Gratis technisch hulpmiddel
Balanscalculator voor papiermachines
Bereken het bedrijfstoerental op basis van de oppervlaktesnelheid, de toelaatbare resterende onbalans volgens ISO 21940, de centrifugale kracht als gevolg van de onbalans en de correctiemassa voor de papierrollen.
Resultaten
Toerental (RPM) afgeleid van de oppervlaktesnelheid
De snelheid van papiermachines wordt aangegeven als baansnelheid in m/min. Het toerental van de rol is afhankelijk van de roldiameter.
Gangbare balansgraden voor papierrollen
| Roltype | Aanbevolen graad | Opmerkingen |
|---|---|---|
| Kalanderrollen | G1.0 – G2.5 | Hoogste precisie vereist |
| Persrollen (massief/geventileerd) | G2.5 | Standaard voor de meeste persafdelingen |
| Zuigrollen | G2.5 - G6.3 | Perforaties in de schaal bemoeilijken het balanceren. |
| Droogcilinders | G2.5 - G6.3 | Condensaatverschuivingen veranderen de onbalans |
| Draad-/stofgeleidingsrollen | G2.5 | Kleine diameter, matige snelheid |
| Viltrollen | G6.3 – G16 | Lage snelheid, minder kritisch |
| Haspelspoel | G2.5 | Hoge snelheid beïnvloedt de kwaliteit van de wikkeling. |
Opmerking voor de papierindustrie: Bij rollen die sneller werken dan 1000 m/min is G2.5 of beter aan te bevelen. Droogcilinders met condensaatbeheersing (sifonen, turbulentiestaven) kunnen tijdens bedrijf schijnbare onbalansveranderingen vertonen als gevolg van herverdeling van condensaat.
Centrifugale kracht als gevolg van onbalans
De centrifugale kracht die ontstaat door onbalans bij de tolerantiegrens is:
Waarbij U_per in g·mm en ω in rad/s is. Deze kracht roteert met de assnelheid en wordt overgebracht op de lagers en de draagconstructie.
Berekening van de correctiemassa
De correctiemassa die bij een bepaalde straal moet worden toegevoegd of verwijderd:
Waarbij r de correctiestraal in mm is (doorgaans aan de buitenzijde van de rol of op een specifieke locatie in het correctievlak).
Bijzondere aandachtspunten voor papierrollen
- Zuigrollen: Door perforaties in de huls ontstaan periodieke massavariaties. De balans moet na het opnieuw boren of vervangen van de huls worden gecontroleerd.
- Beklede rollen (rubber/polyurethaan): Variaties in de dikte van de bekleding beïnvloeden de balans. Herbalanceer na het opnieuw bekleden.
- Droogcilinders: De herverdeling van condensaat tijdens het opstarten veroorzaakt een tijdelijke onbalans. Wacht tot de situatie gestabiliseerd is voordat u metingen verricht.
- Variabele kroonrollen: Veranderingen in de hydraulische kroondruk kunnen de balans beïnvloeden.
- Thermische kroon: Ongelijkmatige verwarming kan tijdelijke kromming veroorzaken — controleer of de thermische evenwichtstoestand is bereikt voordat u gaat balanceren.
Trillingslimieten voor papierrollen
Papiermachines vereisen zeer lage trillingsniveaus voor een goede papierkwaliteit. Typische snelheidslimieten voor lagerhuizen:
- Kalenderrollen: < 1,0 mm/s RMS (beïnvloedt de oppervlaktekwaliteit van het papier)
- Persrollen: < 2,0 mm/s RMS
- Droogcilinders: < 2,5 mm/s RMS
- Draad-/viltgeleidingsrollen: < 2,0 mm/s RMS
- Haspelkern: < 1,5 mm/s RMS (beïnvloedt de wikkelkwaliteit)
Dit hangt af van de positie van de wals. Kalander- en perswalsen in hogesnelheidsmachines (>1000 m/min) vragen om G2.5. Droogcilinders gebruiken doorgaans G6.3. Lei- en viltwalsen gebruiken eveneens G6.3. De algemene regel luidt: hoe dichter de wals zich bij de papierbaanvorming en afwerking bevindt, des te strenger de balanceereis.
Snelheden van papiermachines worden universeel opgegeven als baansnelheid (omtreksnelheid) in m/min en niet in RPM. Walsen met verschillende diameters draaien allemaal met dezelfde omtreksnelheid (de machinesnelheid), maar met verschillende toerentallen (RPM). Deze calculator rekent dit automatisch voor u om.
Stoomverwarmde droogcilinders bevatten condensaat dat zich afhankelijk van het toerental en de werking van de sifon herverdeelt. Bij lage snelheden verzamelt het condensaat zich onderin (cascaderegime), wat trillingen veroorzaakt. Bij hogere snelheden vormt het een gelijkmatige waterring tegen de cilinderwand (rimming-regime). De overgang tussen deze regimes tijdens het opstarten kan tijdelijk hoge trillingen veroorzaken. Laat de machine eerst een stabiele bedrijfstoestand bereiken voordat u conclusies trekt over de onbalans.
Ja, in-situ balanceren (balanceren op locatie) is gebruikelijk voor papiermachinewalsen, vooral voor droogcilinders die lastig uit te bouwen zijn. Gebruik trillingssensoren op de lagerhuizen en een fasesensor (keyphasor) op de as. Voor lange walsen (L/D > 0,5) is doorgaans balanceren in twee vlakken nodig. Correctiegewichten worden aangebracht op de daarvoor bestemde posities op de walskoppen.
Veelvoorkomende oorzaken zijn: slijtage of beschadiging van de walsbekleding (rubber/polyurethaan), putcorrosie op de mantel, problemen met de condensaatafvoer in droogcilinders, thermische vervorming, aanhechting van papiervezels of coatingmateriaal, en scheurvorming in de mantel of walskoppen. Periodieke trillingsbewaking spoort deze gebreken vroegtijdig op.
Zeer kritisch. Trillingen door onbalans veroorzaken streepvorming (barring: regelmatig terugkerende markeringen) op kalander- en perswalsen, een ongelijkmatig vochtprofiel in de pers- en droogpartij en wikkeldefecten (golfvorming, stervorming). De balanceerkwaliteit heeft een directe invloed op de oppervlaktekwaliteit en bedrukbaarheid van het papier.
De procedures die op deze pagina worden beschreven, zijn ontwikkeld en in het veld getest door het Vibromera-team met behulp van de Balanset-1A, een draagbaar tweekanaals balanceerapparaat en trillingsanalysator voor het balanceren van rotoren ter plaatse.
Professionele veldbalanceringsinstrumenten en -software. Gebruikt in meer dan 50 landen.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko is trillingsanalyse-ingenieur en oprichter en CEO van Vibromera. Al meer dan 15 jaar balanceert hij draaiende machines in het veld in plaats van op een proefbank: mulchmachines, industriële ventilatoren, brekers, centrifuges, assen en spindels. Uit dat werk zijn de Balanset-instrumenten voortgekomen — ze zijn ontworpen als gereedschap dat een specialist mee kan nemen naar de machine en ter plaatse alleen kan gebruiken, niet als laboratoriumapparatuur. Vibromera is opgericht in 2017 en is sinds 2023 gevestigd in Porto, Portugal. Ontwikkeling, assemblage en ondersteuning van de Balanset-lijn vinden hier plaats. Het vlaggenschip is de Balanset-1A, een draagbare analyser voor balanceren in één en twee vlakken en voor trillingsdiagnostiek. Nikolai is persoonlijk betrokken bij de klantenondersteuning, bij het oplossen van moeilijke balanceerklussen en bij de ontwikkeling van de software. Hij werkt met klanten wereldwijd, in elke taal.
