Ferramenta de engenharia gratuita
Calculadora de equilíbrio de bobinas de máquina de papel
Calcule a rotação operacional a partir da velocidade da superfície, do desequilíbrio residual permitido conforme a norma ISO 21940, da força centrífuga resultante do desequilíbrio e da massa de correção para os rolos da máquina de papel.
Resultados
RPM da velocidade de superfície
As velocidades das máquinas de papel são especificadas como velocidade da superfície da folha em m/min. A rotação do rolo depende do diâmetro do rolo.
Graus de equilibragem típicos para rolos de máquinas de papel
| Tipo de rolo | Nota recomendada | Notas |
|---|---|---|
| Rolos de calandra | G1.0 - G2.5 | Exige-se a mais alta precisão. |
| Rolos de prensa (sólidos/ventilados) | G2.5 | Padrão para a maioria das secções de prensa |
| Rolos de sucção | G2.5 - G6.3 | As perfurações do casco complicam a equilibragem. |
| Cilindros de secagem | G2.5 - G6.3 | A movimentação do condensado altera o equilíbrio. |
| Rolos guia de arame/tecido | G2.5 | Diâmetro pequeno, velocidade moderada |
| Rolos de feltro | G6.3 – G16 | Baixa velocidade, menos crítico |
| Carretel do molinete | G2.5 | Alta velocidade afeta a qualidade do enrolamento. |
Nota da indústria de papel: Rolos que operam acima de 1000 m/min beneficiam de um grau G2.5 ou mais rigoroso. Cilindros secadores com gestão de condensado (sifões, barras de turbulência) podem apresentar alterações aparentes de desequilíbrio durante a operação devido à redistribuição do condensado.
Força centrífuga devido ao desequilíbrio
A força centrífuga gerada pelo desequilíbrio no limite de tolerância é:
Onde U_per está em g·mm e ω em rad/s. Essa força gira na velocidade do eixo e é transmitida aos mancais e à estrutura de suporte.
Cálculo da massa de correção
A massa de correção a ser adicionada ou removida num determinado raio:
Onde r é o raio de correção em mm (normalmente no diâmetro externo do rolo ou em uma localização específica do plano de correção).
Considerações especiais para rolos de papel
- Rolos de sucção: As perfurações no casco criam variações periódicas de massa. O equilíbrio deve ser verificado após a perfuração ou substituição do casco.
- Rolos revestidos (borracha/poliuretano): Variações na espessura da cobertura afetam o equilíbrio. Reequilibre após recolocar a cobertura.
- Cilindros de secagem: A redistribuição do condensado durante a inicialização causa desequilíbrio transitório. Aguarde a estabilização antes de realizar a medição.
- Rolos de coroa variáveis: Alterações na pressão da coroa hidráulica podem afetar o estado de equilíbrio.
- Coroa térmica: O aquecimento irregular pode causar deformações temporárias — verifique se o estado térmico estável foi atingido antes de balancear.
Limites de vibração para rolos de máquinas de papel
As máquinas de papel exigem níveis de vibração muito baixos para garantir a qualidade do papel. Limites típicos de velocidade na caixa de rolamentos:
- Rolos de calendário: < 1,0 mm/s RMS (afeta a qualidade da superfície do papel)
- Rolos de imprensa: < 2,0 mm/s RMS
- Cilindros de secagem: < 2,5 mm/s RMS
- Rolos guia de arame/feltro: < 2,0 mm/s RMS
- Carretel do molinete: < 1,5 mm/s RMS (afeta a qualidade do enrolamento)
Depende da posição do rolo. Os rolos de calandra e de prensa em máquinas de alta velocidade (>1000 m/min) beneficiam de G2.5. Os cilindros secadores utilizam tipicamente G6.3. Os rolos guia e de feltro utilizam G6.3. A regra geral: quanto mais próximo o rolo estiver da formação e do acabamento da folha de papel, mais apertado é o requisito de equilibragem.
As velocidades das máquinas de papel são universalmente especificadas como velocidade periférica (de linha) em m/min, e não em RPM. Rolos de diferentes diâmetros funcionam todos à mesma velocidade periférica (a velocidade da máquina), mas a diferentes RPM. Esta calculadora faz a conversão por si.
Os cilindros secadores aquecidos a vapor contêm condensado que se redistribui com base na velocidade e no funcionamento do sifão. A baixas velocidades, o condensado acumula-se no fundo (regime de cascata), causando vibração. A velocidades mais elevadas, forma um anel uniforme (regime de anel). A transição entre regimes durante o arranque pode causar vibrações temporariamente elevadas. Deixe a máquina atingir o regime permanente antes de tirar conclusões sobre o equilíbrio.
Sim, a equilibragem in-situ (no local) é comum em rolos de máquinas de papel, especialmente em cilindros secadores que são difíceis de remover. Utilize sensores de vibração nas caixas de chumaceiras e um sensor de fase (keyphasor) no veio. A equilibragem em dois planos é tipicamente necessária para rolos longos (L/D > 0,5). As massas de correção são adicionadas em locais dedicados nas tampas dos rolos.
As causas comuns incluem: desgaste ou danos no revestimento (borracha/poliuretano), corrosão por picadas na camisa, problemas no sistema de condensado nos cilindros secadores, distorção térmica, acumulação de fibra de papel ou material de revestimento, e fissuração da camisa ou das tampas. A monitorização regular de vibrações deteta estes problemas precocemente.
Muito crítica. A vibração induzida pelo desequilíbrio causa marcas transversais (barring — marcas regularmente espaçadas) nos rolos de calandra e de prensa, perfis de humidade irregulares nas secções de prensagem e secagem, e defeitos na bobina (ondulação, estrelamento). A qualidade da equilibragem tem impacto direto na qualidade superficial e na capacidade de impressão do papel.
Os procedimentos descritos nesta página foram desenvolvidos e testados em campo pela equipa da Vibromera com o Balanset-1A, um equilibrador de dois canais e analisador de vibrações portátil para equilibragem de rotores no local.
Instrumentos e software profissionais para balanceamento de campo. Utilizados em mais de 50 países.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko é engenheiro de análise de vibrações e fundador e diretor executivo da Vibromera. Há mais de 15 anos que equilibra equipamentos rotativos no terreno e não numa bancada de ensaio: destroçadores, ventiladores industriais, britadeiras, centrifugadoras, veios e fusos. Foi desse trabalho que nasceram os instrumentos Balanset — foram concebidos como uma ferramenta que o técnico pode levar até à máquina e utilizar sozinho, no local, e não como equipamento de laboratório. A Vibromera foi fundada em 2017 e, desde 2023, está sediada no Porto, em Portugal. É aqui que decorrem o desenvolvimento, a montagem e o apoio à linha Balanset. O instrumento de referência é o Balanset-1A, um analisador portátil para equilibragem em um e dois planos e para diagnóstico de vibrações. Nikolai participa pessoalmente no apoio ao cliente, na resolução de casos de equilibragem difíceis e no desenvolvimento do software. Trabalha com clientes em todo o mundo, em qualquer idioma.
