کمپرسورهای هوا ماشین‌های همه کاره‌ای هستند که برای تبدیل نیرو به انرژی پتانسیل ذخیره شده در هوای تحت فشار استفاده می‌شوند. انواع مختلفی از کمپرسورهای هوا وجود دارد که هر کدام برای کاربردها و شرایط کاری خاص طراحی شده‌اند. در این مقاله به تعریف انواع کمپرسورهای هوا، بررسی نیاز این دستگاه‌ها به روانکاری همچنین معرفی بهترین روانکارهای ایرانی که در انواع کمپرسورهای هوا می‌توان به کار برد خواهیم پرداخت.
تعریف کمپرسور هوا و انواع آن
کمپرسورهای هوا از ضروری‌ترین وسایلی هستند که در اغلب مراکز صنعتی یافت می‌شوند، زیرا می‌توانند به عنوان منبع انرژی برای ابزارهای الکتریکی به حساب آیند. انواع مختلفی از کمپرسورهای هوا وجود دارد که هر کدام دارای قابلیت ها و معایب منحصر به فرد خود هستند. کمپرسورهای هوا بر اساس مکانیسم داخلی خود به عنوان جابجایی مثبت یا جابجایی دینامیکی طبقه بندی می‌شوند.
کمپرسورهای جابجایی مثبت با به دام انداختن حجم ثابتی از هوا و سپس کاهش حجم به افزایش فشار منجر می‌شوند. در این کمپرسورها هوا از نظر فیزیکی در یک فضا محصور و کاهش حجم باعث افزایش فشار می‌شود. همانطور که اجزای داخلی کمپرسور حرکت می‌کنند، حفره‌هایی با اندازه‌های مختلف ایجاد می‌شود که هوا را جذب و فشرده می‌کند.
کمپرسورهای جابجایی دینامیکی که به عنوان کمپرسورهای گریز از مرکز نیز شناخته می‌شوند، بر اساس عمل دینامیکی شتاب‌دهنده هوا و سپس تبدیل انرژی جنبشی به فشار کار می‌کنند. این کمپرسورها از پروانه‌های چرخان با سرعت بالا برای شتاب دادن به هوا استفاده و جریان هوایی با سرعت بالا ایجاد می‌کنند. سپس انرژی جنبشی هوا توسط دیفیوزرها و یک پوشش حلزونی به فشار تبدیل می‌شود. کمپرسورهای گریز از مرکز به ویژه برای کاربردهایی با حجم بالا و ظرفیت بالا مناسب هستند و معمولاً در صنایعی که مقدار قابل توجهی هوای فشرده مورد نیاز است استفاده می‌شود.
چهار نوع رایج کمپرسور هوا عبارتند از:
- کمپرسورهای اسکرو روتاری
- کمپرسورهای هوای رفت و برگشتی
- کمپرسورهای محوری
- کمپرسورهای گریز از مرکز
کمپرسورهای اسکرو روتاری به عنوان کمپرسورهای جابجایی مثبت
کمپرسورهای مارپیچ دوار از دو روتور مارپیچی به هم پیوسته برای فشرده‌سازی هوا استفاده می‌کنند. با چرخش روتورها، هوا بین آنها محبوس و فشرده می‌شود. این دستگاه‌ها مجهز به سیستم خنک‌کننده داخلی هستند که نیازی به نگهداری زیادی ندارد. به دلیل وجود سیستم خنک‌کننده داخلی، این کمپرسورهای هوا برای استفاده مداوم طراحی شده و قدرت آنها از 5 تا 350 اسب بخار است. این کمپرسورها به دلیل عملکرد مداوم، راندمان بالا و نیازهای تعمیر و نگهداری نسبتا کم، بسیار پرطرفدار هستند. آنها معمولاً در کاربردهای صنعتی بزرگ مانند کارخانه‌ها و فرآیندهای تولیدی استفاده می‌شوند.
کمپرسورهای هوای رفت و برگشتی یا کمپرسورهای پیستونی به عنوان کمپرسورهای جابجایی مثبت
این کمپرسورها معمولاً در مکان‌های کاری کوچکتر مانند گاراژها و پروژه‌های مربوط به ساخت خانه یافت می‌شوند. برخلاف کمپرسور اسکرو دوار، کمپرسور رفت و برگشتی برای استفاده مداوم طراحی نشده است. کمپرسور هوای رفت و برگشتی دارای قطعات متحرک بیشتری است که برای حرکت نرم‌تر حتما نیاز به روغن‌کاری دارد.
کمپرسورهای رفت و برگشتی از طریق یک پیستون در داخل یک سیلندر کار می‌کنند که هوا را فشرده و جابجا می‌کند تا فشار ایجاد شود. کمپرسورهای رفت و برگشتی می توانند به صورت تک مرحله‌ای یا چند مرحله‌ای عرضه شوند که بر محدوده فشاری که می توانند ایجاد کنند تأثیر می گذارد. هنگامی که به قدرت بیشتری نیاز دارید، کمپرسور چند مرحله‌ای راه حل مناسبی است. در حالی که کمپرسورهای تک مرحله‌ای برای پروژه‌های کوچکتر مانند نجاری و فلزکاری معقول‌تر هستند. در اصل می‌توان گفت کمپرسورهای چند مرحله‌ای نیروی مورد نیاز برای ساخت و ساز شدید، مانند مونتاژ و نگهداری خودرو را فراهم می‌کنند.
کمپرسورهای هوای محوری به عنوان کمپرسورهای دینامیکی
کمپرسورهای هوای محوری معمولاً در پروژه‌های ساختمانی استفاده نمی‌شوند. در عوض، آنها معمولاً در موتورهای پرسرعت کشتی‌ها و هواپیماها کاربرد دارند. کمپرسورهای محوری دارای راندمان بالایی هستند اما قیمت آنها بسیار گرانتر از انواع دیگر کمپرسورهای هوا است، به همین دلیل برای کاربردهای هوافضا که نیاز به اسب بخار بالا دارند، انتخاب مناسبی محسوب می‌شود.
کمپرسورهای هوای مبتنی بر سانتریفیوژ یا گریز از مرکز به عنوان کمپرسورهای دینامیکی
کمپرسورهای هوای گریز از مرکز، هوای ورودی را از طریق یک دیفیوزر به منظور ایجاد انرژی بالقوه، کند و خنک می‌کنند. کمپرسورهای سانتریفیوژ به دلیل فرآیند فشرده‌سازی چند فازی قادر به تولید مقدار زیادی انرژی در یک ماشین نسبتاً کوچک هستند. این کمپرسورها نسبت به کمپرسورهای دوار یا پیستونی نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند و برخی از انواع آن حتی می‌توانند هوای بدون روغن تولید کنند. از آنجایی که کمپرسورهای سانتریفیوژ می توانند به حدود 1000 اسب بخار قدرت برسند، معمولاً برای مکان‌هایی مانند کارخانه‌های شیمیایی و مراکز تولید فولاد استفاده می‌شوند.
نیاز کمپرسورها به روغن‌کاری
کمپرسورهای هوا را می‌توان بر اساس سیستم روغن‌کاری آنها نیز دسته‌بندی کرد. کمپرسورهایی که به روغن کمپرسور نیاز دارند، از روغن برای خنک کردن، آب‌بندی و روانکاری استفاده می‌کنند، در حالی‌که کمپرسورهای بدون روغن نیاز به روغن روان‌کننده ندارند. بنابراین احتمال ایجاد آلودگی در هوای فشرده را کاهش می‌دهند. کمپرسورهای بدون روغن اغلب در صنایعی که کیفیت هوا حیاتی است، مانند داروسازی و فرآوری مواد غذایی ترجیح داده می‌شوند.
انتخاب بین کمپرسورهای روغن‌کاری شده و کمپرسورهای بدون روغن به عواملی مانند کیفیت هوای مورد نظر، نیازهای کاربردی، بودجه، منابع تعمیر و نگهداری و ملاحظات مربوط به نویز بستگی دارد. توجه داشته باشید که ارزیابی دقیق این عوامل برای انتخاب نوع مناسب کمپرسور که به بهترین وجه با نیاز خاص شما منطبق باشد، بسیار مهم است.
کمپرسورهایی که به روغن‌کاری نیاز دارند
همانطور که عنوان شد این کمپرسورها از روغن برای روانکاری، خنک‌کاری و آب‌بندی اجزای داخلی استفاده می‌کنند. روغن به کاهش اصطکاک، دفع گرما و ایجاد مهر و موم محکم‌تر بین قطعات متحرک کمک می‌کند. برخی از موارد کاربرد این کمپرسورها عبارت است از:
- تولید صنعتی و کاربردهای سنگین
- تعمیر و نگهداری خودرو
- سایت‌های ساختمانی
- تنظیمات صنعتی عمومی که کیفیت هوا دغدغه اصلی نیست
مزایای استفاده از این کمپرسورها عبارت است از:
- عمر طولانی‌تر: کمپرسورهای روغن‌کاری شده که به درستی نگهداری می‌شوند، اغلب به دلیل کاهش سایش قطعات داخلی، طول عمر بیشتری دارند.
- عملکرد نرم‌تر: روغن به عنوان یک بالشتک عمل می‌کند و در کاهش صدا و ارتعاشات و در نتیجه عملکرد بی‌صداتر نقش بسزایی دارد.
- راندمان بالاتر: روغن با کاهش اصطکاک داخلی به بهبود راندمان فرایند فشرده‌سازی کمک می کند.
اما مانند هر سیستمی، علاوه بر مزایا محدودیت‌هایی نیز وجود دارد. محدودیت این گونه کمپرسورها عبارت است از:
- هوای آلوده: احتمال انتقال روغن به هوای فشرده وجود دارد که ممکن است در کاربردهایی که کیفیت هوا حیاتی است، این گزینه‌ای نامطلوب باشد.
- تعمیر و نگهداری: برای اطمینان از عملکرد بهینه و جلوگیری از آلودگی روغن، تعویض و نگهداری منظم روغن مورد نیاز است.
کمپرسورهایی که به روغن‌کاری نیاز ندارند
این نوع از کمپرسورها از روغن روان‌کننده برای قطعات داخلی استفاده نمی‌کنند. در عوض، برای به حداقل رساندن اصطکاک و سایش به مواد و پوشش‌های تخصصی نیاز دارند. موارد کاربرد این کمپرسورها عبارت است از:
- صنایع دارویی و بهداشتی
- تولید مواد غذایی و آشامیدنی
- تولید لوازم الکترونیکی آزمایشگاه‌ها و امکانات تحقیقاتی
- و به طور کلی کاربردهایی که کیفیت هوا در آنها بسیار مهم است
مزایای استفاده از این کمپرسورها عبارت است از:
- هوای پاک: کمپرسورهای بدون روغن تضمین می‌کنند که هوای فشرده عاری از آلودگی روغن باقی می‌ماند، بنابراین می‌توان آنها را برای کاربردهایی که کیفیت هوا حیاتی است مورد استفاده قرار داد.
- تعمیر و نگهداری کمتر: کمپرسورهای بدون روغن نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند زیرا نیازی به تعویض روغن یا نظارت بر سطح روغن در آنها مطرح نیست.
معایب استفاده از این کمپرسورهاعبارت است از:
- هزینه اولیه بالاتر: کمپرسورهای بدون روغن معمولاً به دلیل طراحی و ساخت تخصصی که دارند تجهیزات بسیار گرانی محسوب می‌شوند.
- صدا و لرزش: کمپرسورهای بدون روغن به دلیل عدم وجود قطعات داخلی محافظت شده توسط روغن، پر سر و صداتر هستند.
- طول عمر کوتاه‌تر: کمپرسورهای بدون روغن ممکن است به دلیل افزایش سایش قطعات داخلی، طول عمر کلی کوتاه‌تری داشته باشند.
مشخصات روان‌کارهایی که در کمپرسورهای هوا استفاده می‌شوند
روان‌کننده‌های مورد استفاده در کمپرسورهای هوا نقش مهمی در تضمین عملکرد روان و کارآمد اجزای داخلی کمپرسور دارند. این روانکنندهها به کاهش اصطکاک، به حداقل رساندن سایش، دفع گرما و افزایش طول عمر کلی کمپرسور کمک می‌کنند. برخی از ویژگی‌های مهم روان‌کننده‌های مورد استفاده در کمپرسورهای هوا عبارت است از:
- ویسکوزیته: ویسکوزیته روان‌کننده به ضخامت یا مقاومت آن در برابر جریان اشاره دارد. روان کننده‌های کمپرسور باید ویسکوزیته مناسبی داشته باشند که یک لایه محافظ برای کاهش اصطکاک و سایش قطعات متحرک ایجاد کند و در عین حال باید امکان جریان و گردش کارآمد را در کمپرسور فراهم کنند.
- پایداری حرارتی: کمپرسورهای هوا در حین کار گرما تولید می‌کنند، بنابراین روان‌کننده باید پایداری حرارتی خوبی داشته باشد تا در برابر دماهای بالا بدون شکستگی یا از دست دادن خاصیت روانکاری خود مقاومت کند.
- مقاومت در برابر اکسیداسیون: روان‌کننده‌های مورد استفاده در کمپرسورهای هوا باید در برابر اکسیداسیون مقاوم باشند. اکسیداسیون زمانی رخ می‌دهد که روان‌کننده با اکسیژن موجود در هوا واکنش دهد. اکسیداسیون می‌تواند منجر به تشکیل لجن و رسوباتی شود که فیلترها را مسدود کرده و راندمان کمپرسور را کاهش می‌دهد.
- خواص ضد سایش: روان‌کننده باید حاوی مواد افزودنی باشد که محافظت ضد سایش را برای جلوگیری از سایش بیش از حد اجزایی مانند یاتاقان، پیستون و سیلندرها ایجاد کند. این افزودنی‌ها یک لایه محافظ تشکیل می‌دهند که تماس فلز با فلز را به حداقل می‌رساند.
- کنترل فوم: برخی از کمپرسورها ممکن است در اثر هم زدن در روان‌کننده کف ایجاد کنند. این کف می‌تواند اثربخشی روان‌کننده و عملکرد آن را کاهش دهد. روان‌کننده‌هایی که برای کمپرسورهای هوا طراحی شده‌اند، اغلب حاوی مواد ضد کف هستند.
- انتشار هوا: روانکنندهها باید هوا و گازهای محبوس شده را آزاد کنند تا از روانکاری صاف اطمینان حاصل شود، همچنین از بروز مشکلات هوادهی که می‌تواند منجر به کاهش اثربخشی روانکاری شود جلوگیری کند.
- سازگاری: روان‌کننده باید با مواد به کار رفته در کمپرسور از جمله درزگیرها، واشرها و پوشش‌ها سازگار باشد. ناسازگاری می‌تواند منجر به تخریب این اجزا شود.
- تمیزی و کنترل رسوب: روانکنندهها باید به تمیز نگه داشتن اجزای داخلی کمپرسور کمک کنند. منظور از تمیز‌کنندگی عاری بودن از رسوب و لجن است. این امر عملکرد کارآمد و عمر قطعه را افزایش می‌دهد.
- جداسازی آب: برخی از کمپرسورها ممکن است دارای رطوبت در هوای فشرده باشند. روانکنندهها باید بتوانند به جداسازی و دفع رطوبت کمک و از زنگ زدگی و آلودگی جلوگیری کنند.
- ملاحظات زیست‌محیطی: بسته به کاربرد و مقررات، روان‌کننده‌های سازگار با محیط‌زیست یا زیست‌تخریب‌پذیر ممکن است ترجیح داده شوند.
توجه به این نکته مهم است که انواع مختلف کمپرسورهای هوا و شرایط کار آنها ممکن است به انواع مختلفی از روانکنندهها نیاز داشته باشد. سازندگان اغلب دستورالعمل‌هایی را برای انتخاب روان‌کننده مناسب برای یک مدل و کاربرد خاص کمپرسور ارائه می‌دهند. نظارت منظم بر وضعیت روانکار و شیوه‌های نگهداری نیز برای اطمینان از عملکرد بهینه کمپرسور حیاتی است.
بهران تامین‌کننده روان‌کننده‌های با کیفیت برای کمپرسورهای هوا
برند بهران با سابقه شناخته شده در زمینه تامین انواع روانکارها، روغن‌های کمپرسور هوای بسیار با کیفیتی را ارائه می‌دهد که در دو دسته کلی زیر شناخته می‌شوند:
- بهران کمپرسور VDL
- بهران کمپرسور PS
در ادامه به توضیح جزییات هر کدام از این محصولات خواهیم پرداخت.
بهران کمپرسور VDL : سطوح کیفیت DIN 51506-VDL
این روغن کمپرسور معدنی مرغوب است که برای روانکاری کمپرسورهای هوای رفت و برگشتی و دوار-مارپیچی پیشنهاد می‌شود. علاوه بر روغن پایه مرغوب، از افزودنی‌های ویژه در فرمولاسیون این محصولات استفاده شده است. مزیت این دسته از محصولات بهران عبارت است از:
- پایداری حرارتی و اکسیداسیون عالی
- محافظت بسیار خوب در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی
- خاصیت جداپذیری عالی روغن از آب
- خاصیت ضد سایش مطلوب
جدول مشخصات این دسته از محصولات بهران عبارت است از:
کلام آخر
تعییت بهترین نوع کمپرسور هوا به نیازهای خاص شما بستگی دارد. اگر برای کاربردهای مختلف به کمپرسور نیاز دارید، کمپرسور هوایی که به روغن‌کاری نیاز دارد، گزینه خوبی است. با این حال، اگر به هوای بدون روغن نیاز است، کمپرسورهایی که به روغن‌کاری نیازی ندارند منطقی‌تر هستند. هنگام انتخاب کمپرسور هوا، مهم است عواملی مانند نوع روان‌کننده مورد استفاده، اندازه کمپرسور، فشار و سرعت جریان هوای فشرده و میزان نویز را در نظر داشته باشید. همچنین مهم است که به طور مرتب کمپرسور هوای خود را طبق دستورالعمل سازنده نگهداری و چک کنید. این به افزایش طول عمر کمپرسور و اطمینان از عملکرد ایمن آن کمک می‌کند.
منابع
- Lubrication Engineers. (2023b, February 14). Compressor lubricants – Lubrication engineers. https://www.lelubricants.com/lubricants/compressor-lubricants/
- Eusebio, D. (2023, April 12). 4 Types of Air Compressors: Which is Right for Your Project? https://www.bigrentz.com/blog/air-compressor-types
سوالات متداول
تعیین بهترین نوع کمپرسور هوا به نیاز خاص شما بستگی دارد. عموما کمپرسور هوایی که به روغن‌کاری نیاز دارد، گزینه خوبی به حساب می‌آیند.
کمپرسورهای هوای روغن‌کاری شده از روغن برای روانکاری قسمت های متحرک کمپرسور استفاده می‌کنند که به جلوگیری از ساییدگی و افزایش طول عمر کمپرسور کمک می‌کند. اما کمپرسورهای بدون روغن از روغن برای روانکاری قطعات متحرک استفاده نمی‌کنند.
مزایای این کمپرس‌ها عبارت است از: قیمت کمتر، دوام بیشتر، کاهش احتمال سایش و پارگی همچنین سروصدای کمتر.
