Bezplatný inženýrský nástroj
Kalkulačka vyvážení rolí papírenského stroje
Vypočítejte provozní otáčky z obvodové rychlosti, přípustné zbytkové nevyváženosti dle normy ISO 21940, odstředivé síly z nevyváženosti a korekční hmotnosti pro role papírenského stroje.
Výsledky
Otáčky za minutu z rychlosti povrchu
Rychlosti papírenského stroje se udávají jako rychlost povrchu pásu v m/min. Otáčky válce závisí na průměru válce.
Typické vyvažovací stupně pro role papírenských strojů
| Typ role | Doporučená třída | Poznámky |
|---|---|---|
| Kalandrovací válce | G1,0 – G2,5 | Nejvyšší požadovaná přesnost |
| Lisovací válce (plné/odvětrávané) | G2.5 | Standard pro většinu lisovacích sekcí |
| Sací válce | G2,5 – G6,3 | Perforace skořepiny komplikují vyvážení |
| Sušicí válce | G2,5 – G6,3 | Pohyb kondenzátu narušuje vyvážení |
| Vodicí válce pro síto/tkaninu | G2.5 | Malý průměr, střední rychlost |
| Plstěné role | G6.3 - G16 | Nízká rychlost, méně kritické |
| Cívka navijáku | G2.5 | Vysoká rychlost, ovlivňuje kvalitu navíjení |
Poznámka pro papírenský průmysl: Válce pracující rychlostí nad 1000 m/min využívají třídu G2,5 nebo lepší. Sušicí válce s regulací kondenzátu (sifony, turbulentní tyče) mohou během provozu vykazovat zjevné změny nevyváženosti v důsledku redistribuce kondenzátu.
Odstředivá síla z nevyváženosti
Odstředivá síla generovaná nevyvážeností na mezi tolerance je:
Kde U_per je v g·mm a ω v rad/s. Tato síla se otáčí rychlostí hřídele a přenáší se na ložiska a nosnou konstrukci.
Výpočet korekční hmotnosti
Korekční hmotnost, která má být přidána nebo odebrána v daném poloměru:
Kde r je korekční poloměr v mm (obvykle na vnějším průměru válce nebo v konkrétním místě korekční roviny).
Zvláštní aspekty papírových rolí
- Sací válce: Perforace skořepiny vytvářejí periodické změny hmotnosti. Po převrtání nebo výměně skořepiny je třeba zkontrolovat vyvážení.
- Potažené válce (guma/polyuretan): Změny tloušťky povlaku ovlivňují vyvážení. Po opětovném povlakování proveďte vyvážení.
- Sušicí válce: Redistribuce kondenzátu během spouštění způsobuje přechodnou nevyváženost. Před měřením počkejte na stabilizaci systému.
- Válce s proměnlivou korunou: Změny hydraulického tlaku v koruně mohou ovlivnit stav rovnováhy.
- Tepelná koruna: Nerovnoměrné zahřívání může způsobit dočasné prohnutí – před vyvážením zkontrolujte, zda je dosaženo tepelně ustáleného stavu.
Mezní hodnoty vibrací pro válce papírenských strojů
Papírenské stroje vyžadují pro zajištění kvality papíru velmi nízkou úroveň vibrací. Typické limity rychlosti ložiskového tělesa:
- Kalandrovací válce: < 1,0 mm/s RMS (ovlivňuje kvalitu povrchu papíru)
- Lisovací válce: < 2,0 mm/s RMS
- Sušicí válce: < 2,5 mm/s RMS
- Vodicí válce tkaniny/plsti: < 2,0 mm/s RMS
- Cívka navijáku: < 1,5 mm/s RMS (ovlivňuje kvalitu vinutí)
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.
Postupy popsané na této stránce vyvinul a v terénu otestoval tým Vibromera pomocí přístroje Balanset-1A, přenosného dvoukanálového vyvažovacího přístroje a analyzátoru vibrací pro vyvažování rotorů na místě.
Profesionální přístroje a software pro vyvažování v terénu. Používají se ve více než 50 zemích.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inženýr vibrační analýzy a zakladatel a generální ředitel společnosti Vibromera. Více než 15 let vyvažuje rotační stroje přímo v provozu, a ne na zkušebním stavu: mulčovače, průmyslové ventilátory, drtiče, odstředivky, hřídele a vřetena. Právě z této práce vzešly přístroje Balanset — byly navrženy jako nástroj, který si odborník může vzít ke stroji a použít sám, přímo na místě, nikoli jako laboratorní vybavení. Vibromera byla založena v roce 2017 a od roku 2023 sídlí v portugalském Portu. Zde probíhá vývoj, montáž i podpora řady Balanset. Vlajkovým přístrojem je Balanset-1A, přenosný analyzátor pro vyvažování v jedné a ve dvou rovinách a pro diagnostiku vibrací. Nikolai se osobně podílí na zákaznické podpoře, na řešení obtížných případů vyvažování i na vývoji softwaru. Pracuje se zákazníky po celém světě, v jakémkoli jazyce.
