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Cómo funciona el compresor de aire

octubre 3, 2021

Hace años, era común que las tiendas tener una fuente de energía central que impulsara todas las herramientas a través de un sistema de correas, ruedas y ejes de transmisión. La energía se distribuyó por el espacio de trabajo por medios mecánicos. Si bien las correas y los ejes pueden haber desaparecido, muchos talleres todavía usan un sistema mecánico para mover la energía por el taller. Se basa en la energía almacenada en el aire que está bajo presión, y el corazón del sistema es el compresor de aire.

Encontrará compresores de aire que se utilizan en una amplia gama de situaciones, desde estaciones de servicio en las esquinas hasta las principales plantas de fabricación. Y, cada vez más, los compresores de aire se abren paso en los talleres domésticos, los sótanos y los garajes. Los modelos dimensionados para manejar cada trabajo, desde inflar juguetes para la piscina hasta herramientas eléctricas como pistolas de clavos, lijadoras, taladros, llaves de impacto, engrapadoras y pistolas rociadoras ahora están disponibles a través de los centros locales para el hogar, distribuidores de herramientas y catálogos de pedidos por correo.

La gran ventaja de la energía neumática es que cada herramienta no necesita su propio motor voluminoso. En cambio, un solo motor en el compresor convierte la energía eléctrica en energía cinética. Esto hace que las herramientas sean livianas, compactas y fáciles de manejar, funcionen silenciosamente y tengan menos piezas que se desgasten.

Tipos de compresores de aire

Si bien hay compresores que usan impulsores giratorios para generar presión de aire, los compresores de desplazamiento positivo son más comunes e incluyen los modelos utilizados por propietarios de viviendas, carpinteros, mecánicos y contratistas. Aquí, la presión del aire aumenta reduciendo el tamaño del espacio que contiene el aire. La mayoría de los compresores con los que se encontrará hacen este trabajo con un pistón alternativo.

Como un pequeño motor de combustión interna, un compresor de pistón convencional tiene un cigüeñal, una biela y pistón, un cilindro y una cabeza de válvula. El cigüeñal es impulsado por un motor eléctrico o un motor de gasolina. Si bien hay modelos pequeños que se componen solo de la bomba y el motor, la mayoría de los compresores tienen un tanque de aire para contener una cantidad de aire dentro de un rango de presión preestablecido. El aire comprimido en el tanque impulsa las herramientas neumáticas y el motor se enciende y apaga para mantener automáticamente la presión en el tanque.

En la parte superior del cilindro, encontrará una cabeza de válvula que contiene las válvulas de entrada y descarga. Ambas son simplemente aletas de metal delgadas, una montada debajo y otra montada en la parte superior de la placa de la válvula. A medida que el pistón desciende, se crea un vacío sobre él. Esto permite que el aire exterior a presión atmosférica abra la válvula de entrada y llene el área sobre el pistón. A medida que el pistón se mueve hacia arriba, el aire sobre él se comprime, mantiene cerrada la válvula de entrada y empuja la válvula de descarga para abrirla. El aire se mueve desde el puerto de descarga hasta el tanque. Con cada golpe, entra más aire al tanque y la presión aumenta.

Los compresores típicos vienen en versiones de 1 o 2 cilindros para adaptarse a los requisitos de las herramientas que alimentan. A nivel de propietario / contratista, la mayoría de los modelos de 2 cilindros funcionan como las versiones de un solo cilindro, excepto que hay dos carreras por revolución en lugar de una. Algunos compresores comerciales de 2 cilindros son compresores de 2 etapas: un pistón bombea aire a un segundo cilindro que aumenta aún más la presión.

Los compresores utilizan un interruptor de presión para detener el motor cuando la presión del tanque alcanza un límite preestablecido, aproximadamente 125 psi para muchos modelos de una sola etapa. Sin embargo, la mayoría de las veces no necesitas tanta presión. Por lo tanto, la línea de aire incluirá un regulador que configure para que coincida con los requisitos de presión de la herramienta que está utilizando. Un manómetro antes del regulador monitorea la presión del tanque y un manómetro después del regulador monitorea la presión de la línea de aire. Además, el tanque tiene una válvula de seguridad que se abre si el interruptor de presión funciona mal. El interruptor de presión también puede incorporar una válvula de descarga que reduce la presión del tanque cuando se apaga el compresor.

Muchos compresores de pistón articulado están lubricados con aceite. Es decir, tienen un baño de aceite que lubrica los cojinetes y las paredes del cilindro a medida que gira la manivela. Los pistones tienen anillos que ayudan a mantener el aire comprimido en la parte superior del pistón y mantienen el aceite lubricante alejado del aire. Sin embargo, los anillos no son completamente efectivos, por lo que algo de aceite ingresará al aire comprimido en forma de aerosol.

Tener aceite en el aire no es necesariamente un problema. Muchas herramientas neumáticas requieren lubricación y, a menudo, se agregan lubricantes en línea para aumentar un suministro uniforme a la herramienta. En el lado negativo, estos modelos requieren controles de aceite regulares, cambios de aceite periódicos y deben operarse en una superficie nivelada. Sobre todo, hay algunas herramientas y situaciones que requieren aire sin aceite. La pintura en aerosol con aceite en la corriente de aire causará problemas de acabado. Y muchas herramientas neumáticas nuevas para trabajar la madera, como clavadoras y lijadoras, están diseñadas para ser libres de aceite, por lo que no hay posibilidad de ensuciar las superficies de madera con aceite. Si bien las soluciones al problema del aceite en el aire incluyen el uso de un separador de aceite o un filtro en la línea de aire, una mejor idea es usar un compresor sin aceite que use cojinetes permanentemente lubricados en lugar del baño de aceite.

Una variación del compresor de pistón de tipo automotriz es un modelo que utiliza un pistón / biela de una pieza. Debido a que no hay pasador de muñeca, el pistón se inclina de lado a lado a medida que el muñón excéntrico del eje lo mueve hacia arriba y hacia abajo. Un sello alrededor del pistón mantiene el contacto con las paredes del cilindro y evita fugas de aire.

Cuando los requisitos de aire son modestos, un compresor de diafragma puede resultar eficaz. En este diseño, una membrana entre el pistón y la cámara de compresión sella el aire y evita las fugas.

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Potencia del compresor
Uno de los factores que se utilizan para designar la potencia del compresor es la potencia del motor. Sin embargo, este no es el mejor indicador. Realmente necesita saber la cantidad de aire que el compresor puede entregar a una presión específica.

La velocidad a la que un compresor puede suministrar un volumen de aire se expresa en pies cúbicos por minuto (cfm). Debido a que la presión atmosférica juega un papel en la rapidez con que el aire ingresa al cilindro, los cfm variarán con la presión atmosférica. También varía con la temperatura y la humedad del aire. Para establecer un campo de juego parejo, los fabricantes calculan pies cúbicos estándar por minuto (scfm) como cfm al nivel del mar con 68 grados F de aire al 36% de humedad relativa. Las clasificaciones de scfm se dan a una presión específica: 3.0 scfm a 90 psi, por ejemplo. Si reduce la presión, scfm aumenta y viceversa.

También puede encontrarse con una clasificación llamada cfm de desplazamiento. Esta cifra es el producto del desplazamiento del cilindro y las rpm del motor. En comparación con scfm, proporciona un índice de eficiencia de la bomba del compresor.

Las clasificaciones de cfm y psi son importantes porque indican las herramientas que puede manejar un compresor en particular. Al elegir un compresor, asegúrese de que pueda suministrar la cantidad de aire y la presión que necesitan sus herramientas.

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