Eugene, un appassionato autodidatta e ingegnere, ha acquisito quasi 40 anni di esperienza con utensili elettrici/manuali, idraulica e lavori in legno.

Una guida all’uso degli utensili ad aria per il fai da te

Gli utensili ad aria, come suggerisce il nome, sono utensili alimentati da aria compressa, a differenza degli utensili elettrici tradizionali che sono alimentati da una batteria o da una rete di 120/240 volt. Questo articolo delinea le basi di come funzionano, quali strumenti sono disponibili e come usarli con un compressore d’aria.
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Glossario della terminologia usata nei sistemi ad aria compressa

• CFM o Piedi Cubi / Minuto La quantità di aria compressa che un compressore d’aria può fornire o che uno strumento ad aria richiede

• Pressione L’aria è compressa o “schiacciata” dentro un compressore in una frazione del suo volume originale. L’aria è immagazzinata in un serbatoio. La pressione dell’aria è misurata in bar, libbre per pollice quadrato (PSI) o kilopascal. 1 bar = 14.5 psi = 100,000 pascal o 100 kPa

• Pneumatica Si riferisce all’uso di aria compressa o pressurizzata

• Filettatura BSP Filettatura British Standard per tubi. Anche nei paesi che usano il sistema metrico, viene usato lo standard BSP basato sul sistema imperiale (eccetto negli Stati Uniti)

• Filettatura NPT National Pipe Thread. Una filettatura in pollici usata negli Stati Uniti

• Gage (Gauge in UK) Nel contesto degli strumenti ad aria, si riferisce alla dimensione di un raccordo o al diametro interno di un tubo flessibile

Cos’è un compressore d’aria e l’aria compressa?

Un compressore d’aria è un dispositivo che comprime l’aria in una frazione del suo volume originale, in modo da occupare circa 8-10 volte meno spazio. Quando l’aria si riduce di volume, la pressione aumenta proporzionalmente. Quindi, se il volume è 8 volte più piccolo, la pressione è 8 volte più alta. Questo è descritto dalla legge di Boyle:
“A temperatura costante, la pressione di un gas ideale è inversamente proporzionale al volume”

o

PV = costante

Come funziona l’aria compressa

La maggior parte dei compressori da officina sono di tipo alternativo, quindi usano un pistone e un cilindro, azionati da un motore elettrico o un motore per comprimere l’aria. Quando l’aria viene compressa, viene alimentata in un serbatoio che funge da riserva. Il serbatoio può fornire un grande impulso di aria compressa quando necessario, potenzialmente maggiore di quanto la pompa potrebbe fornire da sola.

Compressore d’aria portatile per pistole per chiodi o altri attrezzi elettrici

Quali strumenti sono alimentati ad aria?

Fondamentalmente gli stessi strumenti che sono disponibili nelle versioni alimentate a batteria o rete …. e alcuni altri. Alcuni esempi:

• Trapani
• Levigatrici
• Smerigliatrici angolari
• Seghe
• Pistole per chiodi
• Martelli per incidere
• Pistole a spruzzo pistole
• Gonfiatori per pneumatici
• Cricchetto ad aria
• Chiave a percussione

Altri strumenti che non sono comunemente disponibili in versione elettrica sono:

• Pistola ad aria compressa
• Pistola per sabbiatura
• Scaler ad aghi

Quali sono i vantaggi degli utensili pneumatici?

• Hanno un alto rapporto potenza/peso. In altre parole, un utensile ad aria sarà più leggero di un utensile a batteria o a rete della stessa potenza. Gli utensili ad aria hanno semplici motori ad aria o pistoni che sono più leggeri di un motore elettrico. Questo è importante per gli addetti all’assemblaggio che possono usare un utensile tutto il giorno, e ovviamente un utensile più leggero diminuirà la fatica
• Sono più semplici e hanno meno parti funzionanti di un utensile elettrico, quindi c’è meno da sbagliare
• Un utensile ad aria può essere messo in stallo indefinitamente. Se si blocca un utensile elettrico, il back EMF (Electro Motive Force) scende a zero e la corrente che scorre nel motore diventa molto grande. Se il grilletto dell’utensile non viene rilasciato immediatamente, il motore può bruciarsi rapidamente
• A differenza degli utensili elettrici che hanno un motore universale (può funzionare a corrente alternata o continua) che produce scintille sulle spazzole in contatto con il commutatore, un utensile ad aria non fa scintille. Questo può essere un netto vantaggio in ambienti pericolosi dove ci possono essere gas o liquidi infiammabili
• Non c’è rischio di elettrocuzione in ambienti umidi
• Gli utensili sono abbastanza sottili rispetto agli utensili elettrici con motori ingombranti. Quindi possono essere utilizzati in luoghi angusti (ad esempio lavorando sulle auto)

Gli utensili ad aria hanno qualche svantaggio?

Sì. Tuttavia, a seconda dell’applicazione o dell’ambiente, i vantaggi possono superare gli svantaggi.

Alcuni svantaggi:

• È necessario un tubo dell’aria per fornire aria all’utensile. Questo è di solito più spesso, più pesante e meno flessibile del cavo di alimentazione di un utensile elettrico. Tuttavia sono disponibili tubi dell’aria a spirale che possono essere più convenienti, ad esempio per gli utensili da banco a bassa potenza
• È necessario un compressore d’aria, che aumenta il costo del sistema
• L’aria alimentata ad un utensile deve essere filtrata e lubrificata per prevenire l’usura prematura. Se un utensile è usato di rado, può essere lubrificato con alcune gocce d’olio lasciate cadere nella porta di aspirazione
• Gli utensili ad aria possono essere un po’ rumorosi perché l’aria esce dalla porta di scarico dell’utensile
• Sono di solito più costosi delle loro controparti elettriche

Così, come puoi vedere, ci sono vantaggi e svantaggi nell’uso di utensili ad aria e c’è un tempo e un luogo per usare sia un utensile a batteria senza filo, un utensile alimentato dalla rete o un utensile ad aria. Non è un caso di “uno o l’altro”.

Cosa è necessario per costruire un sistema ad aria in un’officina?

1. Un compressore d’aria. Questo comprime l’aria e la immagazzina in un serbatoio. Sono disponibili vari tipi / dimensioni / capacità. Le cose importanti da considerare quando si acquista sono la potenza del compressore (HP), la portata in piedi cubi al minuto (cufm) o litri al minuto, la capacità del serbatoio in galloni o litri e se il compressore è elettrico o a gas. La portata del compressore dovrebbe corrispondere alla domanda di portata dell’attrezzo. Se non lo fa, dovrai aspettare ogni tanto che il serbatoio si riempia e la pressione aumenti prima di usare di nuovo l’attrezzo. Per gli strumenti con un ciclo di lavoro basso (usati solo per pochi secondi con lunghe pause in mezzo), per esempio le chiodatrici, questo non è un problema. Tuttavia, se stai usando un soffiatore, una smerigliatrice angolare ecc, il serbatoio può scaricarsi rapidamente.
2. Un filtro / regolatore / lubrificatore. Un filtro rimuove la polvere e l’acqua dall’aria. La polvere può sporcare e danneggiare le parti di lavoro degli utensili, finendo per intasare tutto, ma soprattutto causerà l’usura e la cattiva tenuta delle superfici. Quando l’aria è compressa, l’acqua si condensa (la quantità dipende dall’umidità ambientale). Quest’acqua può causare corrosione all’interno degli utensili se non viene rimossa dal filtro.
   Un regolatore è come un rubinetto, che controlla la pressione dell’aria, permettendo di alzarla e abbassarla, a seconda dei requisiti massimi dell’utensile e anche dell’applicazione. Un regolatore di buona qualità dovrebbe mantenere la pressione costante, indipendentemente dalla richiesta d’aria dell’utensile.
   Un lubrificatore crea una nebbia di minuscole goccioline d’olio nel flusso d’aria, che lubrificano le superfici in movimento a contatto all’interno dell’utensile. Nella verniciatura a spruzzo, ovviamente la lubrificazione non è necessaria e rovinerebbe la finitura. Per un uso infrequente, breve e occasionale, un lubrificatore non è necessario e un attrezzo può essere lubrificato con poche gocce d’olio lasciate cadere nella porta di aspirazione.
   Un regolatore, un filtro e un lubrificatore possono essere acquistati come una singola unità, o i moduli possono essere collegati individualmente insieme in varie combinazioni. A volte il regolatore/filtro può essere fornito e attaccato al compressore d’aria.
   Si può fare a meno di tutta questa roba e usare solo aria direttamente dal compressore. Tuttavia, l’acqua e la polvere accorceranno la vita dei tuoi attrezzi se li usi regolarmente. Gli utensili hanno anche una pressione massima che può essere inferiore alla tipica pressione di uscita di 8 bar / 120 PSI di un compressore. La sovrapressione potrebbe causare danni a un attrezzo, o peggio ancora, la rottura. Un regolatore farà scendere la pressione a un valore sicuro.
3. Un tubo dell’aria. Un tubo è necessario per collegare il compressore al filtro/regolatore/lubrificatore. Hai poi bisogno di un tubo di lavoro da collegare al tuo attrezzo. Sono disponibili varie opzioni. Puoi comprare un tubo a spirale (come il cavo a spirale di una cornetta del telefono) o un tubo non a spirale. I tubi sono di solito fatti di gomma o di plastica. La plastica è abbastanza rigida e può rompersi nel tempo. La gomma è più flessibile. I tubi dell’aria hanno vari diametri interni. Questo diventa un problema se stai usando un attrezzo che usa molta aria. Un tubo con un piccolo diametro interno causerà una caduta di pressione e meno potenza sarà disponibile per l’utensile. Un tubo molto lungo avrà anche lo stesso effetto, abbassando la pressione. Questo è analogo a una prolunga elettrica che perde tensione se è di calibro inadeguato o troppo lunga quando alimenta un utensile ad alta potenza che richiede alta corrente
4. Air Tool. L’utensile avrà una valutazione di piedi cubi/minuto (CFM). Il compressore d’aria dovrebbe essere in grado di fornire questa portata

Unità filtro regolatore lubrificatore (FRL)

Tipo di utensili pneumatici

Vari tipi di utensili pneumatici

Aria Cesoie

Pistola per chiodi ad aria compressa

Puntatore ad aria

Gonfiatore ad aria per pneumatici

Pistola ad aria compressa

Gli strumenti ad aria di solito hanno un connettore a sgancio rapido

Sigillare un raccordo per aria – Filettature BSP e NPT

Internazionalmente, i raccordi per aria seguono lo standard BSP (British Standard Pipe). Negli Stati Uniti, viene usato lo standard NPT (National Pipe Thread). Entrambi gli standard sono basati su misure in pollici piuttosto che metriche. Le filettature NPT e BSP differiscono nel profilo, nel diametro per una specifica dimensione del filetto e nel passo. Quindi sono incompatibili. Può essere possibile accoppiare le filettature di entrambi i tipi ma potrebbero non sigillare molto bene, tuttavia sono disponibili adattatori. Una dimensione della filettatura non si riferisce al diametro esterno della filettatura, ma originariamente si riferiva al diametro interno di un tubo d’acciaio per il quale la filettatura era destinata. Gli utensili a bassa potenza hanno generalmente una porta femmina BSP o NPT da 1/4 di pollice in cui può essere avvitato un adattatore a sgancio rapido. Gli strumenti ad alta potenza, come gli avvitatori a impulsi usati per rimuovere i bulloni dalle ruote dei camion, di solito hanno porte più grandi da 3/8 o 1/2 pollici. I raccordi possono avere filetti conici che si incastrano quando si stringono, formando una buona tenuta. I raccordi dell’aria possono essere sigillati usando del nastro di teflon (PTFE). Il nastro dovrebbe essere avvolto in senso orario guardando dal punto di entrata del raccordo. Applicare alcuni strati per formare una chiusura ermetica.

Collegamenti agli standard BSP e NPT su Wikipedia:

Filettature NPT

Filettature BSP

Aggiungimento di un adattatore a un attrezzo

Questo attrezzo è stato fornito con un attacco maschio BSP da 1/4 di pollice / nipplo che era incollato in posizione. Avrei potuto usarlo con un tubo con un raccordo a vite femmina all’estremità, tuttavia volevo che fosse a sgancio rapido in modo da poterlo rimuovere facilmente dal tubo piuttosto che averlo permanentemente avvitato.

Raccordi alternativi

Potrei aver sostituito il nipplo dell’attrezzo con questi adattatori

Come montare un raccordo su un tubo flessibile

Mettere un adattatore spinato a sgancio rapido su un tubo. Questo raccordo si inserisce nel raccordo di uscita di un compressore d’aria (o il raccordo all’estremità di un altro tubo se si vuole ottenere una maggiore portata)

Lettura di un Air Gage (Gauge)

La scala su un air gage è segnata in bar, PSI, kPa o una combinazione dei sistemi di misurazione

Air Gage

Come funzionano gli strumenti ad aria?

Gli strumenti ad aria come le pistole sparachiodi usano un pistone e un cilindro proprio come in un motore a combustione interna. La pressione dell’aria che agisce sulla grande superficie di un pistone lo accelera rapidamente fino a quando non si scontra con una testa di chiodo, spingendola in avanti. Strumenti come i trapani hanno un motore ad aria rotante. La pressione dell’aria che agisce sulle superfici del motore gli conferisce una coppia e lo fa girare. I martelli pneumatici hanno un pistone a doppio effetto che viene rapidamente spostato in avanti e indietro perché le valvole dell’aria cambiano rapidamente il lato del pistone su cui agisce l’aria

Perché c’è acqua nel serbatoio del compressore d’aria?

Questo accade naturalmente quando l’aria viene compressa. L’aria può trattenere solo una certa quantità di acqua a una data temperatura prima che inizi a condensare. L’umidità relativa (RH) è definita come la quantità di vapore acqueo nell’aria come percentuale della quantità massima di acqua che l’aria può trattenere a una temperatura specifica. Quindi 100% UR significa che l’aria è satura e 0% UR significa che è completamente secca. Nel sistema metrico decimale. All’aumentare della temperatura, l’aria può contenere più acqua per unità di volume e viceversa. Quando l’aria è compressa, occupa meno spazio, e poiché c’è un limite alla quantità d’acqua che un certo volume può contenere, alla fine si condensa se il volume è ridotto a sufficienza. La densità del vapore acqueo nel sistema metrico è solitamente specificata in g/m3.

Esempio:

2 metri cubi di aria a 20° C hanno una densità di vapore acqueo di 7 g/m3. (50% RH a questa temperatura) L’aria viene compressa di un fattore 10 e lasciata raffreddare di nuovo a 20° C. Quanta acqua condensa?

La quantità di acqua nell’aria originale è 2 m3 x 7 g/m3 = 14g

Quando viene compressa, il nuovo volume è 2/10 = 0.2 m3

A 20 gradi C, la quantità massima di acqua che l’aria può contenere è 15 g/m3 (vedi grafico sotto)

Ma 0,2 m3 può contenere solo 0.2 x 15 g/m3 = 3g

Quindi la quantità di acqua che si condensa e si raccoglie nel serbatoio dell’aria è 14 – 3 = 11g

Sicurezza nell’uso di utensili e compressori ad aria

• Indossare occhiali di protezione quando si usano utensili che possono lanciare detriti, per esempio smerigliatrici ad aria, pistole ad aria compressa e scalpelli ad aria
• De-pressurizzare i tubi prima di collegarli/scollegarli dagli strumenti e dal compressore
• Non permettere all’aria compressa di soffiare sulla pelle o su una ferita aperta (Questo può potenzialmente causare “la piega”)

Manutenzione degli strumenti e dei compressori

• Scaricare acqua da un compressore ogni volta che viene utilizzato
• Controllare il livello dell’olio regolarmente e cambiare l’olio ad intervalli come specificato dalle raccomandazioni del produttore
• Lubrificare gli strumenti prima dell’uso facendo cadere l’olio nella porta di ingresso dell’aria dell’utensile o utilizzare un lubrificatore. Pulire e lubrificare le parti mobili degli utensili

Power Craft è il marchio registrato di Aldi GmbH & Co. KG

Aldi non approva in alcun modo questo articolo.

Questo articolo è accurato e vero al meglio delle conoscenze dell’autore. Il contenuto è solo a scopo informativo o di intrattenimento e non sostituisce un consiglio personale o professionale in materia commerciale, finanziaria, legale o tecnica.

Domande & Risposte

Domanda: Che tipo di compressore dovrebbe essere usato per lavori di levigatura ad aria come auto o legno?

Risposta: È necessario controllare le specifiche dello strumento per la richiesta di piedi cubi al minuto (CFM), quindi acquistare un compressore per soddisfare. Il problema con l’uso di un attrezzo come una levigatrice è che aspira aria continuamente a differenza di una sparachiodi, una pistola per rivetti, ecc che prende solo un impulso d’aria. Quindi ha bisogno di un compressore che può fornire molta aria continuamente o un grande serbatoio o entrambi se la levigatrice sarà usata per minuti alla volta. In genere una levigatrice prende da 2,5 a 5 CFM di aria.

© 2014 Eugene Brennan

Joanna il 25 febbraio 2019:

Grazie per questo. Avevo bisogno di alcune informazioni utili veloci e sei andato oltre. Molto ben scritto!!!

Utente Nube Airtool su gennaio 04, 2018:

Buon articolo, soprattutto sulla descrizione dell’uso del filtro/regolatore/lubrificatore.

portable air compressor reviews su agosto 31, 2017:

È un bel blog.E anche blog informativo e importante.Quando ho letto questo davvero mi piace.

Instronline on 10 settembre 2015:

Grazie per aver condiviso queste informazioni.Questa è davvero grande informazione sul filtro dell’aria, regolatore e controllo del lubrificante.Questo ci aiuterà a migliorare la qualità dei nostri strumenti.

Eugene Brennan (autore) da Irlanda on 05 marzo 2014: