Strumento di ingegneria gratuito
Calcolatore del bilanciamento dei rulli della macchina per la carta
Calcolare i giri al minuto operativi dalla velocità superficiale, lo squilibrio residuo consentito secondo ISO 21940, la forza centrifuga dallo squilibrio e la massa di correzione per i rulli della macchina per la carta.
Risultati
RPM dalla velocità superficiale
Le velocità delle macchine per la carta sono specificate come velocità superficiale del nastro in m/min. Il numero di giri al minuto del rotolo dipende dal diametro del rotolo.
Tipici gradi di bilanciamento per rulli di macchine per la carta
| Tipo di rotolo | Grado consigliato | Note |
|---|---|---|
| Rulli calandra | G1.0 - G2.5 | Massima precisione richiesta |
| Rulli di pressatura (pieni/ventilati) | G2.5 | Standard per la maggior parte delle sezioni stampa |
| Rulli di aspirazione | G2.5 - G6.3 | Le perforazioni del mantello complicano il bilanciamento |
| Cilindri essiccatori | G2.5 - G6.3 | Lo spostamento della condensa modifica il bilanciamento |
| Rulli guida filo/tessuto | G2.5 | Diametro piccolo, velocità moderata |
| Rulli di feltro | G6.3 - G16 | Bassa velocità, meno critico |
| Bobina avvolgitrice | G2.5 | Alta velocità, influisce sulla qualità dell'avvolgimento |
Nota dell'industria cartaria: I rulli che operano a velocità superiori a 1000 m/min beneficiano di un grado di bilanciamento G2.5 o più fine. I cilindri essiccatori dotati di sistemi di gestione della condensa (sifoni, barre di turbolenza) possono presentare variazioni apparenti di squilibrio durante il funzionamento a causa della ridistribuzione della condensa.
Forza centrifuga da squilibrio
La forza centrifuga generata dallo squilibrio al limite di tolleranza è:
Dove U_per è in g·mm e ω in rad/s. Questa forza ruota alla velocità dell'albero e viene trasmessa ai cuscinetti e alla struttura di supporto.
Calcolo della massa di correzione
La massa di correzione da aggiungere o rimuovere a un dato raggio:
Dove r è il raggio di correzione in mm (tipicamente nel diametro esterno del rullo o in una posizione specifica del piano di correzione).
Considerazioni speciali per i rotoli di carta
- Rulli di aspirazione: Le perforazioni del mantello creano variazioni periodiche di massa. L'equilibrio deve essere controllato dopo una nuova perforazione o la sostituzione del mantello.
- Rotoli rivestiti (gomma/poliuretano): Le variazioni di spessore della copertura influiscono sull'equilibrio. Riequilibrare dopo la ricopertura.
- Cilindri essiccatori: La ridistribuzione della condensa durante l'avvio causa uno squilibrio transitorio. Attendere la stabilizzazione prima della misurazione.
- Rulli a corona variabile: Le variazioni della pressione idraulica della corona possono influenzare lo stato di equilibrio.
- Corona termica: Il riscaldamento non uniforme può causare una curvatura temporanea: verificare che sia stato raggiunto lo stato termico stabile prima di procedere al bilanciamento.
Limiti di vibrazione per i rulli delle macchine per la carta
Le macchine per la carta richiedono livelli di vibrazione molto bassi per garantire la qualità della carta. Limiti tipici di velocità degli alloggiamenti dei cuscinetti:
- Rulli di calandra: < 1,0 mm/s RMS (influenza la qualità della superficie della carta)
- Rulli di stampa: < 2,0 mm/s RMS
- Cilindri essiccatori: < 2,5 mm/s RMS
- Rulli guida filo/feltro: < 2,0 mm/s RMS
- Bobina del mulinello: < 1,5 mm/s RMS (influenza la qualità dell'avvolgimento)
Dipende dalla posizione del rullo. I rulli di calandra e di pressa nelle macchine ad alta velocità (>1000 m/min) richiedono il grado G2.5. I cilindri essiccatori utilizzano tipicamente il grado G6.3. I rulli guida e tendifeltrini utilizzano il grado G6.3. La regola generale è: più il rullo è vicino alla zona di formazione e finitura del foglio di carta, più severo è il requisito di equilibratura.
Le velocità delle macchine continue da carta sono universalmente specificate come velocità periferica (di linea) in m/min, e non in RPM. Rulli di diametro diverso ruotano tutti alla stessa velocità superficiale (la velocità della macchina), ma a regimi di rotazione (RPM) differenti. Questo calcolatore esegue automaticamente la conversione.
I cilindri essiccatori riscaldati a vapore contengono condensa che si ridistribuisce in base alla velocità e al funzionamento del sifone. A basse velocità, la condensa si accumula sul fondo (regime a cascata) provocando vibrazioni. A velocità più elevate, forma un anello uniforme aderente alla parete (regime anulare o di rimming). La transizione tra i regimi durante l'avviamento può causare temporanee vibrazioni elevate. Attendere che la macchina raggiunga il regime stazionario prima di trarre conclusioni sullo stato di equilibratura.
Sì, l'equilibratura in opera (sul campo) è comune per i rulli delle macchine da carta, specialmente per i cilindri essiccatori che sono difficili da smontare. Si utilizzano sensori di vibrazione sui supporti dei cuscinetti e un sensore di fase (keyphasor) sull'albero. L'equilibratura su due piani è tipicamente necessaria per i rulli lunghi (L/D > 0.5). Le masse di correzione vengono applicate nelle apposite sedi previste sulle testate del rullo.
Le cause più comuni includono: usura o danneggiamento del rivestimento (gomma/poliuretano), corrosione alveolare (pitting) sul mantello, problemi al sistema di scarico condensa nei cilindri essiccatori, distorsione termica, accumulo di fibre di carta o patinatura, e cricche nel mantello o nelle testate. Il monitoraggio regolare delle vibrazioni consente di individuare tempestivamente queste anomalie.
Estremamente critica. Le vibrazioni indotte dallo squilibrio provocano il fenomeno del barring (segni trasversali regolarmente distanziati) sui rulli di calandra e di pressa, profili di umidità irregolari nelle sezioni di pressatura ed essiccazione e difetti nelle bobine (ondulazioni, stellatura). La qualità dell'equilibratura influisce direttamente sulla qualità superficiale e sulla stampabilità della carta.
Le procedure descritte in questa pagina sono state sviluppate e collaudate sul campo dal team Vibromera utilizzando il Balanset-1A, un bilanciatore portatile a due canali e analizzatore di vibrazioni per l'equilibratura dei rotori in loco.
Strumenti e software professionali per il bilanciamento sul campo. Utilizzati in oltre 50 paesi.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko è ingegnere di analisi delle vibrazioni nonché fondatore e amministratore delegato di Vibromera. Da più di 15 anni bilancia macchine rotanti sul campo anziché al banco di prova: pacciamatrici, ventilatori industriali, frantoi, centrifughe, alberi e mandrini. È da questo lavoro che sono nati gli strumenti Balanset — sono stati progettati come uno strumento che il tecnico può portare fino alla macchina e usare da solo, in loco, e non come apparecchiatura da laboratorio. Vibromera è stata fondata nel 2017 e dal 2023 ha sede a Porto, in Portogallo. Qui avvengono lo sviluppo, l'assemblaggio e l'assistenza della linea Balanset. Lo strumento di punta è il Balanset-1A, un analizzatore portatile per il bilanciamento su uno e due piani e per la diagnostica delle vibrazioni. Nikolai segue personalmente l'assistenza ai clienti, la risoluzione dei casi di bilanciamento più difficili e lo sviluppo del software. Lavora con clienti in tutto il mondo, in qualsiasi lingua.
