Что происходит с воздухом в механическом цехе

Металлообработка — отрасль с ровным среднесуточным расходом и очень неровным мгновенным. Станки с ЧПУ берут воздух порциями по несколько секунд, пневмозажимы срабатывают одновременно с началом цикла, а обдув включают вручную и часто забывают выключить. Из-за этого компрессор, подобранный «по сумме паспортных расходов», на практике либо не держит давление в пиковые минуты, либо половину смены работает вхолостую.

Второе, что отличает механический цех, — стружка, СОЖ и масляный туман в воздухе помещения. Всё это компрессор всасывает и отправляет в сеть, поэтому фильтрация здесь не формальность: абразивная пыль убивает пневмоцилиндры и распределители быстрее, чем выработка ресурса.

Требования к самому воздуху здесь умеренные: для контроля и подачи достаточно классов 2 : 4 : 2 по ISO 8573-1 — твёрдые частицы класс 2, вода класс 4 (точка росы под давлением до +3 °C), масло класс 2 (до 0,1 мг/м³). Выше требования только к процессному воздуху, который контактирует с деталью: по маслу это класс 1–2.

Где на участке нужен сжатый воздух

ПотребительРасход, л/минДавление, барТребования к воздуху
Обрабатывающий центр ЧПУ200–6006–7Сухой, без масла в зоне шпинделя
Пневмозажимы и патроны50–1506Стабильное давление, без пульсаций
Обдув и очистка от стружки300–9005–6Основной источник перерасхода
Гидравлический пресс100–4007–8Пиковый разбор, нужен ресивер
Пневмоинструмент150–6006,3Требует смазки в точке подключения
Лазерная резка (при наличии)—16–40Отдельный контур, бустер и азот

Расход считают не сложением паспортных цифр, а с коэффициентом одновременности: одновременно работает не всё. Порядок расчёта разобран в главе 6 справочника, там же — запас на утечки и на развитие производства.

Типовое решение для цеха

Винтовой компрессор с частотным приводом на 22–45 кВт, ресивер 500–1 000 л, рефрижераторный осушитель, двухступенчатая магистральная фильтрация и кольцевой трубопровод. Кольцевая схема сети выравнивает давление в дальних точках — при тупиковой разводке падение на конце линии доходит до 1,5 бар, и его обычно компенсируют повышением уставки компрессора, то есть деньгами. Разница между схемами разобрана в главе 8 «Сеть сжатого воздуха».

Частотный привод в металлообработке окупается почти всегда: профиль разбора рваный, и машина с обычным пуском значительную часть смены крутится на холостом ходу. Исключение — участки с ровной круглосуточной загрузкой, там выгоднее каскад из двух машин.

Отдельная статья — обдув. На большинстве участков это самый крупный и самый бесконтрольный потребитель: открытая трубка без сопла расходует втрое больше воздуха, чем эжекторное сопло с той же силой струи. Замена сопел окупается за 2–4 месяца и не требует замены компрессора. Сколько уходит через утечки и открытые трубки, показывает глава 14.

Что обычно идёт не так

Компрессор взят «с запасом». Машина на 55 кВт вместо нужных 30 не ломается, но платит за неё цех — холостой ход съедает до трети потребления. Правильный запас закладывают в расчёт, а не в мощность.

Осушитель поставили, а конденсат не отводят. Вода из ресивера и сети возвращается в магистраль при первом же пике разбора. Про отвод конденсата и его очистку — глава 9.

Давление подняли из-за одного станка. Каждый лишний бар в сети — это плюс 6–7 % к счёту за электроэнергию для всего цеха. Дешевле поставить на требовательный станок отдельный дожимной компрессор.