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| 淺析球磨機的種類(lèi)、工作原理及發(fā)展前景 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2015-05-06 10:58:08 瀏覽次數： |
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1 球磨機的種類(lèi)
（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）球磨機作為一種常見(jiàn)的粉磨設備，被廣泛應用至電力、化工、礦山、水泥等加工部門(mén)。目前，市場(chǎng)上流行的球磨機種類(lèi)繁多、功能多樣、價(jià)格不一，因此企業(yè)在進(jìn)行選購時(shí)面對眼花繚亂的球磨機，常常無(wú)從選擇。一般地，企業(yè)在進(jìn)行球磨機選用時(shí)，必須綜合物料性質(zhì)、磨料要求、生產(chǎn)環(huán)境、能耗情況等因素，科學(xué)比較和篩選，最終選出最適合其使用要求的球磨機。
1.1 按筒體的形狀分類(lèi)（按長(cháng)度與直徑之比）
①短筒球磨機：筒體長(cháng)度L 小于筒體直徑D 的2 倍，即L≤2D 的球磨機為短筒球磨機，其通常為單倉結構，主要用于粗磨作業(yè)或一級磨作業(yè)，其作業(yè)效率較高，可以實(shí)現2-3 臺球磨機同時(shí)串聯(lián)使用，其使用范圍較廣。②中長(cháng)筒球磨機：筒體長(cháng)度L=3D 時(shí)為中長(cháng)球磨機。③長(cháng)筒球磨機：筒體長(cháng)度L≥4D 時(shí)為長(cháng)球磨機。其一般分為2-4 個(gè)倉。
1.2 按磨機裝入的研磨介質(zhì)形狀分類(lèi)
①鋼球磨機內裝入的研磨介質(zhì)主要為鋼段或鋼球，此類(lèi)磨機的研磨力度較大，且結構輕便，轉速平穩。②棒磨機主要用于鋼棒介質(zhì)的研磨，鋼棒的直徑多在50-100mm 之間，研磨時(shí)間較長(cháng)。棒磨機的倉數一般為兩到四個(gè)不等，且各倉裝入的研磨介質(zhì)存在一定差異。為保證其研磨的最終效果，工作人員會(huì )將圓柱形的鋼棒放在第一個(gè)倉內，而將鋼球或鋼段放在其他幾個(gè)倉內。③礫石磨機內的研磨介質(zhì)主要包括卵石、礫石、砂石、瓷球等。礫石磨機多采用瓷料或花崗巖作為襯板，被廣泛應用于彩色水泥、白色水泥、陶瓷等生產(chǎn)領(lǐng)域。
1.3 按卸料方式進(jìn)行分類(lèi)
①尾卸式磨機：尾卸式磨機分別以其首尾作為其磨料的入口和出口。磨機在工作時(shí)，工作人員從入口端將磨料喂入，再由另一端將其卸出。
②中卸式磨機：中卸式磨機的入口在兩端，出口在磨機中部。工作人員通常從兩端喂入磨料，再由筒體中部卸出。
1.4 按排礦方式進(jìn)行分類(lèi)
①溢流型：通過(guò)中空軸排礦。②格子型：通過(guò)格子板排礦。③周邊型：通過(guò)筒體周邊排礦。
1.5 按傳動(dòng)方式分類(lèi)
①中心傳動(dòng)球磨機：此類(lèi)磨機的傳動(dòng)動(dòng)力端在機身中心，電動(dòng)機通過(guò)減速機實(shí)現了球磨機的運轉。在運轉時(shí)，球磨機中心的空心軸在動(dòng)力系統的驅動(dòng)下帶動(dòng)磨體回轉。②邊緣傳動(dòng)球磨機：電動(dòng)機通過(guò)減速機帶動(dòng)筒體邊緣的齒輪從而驅動(dòng)筒體運動(dòng)。
1.6 按作業(yè)特點(diǎn)分類(lèi)
①濕式磨機：給料的同時(shí)加入水，排料成一定濃度的料漿而排出，在閉路系統中與水力分級設備組成閉路作業(yè)。②干式磨機：排料有的用風(fēng)流抽出，磨機與風(fēng)力分級裝置組成閉路，如水泥磨采用自流排料。
2 球磨機的工作原理
2.1 球磨機的組成結構
 球磨機的結構示意圖
球磨機的內部結構較為復雜，組成部分較多。近年來(lái)，隨著(zhù)節能減排理念的深入人心，球磨機也逐漸向節能化方向發(fā)展。球磨機的主要組成結構包括磨機筒體、端蓋、軸承、以及傳動(dòng)部件等。其中，球磨機的傳動(dòng)部件有三角帶、電機、減速機、皮帶輪幾部分。為保證筒體的研磨效率，工作人員常會(huì )在筒體內裝入直徑在25-150mm 的鋼棒或鋼球以增加研磨速率，裝入量通常占筒體容積的25%-50%。另外，筒體內還鑲有內襯板。端蓋位于筒體的兩端，通過(guò)螺絲與筒體底部的法蘭連接起來(lái)，中部有小孔，保證了廢氣的順利排出。軸承支撐著(zhù)中空軸徑，有效減小了筒體間的摩擦，延長(cháng)了筒體的人使用壽命。大齒輪圈：在筒體上固定。
2.2 磨料過(guò)程介紹
磨料作業(yè)是在球磨機筒體內進(jìn)行的，電動(dòng)機通過(guò)連軸器、減速器和小齒輪帶動(dòng)筒體和齒輪圈的轉動(dòng)。物料通過(guò)磨機的入口端進(jìn)入進(jìn)料裝置，隨中空螺旋的運動(dòng)勻速進(jìn)入磨機的第一倉。該倉內附有波紋襯板，能夠有效地減輕物料間的摩擦，同時(shí)襯板內還裝有不同規格尺寸的磨球，由工作人員根據實(shí)際工作需要進(jìn)行選擇。當筒體轉動(dòng)時(shí)，鋼球會(huì )在磨機旋轉作用力和反向作用力的影響下做勻速直線(xiàn)運動(dòng)，一直向下滑動(dòng)。此外，在上述兩種作用力的影響下，鋼球會(huì )與筒體產(chǎn)生一定的摩擦力，鋼球隨筒體軸心作公轉運動(dòng)，使它帖附近筒體襯板上被筒體帶走，當上升至一定高度時(shí)后，介質(zhì)由于自重而呈拋物線(xiàn)落下或泄落而下從而將筒體內的物料磨碎。物料在完成粗磨后，便由第一倉轉入第二倉，該倉的摩擦力較第一倉更小，能夠將物料磨得更碎、更精細。第二倉內鑲有平襯板，當研磨結束后，由卸料箅板排出粉狀物料。
2.3 球磨機的分型
溢流型球磨機：此類(lèi)磨機在筒體的旋轉作用下將磨碎后的物料灑向機體右側，最后使成品從空軸頸溢流而出。其磨料加工過(guò)程較為緊湊，實(shí)現了分級作業(yè)，有效減少了磨礦循環(huán)負荷量。格子型球磨機：這種球磨機的排料口端設有專(zhuān)門(mén)的格子板，由若干扇形孔板組合而成，其上下端的寬度略有差異。其中，上端的寬度較大，一般為7mm-20mm。在實(shí)際加工過(guò)程中，工作人員通過(guò)格子板之間的空隙將加工料放入，然后借助物料的上舉作用力將物料、提升至空中，再經(jīng)過(guò)錐形塊而向右至中空軸頸排出機外。
風(fēng)力排料球磨機：物料從入料口喂入球磨機后，先隨著(zhù)磨機做回轉運動(dòng)進(jìn)入第一倉，經(jīng)過(guò)一系列沖擊與摩擦后向右移至物料磨損的其他倉內，進(jìn)行進(jìn)一步深加工。管路系統中主要包括除塵器、風(fēng)機進(jìn)口、選粉機等。當風(fēng)力系統處于工作狀態(tài)時(shí)，球磨機的機體內部氣壓也隨之降至，最后達到低負壓狀態(tài)。當磨細的物料隨著(zhù)磨機的轉動(dòng)成松散狀，并隨著(zhù)風(fēng)力從出料口進(jìn)入管道系統，由選粉器將粗顆粒分離后再送入球磨機進(jìn)口，細粉由分離器分離回收，氣體由風(fēng)機排入大氣。
2.4 磨介的運動(dòng)狀態(tài)
當鋼球的填充率達到40%-50%時(shí)，球磨機的回轉速度也會(huì )發(fā)生相應的變化，同時(shí)研磨介質(zhì)會(huì )出現以下三種基本運動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現了多碎少磨、減小了入磨力度，大幅度地提高了生產(chǎn)效率，降低了電耗。第一種運動(dòng)狀態(tài)的轉速較高，在機身離心力的作用下，鋼球會(huì )連同筒身一起做旋轉運動(dòng)，即勻速圓周運動(dòng)，此時(shí)研磨介質(zhì)無(wú)法有效發(fā)揮其研磨和沖擊作用，研磨效果較差。第二種運轉狀態(tài)的轉速過(guò)低，物料和磨介間的摩擦力較小，研磨作用不明顯，研磨效果同樣有限。第三種研磨狀態(tài)下，磨機的轉速較為平穩，磨介在隨筒體上升至一定高度后，就會(huì )以勻速下落狀態(tài)落回筒內，研磨作用較充分，有效降低了產(chǎn)品的粒度，磨粒處理能力較高。
3 球磨機的發(fā)展前景
我國現階段大多數球磨機還處于人工手動(dòng)控制的狀態(tài)，造成磨機內物料變化大、粉磨效率低、單位電耗大、鋼球和襯板損耗大等現象。而且，由于粉磨狀態(tài)變化大，導致了物料細度的均勻度也難以保證。行星式球磨機是針對粉碎、研磨、分散粉體設計的，被廣泛應用于實(shí)驗室研究當中。其工作原理為利用磨機磨罐中的高速運轉作用力將物料磨碎，在翻轉過(guò)程中物料經(jīng)過(guò)一系列剪切、沖擊、碾壓、分散等最終完成粉磨作業(yè)。行星式球磨機一個(gè)轉盤(pán)上有四個(gè)磨球罐，它們在工作時(shí)隨著(zhù)磨軸做自轉運動(dòng)，即行星式運動(dòng)。在運動(dòng)過(guò)程中，四個(gè)罐體通過(guò)相互摩擦碰撞將物料磨碎。該磨機可以根據物料磨粒大小的不同選擇相應的摩擦方法，其最終磨粒直徑可至0.1 微米。能很好的實(shí)現各種工藝參數要求，是進(jìn)行粉碎工藝、新材料、涂料研究的首選設備。
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