bezpośrednio różnego typu układy montowane w maszynach przemysłowych. Efektywna praca jest jednak możliwa wyłącznie tam, gdzie rzadko dochodzi do awarii. Zobaczmy, co najczęściej może ulegać usterkom w sprężarkach.
Budowa i działanie sprężarek przemysłowych
Sprężarki to urządzenia, które służą do uzyskiwania powietrza o określonym ciśnieniu oraz do wymuszania jego przepływu w instalacjach pneumatycznych. Najczęściej stosowanymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi w przemyśle są sprężarki, które działając, wykorzystują mechanizm tłokowy albo śrubowy.
Sprężarki tłokowe wymuszają przepływ powietrza dzięki tłokom, które zwiększają ciśnienie zasysanego powietrza atmosferycznego. Podczas pracy urządzenia przesuwanie się tłoka w cylindrze sprawia, że zmniejsza się dostępna objętość, gaz ulega więc sprężeniu, a jego cząsteczki zbliżają się do siebie. Wiąże się to ze wzrostem energii, która następnie może być uwolniona w innym miejscu instalacji.
Sprężarki śrubowe działają dzięki obrotom dwóch obracających się przeciwbieżnie elementów, które uszczelniają się wzajemnie. Powietrze znajdujące się między dwiema śrubami ma coraz mniejszą ilość wolnej przestrzeni, co sprawia, że ciśnienie powietrza wzrasta.
Mechanizmy sprężarek tłokowych i śrubowych mogą funkcjonować jako urządzenia olejowe lub bezolejowe. W wykonaniu olejowym do smarowania i chłodzenia elementów układu stosuje się olej, który jest wymieszany z powietrzem. Ponieważ do zasilania różnych urządzeń niezbędne jest suche i czyste powietrze, olej musi być wychwycony w specjalnym separatorze, po czym może ponownie zostać zmieszany z zasysanym powietrzem.
W zastosowaniach, gdzie zawartość oleju jest niepożądana, montuje się urządzenia, gdzie funkcję chłodzenia pełni układ wodny. Urządzenia tego rodzaju nie uzyskują jednak takiej wydajności jak sprężarki olejowe.
Awarie sprężarek
Sprężarki do zastosowań przemysłowych są projektowane w taki sposób, żeby bezawaryjnie pracować w systemie ciągłym przez dużą liczbę godzin. Niestety, jak w każdym urządzeniu mechanicznym, także i w przypadku sprężarek zdarzają się awarie. Podczas pracy urządzeń normalnemu zużyciu ulegają wszystkie elementy związane z przekazywaniem napędu oraz ruchem – paski klinowe i łożyska. Pojawiają się również problemy z uszczelnieniami oraz poszczególnym przewodami instalacji powietrznej, zwłaszcza z zaworami.
Największym zagrożeniem dla żywotności sprężarek są jednak kłopoty związane z zaburzeniami przepływu oleju. Obejmują one zarówno przegrzewanie się sprzętu, jak i kłopoty z zacieraniem się poszczególnych elementów.
Najczęściej takie sytuacje są powodowane kiepskim stanem oleju albo jego nieodpowiednią ilością. Zagrożeniem dla stanu oleju są gromadzące się w nim zanieczyszczenia, które mogą pochodzić z niewydolnych filtrów powietrza albo uszkodzeń mechanicznych w całym układzie, w postaci opiłków czy drobin pochodzących ze ścierających się elementów metalowych. Problemem może być również gromadząca się w oleju wilgoć, która osłabia jego właściwości smarne i zmniejsza zdolność do efektywnego odprowadzania wyższej temperatury. Zbyt duża temperatura oleju może sprawić, że zmienią się jego właściwości, a także dojdzie do osadzania się przepracowanego oleju na poszczególnych częściach, co wpłynie na szczelność i efektywność systemu.
Praca urządzenia, które nie ma właściwego smarowania, prowadzi do zużywania się śrub oraz cylindrów i tłoków. Oznakami nieprawidłowego działania poza spadkiem efektywności są zwykle przegrzewanie się oraz nadmierny hałas. Przyczyną wzrostu temperatury mogą jednak być również problemy z filtrem powietrza i zmniejszeniem jego przepływu.
Najważniejszym zaleceniem pozwalającym za zmniejszenie awaryjności sprężarki i jej długą pracę jest regularna wymiana filtrów olejowych oraz samego oleju. Powinna ona być wykonywana w terminach przewidzianych przez producenta i podanych w dokumentacji każdego urządzenia.