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Calculadora de balanceo de rollos de máquina de papel
Calcular las RPM de funcionamiento a partir de la velocidad de la superficie, el desequilibrio residual admisible según ISO 21940, la fuerza centrífuga a partir del desequilibrio y la masa de corrección para los rollos de la máquina de papel.
Resultados
RPM de la velocidad de superficie
La velocidad de la máquina papelera se especifica como velocidad superficial de la banda en m/min. Las RPM del rodillo dependen del diámetro del mismo.
Clases de equilibrado típicas para rodillos de máquinas de papel
| Tipo de rollo | Clase recomendada | Notas |
|---|---|---|
| Rollos de calandria | G1.0 – G2.5 | Se requiere la máxima precisión |
| Rodillos de prensa (sólidos/ventilados) | G2.5 | Estándar para la mayoría de las secciones de prensa |
| Rodillos de succión | G2.5 – G6.3 | Las perforaciones de la carcasa dificultan el equilibrado. |
| Cilindros secadores | G2.5 – G6.3 | El desplazamiento del condensado altera el equilibrio |
| Rodillos guía de malla/tela | G2.5 | Diámetro pequeño, velocidad moderada. |
| Rodillos de fieltro | G6.3 – G16 | Baja velocidad, menos crítico |
| Bobina reeler | G2.5 | Alta velocidad, afecta la calidad del bobinado. |
Nota de la industria papelera: Los rodillos que operan a más de 1000 m/min se benefician de un grado G2.5 o más preciso. Los cilindros secadores con gestión de condensado (sifones, barras de turbulencia) pueden presentar desequilibrios aparentes durante el funcionamiento debido a la redistribución del condensado.
Fuerza centrífuga por desequilibrio
La fuerza centrífuga generada por el desequilibrio en el límite de tolerancia es:
Donde U_per se expresa en g·mm y ω en rad/s. Esta fuerza gira a la velocidad del eje y se transmite a los cojinetes y a la estructura de soporte.
Cálculo de la masa de corrección
La masa de corrección que se agregará o eliminará en un radio determinado:
Donde r es el radio de corrección en mm (normalmente en el diámetro exterior del rollo o en una ubicación específica del plano de corrección).
Consideraciones especiales para rollos de papel
- Rodillos de succión: Las perforaciones de la carcasa generan variaciones periódicas de masa. Se debe verificar el equilibrio después de volver a perforar o reemplazar la carcasa.
- Rollos recubiertos (caucho/poliuretano): Las variaciones de espesor de la cubierta afectan el equilibrio. Reequilibre después de recubrir.
- Cilindros secadores: La redistribución del condensado durante el arranque provoca un desequilibrio transitorio. Permita la estabilización antes de realizar la medición.
- Rodillos de corona variable: Los cambios de presión de la corona hidráulica pueden afectar el estado de equilibrio.
- Corona térmica: Un calentamiento desigual puede provocar una curvatura temporal: verifique que se alcance el estado térmico estable antes de equilibrar.
Límites de vibración para rollos de máquinas de papel
Las máquinas de papel requieren niveles de vibración muy bajos para garantizar la calidad del papel. Límites típicos de velocidad en la carcasa del rodamiento:
- Rodillos de calandria: < 1,0 mm/s RMS (afecta la calidad de la superficie del papel)
- Rodillos de prensa: < 2,0 mm/s RMS
- Cilindros secadores: < 2,5 mm/s RMS
- Rollos guía de alambre/fieltro: < 2,0 mm/s RMS
- Carrete de bobinado: < 1,5 mm/s RMS (afecta la calidad del bobinado)
Depende de la posición del rodillo. Los rodillos de calandra y de prensa en máquinas de alta velocidad (>1000 m/min) se benefician de G2.5. Los cilindros secadores suelen utilizar G6.3. Los rodillos guía y de fieltro utilizan G6.3. La regla general: cuanto más cerca esté el rodillo de la formación y el acabado de la hoja de papel, más estricto será el requisito de equilibrado.
Las velocidades de las máquinas de papel se especifican universalmente como velocidad superficial (de línea) en m/min, no en RPM. Los rodillos de diferentes diámetros funcionan todos a la misma velocidad superficial (la velocidad de la máquina), pero a diferentes RPM. Esta calculadora realiza la conversión por usted.
Los cilindros secadores calentados por vapor contienen condensado que se redistribuye según la velocidad y el funcionamiento del sifón. A bajas velocidades, el condensado se acumula en el fondo (régimen de cascada) provocando vibraciones. A velocidades más altas, forma un anillo uniforme (régimen de anillo). La transición entre regímenes durante la aceleración puede causar vibraciones elevadas temporales. Deje que la máquina alcance el estado estacionario antes de sacar conclusiones sobre el equilibrado.
Sí, el equilibrado in situ (en campo) es común para los rodillos de máquinas de papel, especialmente para los cilindros secadores que son difíciles de desmontar. Utilice sensores de vibración en los soportes de los rodamientos y un sensor de fase (keyphasor) en el eje. Normalmente se necesita un equilibrado en dos planos para rodillos largos (L/D > 0.5). Las masas de corrección se añaden en ubicaciones específicas para pesos de equilibrado en los cabezales del rodillo.
Las causas comunes incluyen: desgaste o daño del recubrimiento (caucho/poliuretano), picaduras por corrosión en la camisa, problemas en el sistema de condensado de los cilindros secadores, distorsión térmica, acumulación de fibra de papel o material de estucado y fisuración de la camisa o los cabezales. El monitoreo regular de vibraciones detecta estos problemas de forma temprana.
Muy crítico. La vibración inducida por el desequilibrio provoca marcas transversales periódicas (barring) en los rodillos de calandra y de prensa, perfiles de humedad desiguales en las secciones de prensado y secado, y defectos en la bobina (corrugación, estrellas). La calidad del equilibrado influye directamente en la calidad superficial y la imprimibilidad del papel.
Los procedimientos descritos en esta página fueron desarrollados y probados en campo por el equipo de Vibromera utilizando el Balanset-1A, un equilibrador portátil de dos canales y analizador de vibraciones para el equilibrado de rotores in situ.
Instrumentos y software de equilibrado de campo profesionales. Utilizados en más de 50 países.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko es ingeniero de análisis de vibraciones y fundador y director ejecutivo de Vibromera. Desde hace más de 15 años equilibra equipos rotativos en campo y no en un banco de pruebas: desbrozadoras, ventiladores industriales, trituradoras, centrifugadoras, ejes y husillos. De ese trabajo nacieron los instrumentos Balanset — se concibieron como una herramienta que el especialista puede llevar hasta la máquina y utilizar solo, in situ, y no como equipo de laboratorio. Vibromera se fundó en 2017 y desde 2023 tiene su sede en Oporto, Portugal. Aquí se realizan el desarrollo, el montaje y el soporte de la línea Balanset. El instrumento insignia es el Balanset-1A, un analizador portátil para el equilibrado en uno y dos planos y para el diagnóstico de vibraciones. Nikolai participa personalmente en la atención al cliente, en la resolución de casos de equilibrado difíciles y en el desarrollo del software. Trabaja con clientes de todo el mundo, en cualquier idioma.
