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球磨機的主要工作部分是一個裝在兩個大型軸承上并水平放置的回轉圓筒，筒體用隔倉板分成幾個倉室，在各倉內裝有一定形狀和大小的研磨體。研磨體一般為鋼球、鋼鍛、鋼棒、卵石、礫石和瓷球等。為了防止筒體被磨損，在筒體內壁裝有襯板。

圖1 磨機粉磨物料的作用

當球磨機回轉時，研磨體在離心力和與筒體內壁的襯板面產生的摩擦力的作用下，貼附在筒體內壁的襯板面上，隨筒體一起回轉，并被帶到一定高度（如圖1所示），在重力作用下自由下落，下落時研磨體像拋射體一樣，沖擊底部的物料把物料擊碎。研磨體上升、下落的循環運動是周而復始的。此外，在磨機回轉的過程中，研磨體還產生滑動和滾動，因而研磨體、襯板與物料之間發生研磨作用，使物料磨細。由于進料端不斷喂入新物料，使進料與出料端物料之間存在著料面差能強制物料流動，并且研磨體下落時沖擊物料產生軸向推力也迫使物料流動，另外磨內氣流運動也幫助物料流動。因此，磨機筒體雖然是水平放置，但物料卻可以由進料端緩慢地流向出料端，完成粉磨作業。

1.1.2研磨體運動的基本狀態

球磨機筒體的回轉速度和研磨體的填充率對于粉磨物料的作用影響很大。當筒體以不同轉速回轉時，筒體內的研磨體可能出現三種基本狀態，如圖7.2所示。

圖7.2(a)，轉速太慢，研磨體和物料因摩擦力被筒體帶到等于動摩擦角的高度時，研磨體和物料就下滑，稱為“傾瀉狀態”，對物料有研磨作用，但對物料的沖擊作用很小，因而使粉磨效率不佳；圖7.2(c)，轉速太快，研磨體和物料在其慣性離心力的作用下

圖7.2 筒體轉速對研磨體運動的影響

（a）低轉速；（b） 適宜轉速；（c） 高轉速

貼附筒體一起回轉（作圓周運動），稱為“周轉狀態”，研磨體對物料起不到沖擊和研磨作用；圖7.2(b)，轉速比較適宜，研磨體提升到一定高度后拋落下來，稱為“拋落狀態”，研磨體對物料較大的沖擊和研磨作用，粉磨效率高。

實際上，研磨體的運動狀態是很復雜的，有貼附在磨機筒壁向上的運動；有沿筒壁和研磨體層向下的滑動；有類似拋射體的拋落運動；有繞自身軸線的自轉運動以及滾動等。所謂研磨體對物料的基本作用，正是上述各種運動對物料的綜合作用的結果，其中主要的可以歸結為沖擊和研磨作用。

分析研磨體粉碎物料的基本作用，目的是為確定研磨體的合理運動狀態，這是正確選擇與計算磨機的適宜工作轉速、需用功率、生產能力以及磨機機械計算的依據。

1.2球磨機內研磨體的運動分析

球磨機的粉磨作用，主要是研磨體對物料的沖擊和研磨。為了進一步了解磨機操作時研磨體對物料作用的實質，以便確定磨機的工作參數，如適宜的工作轉速、功率消耗、生產能力、研磨體裝填量以及掌握影響磨機粉磨效率的各項因素、筒體受力情況與強度計算等，都必須對研磨體在磨機內的運動狀態加以分析研究。

1.2.1基本假設

研磨體運動的實際狀態是很復雜的，為了使問題分析簡單化，作如下基本假設：

(1) 當磨機在正常工作時，研磨體在筒體內按所在位置的運動軌跡只有兩種：一種是一層層地以筒體橫斷面幾何中心為圓心，按同心圓弧軌跡隨著筒體回轉作向上運動；另一種是一層層地按拋物線軌跡降落下來；

(2) 研磨體與筒壁間及研磨體層與層之間的相對滑動極小，具體計算時略去不計；

（3） 磨機筒體內物料對研磨體運動的影響略去不計；

(4) 研磨體作為一質點，因此最外層研磨體的回轉半徑，可以用筒體的有效內徑表示。

研磨體按圓弧隨筒體回轉作向上運動，當達到某一高度時，開始離開圓弧軌跡而沿拋物線軌跡下落，此瞬時的研磨體中心稱