Пневматика: переваги та недоліки.

Пневматика: переваги та недоліки


Поняття «пневматика» включає в себе вироби, що працюють за рахунок стисненого повітря. У рамках ремонтно-будівельної тематики це гайковерти, Скобозабивачі, цвяхозабивні машини, дрелі, пневмомолткі, шліфувальні машини, фарборозпилювачі, Заклепочники і т.д. Для деяких з цих виробів (наприклад, забивний «зброя») застосування енергії стисненого повітря є чи не найбільш ефективним рішенням, оскільки електромеханічні пристрої не зможуть дати такі великі джоулі, а порохові пристрою досить небезпечні.

У плані технологій, пневмоінструмент - дуже консервативний. У більшості випадків розробки, які застосовані на сьогоднішніх машинах, існують вже не один рік: постійно впроваджувати нове в цій області не прийнято. Оригінальні (не модифікації вже існуючих) моделі теж з'являються нечасто.
«Зона впливу» пневматики обширна. Часто такі вироби використовують в автосервісах, майстерень, на заводах. Ця техніка буде вкрай корисна у випадках, коли іскріння вкрай небажано: наприклад, за наявності пилу, а також парів газу або спирту. У неї свій, в даному випадку більш досконалий «струм» - стиснене повітря. Вона не вийде з ладу з причини перебоїв у електромережах або пошкодження кабелю.
Пневматика набагато безпечніше і в умовах підвищеної вологості (наприклад, при роботі під дощем) - ризик ураження струмом виключений. Проте тут є нюанс: велика частина конструкції складається з металу (щоб витримувати різницю тисків всередині і зовні корпусу, матеріал апріорі повинен бути міцним), а значить, приваблива для корозії.

Пневмоінструмент має основну перевагу - простоту конструкції . Ці «нехитрі» інструменти часто складаються всього з 20-30 деталей. Про подібну техніку часто кажуть: «Проста, груба, але міцна». У таких машинах немає крихких елементів, поломка яких призведе користувача в сервісний центр. Тут відсутні плати, здатні тріснути або перегрітися. Такий інструмент не боїться перевантажень - хоч на підлогу кидай, нічого не зламається. До речі, ця особливість багато в чому визначила і верхні межі технічних характеристик. Якщо, скажімо, сила удару перфоратора обмежена, зокрема, міцністю деяких деталей, то у пневматичних аналогів такого ліміту немає. До речі, найчастіше дані цієї техніки в каталогах і не пишуть зовсім: вказують лише види робіт. Шлях до досконалості в плані показників роботи пройшов через спрощення конструкції.

Живучість інструменту визначається не тільки міцністю, але і зносостійкістю. З цим у пневматики теж повний порядок. Промислові зразки здатні працювати, кілька змін підряд без перепочинку, тому так популярні у професіоналів і «індустріалів» (збирачів на конвеєрах) - моторесурс незрівнянно вище, ніж у електрики.

До речі, говорячи про живучості та ресурсі, додамо, що пневмоінструмент не може перегрітися або оплавитися. Тому іноді цю техніку називають «інструментом« на дурня ».

Інше важливе достоїнство таких машин - герметичний корпус, всередину якого не потрапить пил. Адже саме через неї часто виходячи з ладу електродрилі або перфоратори. Пневмоінструмент схильний значетельно меншому ризику такого роду поломок.

Ще один козир має пневматика перед електроінструментом-питомо-характеристики потужності. Маючи більш вражаючими технічними показниками, вага «повітряних» машин відносно невеликий. Багато в чому це пов'язано з простотою конструкції. Щоб забезпечити необхідні джоулі і обороти, не потрібно робити складні системи, постачати машину електромеханічними пристроями. Але ж це все деталі з певною вагою. До того ж за інших рівних пневмоінструмент, як правило, тихіше, легше і компактніше. Значить, менше сил піде на роботу. До того ж конструктивна простота робить більш легким обслуговування.

Якщо для електроінструмента потрібен джерело струму, то пневмоінструмент вимагає постачальника стисненого повітря - компресор, що повністю відповідає запитам (по витраті і тиску) моделі, а вони можуть бути різними. Іншими словами, клас інструменту прямо пропорційний класу компресора: якщо ми витрачаємо великі гроші на перше, швидше за все доведеться віддати чимало й за друге.

Інший важливий момент - необхідність зневодненого повітря, щоб уникнути корозії і швидкого зносу деталей . Для цього «капризу» є фільтри і осушувачі.

Також «повітряні» машини вимагають мастило - щоб зменшити знос деталей і поліпшити тепловідвід. Втім, деяких інструментах (наприклад, фарбувальні пістолети) масло не потрібно зовсім - воно скоріше нашкодить!

Деякі фахівці відзначають, що головний недолік пневматики - низький ККД системи: незважаючи на те, що інструмент працює «за двох», йому потрібно чималу кількість стисненого повітря.

Як вже говорилося, при покупці спочатку слід визначитися з пневмоінструментом, і вже під нього підбирати компресор. Так, для фарбувального пістолета достатньо машини з ресивером 50 л. Більше повітря знадобиться для преса: там ходи нечасті, зате просять багато стисненого повітря, тому без 250 літрів тут не обійтися. Скобозабівной пістолет менш вимогливий, йому вистачить агрегату з ресивером 6-25 л. Краскопульт вимагає від 25 до 100 (іноді і до 200) л. Для професійних моделей 50 літрів - це мінімум. Якщо бак менше ніж потрібно, компресор буде працювати з недостатніми паузами і може перегрітися.
Подібно будь-якого іншого інструменту, пневматика ділиться на класи. Правда, як і у випадку з компресорами, підходи до цього питання різні: у кого-то класифікація складається з двох пунктів, у когось - з чотирьох. У нашому варіанті категорії дві: індустріальний і сервісний інструмент. Перший призначений саме для тієї горезвісної роботи «на знос», без тривалих пауз у кілька змін підряд. Зазвичай такі машини коштують досить дорого і в магазинах їх не побачиш: покапаться на замовлення у виробника. Враховуючи вартість, підбирається ця техніка тільки під конкретні умови роботи.
Сервісна пневматика отримала таку назву через свою популярності в автосервісах. Оскільки там в ходу самий різний інструмент, то поняття «сервісна» охоплює досить широкий спектр машин, за своїми характеристиками поступається індустріальним аналогам.

Правильна організація пневмосистеми

При використанні пневматики роблять пневмомагистраль (пневмосистеми) для підведення повітря від компресора. У процесі створення і експлуатації подібного пневмосистеми можливі збої через помилки в проектуванні.


Виділимо моменти, на які слід звернути увагу в даній ситуації.

По-перше, не варто брати гнучкі шланги, так як у них ймовірні витоку повітря. При жорстких вимогах до чистоти «струму» краще взяти мідні труби.
По-друге, бажано організувати замкнуту пневмосистему, щоб тиск не падало сильно на віддалених ділянках магістралі. На крайній випадок перед далекими споживачами можна поставити додатковий ресівер.

По-третє, пневмосистема повинна мати ухил у 2 градуси з таким кутом, щоб вода стікала по напрямку руху повітря. Це допоможе усунути конденсат. Відповідно на виході встановлюють зливні крани. Щоб уникнути інтенсивного утворення конденсату, пневмомагистраль прокладають над стелею або уздовж стіни (у цих місцях температура досить стабільна), але ні в якому разі не ховають трубопровід під підлогу і не замуровують в стіну.
Щоб перестрахуватися з герметичністю труб, користуються ущільнювачем . Перед запуском системи слід її продути: це вимете з магістралі сміття, який міг там залишитися під час монтажу і послужить своєрідним тестом на герметичність.

При організації пневмосистеми бажано створити кільцеву організацію споживачів повітря, таку, щоб вони знаходилися приблизно на однаковій відстані від компресора, тоді «обділених» повітрям не буде.

Історія пневмоінструменту

Історія створення пневмоінструменту бере свій початок приблизно в 70-ті роки XIX століття, коли електроінструмент ще не набув широкого поширення, а парові машини по багатьом характеристикам просто застаріли. Експлуатація парових машин супроводжувалася масою незручностей і часто була пов'язана з ризиком для життя. Необхідний був принципово новий, надійний вигляд інструменту і цю «нішу» успішно зайняв пневмоінструмент.

Перші зразки пневмоінструменту, призначені для потреб гірничодобувної галузі, не відразу отримали належну оцінку: відомі випадки, коли шахтарі навідріз відмовлялися працювати цим інструментом. До 70-х років XIX століття, хоча і були досягнуті певні успіхи у виробництві гірської техніки, видобуток корисних копалин, в основному, велася ручним способом. Врубові машини для карби вугільних пластів застосовувалися лише в одиничних випадках.

Поршневі перфоратори, перші моделі яких з'явилися в 1873 році, були вельми громіздкими - їх вага складала 70-80 кг і монтувалися вони на станинах. Тому незабаром стало ясно, що при певному дефіциті вільного місця в шахтах, поршневі перфоратори дуже незручні в роботі.

Незважаючи на цю обставину пневмоінструмент та пневматична техніка успішно застосовувалися в ряді випадків. У 1872 році почалося будівництво Сен-Готардский тунелю в Швейцарських Альпах, загальна протяжність якого під землею за проектом дорівнювала 14984 м. Тунель починався біля італійського села Айроло. Спорудження підземного шляху було доручено інженерові на прізвище Фавр, передбачалося закінчити будівництво через 8 років. Одна торгова компанія довго і безуспішно вела з ним переговори, пропонуючи озброїти робітників пневмоінструментом та доводячи демонстраціями незаперечні його переваги. Але марно - ще будучи робітником у шахті, Фавр наслухався скептичних відгуків про пневмоінструмент. Роботи з будівництва та прокладання тунелю почалися, але в процесі просування крізь скельну породу Альп виникла низка непередбачених труднощів, пов'язаних із застосуванням парових машин. Терміни будівництва затягувалися, Фавр посилив дисципліну, люди працювали по 14-16 годин на добу, а техніка - цілодобово. Такий режим роботи виявився згубним і для робітників і для машин. В один із днів паровий двигун врубової машини вибухнув, вбивши при цьому шістьох робітників, які обслуговували його. У результаті цього інциденту почалося масове звільнення людей, траплялися і спроби виведення з ладу техніки. Інженер Фавр зазнав величезних збитків, втратив весь свій статок і помер, не закінчивши робіт. Будівництво тунелю, що тривало в цілому 9,5 років, було закінчено з запізненням всього на 1,5 року. Справедливості ради треба зауважити, що цей термін міг бути значно більше, якби новий інженер не скористався послугами торговельної фірми з продажу пневмоінструменту. З кожного кінця тунелю працювали одночасно по 400 чоловік і для транспортування гірської породи, доставки персоналу, інструментів і матеріалів використовували пневматичні локомотиви. Стиснене повітря до локомотивів і бурильних машин подавався в тунель потужними насосами, для проводу яких використовували енергію місцевих річок. Відпрацьований в пневматичному локомотиві і установках повітря поступало в тунель, поповнюючи, таким чином, запас кисню!

Характеристики пневмоінструменту з часом все більш удосконалювалися: знижувався вага, інструмент ставав надійніше і зручніше в експлуатації. У 1897 році інженер-винахідник Георг Лейнер створив портативний молотковий перфоратор, що склав серйозну конкуренцію поршневим моделями. Винахід з успіхом почали застосовувати в шахтах США та Європи, на золотоносних копальнях Мексики і Африки. Варто зауважити, що вага перфоратора Лейнер становив трохи більше 20 кг, на ті часи це був надзвичайно легкий інструмент. За своєю конструкцією портативний перфоратор Лейнер був дуже близький до сучасних відбійних молотків.
Взагалі, всі пневмоінструменти на той період часу «страждали надмірною вагою». Відомий автомобільний магнат Генрі Форд в 1902 році писав: «Раніше ми прикріплювали частина кожуха до самого кожуха за допомогою пневматичних молотків, які вважалися новітнім винаходом. Потрібно було шестеро людей, щоб тримати молот, чотири людини близько кожуха, і шум був неймовірний. Тепер же автоматичний прес, який обслуговується однією людиною, виконує в п'ять разів більше того, що робили ці десять чоловік протягом одного дня: ».

Але прогрес не стояв на місці, пневмоінструмент продовжував удосконалюватися, з'являлися нові матеріали, винаходилися пристрої і пристосування, і хоча принцип роботи пневмоінструменту залишався старим - використання енергії стисненого повітря, сучасний інструмент за всіма показниками мало схожий на своїх прабатьків. Сьогодні багато підприємств переобладнуючи свою технічну базу, беруть на озброєння пневмоінструмент.