Darmowe narzędzie inżynieryjne
Kalkulator wyważenia rolek maszyny papierniczej
Oblicz obroty robocze na podstawie prędkości powierzchniowej, dopuszczalnego niewyważenia resztkowego zgodnie z normą ISO 21940, siły odśrodkowej wynikającej z niewyważenia oraz masy korekcyjnej dla rolek maszyny papierniczej.
Wyniki
Obroty na minutę z prędkości powierzchniowej
Prędkości maszyny papierniczej są określone jako prędkość powierzchniowa wstęgi w m/min. Liczba obrotów na minutę walca zależy od jego średnicy.
Typowe klasy wyważenia dla rolek maszyny papierniczej
| Typ rolki | Zalecana klasa | Uwagi |
|---|---|---|
| Walce kalandrujące | G1.0 – G2.5 | Wymagana najwyższa precyzja |
| Rolki dociskowe (pełne/wentylowane) | G2.5 | Standard dla większości sekcji prasowych |
| Rolki ssące | G2.5 – G6.3 | Perforacje płaszcza utrudniają wyważanie |
| Cylindry suszące | G2.5 – G6.3 | Przesunięcie kondensatu zmienia równowagę |
| Rolki prowadzące z drutu/tkaniny | G2.5 | Mała średnica, umiarkowana prędkość |
| Rolki filcowe | G6.3 – G16 | Niska prędkość, mniej krytyczna |
| Szpula nawijarki | G2.5 | Wysoka prędkość wpływa na jakość nawijania |
Uwaga branży papierniczej: Walce pracujące z prędkością powyżej 1000 m/min korzystają z współczynnika G2,5 lub wyższego. Cylindry suszące z systemem odprowadzania kondensatu (syfony, pręty turbulentne) mogą wykazywać pozorne zmiany niewyważenia podczas pracy z powodu redystrybucji kondensatu.
Siła odśrodkowa z niewyważenia
Siła odśrodkowa generowana przez niewyważenie na granicy tolerancji wynosi:
Gdzie U_per jest w g·mm, a ω w rad/s. Siła ta obraca się z prędkością wału i jest przenoszona na łożyska i konstrukcję wsporczą.
Obliczanie masy korekcyjnej
Masa korekcyjna, która ma zostać dodana lub usunięta w danym promieniu:
Gdzie r jest promieniem korekcji w mm (zwykle na średnicy zewnętrznej rolki lub w określonym położeniu płaszczyzny korekcji).
Specjalne uwagi dotyczące rolek papieru
- Wałki ssące: Perforacje płaszcza powodują okresowe wahania masy. Po ponownym wierceniu lub wymianie płaszcza należy sprawdzić wyważenie.
- Rolki pokryte (gumą/poliuretanem): Zmiany grubości pokrycia wpływają na wyważenie. Po ponownym nałożeniu pokrycia należy przeprowadzić ponowne wyważanie.
- Cylindry suszące: Redystrybucja kondensatu podczas rozruchu powoduje przejściowe niewyważenie. Przed pomiarem należy czekać aż do ustabilizowania się.
- Wały o zmiennej koronie: Zmiany ciśnienia hydraulicznego mogą wpływać na stan niewyważenia.
- Korona termiczna: Nierównomierne nagrzewanie może spowodować chwilowe wyginanie — przed wyważaniem należy sprawdzić, czy osiągnięto ustalony stan termiczny.
Limity drgań dla rolek maszyny papierniczej
Maszyny papiernicze wymagają bardzo niskiego poziomu drgań dla zapewnienia wysokiej jakości papieru. Typowe ograniczenia prędkości w obudowie łożyska:
- Rolki kalendarzowe: < 1,0 mm/s RMS (wpływa na jakość powierzchni papieru)
- Rolki prasowe: < 2,0 mm/s RMS
- Cylindry suszące: < 2,5 mm/s RMS
- Rolki prowadzące siatki/filcu: < 2,0 mm/s RMS
- Szpula nawijaka: < 1,5 mm/s RMS (wpływa na jakość nawijania)
Zależy to od funkcji i położenia wału. Wały kalandrów i pras w szybkobieżnych maszynach papierniczych (>1000 m/min) wymagają klasy G2.5. Cylindry suszące zazwyczaj wyważa się w klasie G6.3. Walce prowadzące i filcowe wykorzystują klasę G6.3. Ogólna zasada: im bliżej sekcji formowania i wykańczania wstęgi papieru znajduje się wał, tym ostrzejsze są wymagania dotyczące wyważenia.
Prędkości maszyn papierniczych są powszechnie określane jako prędkość liniowa (obwodowa wstęgi) w m/min, a nie w obr./min (RPM). Wały o różnych średnicach pracują z tą samą prędkością obwodową (prędkością maszyny), ale z różnymi prędkościami obrotowymi RPM. Ten kalkulator automatycznie przelicza te wartości.
Ogrzewane parą cylindry suszące zawierają kondensat, którego rozkład zależy od prędkości obrotowej i działania syfonów. Przy niskich prędkościach kondensat gromadzi się na dole (ruch kaskadowy), powodując drgania. Przy wyższych prędkościach tworzy równomierny pierścień wodny na obwodzie. Przejście między tymi stanami podczas rozruchu może wywoływać przejściowe silne drgania. Przed oceną stanu wyważenia należy odczekać, aż maszyna osiągnie ustabilizowany stan pracy.
Tak, wyważanie na miejscu (w warunkach ruchowych / in-situ) jest powszechnie stosowane w przypadku wałów maszyn papierniczych, zwłaszcza cylindrów suszących, których demontaż jest trudny. Czujniki drgań montuje się na oprawach łożyskowych, a znacznik fazy (keyphasor) na wale. Dla długich wałów (L/D > 0,5) zazwyczaj wymagane jest wyważanie dwupłaszczyznowe. Masy korekcyjne mocuje się w dedykowanych miejscach na czopach lub tarczach czołowych wału.
Typowe przyczyny obejmują: zużycie lub uszkodzenie okładziny (gumowej/poliuretanowej), wżery korozyjne na płaszczu, problemy z układem odprowadzania kondensatu w cylindrach suszących, odkształcenia termiczne, narastanie osadów z włókien papierniczych lub masy powlekającej oraz pęknięcia płaszcza lub dennic. Regularny monitoring drgań pozwala wcześnie wykryć te nieprawidłowości.
Ma kluczowe znaczenie. Drgania wywołane niewyważeniem powodują powstawanie prążkowania poprzecznego (barring — regularnie rozmieszczone ślady) na wałach kalandrów i pras, nierównomierny profil wilgotności w sekcji pras i suszarni oraz wady nawoju (marszczenie, gwiazdowanie). Jakość wyważenia bezpośrednio wpływa na gładkość powierzchni papieru i jego zadrukowalność.
Procedury opisane na tej stronie zostały opracowane i przetestowane w warunkach terenowych przez zespół Vibromera przy użyciu urządzenia Balanset-1A, przenośnego dwukanałowego balansera i analizatora drgań do wyważania wirników na miejscu.
Profesjonalne urządzenia i oprogramowanie do wyważania w terenie. Używane w ponad 50 krajach.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko jest inżynierem analizy wibracji oraz założycielem i prezesem firmy Vibromera. Od ponad 15 lat wyważa maszyny wirujące w terenie, a nie na stanowisku badawczym: mulczery, wentylatory przemysłowe, kruszarki, wirówki, wały i wrzeciona. To właśnie z tej pracy wyrosły przyrządy Balanset — zaprojektowano je jako narzędzie, które specjalista może zabrać do maszyny i obsłużyć samodzielnie, na miejscu, a nie jako sprzęt laboratoryjny. Vibromera powstała w 2017 roku, a od 2023 roku ma siedzibę w Porto w Portugalii. Tutaj odbywają się prace rozwojowe, montaż i wsparcie linii Balanset. Flagowym przyrządem jest Balanset-1A, przenośny analizator do wyważania w jednej i w dwóch płaszczyznach oraz do diagnostyki wibracji. Nikolai osobiście uczestniczy we wsparciu klientów, w rozwiązywaniu trudnych przypadków wyważania i w rozwoju oprogramowania. Pracuje z klientami na całym świecie, w każdym języku.
