تستهلك الأسطوانة الهوائية في كل شوط حجم حجرتها مملوءًا بضغط العمل. لذلك يُحسب استهلاكها من ثلاثة أرقام: الحجم المكنوس، وعدد الدورات في الدقيقة، والضغط المطلق. أسطوانة قطرها 50 mm وشوطها 300 mm، عند 6 bar و8 دورات في الدقيقة، تستهلك نحو 60 l/min من الهواء المسحوب.
بهذا الحساب يُحدَّد حجم ضاغط خط آلي، مثلًا في المناشر وصناعة الخشب، حيث تعمل عشرات الأسطوانات والملاقط طوال اليوم.
المعادلة خطوة بخطوة
الخطوة 1، مساحة المكبس. المساحة (cm²) = π × (القطر بالسنتيمتر)² ÷ 4. في الأسطوانة مزدوجة الفعل يتم شوط الرجوع من جهة الذراع، فنطرح مساحة الذراع.
الخطوة 2، الحجم في كل دورة. الحجم (cm³) = المساحة × الشوط (cm). أحادية الفعل: شوط الذهاب فقط. مزدوجة الفعل: الذهاب مع الرجوع (جهة الذراع).
الخطوة 3، الهواء المسحوب في كل دورة. يجب أن يوفّر الضاغط هذا الحجم مملوءًا بضغط العمل. نضرب الحجم باللتر في الضغط المطلق، أي ضغط المانومتر زائد 1 bar.
الخطوة 4، الاستهلاك في الدقيقة. نضرب في عدد الدورات في الدقيقة.
ثلاثة أمثلة بالأرقام
كل الأمثلة عند 6 bar على المانومتر، أي 7 bar مطلقة، وبأسطوانات مزدوجة الفعل.
أسطوانة تموضع، 50 mm، ذراع 20 mm، شوط 300 mm، 8 دورات في الدقيقة.
- مساحة المكبس: 19.6 cm². مساحة الذراع: 3.1 cm².
- الذهاب: 19.6 × 30 = 589 cm³. الرجوع: (19.6 - 3.1) × 30 = 495 cm³. المجموع: 1.08 لتر لكل دورة.
- الهواء المسحوب: 1.08 × 7 = 7.6 لتر لكل دورة.
- الاستهلاك: 7.6 × 8 = نحو 61 l/min.
ملقط تثبيت، 32 mm، ذراع 12 mm، شوط 50 mm، 20 دورة في الدقيقة. الحجم لكل دورة: 0.075 لتر. الهواء المسحوب: 0.52 لتر لكل دورة. الاستهلاك: نحو 10 l/min. يتحرك الملقط كثيرًا، لكن صغر حجمه يجعل استهلاكه قليلًا.
أسطوانة قلب، 100 mm، ذراع 25 mm، شوط 500 mm، 4 دورات في الدقيقة. الحجم لكل دورة: 7.6 لتر. الهواء المسحوب: 53 لترًا لكل دورة. الاستهلاك: نحو 213 l/min. القطر يدخل الحساب مربّعًا: مضاعفة القطر تضاعف الاستهلاك أربع مرات.
في الأسطوانة أحادية الفعل احسب شوط الذهاب فقط. فتنتقل أسطوانة 50 mm السابقة من 61 إلى 33 l/min.
من أسطوانة واحدة إلى الخط كله
نجمع أسطوانات الخط ثم نضيف هامشًا. مثال على خط فرز وتكديس ألواح، على سبيل الاسترشاد:
| العنصر | العدد | الاستهلاك للواحدة | المجموع |
|---|---|---|---|
| أسطوانة قلب 100 mm | 2 | 213 l/min | 426 l/min |
| أسطوانة تموضع 50 mm | 4 | 61 l/min | 244 l/min |
| ملقط تثبيت 32 mm | 6 | 10 l/min | 60 l/min |
| المجموع | 730 l/min |
مع هامش 25 % يلزم نحو 915 l/min عند ضغط العمل. الحساب بالدورات يعطي متوسطًا، والهامش وخزان الهواء يمتصان الذروات حين تتحرك عدة أسطوانات كبيرة في وقت واحد.
أي ضاغط لهذا الخط؟
- خط مثل المثال: S 75. 1.1 m³/min عند 8 bar، أي 1100 l/min، مع احتياطي لبضع أسطوانات إضافية.
- خطان، أو خط مع نقاط نفخ: S 110. 1.7 m³/min عند 8 bar.
- موقع يعمل بالورديات مع عدة آلات: S 150. 2.2 m³/min عند 8 bar.
تعمل الأسطوانات على موجات: يتسارع الخط ثم يتباطأ ثم يتوقف. والسلسلة S ذات السرعة المتغيرة تتبع هذا الطلب بدل الدوران بلا حمل. يحوّل محوّل التدفق والضغط من m³/min إلى l/min إذا كانت بطاقة آلتك تستخدم وحدة أخرى.
أخطاء شائعة في الحساب
- الخراطيم تُحسب أيضًا. يفرغ الخرطوم بين الصمام والأسطوانة في كل شوط. في المسافات الطويلة أضف حجمه إلى حجم الأسطوانة.
- ضغط مضبوط أعلى من اللازم. أسطوانة 100 mm نفسها تستهلك 213 l/min عند 6 bar ونحو 183 l/min عند 5 bar. اضبط كل منظم على الضغط الذي تحتاجه الأسطوانة فعلًا. يشرح مقالنا عن حساب ضغط الضاغط الطريقة.
- التسربات. حلقة ذراع متآكلة أو صمام يسرّب يستهلكان الهواء حتى والخط متوقف. استمع إلى الخط مساءً وهو تحت الضغط: انظر كشف التسربات وإصلاحها.
- الماء. الهواء الرطب يصدئ أذرع المكابس ويلصق نشارة الخشب داخل الصمامات. ركّب مجففًا بعد الضاغط.
كثيرًا ما يذكر صانعو الخطوط استهلاك آلاتهم من الهواء: اطلبه وقارنه بحسابك. ثم أدخل معداتك في أداة التهيئة، أو أرسل إلينا قائمة أسطواناتك مع طلب عرض سعر.
حسب مهنتك: ضاغط هواء للمناشر وصناعة الخشب.