Narzędzia pneumatyczne są powszechnie używane w warsztatach samochodowych i zakładach produkcyjnych. Większość kierowców potrafi rozpoznać, że w okolicy znajduje się warsztat, rozpoznając charakterystyczny dźwięk pneumatycznego klucza udarowego. Jednak asortyment pneumatycznych narzędzi warsztatowych jest bardzo szeroki. Wśród tych narzędzi można wymienić m.in.: szlifierki (w tym szlifierki kątowe), polerki, piły szablaste, młotki igłowe, podnośniki, wiertarki, wkrętaki, grzechotki czy pistolety natryskowe.
Narzędzia pneumatyczne cieszą się uznaniem mechaników z kilku powodów. Do ważniejszych należą: stosunkowo mała masa (mniejsza niż w przypadku elektronarzędzi, a tym bardziej narzędzi z zasilaniem akumulatorowym), niewielkie wymiary (napęd pneumatyczny ma prostą konstrukcję i można go zminiaturyzować), niewielka awaryjność i możliwość serwisowania we własnym warsztacie, wykorzystanie instalacji sprężonego powietrza, która i tak w większości warsztatów istnieje. To samo powietrze po przygotowaniu jest wykorzystywane do pompowania opon, zasilania pistoletów lakierniczych, przedmuchiwania itp.
Narzędzia pneumatyczne mają wiele zalet, ale oczywiście nie są wolne od wad. Najpoważniejszą jest stosunkowo duży koszt rozpoczęcia pracy z pneumatyką. Pojedynczy kompresor na początek wystarcza, ale po pewnym czasie okazuje się, że jego wydajność została źle określona i po kilku minutach pracy brakuje powietrza. Dlatego od samego początku warto korzystać z porad specjalistów od pneumatyki warsztatowej. Trzeba mieć na uwadze, że najtańsze rozwiązania nie zawsze będą wystarczające.
Optymalne wydaje się założenie kompletnej, stacjonarnej instalacji pneumatycznej ze stacją przygotowania powietrza (filtrem i naolejaczem) i podłączenie do niej kompresora ze zbiornikiem o takich parametrach, które wystarczą (z 20-procentową rezerwą) do zasilania tych urządzeń, których chcemy używać najczęściej. Najwięcej powietrza zużywają pistolety lakiernicze, pistolety do piaskowania, podnośniki pneumatyczne stosowane przy wymianie kół (jeśli pracują z dużą częstotliwością, jak podczas sezonowej wymiany opon). W następnej kolejności należy wymienić pompowanie opon, przedmuchiwanie, a także zasilanie szlifierek i polerek.
Trudno określić, w którym momencie opłacalne staje się przestawienie pracy w nowym warsztacie, w którym nie ma instalacji pneumatycznej, z elektronarzędzi na narzędzia pneumatyczne. Jeśli ruch jest umiarkowany, a jedynym narzędziem zasilanym sprężonym powietrzem miałby być klucz udarowy, prawdopodobnie najlepszym pomysłem na początek jest elektryczny, akumulatorowy klucz udarowy. Inaczej sytuacja wygląda tam, gdzie instalacja sprężonego powietrza już istnieje albo jest wykorzystywana do prac blacharskich i lakierniczych. W takich przypadkach narzędzia pneumatyczne można rozważyć jako sprzęt pierwszego wyboru.
Przygotowanie powietrza i zasilanie
Narzędzia pneumatyczne są wytrzymałe, gdyż projektuje się je z myślą o ciągłej pracy w trudnych warunkach. Mają one jednak określone wymagania. Podstawowym warunkiem ich niezawodnej pracy jest staranne przygotowanie powietrza zasilającego narzędzia.
Przygotowanie obejmuje elementy takie jak:
- Zapewnienie ciśnienia roboczego mieszczącego się w zakresie wymaganym przez producenta.
- Zapewnienie ciągłości dostarczania powietrza do wszystkich narzędzi (wydajność instalacji wyrażona w litrach na minutę nie zależy od ciśnienia pracy kompresora, a w każdym razie nie jest to prosta zależność).
- Oczyszczenie powietrza zasilającego narzędzia z drobin, które mogą uszkodzić ruchome powierzchnie (mikroopiłki powstające w sprężarce, kurz, drobiny piasku itp.).
- Osuszenie powietrza (para wodna zawsze jest obecna w powietrzu zasysanym przez kompresor, a jej zawartość zmienia się wraz ze zmianą wilgotności powietrza atmosferycznego). Woda kondensująca na ściankach narzędzi przyspiesza korozję i utrudnia rozprowadzanie oleju po powierzchni współpracujących części.
- Naolejenie powietrza przed podaniem go do narzędzia (wysoka jakość oleju, utrzymywanie właściwego poziomu oleju w naolejaczu).
Dbałość o instalację sprężonego powietrza jest bardzo ważna również dlatego, że wycieki powietrza skutkują częstszym włączaniem kompresora. Zwiększone zużycie energii elektrycznej podnosi koszt prowadzenia warsztatu. Minimalny zakres codziennej porannej kontroli instalacji powinien obejmować sprawdzenie poziomu oleju w olejaczu oraz stanu osuszacza. W zależności od konstrukcji osuszacza, czynności, które należy wykonać, może być dłuższa.
Przy okazji warto wyrobić sobie nawyk kontrolowania szczelności instalacji. Po zakończonej pracy dobrze jest zanotować ciśnienie w zbiorniku sprężonego powietrza i wyłączyć zasilanie kompresora. Jeśli następnego dnia rano w instalacji brakuje powietrza lub spadek ciśnienia jest znaczny, to trzeba jak najszybciej odnaleźć i usunąć przyczynę wycieku.
Efektywność energetyczna
Jeśli przyjrzymy się przemianom energii w narzędziach elektrycznych i pneumatycznych, zauważymy znaczne różnice. W elektronarzędziach energia elektryczna pobierana ze źródła zasilania jest zamieniana na energię mechaniczną. Straty objawiają się przede wszystkim w zamianie energii na ciepło, które jest odprowadzane do atmosfery. Za straty odpowiadają czynniki mechaniczne (tarcie) oraz elektryczne (opór elektryczny).
W narzędziach pneumatycznych pojawia się dodatkowa przemiana energii. Najpierw energia elektryczna jest zamieniana na pracę w silniku sprężarki. Efektem ubocznym tego zjawiska jest ciepło odprowadzane do otoczenia (przyczyny strat są podobne jak w przypadku elektronarzędzi) oraz ciepło powodujące wzrost temperatury powietrza w zbiorniku ciśnieniowym. To ciepło z czasem także trafia do otoczenia i jest bezpowrotnie tracone. Następnie powietrze jest przepuszczane przez filtr oraz naolejacz i doprowadzane do punktów zasilania, do których podłączane są narzędzia. Na tym etapie mogą występować straty spowodowane nieszczelnościami (wyciek powietrza, a w rezultacie spadek ciśnienia, który musi być skompensowany częstszym włączaniem kompresora). Trzeci etap powodujący powstawanie strat to zamiana energii sprężonego powietrza na pracę narzędzia. Im szczelniejsza jest konstrukcja turbiny napędzającej narzędzie, tym mniejsze straty.
W warsztatach, w których przywiązuje się dużą wagę do oszczędności, powinny być wykonywane regularne przeglądy, obejmujące każdą część instalacji.
Jak wybierać narzędzia pneumatyczne
Wybierając narzędzia pneumatyczne, warto zwrócić uwagę na kilka ważnych elementów.
- Sposób odprowadzenia powietrza z napędu
Powietrze wstępnie rozprężone w narzędziu wciąż porusza się ze stosunkowo dużą prędkością. Jeśli wylot znajduje się z boku narzędzia, to strumień powietrza może unosić zanieczyszczenia, drobiny kurzu czy opiłki. Jest to niebezpieczne dla osoby używającej narzędzia. Lepiej, jeśli powietrze jest odprowadzane wzdłuż rękojeści – w kierunku przewodu zasilającego. - Hałas wytwarzany podczas pracy
Producenci podają natężenie hałasu w decybelach (dB). Im mniejsza jest ta wartość, tym lepiej, gdyż ciągła, wielogodzinna praca w hałasie jest bardzo męcząca i stresująca. - Ciężar narzędzia
Wykorzystanie lekkich stopów może znacznie zmniejszyć ciężar narzędzia. Nie zawsze lżejszy znaczy lepszy. Wybierając klucz udarowy o dużym momencie obrotowym, pamiętajmy, że im mniejsza będzie jego masa i bezwładność, tym bardziej moment skręcający będzie oddziaływał na mechanika. Z drugiej strony długotrwała praca ciężką polerką może solidnie zmęczyć i utrudnić precyzyjną pracę. - Rozmiary
Jeśli to możliwe, warto mieć w warsztacie kilka narzędzi różnej wielkości. „Pełnowymiarowe”, dobrze wyważone klucze udarowe doskonale nadają się do pracy przy kołach, ale od czasu do czasu trzeba odkręcić oporną śrubę w przedziale silnika lub w podwoziu. Wtedy może się przydać klucz o wyjątkowo smukłym, wąskim kształcie. - Skuteczność tłumienia drgań powstających podczas pracy
Skuteczność tłumienia drgań zależy przede wszystkim od rękojeści. Nowoczesne narzędzia wysokiej jakości mają rękojeści wymienne, wykonywane z materiałów plastycznych o kilku warstwach, i potrafią doskonale chronić dłonie przed drganiami o różnej częstotliwości i znacznej amplitudzie. Oczywiście warto zwrócić uwagę na konstrukcję elementów ruchomych urządzenia i wybrać takie narzędzie, które wytwarza możliwie najmniej uciążliwe drgania. - Możliwość regulacji obrotów, momentu obrotowego, częstotliwości uderzeń
W idealnym przypadku regulator jest zintegrowany z urządzeniem i nie zmniejsza wygody pracy. Ograniczanie obrotów lub uderzeń przez redukcję ciśnienia na wejściu nie zawsze jest dobrym rozwiązaniem, szczególnie jeśli wymaga instalacji ciężkiego, nieporęcznego reduktora ciśnienia w pobliżu narzędzia. - Możliwość serwisowania we własnym zakresie i dostępność części zamiennych
Niektórzy producenci mają w ofercie zestawy serwisowe dla swoich narzędzi pneumatycznych. Można w nich znaleźć wszystko, co ulega zużyciu lub uszkodzeniu: od uszczelek po elementy ruchome. To bardzo dobre rozwiązanie, ponieważ w większości przypadków mechanik samochodowy potrafi własnoręcznie naprawiać swoje narzędzia pneumatyczne. - Zapotrzebowanie na powietrze
Zapotrzebowanie na powietrze, wyrażane w litrach na minutę, to kolejny ważny parametr. Oszczędne narzędzia łatwiej jest zasilać z niewielkiego kompresora w małym warsztacie. W dużych firmach, w których praca wykonywana jest na wielu stanowiskach jednocześnie, narzędzia o małym zapotrzebowaniu na sprężone powietrze mają duży wpływ na zużycie energii przez kompresory. - Zakres roboczy ciśnienia zasilania
Narzędzia zawsze reagują na wahania ciśnienia powietrza w sieci zasilającej. Odpowiedzią jest zmiana prędkości obrotowej narzędzia, częstotliwości drgań itp. W zakresie ciśnień określonym przez producenta narzędzie powinno zachować wszystkie parametry pracy gwarantowane w karcie katalogowej. - Deklarowany czas pracy pomiędzy przeglądami i remontami
W przypadku tego parametru sprawa jest prosta: im dłuższy deklarowany przez producenta czas pracy pomiędzy przeglądami i remontami, tym lepiej.
Konkurencja i perspektywy
Z narzędziami pneumatycznymi konkurują narzędzia elektryczne zasilane z akumulatorów. Są one cięższe, nieco większe i niekiedy droższe, ale zapewniają większą swobodę użytkowania i nie wymagają specjalnej instalacji pneumatycznej. Wygrywają tam, gdzie jedynym potrzebnym narzędziem pneumatycznym jest np. klucz udarowy, a jego rozmiary nie mają krytycznego znaczenia. Idealnym środowiskiem pracy dla tych narzędzi może być np. serwis mobilny. Eliminujemy wówczas konieczność przewożenia większego kompresora, zasilania go z sieci elektrycznej albo przetwornicy podłączonej do instalacji elektrycznej pojazdu.
W miarę rozwoju technologii napędów elektrycznych i akumulatorów grono użytkowników narzędzi elektrycznych z pewnością będzie coraz szersze, ale w średnich i dużych warsztatach, w których już istnieje wydajna, nowoczesna instalacja zasilania sprężonym powietrzem, narzędzia pneumatyczne jeszcze długo będą najlepszym rozwiązaniem.
Piotr Kołaczek