r1礦機

Ⅰ 　球磨機

球磨機是目前硅酸鹽工業上廣泛使用的一種粉磨機械。它的主要特點是：適應性強，對於多數固體物料均能進行細磨；構造簡單，操作管理容易，對物料在進行研磨時多項工藝參數，如物料細度等能准確控制，維護檢修方便等，在非金屬礦產加工中通常採用濕法作業的間歇式球磨機。

一、間歇式球磨機構造和工作原理

圖3-12所示為間歇式球磨機構造示意圖。筒身6用鋼板卷制焊接而成，筒身的中部有加料口7供加料和卸料之用，有的筒身在其中部還開有人孔，供檢修筒身內部時用。筒身內腔鑲以襯板14，筒體兩側通常焊接有鍛造而成的法蘭圈，以供固接端蓋8之用。主軸頭11即與端蓋固接，並由固定在機座13上的裝置有滑動軸承或滾動軸承的軸承座12所支承，一側的端蓋上緊固著大齒圈5，齒圈可有內齒或外齒的形式。電動機1經減速器3通過摩擦離合器4和傳動齒輪帶動大齒圈而使筒體回轉。

圖3-12間歇式球磨機示意圖

1-電動機；2-離合器操縱桿；3-減速器；4-摩擦離合器；5-大齒圈；6-筒身；7-加料口；8-端蓋；9-旋塞閥；10-卸料管；11-主軸頭；12-軸承座；13-機座；14-襯板；15-研磨體

間歇式球磨機工作原理是：筒體內裝載了一定數量的瓷球或礫石的研磨體15，被磨物料及適量的水從加料口加入，按工藝要求對物料、水和研磨體應進行適當的配比。當筒體回轉時，研磨體在離心力的作用下，貼在筒體內壁與筒體一起回轉上升，當研磨體被帶到一定高度時，由於重力作用而被拋出，以一定的速度降落，在研磨體降落過程中，筒體內的物料受到研磨體的沖擊和研磨作用而被粉碎。如圖3-13所示。當物料磨到要求的細度後，則停機卸料。卸料時，先使球磨機加料口朝上，打開蓋子，裝上帶孔的卸料管10，再轉動筒體使加料口朝下，此時打開卸料管的旋塞閥9，筒體內的料漿就可自動流出，研磨體則被阻留在筒體內。為了加快料漿流出的速度和使料漿卸得更完全，亦可在卸料的同時，通入壓縮空氣，以使料漿在壓縮空氣的壓力作用下流出。

圖3-13球磨機研磨物料的作用

球磨機的規格，以筒體直徑×筒體長度來表示，如QM2100×2100等，一般筒身長度與筒身直徑的比例

。

二、主要參數的確定

（一）轉速

球磨機的轉速對其操作有很大影響，如果轉速適當，則能使細磨操作在較高的效率下進行。轉速太快，由於離心力太大，研磨體將緊貼在筒體內壁，不會沿拋物線軌跡降落，這樣就不能給物料以有效的粉碎作用，球磨速度和球磨效率將大大降低；反之，轉速太慢，則研磨體升舉高度不足，在單位時間內，研磨體對物料作用的次數少了，粉碎功也小了，球磨效率也會降低。所以適當的轉速，即是指球磨機筒體轉速不太快也不太慢情況下的合理的轉速。

在確定磨機轉速時，一般以筒體內研磨體升舉情況，或脫離點位置對物料能作最大粉碎功作為依據。

當球磨機筒體的轉速達到某一數值時，最外層研磨體的脫離角等於0，即研磨體升到筒體頂點，不再沿拋物線軌跡落下，這個轉速稱為球磨機的臨界轉速，以n₀表示。

由研磨體外層半徑R₁和研磨體所在位置與重線夾角α，可以寫出研磨體自重與離心力平衡方程式，消去研磨體自重

非金屬礦產加工機械設備

當cosα＝1，得臨界轉速

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式中D——筒體內徑（m）；

d——研磨體的直徑（m）。

因為d≤D，故上式近似成為

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通過理論分析計算，當研磨體的脫離角為54°44′時，可獲得最大的降落高度。

以α＝54°44′，R＝R₁代入（3-21），即可求得磨機的工作轉速

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式中n——球磨機的工作轉速（r/min）；

D——筒體的內徑（m）。

工作轉速與臨界轉速之比稱為球磨機的轉速比

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即

應當指出，上述計算的磨機轉速，均是忽略了研磨體滑動及物料對研磨體運動的影響，並以最外層研磨體層為基礎而推導出的。實際上磨機的工作轉速與很多因素有關，至今尚無定論。上述理論公式僅可作為參考。所以轉速比q往往波動范圍較大，多數球磨機的轉速比q在0.75～0.85之間。

（二）功率

球磨機運轉時所需要的功率，其中大部分消耗在有益的工作上，即升舉研磨體至一定的高度，並使之具有一定速度拋射出去，按拋物線軌跡下落，進行沖擊粉碎物料；另一小部分則消耗在克服機械的摩擦阻力。

根據理論分析計算，消耗在升舉研磨體和物料的功率為N

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式中N——功率（kW）；

ρ——研磨體的容積密度（t/m³）；

D——筒體內徑（m）；

L——筒體長度（m）。

上式中的系數c由轉速比q及比例系數K值決定，而K的大小除與轉速有關外，還與研磨體的裝填量有關。

在實際工作中，通常以填充系數φ來表示球磨機中研磨體的裝填量。填充系數

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式中M為球磨機的研磨體的總質量。

在不同的q、φ值下，K的大小可從表3-9查出。

表3-9在不同的q、φ條件下的K值

在合理的工作制度下，一般K≤0.5，這樣K⁴和K⁶都遠小於1，系數

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從表3-10可查出不同轉速比時系數c的值。

表3-10在不同q值條件下的c值

按式（3-24）計算的球磨機需要的功率是偏高的，因為實際上研磨體落下時有一部分能量要「給回」筒體，但是這部分能量在總能量中究竟佔多少，目前尚無法確定。因此，式（3-24）僅供選擇球磨機配套用電動機時參考，在最後確定電動機功率時，還必須以實際操作數據作為依據。至於克服機械摩擦阻力需要的功率和功率儲備，就不必再計算了。

（三）生產能力

影響磨機生產能力因素很多，例如物料性質、入料粒徑大小、欲磨細程度、加料均勻程度和磨機的裝填程度及研磨體種類等，至今還沒有一個能將這些因素全部包括在內的計算公式，確切的數據必須通過生產實踐才能確定，現將一般常用的計算公式介紹如下：

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式中Q——球磨機的生產能力（t/h）；

D——球磨機筒體的有效內徑（m）；

V——球磨機筒體的有效容積（m³）；

n——球磨機筒體的轉速（r/min）；

M——研磨體載裝量（t）；

K——球磨機單位功率產量（t/kW·h）。

三、使用

在非金屬礦產加工中，球磨機是原料粉磨工序的設備，其操作好壞將直接影響後道工藝的正常生產，所以應盡可能使之在最佳的條件下操作。

（一）球磨機型號規格的選擇

應根據工廠的規模，技術力量和維修能力等具體情況來決定。一般大型磨機操作強度大，單位功耗低，但設備笨重，安裝維修比較困難，在使用上不夠機動靈活。中、小型磨機體積較小，重量較輕，機動靈活，適應性強，安裝和維修方便，但操作強度較小，單位功耗偏高。磨機的數量根據所需要處理的物料量和每台磨機的生產能力，由計算確定，並應注意留有適當的備用數。

由於球磨機本身重量大，運轉時會產生振動，故應安裝在堅固的基礎上，基礎重量一般可按機器重量的3～5倍考慮。

（二）研磨體的裝載和選擇

研磨體的材料，除考慮物料的污染問題外，還要從價格、來源、硬度、重度、是否有害成分和著色元素等考慮，以硬度高、重度大的為好。常用的有瓷球、剛玉、天然燧石等。我國許多工廠用旅順口鵝卵石（含氧化硅98%，重度2.6×10N/m³）。

研磨體的大小推薦d≤（1/18～1/24）D,d為研磨體尺寸（mm）,D為磨機凈空直徑（mm）。研磨體表面要光滑，不要有凹坑。

研磨體總裝量一定時，體小則數量多，表面積大，對研磨有利；體大則數量小，碰擊力大。故研磨體級配要有大有小，不能一律。一般認為大中小各佔50%、10%、40%為好這時空隙最小（佔22%左右）。

研磨體的形狀，有球形、扁平、短柱形等。以研磨為主的粉磨，短柱形為好；以撞擊為主的粉磨，球形為好。

研磨體的裝填量，太少了球磨效率低，太多了相互干擾碰撞。以填充系數（φ）表示研磨體的裝填程度：

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式中A——研磨體在筒體有效截面上的填充面積（m²）；

W-研磨體裝填重量（N）；

R——磨膛半徑（m）；

L——磨膛長度（m）；

r——研磨體重度（N/m²）。

球磨機應盡量在滿載下運轉，因為研磨體所佔的重量比例最大，空載與滿載運轉的功率消耗相差無幾。對於濕法間歇式球磨機，實際採用的填充系數一般為φ＝0.4～0.5。

（三）球磨機的使用要點

（1）開機前應檢查各部件的靈活性、離合器位置，上緊緊固件；

（2）潤滑油應充足，特別是主軸承、減速箱的潤滑必須可靠；

（3）出現不正常雜訊，應停車檢查；

（4）嚙合齒輪的間隙和接觸面積要調整適當，調節時，筒體不裝載，松開主軸承的緊固螺栓，然後調整筒體位置；

（5）內襯崩塌或磨損過度，要及時填補或更換；

（6）要特別注意兩端軸頭的同心對中，不然的話，易損壞端蓋和主軸承。

間隙式濕式球磨機的型號、規格和主要技術性能見表3-11。

表3-11間歇式濕磨球磨機的型號規格和主要技術性能

球磨機常見故障及排除方法見表3-12。

表3-12球磨機常見故障產生原因及其排除方法

Ⅱ ipfs礦機 三個月回本 是真的么

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Ⅲ 對破碎機功耗學說的理解

破碎機的功耗學說，也稱破碎理論，是研究破碎過程與破碎能量消耗關系的學說。雖然人類使用破碎工具已有上千年的歷史，但提出破碎理論還是上個世紀的事情。由於破碎是物料粒度減小的過程，所以要對物料加外力以克服物料內部質點間的內聚力，也就是對物料做功，功轉變形能，當變形達到極限時破碎才能發生。因此，從力學實質上看，破碎是一個功能轉換的過程。實際應用中，破碎的能量消耗很大，例如在選廠40～60%的動消耗在破碎和磨碎上，這必然引起人們的關注，因此出現了若干破碎的功耗，以便尋找省能的破碎途徑。目前，公認的破碎功耗學說有面積學說、體積學說和裂縫學說。

一、 面積學說

面積學說由德國學者P.R雷廷格(Rittinger)於1867年提出，這是最早的系統的破碎理論。事實上，物料表面上的質點與其內部不同，物料表面，為此雷廷格認為：L物料破碎時，外力做的功用於產生新表面積，即破碎的功耗A1，與新生表面積ΔS成正比，若比例系數為K1，則A1=K1ΔS。

假設破碎一塊礦石的功耗為dAˊ=r1·ds

式中 r1--比例系數（生成一個單位新表面所需的功），也稱比表面能。

再設D為礦塊直徑，k1、k2分別為由直徑求表面化積與求體積的形狀系數，則k1D2、k2D2分別為表面積與體積。δ為單位體積礦石的重量，則重為Q的礦石中含有直徑的礦塊數n=Q/(δK2D3)，於是把礦石D從破碎到d所需的功

A1=

= （8-7a）

或 （8-7b）

式中 綜合比例系數，

當D一定時，功耗與破碎比減1成正比：當i一定時，功耗A1與原料粒度D成反比。

二、體積學說

破碎的體積學說是俄國學者吉爾切夫與德國學者基克(Kick)各自獨立提出的。體積學說認為：破碎時，外力對物料做的功用於使物料以生變形，變形達到極限時物料即破碎。而物料蓄有的變形能與體積成正比，幫認為破碎機的功耗A2與物料的體積變形ΔV成正比，若比例系數為K2 ，則A2=K2ΔV。

依照面積學說公式的推導方法，也可推導出體積學說的功耗公式如下：

A2=2.303K2Qlgi (8-8)

式中 K2--綜合比例系數（ ，其中r2破碎單位體積物料所需的功）。

由式（8－8）看出，破碎單位重量物料的功耗A2 破碎比 i的對數成正比。

三、裂縫學說

F.C磅德（F.C.Bond）在整理了破碎與磨碎的經驗資料後，於1952年提出了一個計算破碎功耗的公式，其原形為

(8-9)

式中 W--將一短噸（907.175kg）入料度為F的物料破碎到料粒度為P所耗的功，kw·h/短t；

F、P--分別為80%的入料與排料所能通過的方形篩孔寬，μm；

Wi--功指數；kW·h/短t。

Wi，是理論上無限大的粒度破碎80%可以通過100μm篩孔寬（或65%可通過200目篩孔寬）時所需的功，它在一定程度上表示物料粉碎的難易程式度，即可碎或可磨性。

在建立了上面經驗公式以後，然後尋找理論解釋，榜德解釋為：破碎物料時，外力所做的功先是使物體變形，當變形超過限度後即生成裂縫，裂縫形成以後，儲存在物體內的變形能促使裂縫擴展並生成斷面。輸入功的有用部分轉化新生表面上的表面能，其它部分成為熱損失。因此，破碎所需的功，應考慮變形能和表面能兩項，變形能和體積成正比，表面能與表面積成正比。假定等量考慮這兩項，所需的功應當同它們的幾何平均值成正比，即與 成正比例。對於單位體積的物體，就是與 成正比。

根據榜德所作的解釋，可將重量為Q的礦物從D破碎d到所需的功耗A3為

（8-10）

式中 K3--綜合比例系數。

以上三種理論，以榜德裂縫學說具有較大的應用價值。在應用中關鍵是測定功指數Wi ，其測定和計算方法不止一種，榜德提出了在實驗室中通過測定礦石可碎裂性及可磨性而計算功指數的幾種方法：

（1）用榜德設計的專用雙擺錘式沖擊試驗機測出礦石的沖擊破碎強度，再測知礦大石的真密度過，礦石的破碎功指數由下式計算：

Wi=2.59C/Sg （*-11）

（2）用D×L為305×610的榜德棒磨機，測出它每轉一新生成的試驗的篩孔P1 以下粒級的物料重工業量GrP(g) ，即棒磨可磨性系數；再測知給予礦和產品中試驗篩孔80%以下的粒度F80及P80（均為μm），球磨機功指數Wt按下式計算：

Wik=62/[（P1）0.23·(Grp)0.625·( )], KW·h/t (8-12)

（3）用D×L為305×305mm的榜德球磨機，測出球磨性系數 ，即球磨機每轉一轉新產生的試驗篩孔P1 以下粒級的物料重量，球磨功指數WIB 由下式計算：

Wib=44.45/[(P1)0.23·(Gbp)0.82]

· , KW·h/t (8-13)

上述實驗室中測得的功指數稱為實驗室功指數。按式（8－12）計算的功指數與內徑為2.4m（8英尺）的溢流型棒磨機開路濕式閉路磨礦的球磨功指數 一致．如果磨機的工作條件不同，則應對所計算功指數加以修正。

還可根據工廠的數據計算磨礦機的操作功指數：

Wi=W/ (8-14)

四、功耗學說的評述

上述三種學說都從某一個角度解釋了破碎過程的某一階段。面積學說只注意了新生表面積所需要能量，而忽視了物料破碎前先出現變形和實際中物料又是非均質的。體積學說只考慮了破碎時的變形能，沒有考慮到新生表面積的增加，同樣具有片面性。裂縫學說是介於面積學說與體積學說之間，提出破碎功耗與D5/2成比例, 但沒有充足的理論根據。由於它是根據實際資料整理出的經驗公式，所以具有一定的適用范圍。根據實驗研究證實：粗碎時新生表面積不多，以體積學說為准確，裂縫學說結果不可靠；而細碎時（破碎到10μm以下時）裂縫學說求得的數據過小，此時新生表面積增多，表面能是主要的，以面積學說較為准確。在粗碎與細碎之間廣泛范圍內，裂縫學說又比較適用。因為榜德的經驗公式是根據一般破碎設備得出結論，所以在中等破碎比情況下與它大致相符。各學說在適合它的粒度范圍內與實際情況的誤差不大，因而，在應用時，應正確加以選擇。其中，尤以裂縫學說較有實際意義與應用價值。因為面積學說及體積學說公式中的K1與K2分別表示單位表面積與單位體積變形所需的分離功與變形功，這在目前無法確定，故這兩個公式的應用受到限制，只能在礦料性質相同的情況下消去比例系數而作一些相對計算分析，定性地說明一些問題。裂縫學說使用的是破碎磨碎的凈功耗，公式中的各項均是可測定的，故具有廣泛的實用價值。榜德公式可應用於以下幾個方面：

（1） 在測出功指數W的情況下，可以計算各種粒度范圍內的破碎磨碎功耗。

（2） 用於選擇破碎或磨碎機械。測出礦石的功指數Wi，可以計算設計條件下的需用功率，從需用功率的容量上選擇破碎機械。

（3）可用以比較不同破碎設備的工作效率。如兩台破碎機消耗的功率相同，但產品粒不同，分別算出其操作功指數，就可以看出哪一台破碎機的效率高。----上海甲浦瑞機械科技有限公司