Как собрать воздушный компрессор своими руками: от мини-аэрографа до мощной установки

Содержание

Основные сведения и безопасность
Общая компоновка установки
Разработка требований и выбор компрессорного агрегата
Компрессор на базе холодильника
Автономный компрессор на 12 В
Мощный компрессор на базе автомобильного агрегата
Мини-компрессор для художественной аэрографии

Использование сжатого воздуха давно вышло за пределы промышленных цехов — сегодня в продаже можно найти множество моделей воздушных компрессоров для бытовых и хозяйственных нужд. Однако стоимость и иногда сомнительное качество заводских изделий заставляют задуматься: а реально ли изготовить полноценный компрессор самостоятельно? Оказывается, да. Мастера-любители успешно создают установки разной мощности, давления и производительности. В этой статье собрана информация, которая поможет начинающему конструктору собрать рабочий воздушный компрессор, затратив на это как минимум в два раза меньше средств, чем на покупку готового аналога с аналогичными характеристиками.

Примеры самодельных воздушных компрессоров разной производительности

Основные сведения и безопасность

Прежде чем приступать к проектированию и сборке, необходимо усвоить ключевые моменты, связанные с безопасностью. Сжатый воздух является эффективным носителем энергии, но его неконтролируемое высвобождение при разрушении конструкции может привести к серьёзным травмам. Поэтому изучение основ — обязательный этап, предшествующий выбору параметров, компоновки и комплектующих.

Единицы измерения давления

Давление в рабочей магистрали — один из важнейших параметров компрессора, так как от него напрямую зависят возможности устройства. С ростом давления резко возрастает сложность и требования к надёжности конструкции. В технической литературе и на практике можно встретить различные единицы измерения: паскали (Па), атмосферы (атм), бары (бар), а также фунты на квадратный дюйм (PSI). Для удобства можно пользоваться примерным соотношением: 1 бар ≈ 1 кгс/см². Это немалая величина: сила, действующая на площадь размером с ладонь (около 100 см²) при давлении 5 бар, составит примерно полтонны. Осколки баллона, разорванного давлением в 20 бар, обладают энергией, сравнимой с осколками гранаты. Отсюда вывод: к конструированию и изготовлению самодельного компрессора нужно подходить с максимальной ответственностью.

Производительность и её значение для аэрографии

Один из самых распространённых способов применения бытовых компрессоров — аэрография, то есть распыление краски или лака потоком воздуха. Этот метод позволяет получать высококачественное покрытие при экономном расходе материала. Инструменты для аэрографии делятся на два основных типа: краскопульты для покраски относительно больших поверхностей (кузовов, стен) и мини-аэрографы для тонких художественных работ.

Аэрограф питается сжатым воздухом от компрессора, и его производительность (расход воздуха в литрах в минуту) напрямую влияет на процесс. При покраске краскопультом от производительности компрессора зависит площадь, которую можно окрасить за один непрерывный проход до перерыва на подкачку воздуха в ресивер. Если часть покрытия успеет подсохнуть до нанесения следующего слоя, на границе могут образоваться микроскопические зазоры, что в будущем приведёт к шелушению краски или коррозии. Поэтому выбор производительности должен соответствовать масштабу работ.

Вопросы герметизации

Компрессор — это не просто насос, качающий воздух в баллон. Установка обязательно комплектуется системой обвязки (трубопроводов, клапанов, фильтров) для обеспечения безопасности и очистки воздуха от влаги, пыли и паров масла. Воздушный тракт должен быть абсолютно герметичен: подсос неочищенного воздуха ускоряет износ насоса, а даже малейшие утечки на выходе резко снижают давление и производительность.

Резиновые прокладки в пневмосистемах ненадёжны, а промасленная пакля — давно устаревшее решение. Многие любители используют для герметизации резьбовых соединений ленту ФУМ, но её главный недостаток — необходимость каждый раз закладывать новую ленту при переборке соединения. Более практичным вариантом является специальный клей-герметик (иногда называемый «жидкой фум»). Он наносится каплей на резьбу, при затягивании равномерно распределяется и обеспечивает надёжную герметизацию. Соединения, обработанные таким герметиком, можно впоследствии разбирать и собирать заново.

Клей-герметик для герметизации систем, работающих под давлением

Смазка узлов

Сжатый воздух — химически активная среда, поэтому использование обычных минеральных масел для смазки деталей компрессора недопустимо. При сборке роль смазки часто выполняет тот же герметик. В процессе эксплуатации установка, как правило, работает «всухую», за исключением самого нагнетающего насоса, если это предусмотрено его конструкцией. В таком случае необходимо использовать только те смазочные материалы, которые рекомендованы производителем агрегата. В случае отсутствия инструкций можно применять силиконовые синтетические смазки.

Общая компоновка установки

Типичный бытовой воздушный компрессор состоит из следующих основных компонентов:

Входной воздушный тракт с фильтрами. Обеспечивает очистку всасываемого воздуха. Для простых насосов достаточно фильтра грубой очистки, для агрегатов от холодильников или кондиционеров желательна и средняя очистка.
Компрессорный агрегат (насос). Сердце установки, создающее давление.
Привод агрегата. Чаще всего это электродвигатель, соединённый с насосом ременной передачей (для поршневых автоагрегатов). Компрессоры от холодильников обычно имеют встроенный электропривод.
Пусковые устройства. Необходимы для корректного запуска электродвигателя.
Ресивер (воздушный баллон). Накапливает сжатый воздух, сглаживает пульсации потока от насоса и создаёт запас. Должен быть рассчитан на давление не менее 20 бар. Мощные установки оснащаются клапанами для слива конденсата.
Выходная обвязка. Комплекс устройств на фитингах: манометры, предохранительный клапан, редуктор давления, прессостат (автоматический выключатель по давлению). Обеспечивает безопасность, контроль и регулировку параметров выходного воздуха.
Основание (рама). Конструкция, на которой монтируются все узлы. Для лёгких компрессоров подойдёт плита из толстой фанеры, для мощных и вибрирующих — сварная рама из металлического профиля.

Важный момент: автомобильные поршневые компрессоры при работе сильно вибрируют, поэтому их крепление к основанию должно быть амортизированным — на штатных амортизаторах или самодельных резиновых подушках.

Новости СМИ2

Разработка требований и выбор компрессорного агрегата

Все компоненты подбираются исходя из выбранного компрессорного агрегата, а его выбор зависит от планируемых работ. Приведём примерную классификацию:

Высокая производительность (от 200 л/мин, давление 18-20 бар). Для покраски больших площадей (стены, кузова), пескоструйной обработки, работы с мощным пневмоинструментом. Требуется поршневой агрегат с кривошипно-шатунным механизмом, приводом от 3 кВт, ресивером от 50 л. Часто требует трёхфазного питания 380В.
Средняя производительность (до 150 л/мин, давление 15-16 бар). Покраска площадей до 10 м², пескоструйная зачистка, лёгкий пневмоинструмент. Агрегат поршневой, привод 1-1.2 кВт, ресивер 30-50 л.
На базе холодильного агрегата (70-120 л/мин, давление 12-16 бар). Для покраски площадей 3-5 м², продувки, лёгких работ. Ресивер от 20 л. Требуется двойная очистка входящего воздуха.
Малая производительность (до 50 л/мин, давление 5-10 бар). Для накачки шин, продувки, покраски небольших деталей. Можно использовать агрегат от мини-холодильника или автомобильный выносной компрессор на 12В. Ресивер от 5 л. Обвязка может быть упрощённой.
Мини-компрессор для аэрографии (15-40 л/мин, давление до 3 бар). Для художественных работ, накачки мелких шин, продувки. Подойдёт специальный аэрографический или аквариумный компрессор. Ресивер от 2 л. Полноценная обвязка не требуется.

Компрессор на базе холодильника

Для домашнего мастера это, пожалуй, оптимальный вариант первого самодельного компрессора. С одной стороны, он позволяет выполнять большинство работ, с другой — его изготовление обходится значительно дешевле, чем сборка мощной установки на автомобильном агрегате.

Состав и оптимизация обвязки

Обвязку стоит проектировать, руководствуясь принципами надёжности и минимализма: сокращать количество разъёмных соединений (каждое — потенциальная утечка), минимизировать использование переходников (футорок), подбирать фитинги одного типоразмера. Оптимизированная схема обвязки для компрессора из холодильника включает: входные фильтры (грубой и средней очистки), сам агрегат, обратный клапан, ресивер, предохранительный клапан, прессостат, редуктор давления и выходной манометр. Для аэрографии в разрыв шланга добавляется фильтр тонкой очистки.

Схема сборки самодельного воздушного компрессора из холодильника

В качестве ресивера удобно использовать баллон от огнетушителя (типа ОУ), на котором уже есть штатный штуцер. Предохранительный клапан — обязательный элемент безопасности! Прессостат (датчик давления) для таких установок обычно настраивается на отключение при 16 бар и включение при 13 бар. Редуктор должен быть специальным, пневматическим, а не бытовым газовым, который рассчитан на несопоставимо меньшие давления.

Фильтр тонкой очистки воздуха для воздушного компрессора

Прессостат для бытовых воздушных компрессоров

Бытовой газовый редуктор непригоден для использования в воздушном компрессоре

Подключение медных трубок к резьбе

Компрессорный агрегат от холодильника имеет медные трубки. Для их соединения с резьбовыми фитингами обвязки используют приварные ниппели с накидными гайками. Технология включает рассверливание канала штуцера ниппеля под диаметр трубки, развальцовку конца трубки в «тарелочку» (например, с помощью шарика от подшипника), сборку соединения и его герметизацию клеем-герметиком. Этот метод позволяет избежать попадания металлической стружки внутрь агрегата.

Новости СМИ2

Изготовление переходника с медной трубки на резьбовое соединение

Подготовка агрегата: поиск трубок и запуск

Для работы агрегату от холодильника необходимо штатное пусковое реле, подобранное по рабочему току мотора. После подключения и кратковременного запуска нужно определить всасывающую и нагнетательную трубки (их обычно три, одна из них — заправочная для масла). Для этого к срезам трубок поочерёдно подносят лёгкую пластинку: та, которая притягивается, — всасывающая, от которой отталкивается — нагнетательная.

Расположение технологических патрубков на компрессоре холодильника

Агрегаты обычно идут заправленные маслом. Если при работе слышен стук или дребезг, смазку нужно заменить, залив жидкое силиконовое масло (примерно 20 мл на 100 Вт мощности) через заправочную трубку.

Видеопримеры сборки

Процесс сборки таких компрессоров хорошо иллюстрируют видеоролики, например, с ресивером из огнетушителя, для накачки колёс или мини-варианта.

Автономный компрессор на 12 В

Полезное решение для автомобилиста — компактный компрессор, работающий от постоянного тока 12 В. Стандартные выносные автокомпрессоры для подкачки шин питаются от прикуривателя, но для стационарного использования в гараже удобнее иметь отдельный блок питания.

Такой компрессор потребляет значительный ток (более 16 А). В качестве блока питания можно использовать мощный трансформатор с выпрямительным мостом или, что часто удобнее, компьютерный блок питания (ИБП) мощностью от 450 Вт. Нужно использовать канал +12 В, способный отдавать ток 20-25 А. Провода от БП к разъёму прикуривателя должны быть достаточно толстыми, чтобы выдержать длительную нагрузку.

Схема подключения автокомпрессора на 12 В к компьютерному блоку питания

Для превращения такого насоса в полноценный компрессор достаточно добавить ресивер, прессостат и редуктор давления.

Мощный компрессор на базе автомобильного агрегата

Для серьёзных работ, требующих высокой производительности и давления, можно использовать бортовой поршневой компрессор от грузового автомобиля (например, ЗИЛ-130). Его преимущество — стабильное выходное давление, почти не зависящее от оборотов. Однако такой агрегат требует доработки и регулярного обслуживания системы смазки, так как при низких оборотах от электропривода масляный туман в картере не образуется.

Новости СМИ2

Выбор и подключение электропривода

Для привода компрессора ЗИЛ-130 достаточно электродвигателя мощностью на валу 700-800 Вт. Важными параметрами при выборе мотора являются его коэффициент мощности (cos φ) и величина скольжения. Двигатели с низким скольжением имеют более высокий КПД, но жёсткую характеристику — при перегрузке останавливаются, что в случае с компрессором может быть даже преимуществом (дополнительная защита от превышения давления).

Для питания от однофазной сети 220 В трёхфазный асинхронный двигатель подключают по схемам «треугольник» или «звезда» с использованием рабочих и пусковых конденсаторов. Важно: для этих целей подходят только масляно-бумажные конденсаторы (типы МБГО, МБГЧ), способные выдерживать реактивную мощность. Пленочные или электролитические конденсаторы для этой роли не годятся.

Схемы подключения электродвигателей к однофазной сети 220 В

Конденсаторы типа МБГЧ для асинхронных электродвигателей

Доработка механической части

Автомобильный компрессор требует модификации системы смазки для автономной работы. Выход масляной магистрали из картера заглушается, а на её вход устанавливается расширительный бачок-сапун, который служит резервуаром для масла. Также полезно просверлить дополнительные отверстия в нижних головках шатунов для лучшего разбрызгивания масла и рассмотреть возможность замены баббитовых вкладышей на бронзовые. Для эффективной работы желательно организовать охлаждение цилиндров, например, с помощью термосифонной системы с водой или антифризом.

Схема доработки компрессора ЗИЛ-130 для автономного использования

Мини-компрессор для художественной аэрографии

Художественная аэрография предъявляет особые требования: нужен очень чистый, сухой воздух при небольшом, но стабильном давлении (до 2.5-3 бар). Специальные микрокомпрессоры для аэрографов стоят дорого, но есть бюджетная альтернатива — аквариумный компрессор для больших аквариумов (от 200 л).

Мини-аэрографы для художественных работ

Такой компрессор практически не требует обвязки. Для сглаживания пульсаций можно добавить ресивер из пластиковой бутылки или баллона от монтажной пены. Соединения собираются на надёжных тройниках-«ёлках» с помощью прочных шлангов (например, от медицинской системы для переливания).

Тройник-елочка для сборки мини-компрессора

Новости СМИ2

Таким образом, собрать воздушный компрессор своими руками для любых нужд — от тонкой художественной работы до серьёзных хозяйственных задач — вполне реально. Главное — правильно оценить требования, выбрать подходящую базовую платформу и неукоснительно соблюдать правила безопасности при работе с системами под давлением.