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Equilibragem de Rolos e Tambores — In-Situ, na Velocidade de Produção

Os rolos de máquinas de papel, cilindros de impressão, tambores de calandra, rolos de secagem e tambores de transporte partilham uma caraterística: mesmo uma pequena excentricidade de massa gera uma enorme força centrífuga à velocidade de produção. Nós equilibramo-los no local, à velocidade de funcionamento - sem desmontagem, sem envio para uma oficina - eliminando a causa principal dos defeitos dos produtos, das falhas dos rolamentos e das rupturas da rede numa única sessão no local.

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Equilíbrio de campo in-situ de rolo e tambor numa linha de produção com Balanset-1A

Em suma: A equilibragem de rolos e tambores é realizada in-situ, na velocidade normal de produção, utilizando o método do coeficiente de influência em dois planos. Sensores de vibração em ambos os mancais e um tacómetro a laser no eixo captam o estado de desequilíbrio; o Balanset-1A calcula a massa e o ângulo exatos de correção para cada extremidade do rolo. Sem desmontagem, sem paragem de linha além da instalação do sensor — a maioria dos trabalhos é concluída numa hora e reduz a vibração em 70 % ou mais, eliminando defeitos de qualidade do produto e multiplicando a vida útil do rolamento por um fator de oito ou mais.

Sinais de que o seu rolo ou tambor está desequilibrado

Os rolos e os tambores funcionam frequentemente durante horas antes de um operador se aperceber de que algo está errado. Estes são os sinais de que o desequilíbrio está a atuar:

Faixas ou estrias no produto As marcas de superfície periódicas em intervalos correspondentes à circunferência do rolo revelam a variação da pressão de aperto induzida pela vibração durante a impressão, o revestimento ou a calandragem - um defeito direto de qualidade do produto que pode ser atribuído ao desequilíbrio rotacional.

Vibração a 1× RPM Um pico de vibração bloqueado na frequência fundamental do veio é a impressão digital espetral mais clara do desequilíbrio de massa. Aumenta com o quadrado da velocidade e nunca desaparece entre ciclos de produção.

Desgaste rápido dos rolamentos Os rolos que necessitam de substituição de rolamentos de poucos em poucos meses estão a suportar uma carga dinâmica rotativa que os rolamentos nunca foram concebidos para suportar. Reduzir essa carga para metade multiplica L₁₀ vida em cerca de oito vezes.

Falhas na Web ou registo incorreto Um rolo de aperto vibratório desestabiliza a tensão da banda e provoca rasgões, encravamentos ou erros de registo cor a cor nas linhas de impressão e de transformação.

O ruído aumenta com a velocidade Um zumbido ou ruído que acompanha a velocidade do veio e que se torna mais alto em taxas de produção mais elevadas aponta para desequilíbrio e não para ruído de rolamento (que aparece em frequências de defeito caraterísticas).

Fadiga dos parafusos de fundação Os parafusos racham ou soltam-se à medida que a força cíclica do rolo desequilibrado martela a estrutura da máquina em cada rotação, causando eventualmente danos estruturais na subestrutura.

Porque é que os rolos e os tambores perdem o equilíbrio - e quanto custa

Um rolo acabado de moer sai da oficina com tolerâncias de equilíbrio apertadas, mas as condições de serviço atacam continuamente esse estado. Revestimento irregular ou desgaste da borracha na superfície do rolo redistribui a massa gradualmente; acumulação de produtos e os resíduos secos acumulam-se assimetricamente no interior dos tambores ocos do secador; recobrimento ou retificação As operações de calandragem a quente removem o material de forma não uniforme; e a distorção térmica durante a calandragem a quente pode deslocar o centro de massa efetivo entre turnos de produção. Uma vez que a força centrífuga é escalonada com a quadrado da velocidade angular, uma excentricidade sub-milimétrica que parece inofensiva a baixa velocidade torna-se uma carga dinâmica destrutiva em plena produção RPM.

O custo a jusante de ignorar o desequilíbrio dos rolos aumenta rapidamente: rolos desperdiçados de produtos fora das especificações, paragens não planeadas para mudanças de rolamentos, ciclos de retificação que encurtam a vida útil do rolo e fadiga estrutural na estrutura da máquina. A equilibragem de campo resolve todos estes problemas na origem e, normalmente, paga-se a si próprio na primeira vez que evita uma paragem não planeada.

×10vida útil do rolamento quando a vibração é reduzida para metade

-70%queda típica da vibração após uma sessão

2planos corrigidos numa só visita

<1htrabalho típico no local

Porque é que a redução da vibração para metade multiplica a vida útil dos rolamentos

ISO 281 define a vida útil nominal dos rolamentos como L₁₀ = (C/P)^p, em que P é a carga dinâmica suportada pelo rolamento e o expoente p = 3 para os rolamentos de esferas e 10/3 para os rolamentos de rolos. Desequilíbrio residual é que a carga radial rotativa P, e a amplitude da vibração seguem-na diretamente - assim, reduzir a vibração para metade reduz P para metade e multiplica a vida útil da chumaceira por 2^p: sobre 8× para rolamentos de esferas e ~10× para rolamentos de rolos (2^10/3 ≈ 10). Faça os seus próprios números no nosso calculadora da vida útil dos rolamentos.

Como equilibrar um rolo ou tambor - passo a passo

O Balanset-1A aplica o método do coeficiente de influência adaptado à geometria e às restrições de acesso das instalações de rolos e tambores. O mesmo procedimento sistemático pode ser efectuado pela sua própria equipa de manutenção no local:

Monte os sensores. Os acelerómetros de vibração são fixados em ambas as caixas de rolamentos e um tacómetro a laser é apontado para uma faixa reflectora no veio ou na placa de extremidade. A máquina funciona à velocidade normal de produção durante todo o processo - sem desmontagem, sem remoção de tubos ou da estrutura.
Medir a linha de base. Um funcionamento à velocidade máxima de produção regista a amplitude da vibração e o ângulo de fase em ambos os planos do rolamento, estabelecendo o estado de desequilíbrio atual em magnitude e direção em cada extremidade do rolo.
Adicionar um peso de teste. Uma massa de teste conhecida é fixada ou aparafusada numa posição angular especificada numa placa de extremidade do rolo, colar ou moente. Uma segunda execução mostra como cada plano responde a essa perturbação conhecida - o coeficiente de influência para esse rolo e velocidade.
Deixar o aparelho calcular. O Balanset-1A resolve as equações do coeficiente de influência em dois planos e produz a massa de correção e o ângulo do relógio para cada extremidade do corpo do rolo ou tambor.
Ajustar os pesos de correção. As massas de correção são aparafusadas, soldadas ou fixadas nas posições calculadas em ambas as extremidades do corpo do tambor ou dos moentes do rolo. O peso de teste é removido, exceto se fizer parte da solução.
Verificar e documentar. Uma corrida final à velocidade de produção confirma que o desequilíbrio residual está dentro do grau ISO 21940-11 exigido para a classe do rolo e a velocidade de operação. O Balanset-1A gera um relatório que documenta os valores de desequilíbrio antes e depois para os seus registos de manutenção.

O que equilibramos

Rolos de prensas, secadores e calandras para máquinas de papel
Cilindros de impressão e flexografia
Rolos de revestimento e laminagem
Tambores de cabeça e de cauda do transportador
Rolos revestidos de borracha e de poliuretano
Cilindros para tratamento de peles e gravação em relevo
Tambores de aço e de ferro fundido para processos industriais
Calendários têxteis e rolos de acabamento
Tambores e fornos de secagem rotativos
Cilindros ocos e mandris personalizados

Tolerâncias e normas

ISO 21940-11 (anteriormente ISO 1940-1) define os limites de desequilíbrio residual específico para rotores rígidos em função da velocidade de serviço e do grau de qualidade de equilíbrio G. Os rolos de prensas e secadores de máquinas de papel são normalmente equilibrados para G 1.0 ou G 2.5 porque mesmo uma pequena vibração à velocidade de produção provoca defeitos mensuráveis nos produtos; os tambores pesados dos transportadores e do processo podem ser aceites a G 6.3.

Para rolos de máquinas de papel especificamente, a TAPPI TIP série fornece orientação adicional sobre limites de aceitação da vibração dos rolos à velocidade de funcionamento, incluindo margens de velocidade crítica e requisitos de uniformidade da pressão no nip; os rolos que operam acima da sua primeira velocidade crítica ficam adicionalmente sujeitos aos critérios de equilibragem de rotores flexíveis de ISO 21940-12 (anteriormente ISO 11342). Confirmamos a classe atingida num relatório documentado de desequilíbrio residual entregue no final de cada trabalho. Utilize o nosso calculadora de equilíbrio de rolos de máquinas de papel para pré-calcular o desequilíbrio residual admissível para as dimensões e velocidade do seu rolo antes de iniciar o trabalho.

O Balanset-1A - o seu kit completo de equilíbrio de campo

Tudo nesta página é feito com um instrumento portátil: o Balanset-1A. É um equilibrador dinâmico de dois canais e um analisador de vibrações que equilibra rolos e tambores nos seus próprios rolamentos, à velocidade de produção, utilizando o método do coeficiente de influência de 3 execuções — o software calcula a massa e o ângulo de correção exactos para cada extremidade do rolo e guarda um relatório documentado.

Kit completo de equilibragem Balanset-1A com sensores, tacómetro laser, balança e mala

O que está incluído no kit completo

€ 1.975 - Kit completo, em stock, fatura com IVA

Unidade de medição de interface (USB, 2 canais)
Dois acelerómetros de vibração (cabo de 4 m, 10 m opcional)
Tacómetro laser / sensor ótico de fase (50-500 mm)
Suporte magnético para o sensor
Balança digital para pesos de prova e correção
Software de análise e equilíbrio do Windows
Mala de transporte em plástico

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Recomendado

Kit completo

Unidade · 2 sensores · tacómetro laser · suporte magnético · balança digital · software · mala de transporte. Tudo o que é necessário para começar a equilibrar rolos e tambores, pronto a usar.

OEM

Conjunto OEM

Unidade - 2 sensores - tacómetro laser - software. Para integradores que já possuem um suporte, uma balança e uma caixa, ou que incorporam a unidade num equipamento dedicado de equilíbrio de ventoinhas.

Principais especificações técnicas
Parâmetro	Valor
Canais de medição	2 (equilibragem num e em dois planos)
Faixa de velocidade de vibração	0.2–80 mm/s RMS
Gama de frequências	5–1000 Hz (≤10% amplitude error above 550 Hz)
Exatidão da medição	±5% da escala completa
Método	Coeficiente de influência de 3 execuções (1 ou 2 planos)
Análise	Amplitude e fase a 1×, espetro FFT e forma de onda, relatórios guardados
Computador portátil	Não incluído (PC Windows, disponível a pedido)

✓ Em stock✓ DHL Portugal 35 euros✓ DHL a nível mundial 110 euros✓ Garantia de 2 anos✓ Fatura IVA✓ Apoio ao engenheiro

Equilíbrio no terreno vs máquina de equilibrar - qual é a mais adequada para o seu rolo?

Comparação: equilibragem in situ no terreno vs máquina de equilibragem de rolos dedicada
Fator	Equilíbrio de campo (Balanset-1A)	Máquina de equilibrar (oficina)
Rolo retirado da linha?	Não - funciona no local	Sim - é necessário desmontar completamente
Paragem da linha de produção?	Apenas montagem do sensor (<15 min)	Horas a dias (retirar, transportar, equilibrar, reinstalar)
Velocidade de equilíbrio	Velocidade e temperatura reais de produção	Fuso separado de baixa velocidade, temperatura ambiente
Tem em conta a distorção térmica	Sim - equilíbrio dos rolos à temperatura de funcionamento	Não - apenas no estado frio
Tem em conta a flexão do veio/acoplamento	Sim - conjunto completo equilibrado em rolamentos próprios	Apenas carroçaria
Normas cumpridas	ISO 21940-11, TAPPI TIP	ISO 21940-11
Custo do equipamento	1.975 euros (kit completo)	€15,000 - €80,000+
Tempo de trabalho típico	<1 hora no local	1-3 dias no total

A equilibragem no terreno é a escolha preferida sempre que o rolo possa funcionar e o critério de rigidez do rotor seja satisfeito. Uma máquina de oficina continua a ser adequada para rolos novos em que o tempo de funcionamento é nulo, ou para rolos com instabilidade térmica tão grave que não podem atingir um estado de equilíbrio estável à temperatura de funcionamento sem uma reparação estrutural prévia.

Casos reais de equilíbrio de rolos

Rolo de processamento de couro

Equilíbrio de campo em dois planos de um cilindro de processamento de couro, eliminando defeitos na superfície do produto e pondo fim a falhas repetidas nos rolamentos.

Calculadoras de rolo e tambor gratuitas

Balanço de rolos da máquina de papel Desequilíbrio residual (ISO 1940) Calculadora de peso de prova Força centrífuga de desequilíbrio Calculadora da vida útil dos rolamentos

Aprender a teoria

Equilibragem no local Equilíbrio em dois planos Balanceamento dinâmico Níveis de qualidade de equilibragem Desequilíbrio residual

Perguntas frequentes sobre a equilibragem de rolos e tambores

É possível equilibrar um rolo sem o retirar da máquina?

Sim. A equilibragem no terreno é efectuada com o rolo a funcionar nos seus próprios rolamentos e caixas à velocidade normal de produção. Não é necessário desmontar, nem enviar o rolo para uma oficina. É necessário ter acesso a ambas as caixas de rolamentos para montar os sensores, e deve haver uma forma de fixar pesos de correção em cada extremidade do rolo - normalmente aparafusados ou fixados a uma placa de extremidade, colar ou moente.

Porque é que um rolo acabado de revestir vibra mais do que o antigo?

O recobrimento ou a retificação remove e adiciona borracha ou revestimento a taxas variáveis em torno da circunferência, deslocando facilmente o centro de massa em várias décimas de milímetro. A equilibragem após qualquer operação de recobrimento ou retífica é uma prática padrão e explicitamente recomendada na norma ISO 21940-11. O Balanset-1A faz com que este seja um procedimento rápido na máquina, em vez de uma viagem de ida e volta à oficina.

Que grau de equilíbrio é necessário para um cilindro de impressão?

Os cilindros de impressão de alta velocidade requerem normalmente o grau G 1.0 da norma ISO 21940-11, porque mesmo um pequeno desequilíbrio residual produz uma variação da pressão de aperto que aparece como um padrão de bandas repetitivas no produto impresso. Utilizar o calculadora de desequilíbrio residual para calcular a tolerância exacta para o diâmetro, comprimento e velocidade de funcionamento do seu cilindro antes de iniciar o trabalho.

O tambor do nosso transportador vibra mas a correia parece estar bem - será que é o tambor?

Não necessariamente. Primeiro, confirme que o pico de vibração está exatamente a 1× RPM - uma frequência proporcional à velocidade do veio. A vibração da frequência da correia, o desalinhamento (2× RPM) e os defeitos nos rolamentos produzem padrões espectrais diferentes. O Balanset-1A mede tanto a amplitude como a fase para que possa confirmar a fonte antes de adicionar qualquer massa de correção, evitando intervenções desnecessárias.

Quanto tempo demora um trabalho típico de equilíbrio de rolos?

A maioria dos trabalhos de rolo único é concluída em menos de uma hora: uma execução de linha de base, uma execução de pesagem experimental, ajuste das correcções e uma execução de verificação. Os rolos largos com desequilíbrio inicial grave podem necessitar de uma segunda iteração, mas duas iterações são normalmente concluídas numa janela de manutenção normal sem perturbar o programa de produção.

Podemos fazê-lo nós próprios com o Balanset-1A?

Sim. O Balanset-1A foi concebido para ser operado por equipas de manutenção sem formação especializada em vibrações. Orienta-o ao longo de cada medição, resolve automaticamente as equações do coeficiente de influência em dois planos e apresenta a massa e o ângulo de correção para cada extremidade do rolo. Documentação completa do software e o nosso fórum comunitário estão disponíveis se encontrar uma geometria de rolo invulgar ou se pretender verificar a sua abordagem com um engenheiro.

Equilibre os seus rolos e tambores - no local, à velocidade de produção

O Balanset-1A realiza a equilibragem de campo em dois planos em qualquer rolo ou tambor à velocidade de produção, calcula a massa e o ângulo de correção exatos para cada extremidade e fornece um resultado de desequilíbrio residual documentado conforme a norma ISO 21940-11. Sem desmontagem, sem envio para uma oficina, sem perda de produção - apenas qualidade consistente do produto, máquinas mais silenciosas e rolamentos que duram.

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