Bezplatný inžiniersky nástroj
Kalkulačka bilancie rolky papierenského stroja
Vypočítajte prevádzkové otáčky z obvodovej rýchlosti, prípustnej zvyškovej nevyváženosti podľa normy ISO 21940, odstredivej sily z nevyváženosti a korekčnej hmotnosti pre valce papierenského stroja.
Výsledky
Otáčky za minútu z povrchovej rýchlosti
Rýchlosti papierenského stroja sa udávajú ako rýchlosť povrchu pásu v m/min. Otáčky valca závisia od priemeru valca.
Typické vyvažovacie stupne pre valce papierenských strojov
| Typ rolky | Odporúčaná trieda | Poznámky |
|---|---|---|
| Kalandrovacie valce | G1.0 - G2.5 | Najvyššia požadovaná presnosť |
| Lisovacie valce (plné/vetrané) | G2.5 | Štandard pre väčšinu tlačových sekcií |
| Prísavné valce | G2,5 – G6,3 | Perforácie škrupiny komplikujú vyváženie |
| Sušiace valce | G2,5 – G6,3 | Posun kondenzátu mení rovnováhu |
| Vodiace valce z drôtu/tkaniny | G2.5 | Malý priemer, stredná rýchlosť |
| Plstené rolky | G6.3 - G16 | Nízka rýchlosť, menej kritické |
| Cievka navijaka | G2.5 | Vysoká rýchlosť ovplyvňuje kvalitu navíjania |
Poznámka pre papierenský priemysel: Valce prevádzkované rýchlosťou nad 1000 m/min majú výhodu triedy G2,5 alebo lepšej. Sušiace valce s reguláciou kondenzátu (sifóny, turbulentné tyče) môžu počas prevádzky vykazovať zjavné zmeny nevyváženosti v dôsledku redistribúcie kondenzátu.
Odstredivá sila z nerovnováhy
Odstredivá sila generovaná nevyváženosťou v medznej hodnote tolerancie je:
Kde U_per je v g·mm a ω v rad/s. Táto sila sa otáča rýchlosťou hriadeľa a prenáša sa na ložiská a nosnú konštrukciu.
Výpočet korekčnej hmotnosti
Korekčná hmotnosť, ktorá sa má pridať alebo odobrať v danom polomere:
Kde r je korekčný polomer v mm (zvyčajne na vonkajšom priemere valca alebo v špecifickom mieste korekčnej roviny).
Špeciálne úvahy pre papierové valce
- Sacie valce: Perforácie v škrupinách vytvárajú periodické zmeny hmotnosti. Po opätovnom vŕtaní alebo výmene škrupín by sa mala skontrolovať rovnováha.
- Potiahnuté rolky (guma/polyuretán): Zmeny hrúbky krytu ovplyvňujú vyváženie. Po opätovnom pokrytí vykonajte vyváženie.
- Sušiace valce: Redistribúcia kondenzátu počas spustenia spôsobuje prechodnú nevyváženosť. Pred meraním nechajte kondenzát stabilizovať.
- Variabilné korunové valce: Zmeny hydraulického tlaku v korune môžu ovplyvniť stav rovnováhy.
- Tepelná koruna: Nerovnomerné zahrievanie môže spôsobiť dočasné prehnutie – pred vyvážením skontrolujte, či sa dosiahol tepelný ustálený stav.
Limity vibrácií pre valce papierenských strojov
Papierenské stroje vyžadujú pre kvalitu papiera veľmi nízku úroveň vibrácií. Typické limity rýchlosti ložiskového telesa:
- Kalandrovacie valce: < 1,0 mm/s RMS (ovplyvňuje kvalitu povrchu papiera)
- Lisovacie valce: < 2,0 mm/s RMS
- Sušiace valce: < 2,5 mm/s RMS
- Vodiace valce z drôtu/plsti: < 2,0 mm/s RMS
- Cievka navijaka: < 1,5 mm/s RMS (ovplyvňuje kvalitu navíjania)
It depends on the roll position. Calender and press rolls in high-speed machines (>1000 m/min) benefit from G2.5. Dryer cylinders typically use G6.3. Guide and felt rolls use G6.3. The general rule: the closer the roll is to the paper web forming and finishing, the tighter the balance requirement.
Paper machine speeds are universally specified as surface (line) speed in m/min, not as RPM. Different diameter rolls all run at the same surface speed (the machine speed), but at different RPMs. This calculator converts for you.
Steam-heated dryer cylinders contain condensate that redistributes based on speed and siphon operation. At low speeds, condensate pools at the bottom (cascading regime) causing vibration. At higher speeds, it forms a uniform ring (rimming regime). Transition between regimes during ramp-up can cause temporary high vibration. Allow the machine to reach steady state before drawing balance conclusions.
Yes, in-situ (field) balancing is common for paper machine rolls, especially for dryer cylinders that are difficult to remove. Use vibration sensors on the bearing housings and a keyphasor on the shaft. Two-plane balancing is typically needed for long rolls (L/D > 0.5). Correction masses are added at dedicated balance weight locations on the roll heads.
Common causes include: cover wear or damage (rubber/polyurethane), corrosion pitting on the shell, condensate system issues in dryer cylinders, thermal distortion, buildup of paper fiber or coating material, and cracking of the shell or heads. Regular vibration monitoring catches these issues early.
Very critical. Unbalance-induced vibration causes barring (regularly spaced marks) on calender and press rolls, uneven moisture profiles in press and dryer sections, and reel defects (corrugation, starring). Balance quality directly impacts paper surface quality and printability.
Postupy opísané na tejto stránke vyvinul a v teréne otestoval tím Vibromera pomocou zariadenia Balanset-1A, prenosného dvojkanálového vyvažovacieho prístroja a analyzátora vibrácií na vyvažovanie rotorov priamo na mieste.
Profesionálne prístroje a softvér na vyvažovanie v teréne. Používajú sa vo viac ako 50 krajinách.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko je inžinier vibračnej analýzy a zakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti Vibromera. Viac než 15 rokov vyvažuje rotačné stroje priamo v prevádzke, a nie na skúšobnom stave: mulčovače, priemyselné ventilátory, drviče, odstredivky, hriadele a vretená. Práve z tejto práce vznikli prístroje Balanset — boli navrhnuté ako nástroj, ktorý si odborník môže vziať k stroju a použiť sám, priamo na mieste, nie ako laboratórne vybavenie. Vibromera bola založená v roku 2017 a od roku 2023 sídli v portugalskom Porte. Tu prebieha vývoj, montáž aj podpora radu Balanset. Vlajkovým prístrojom je Balanset-1A, prenosný analyzátor na vyvažovanie v jednej a v dvoch rovinách a na vibračnú diagnostiku. Nikolai sa osobne podieľa na zákazníckej podpore, na riešení náročných prípadov vyvažovania aj na vývoji softvéru. Pracuje so zákazníkmi po celom svete, v akomkoľvek jazyku.
