Gratis tekniskt verktyg
Kalkylator för pappersmaskinens rullbalans
Beräkna driftsvarvtal utifrån ythastighet, tillåten kvarvarande obalans enligt ISO 21940, centrifugalkraft från obalans och korrigeringsmassa för pappersmaskinrullar.
Resultat
Varvtal från ythastighet
Pappersmaskinens hastigheter anges som banans ythastighet i m/min. Valsens varvtal beror på valsens diameter.
Typiska balanskvaliteter för pappersmaskinrullar
| Rulltyp | Rekommenderad klass | Anteckningar |
|---|---|---|
| Kalanderrullar | G1,0 – G2,5 | Högsta precision som krävs |
| Pressrullar (hela/ventilerade) | G2.5 | Standard för de flesta presssektioner |
| Sugrullar | G2,5 - G6,3 | Skalperforeringar komplicerar balansering |
| Torkcylindrar | G2,5 - G6,3 | Förskjutning av kondensat förändrar balansen |
| Vir-/vävstyrvalsar | G2.5 | Liten diameter, måttlig hastighet |
| Filtrullar | G6,3 - G16 | Låg hastighet, mindre kritisk |
| Rullespole | G2.5 | Hög hastighet, påverkar lindningskvaliteten |
Anmärkning från pappersindustrin: Valsar som arbetar över 1000 m/min har nytta av G2.5 eller bättre. Torkcylindrar med kondensathantering (sifoner, turbulensstänger) kan visa skenbara förändringar i obalansen under drift på grund av omfördelning av kondensat.
Centrifugalkraft från obalans
Centrifugalkraften som genereras av obalans vid toleransgränsen är:
Där U_per är i g·mm och ω i rad/s. Denna kraft roterar med axelhastigheten och överförs till lagren och stödstrukturen.
Korrigeringsmassaberäkning
Korrigeringsmassan som ska läggas till eller tas bort vid en given radie:
Där r är korrigeringsradien i mm (vanligtvis vid valsens ytterdiameter eller vid ett specifikt korrigeringsplans läge).
Särskilda överväganden för pappersrullar
- Sugrullar: Perforeringar i skalet skapar periodiska massvariationer. Balansen bör kontrolleras efter omborrning eller skalbyte.
- Belagda valsar (gummi/polyuretan): Variationer i beläggningens tjocklek påverkar balansen. Återbalansera efter ombeläggning.
- Torkcylindrar: Omfördelning av kondensat under uppstart orsakar tillfällig obalans. Låt systemet stabiliseras innan mätning.
- Valsar med variabel bombering: Förändringar i hydrauliskt krontryck kan påverka balanstillståndet.
- Termisk krona: Ojämn uppvärmning kan orsaka tillfällig böjning — kontrollera att termiskt stationärt tillstånd uppnåtts innan balansering.
Vibrationsgränser för pappersmaskinvalsar
Pappersmaskiner kräver mycket låga vibrationsnivåer för god papperskvalitet. Typiska vibrationshastighetsgränser för lagerhus:
- Kalanderrullar: < 1,0 mm/s RMS (påverkar pappersytans kvalitet)
- Pressrullar: < 2,0 mm/s RMS
- Torkcylindrar: < 2,5 mm/s RMS
- Tråd-/filtstyrrullar: < 2,0 mm/s RMS
- Rullespole: < 1,5 mm/s RMS (påverkar lindningskvaliteten)
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.
Procedurerna som beskrivs på den här sidan utvecklades och fälttestades av Vibromera-teamet med hjälp av Balanset-1A, en bärbar tvåkanalig balanserare och vibrationsanalysator för rotorbalansering på plats.
Professionella instrument och programvara för fältbalansering. Används i fler än 50 länder.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko är vibrationsanalysingenjör samt grundare och vd för Vibromera. I mer än 15 år har han balanserat roterande utrustning ute i fält i stället för i en provbänk: slaghackar, industrifläktar, krossar, centrifuger, axlar och spindlar. Det är ur det arbetet Balanset-instrumenten har vuxit fram — de utformades som ett verktyg som en specialist kan bära med sig till maskinen och använda på egen hand på plats, inte som laboratorieutrustning. Vibromera grundades 2017 och har sedan 2023 sin bas i Porto i Portugal. Utveckling, montering och support av Balanset-serien sker här. Flaggskeppet är Balanset-1A, en bärbar analysator för balansering i ett och två plan och för vibrationsdiagnostik. Nikolai deltar personligen i kundsupporten, i arbetet med svåra balanseringsfall och i utvecklingen av programvaran. Han arbetar med kunder över hela världen, på vilket språk som helst.
