Eugene, innokas itseoppinut DIY-rakentaja ja insinööri, on hankkinut lähes 40 vuoden kokemuksen sähkö- ja käsityökaluista, putkityöstä ja puutöistä.

Oppaana paineilmatyökalujen käyttämiseen tee-se-itse-töitä varten

Paineilmatyökalut, kuten nimestä voi päätellä, ovat työkaluja, jotka saavat virtansa paineilmasta, toisin kuin tavanomaiset sähkökäyttöiset työvälineet, jotka saavat virransa akusta tai 120/240 voltin sähköverkosta. Tässä artikkelissa kerrotaan perusasiat siitä, miten ne toimivat, mitä työkaluja on saatavilla ja miten niitä käytetään ilmakompressorin kanssa.
Jos tämä opas on mielestäsi hyödyllinen, jaa sitä sosiaalisessa mediassa sivupalkissa olevien painikkeiden avulla.

Paineilmajärjestelmissä käytettävän terminologian sanasto

• CFM eli Cubic Feet / Minute Paineilman määrä, jonka paineilmakompressori voi syöttää tai jota paineilmatyökalu tarvitsee

• Paine Ilma puristetaan tai “puristetaan” kompressorin sisällä murto-osaan alkuperäisestä tilavuudestaan. Ilma varastoidaan säiliöön. Ilman paine mitataan baareina, paunoina neliötuumaa kohti (PSI) tai kilopascaleina. 1 bar = 14,5 psi = 100 000 pascalia tai 100 kPa

• Pneumatiikka Tällä tarkoitetaan paineistetun tai paineistetun ilman käyttöä

• BSP-kierre Brittiläinen standardiputkikierre. Jopa maissa, joissa käytetään metrijärjestelmää, käytetään imperial-pohjaista BSP-standardia (paitsi Yhdysvalloissa)

• NPT-kierre Kansallinen putkikierre. Tuumapohjainen kierre, jota käytetään Yhdysvalloissa.

• Gage (englanniksi Gauge) Ilmatyökalujen yhteydessä tällä tarkoitetaan liittimen kokoa tai letkun sisähalkaisijaa

Mikä on ilmakompressori ja paineilma?

Kompressori on laite, joka puristaa ilmaa murto-osaan alkuperäisestä tilavuudestaan niin, että se vie noin 8-10 kertaa vähemmän tilaa. Kun ilman tilavuus pienenee, paine kasvaa samassa suhteessa. Eli jos tilavuus on 8 kertaa pienempi, paine on 8 kertaa suurempi. Tätä kuvaa Boylen laki:
“Vakiolämpötilassa ideaalikaasun paine on kääntäen verrannollinen tilavuuteen”

tai

PV = vakio

Miten paineilma toimii

Viimeisin työpajakompressoreista on mäntäkompressorityyppisiä eli niissä käytetään mäntä- ja sylinterijärjestelyä, jota sähkömoottori tai -moottori pyörittää ilmaa puristaakseen. Kun ilma on puristettu, se johdetaan varastosäiliöön, joka toimii säiliönä. Säiliö voi antaa tarpeen mukaan suuren pulssin paineilmaa, mahdollisesti suuremman määrän kuin pumppu voisi yksinään antaa.

Kannettava ilmakompressori naulapistoolia tai muita sähkötyökaluja varten

Mitkä työkalut saavat virtansa paineilmalla?

Periaatteessa samat työkalut kuin akku- tai verkkovirralla toimivat versiot….ja jotkut muut. Joitakin esimerkkejä:

• porakoneet
• hiomakoneet
• kulmahiomakoneet
• sahat
• naulapyssyt
• hakkuuvasarat
• suihkuvasarat. pistoolit
• Renkaiden puhalluslaitteet
• Lentosakseli
• Impaktiavain

Muut työkalut, joista ei yleisesti ole saatavilla sähköisiä versioita, ovat:

• Airapistooli
• Hiekkapuhalluspistooli
• Neulanpoistopistooli

Mitkä ovat paineilmatyökalujen edut?

• Neissä on suuri tehon ja painon suhde. Toisin sanoen paineilmatyökalu on kevyempi kuin saman teholuokan akku- tai verkkokäyttöinen työkalu. Ilmatyökaluissa on yksinkertaiset ilmamoottorit tai männät, jotka ovat kevyempiä kuin sähkömoottori. Tämä on tärkeää kokoonpanotyöntekijöille, jotka saattavat käyttää työkalua koko päivän, ja luonnollisesti kevyempi työkalu vähentää väsymystä
• Työkalut ovat yksinkertaisempia ja niissä on vähemmän työstettäviä osia kuin sähkötyökalussa, joten niissä on vähemmän vikoja
• Hengitystyökalua voidaan pysäyttää loputtomiin. Jos sähkötyökalun pysäyttää, vastakkainen EMF (Electro Motive Force) laskee nollaan ja moottorin läpi kulkeva virta kasvaa hyvin suureksi. Jos työkalun liipaisinta ei vapauteta välittömästi, moottori voi palaa nopeasti loppuun
• Toisin kuin sähkötyökaluissa, joissa on yleismoottori (se voi toimia vaihto- tai tasavirralla), joka tuottaa kipinöitä kommutaattorin kanssa kosketuksissa oleviin harjoihin, paineilmatyökalu on kipinätön. Tämä voi olla selvä etu vaarallisissa ympäristöissä, joissa voi olla kaasua tai syttyviä nesteitä
• Kosteissa ympäristöissä ei ole sähköiskun vaaraa
• Työkalut ovat melko ohuita verrattuna sähkötyökaluihin, joissa on tilaa vievä moottori. Joten niitä voidaan käyttää ahtaissa tiloissa (esim. autojen parissa työskentelyssä)

Onko paineilmatyökaluilla haittoja?

Kyllä on. Sovelluksesta tai ympäristöstä riippuen edut voivat kuitenkin olla haittoja suuremmat.

Joitakin haittoja:

• Työkalun virransyöttöön tarvitaan ilmaletku. Tämä on yleensä paksumpi, painavampi ja vähemmän joustava kuin sähkötyökalun virtajohto. Saatavilla on kuitenkin kelattuja ilmaletkuja, jotka voivat olla kätevämpiä esim. pienitehoisiin penkkityökaluihin
• Tarvitaan ilmakompressori, mikä lisää järjestelmän kustannuksia
• Työkaluun syötettävä ilma on suodatettava ja voideltava ennenaikaisen kulumisen estämiseksi. Jos työkalua käytetään harvoin, se voidaan voidella muutamalla öljypisaralla, joka tiputetaan imuaukkoon
• Hengitystyökalut voivat olla jonkin verran äänekkäitä, koska ilma poistuu työkalun poistoaukosta
• Työkalut ovat yleensä kalliimpia kuin sähkötyökalut

Kuten huomaatte, paineilmatyökalujen käyttämisellä on sekä etuja että haittoja, ja akkutyökalun, verkkovirralla toimivan työvälineen tai paineilma-avusteisen työvälineen käyttämisellä on aikansa, ja sille on oma aikansa. Kyseessä ei ole “joko tai”.

Mitä tarvitaan työpajan paineilmajärjestelmän rakentamiseen?

1. Ilmakompressori. Tämä puristaa ilman ja varastoi sen säiliöön. Saatavilla on erilaisia tyyppejä / kokoja / kapasiteetteja. Tärkeät asiat, jotka on otettava huomioon ostettaessa, ovat kompressorin hevosvoima (HP), toimitusnopeus kuutiojaloina minuutissa (cufm) tai litroina minuutissa, säiliön kapasiteetti gallonoina tai litroina ja se, onko kompressori sähkö- vai kaasukäyttöinen. Kompressorin syöttönopeuden on vastattava työkalun virtaustarvetta. Jos se ei sovi yhteen, joudut odottamaan silloin tällöin, että säiliö täyttyy ja paine muodostuu, ennen kuin voit käyttää työkalua uudelleen. Työkaluille, joiden käyttöaste on alhainen (käytetään vain muutaman sekunnin ajan, ja niiden välillä on pitkiä taukoja), esim. naulaimille, tämä ei ole ongelma. Jos kuitenkin käytät puhallinta, kulmahiomakonetta jne. säiliö voi tyhjentyä nopeasti.
2. Suodatin / säädin / voiteluaine. Suodatin poistaa ilmasta pölyn ja veden. Pöly voi huuhtoa ja vahingoittaa työkalujen työskentelyosia ja lopulta tukkia kaiken, mutta mikä tärkeämpää, se aiheuttaa kulumista ja huonosti tiivistyviä pintoja. Kun ilmaa puristetaan, siitä tiivistyy vettä (määrä riippuu ympäristön kosteudesta). Tämä vesi voi aiheuttaa korroosiota työkalujen sisällä, jos suodatin ei poista sitä.
   Säädin on kuin hana, joka säätelee ilman painetta, jolloin sitä voidaan kääntää ylös- ja alaspäin työkalun enimmäisvaatimusten ja myös sovelluksen mukaan. Laadukkaan säätimen pitäisi pitää paine vakiona työkalun ilmantarpeesta riippumatta.
   Voitelija luo ilmavirtaan pienistä öljypisaroista koostuvan sumun, joka voitelee työkalun sisällä kosketuksissa olevat liikkuvat pinnat. Ruiskumaalauksessa voitelu ei tietenkään ole tarpeen ja se pilaisi viimeistelyn. Harvoin, lyhyessä ja satunnaisessa käytössä voitelija ei ole välttämätön, ja työkalu voidaan voidella muutamalla imuaukkoon tiputetulla öljypisaralla.
   Säädin, suodatin ja voitelija voidaan ostaa yhtenä yksikkönä, tai moduulit voidaan liittää yksitellen toisiinsa erilaisina yhdistelminä. Joskus säädin/suodatin voidaan toimittaa ilmakompressorin mukana ja kiinnittää siihen.
   Voit luopua kaikista näistä laitteista ja käyttää vain ilmaa suoraan kompressorista. Vesi ja pöly kuitenkin lyhentävät työkalujen käyttöikää, jos käytät niitä säännöllisesti. Työkaluilla on myös maksimipaine, joka voi olla pienempi kuin kompressorin tyypillinen 8 barin / 120 PSI:n lähtöpaine. Ylipaine voi vaurioittaa työkalua tai, mikä vielä pahempaa, rikkoa sen. Säädin pudottaa paineen turvalliseen arvoon.
3. Ilmaletku. Yksi letku tarvitaan kompressorin ja suodattimen/säätimen/voitelulaitteen yhdistämiseen. Tämän jälkeen tarvitaan työletku, jolla se liitetään työkaluun. Saatavilla on erilaisia vaihtoehtoja. Voit ostaa kelattua letkua (kuten puhelimen luurin kelattu johto) tai kelatonta letkua. Letkut on yleensä valmistettu kumista tai muovista. Muovi on melko jäykkää ja voi murtua ajan myötä. Kumi on joustavampaa. Ilmaletkujen sisähalkaisijat vaihtelevat. Tästä tulee ongelma, jos käytät työkalua, joka käyttää paljon ilmaa. Letku, jonka sisähalkaisija on pieni, aiheuttaa painehäviön ja työkalun käytettävissä oleva teho vähenee. Myös hyvin pitkällä letkulla on sama vaikutus, eli paine laskee. Tämä on verrattavissa siihen, että sähköjohdon jatkojohto pudottaa jännitettä, jos sen mitoitus on riittämätön tai jos se on liian pitkä, kun se syöttää virtaa suuritehoiselle työkalulle, joka vaatii suurta virtaa
4. Ilmatyökalu. Työkalulla on kuutiometriä/minuutti (CFM) -luokitus. Ilmakompressorin tulisi olla kaapeli, joka toimittaa tämän virtausnopeuden

Suodatin, säädin, voiteluyksikkö (FRL)

Tyypillisiä paineilmatyökaluja

Erilaisia paineilmatyökalutyyppejä

Air Ilmasakset

Puristettu paineilmanaulapistooli

Renkaiden ilmatäyttölaite

Airapuhalluspistooli

ilmatyökaluissa on yleensä pikalukitusliitin

Ilmaliitoksen tiivistäminen – BSP- ja NPT-kierteet

Kansainvälisesti ilmaliitokset noudattavat BSP-standardia (British Standard Pipe). Yhdysvalloissa käytetään NPT-standardia (National Pipe Thread). Molemmat standardit perustuvat pikemminkin tuuman mittauksiin kuin metriin. NPT- ja BSP-kierteet eroavat toisistaan profiilin, tietyn kokoisen kierteen halkaisijan ja nousun suhteen. Ne ovat siis yhteensopimattomia. Molempien tyyppisten kierteiden yhdistäminen voi olla mahdollista, mutta ne eivät välttämättä tiivisty kovin hyvin, mutta adaptereita on kuitenkin saatavilla. Putkikierteen koko ei viittaa kierteiden ulkohalkaisijaan, vaan alun perin sen teräsputken sisähalkaisijaan, johon kierre oli tarkoitettu. Pienitehoisissa työkaluissa on yleensä 1/4 tuuman BSP- tai NPT-liitäntä, johon voidaan ruuvata pikasovitin. Suuritehoisissa työkaluissa, kuten iskuvääntimissä, joita käytetään pulttien irrottamiseen kuorma-auton pyöristä, on yleensä suuremmat 3/8 tai 1/2 tuuman portit. Liittimissä voi olla kartiokierteet, jotka kiilautuvat kiristettäessä ja muodostavat hyvän tiivisteen. Ilmaliittimet voidaan tiivistää teflon-teipillä (PTFE). Teippiä on kierrettävä myötäpäivään liittimen sisääntulokohdasta katsottuna. Levitä muutama kerros tiiviin tiivisteen muodostamiseksi.

Linkit BSP- ja NPT-standardeihin Wikipediassa:

NPT-kierteet

BSP-kierteet

Sovittimen lisääminen työkaluun

Tämä työkalu toimitettiin 1/4 tuuman BSP-urosliittimellä / -nipalla, joka oli liimattu paikalleen. Olisin voinut käyttää sitä letkun kanssa, jonka päässä on naarasruuviliitin, mutta halusin kuitenkin, että se on pikakiinnitteinen, jotta voisin helposti irrottaa sen letkusta sen sijaan, että se olisi ruuvattu pysyvästi kiinni.

Vaihtoehtoiset liittimet

Olisin voinut korvata työkalun nännin näillä sovittimilla

Miten liitin sovitetaan letkuun

Pistokkeellisen pikasovittimen sovittaminen letkuun. Tämä liitin kytketään ilmakompressorin ulostuloliitäntään (tai toisen letkun päässä olevaan liitäntään, jos haluat lisää kantamaa)