Безплатен инженерен инструмент
Калкулатор за баланс на ролките на хартиената машина
Изчислете работните обороти от скоростта на повърхността, допустимия остатъчен дисбаланс съгласно ISO 21940, центробежната сила от дисбаланса и корекционната маса за ролки на хартиена машина.
Резултати
Обороти от скоростта на повърхността
Скоростите на хартиените машини са посочени като скорост на повърхността на ролката в м/мин. Оборотите на ролката зависят от диаметъра ѝ.
Типични балансови степени за ролки за хартиени машини
| Тип ролка | Препоръчителен клас | Бележки |
|---|---|---|
| Каландърни ролки | G1.0 - G2.5 | Изисква се най-висока прецизност |
| Пресови валове (плътни/вентилирани) | G2.5 | Стандартно за повечето пресови секции |
| Вакуумни ролки | G2.5 - G6.3 | Перфорациите на черупките усложняват балансирането |
| Цилиндри за сушилня | G2.5 - G6.3 | Изместването на кондензата променя баланса |
| Водещи ролки за тел/плат | G2.5 | Малък диаметър, умерена скорост |
| Филцови ролки | G6.3 - G16 | Ниска скорост, по-малко критично |
| Макара | G2.5 | Висока скорост, влияе върху качеството на навиване |
Бележка за хартиената индустрия: Валци, работещи над 1000 м/мин, се нуждаят от клас на клас на ефективност G2.5 или по-висок. Сушилните цилиндри с управление на кондензата (сифони, турбулентни пръти) могат да покажат видими промени в дисбаланса по време на работа поради преразпределение на кондензата.
Центробежна сила от дисбаланс
Центробежната сила, генерирана от дисбаланс в границата на толеранса, е:
Където U_per е в g·mm, а ω в rad/s. Тази сила се върти със скоростта на вала и се предава на лагерите и носещата конструкция.
Изчисляване на корекционната маса
Корекционната маса, която трябва да се добави или премахне при даден радиус:
Където r е радиусът на корекция в mm (обикновено на външния диаметър на ролката или на специфично място в равнината на корекция).
Специални съображения за хартиени ролки
- Всмукателни ролки: Перфорациите на черупките създават периодични вариации в масата. Балансът трябва да се провери след повторно пробиване или подмяна на черупката.
- Покрити ролки (гума/полиуретан): Вариациите в дебелината на покритието влияят на баланса. Балансирайте отново след повторно покриване.
- Цилиндри за сушилня: Преразпределението на кондензата по време на стартиране причинява временен дисбаланс. Оставете кондензата да се стабилизира преди измерване.
- Променливи коронни ролки: Промените в хидравличното налягане в короната могат да повлияят на състоянието на баланс.
- Термо корона: Неравномерното нагряване може да причини временно изкривяване — преди балансиране проверете дали е достигнато термично стабилно състояние.
Граници на вибрациите за ролки на хартиени машини
Машините за хартия изискват много ниски нива на вибрации за качество на хартията. Типични ограничения на скоростта на корпуса на лагерите:
- Каландрови ролки: < 1,0 мм/с RMS (влияе върху качеството на повърхността на хартията)
- Пресови ролки: < 2,0 мм/с RMS
- Цилиндри за сушилня: < 2,5 мм/с RMS
- Водещи ролки от тел/филц: < 2,0 мм/с RMS
- Макара: < 1,5 mm/s RMS (влияе върху качеството на намотката)
It depends on the roll position. Calender and press rolls in high-speed machines (>1000 m/min) benefit from G2.5. Dryer cylinders typically use G6.3. Guide and felt rolls use G6.3. The general rule: the closer the roll is to the paper web forming and finishing, the tighter the balance requirement.
Paper machine speeds are universally specified as surface (line) speed in m/min, not as RPM. Different diameter rolls all run at the same surface speed (the machine speed), but at different RPMs. This calculator converts for you.
Steam-heated dryer cylinders contain condensate that redistributes based on speed and siphon operation. At low speeds, condensate pools at the bottom (cascading regime) causing vibration. At higher speeds, it forms a uniform ring (rimming regime). Transition between regimes during ramp-up can cause temporary high vibration. Allow the machine to reach steady state before drawing balance conclusions.
Yes, in-situ (field) balancing is common for paper machine rolls, especially for dryer cylinders that are difficult to remove. Use vibration sensors on the bearing housings and a keyphasor on the shaft. Two-plane balancing is typically needed for long rolls (L/D > 0.5). Correction masses are added at dedicated balance weight locations on the roll heads.
Common causes include: cover wear or damage (rubber/polyurethane), corrosion pitting on the shell, condensate system issues in dryer cylinders, thermal distortion, buildup of paper fiber or coating material, and cracking of the shell or heads. Regular vibration monitoring catches these issues early.
Very critical. Unbalance-induced vibration causes barring (regularly spaced marks) on calender and press rolls, uneven moisture profiles in press and dryer sections, and reel defects (corrugation, starring). Balance quality directly impacts paper surface quality and printability.
Процедурите, описани на тази страница, са разработени и тествани на терен от екипа на Vibromera с помощта на Balanset-1A, преносим двуканален балансьор и анализатор на вибрации за балансиране на ротори на място.
Професионални инструменти и софтуер за балансиране на място. Използват се в над 50 държави.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko е инженер по вибрационен анализ, основател и изпълнителен директор на Vibromera. Повече от 15 години той балансира въртящо се оборудване на място, а не на изпитвателен стенд: мулчери, промишлени вентилатори, трошачки, центрофуги, валове и шпиндели. Именно от тази работа се родиха уредите Balanset — те са замислени като инструмент, който специалистът може да занесе до машината и да използва сам, на място, а не като лабораторно оборудване. Vibromera е основана през 2017 г. и от 2023 г. е базирана в Порто, Португалия. Тук се извършват разработката, сглобяването и поддръжката на серията Balanset. Водещият уред е Balanset-1A — портативен анализатор за едноравнинно и двуравнинно балансиране и за вибрационна диагностика. Nikolai лично участва в поддръжката на клиентите, в решаването на трудни случаи на балансиране и в разработката на софтуера. Работи с клиенти по целия свят, на всякакъв език.
