r1矿机

Ⅰ 　球磨机

球磨机是目前硅酸盐工业上广泛使用的一种粉磨机械。它的主要特点是：适应性强，对于多数固体物料均能进行细磨；构造简单，操作管理容易，对物料在进行研磨时多项工艺参数，如物料细度等能准确控制，维护检修方便等，在非金属矿产加工中通常采用湿法作业的间歇式球磨机。

一、间歇式球磨机构造和工作原理

图3-12所示为间歇式球磨机构造示意图。筒身6用钢板卷制焊接而成，筒身的中部有加料口7供加料和卸料之用，有的筒身在其中部还开有人孔，供检修筒身内部时用。筒身内腔镶以衬板14，筒体两侧通常焊接有锻造而成的法兰圈，以供固接端盖8之用。主轴头11即与端盖固接，并由固定在机座13上的装置有滑动轴承或滚动轴承的轴承座12所支承，一侧的端盖上紧固着大齿圈5，齿圈可有内齿或外齿的形式。电动机1经减速器3通过摩擦离合器4和传动齿轮带动大齿圈而使筒体回转。

图3-12间歇式球磨机示意图

1-电动机；2-离合器操纵杆；3-减速器；4-摩擦离合器；5-大齿圈；6-筒身；7-加料口；8-端盖；9-旋塞阀；10-卸料管；11-主轴头；12-轴承座；13-机座；14-衬板；15-研磨体

间歇式球磨机工作原理是：筒体内装载了一定数量的瓷球或砾石的研磨体15，被磨物料及适量的水从加料口加入，按工艺要求对物料、水和研磨体应进行适当的配比。当筒体回转时，研磨体在离心力的作用下，贴在筒体内壁与筒体一起回转上升，当研磨体被带到一定高度时，由于重力作用而被抛出，以一定的速度降落，在研磨体降落过程中，筒体内的物料受到研磨体的冲击和研磨作用而被粉碎。如图3-13所示。当物料磨到要求的细度后，则停机卸料。卸料时，先使球磨机加料口朝上，打开盖子，装上带孔的卸料管10，再转动筒体使加料口朝下，此时打开卸料管的旋塞阀9，筒体内的料浆就可自动流出，研磨体则被阻留在筒体内。为了加快料浆流出的速度和使料浆卸得更完全，亦可在卸料的同时，通入压缩空气，以使料浆在压缩空气的压力作用下流出。

图3-13球磨机研磨物料的作用

球磨机的规格，以筒体直径×筒体长度来表示，如QM2100×2100等，一般筒身长度与筒身直径的比例

。

二、主要参数的确定

（一）转速

球磨机的转速对其操作有很大影响，如果转速适当，则能使细磨操作在较高的效率下进行。转速太快，由于离心力太大，研磨体将紧贴在筒体内壁，不会沿抛物线轨迹降落，这样就不能给物料以有效的粉碎作用，球磨速度和球磨效率将大大降低；反之，转速太慢，则研磨体升举高度不足，在单位时间内，研磨体对物料作用的次数少了，粉碎功也小了，球磨效率也会降低。所以适当的转速，即是指球磨机筒体转速不太快也不太慢情况下的合理的转速。

在确定磨机转速时，一般以筒体内研磨体升举情况，或脱离点位置对物料能作最大粉碎功作为依据。

当球磨机筒体的转速达到某一数值时，最外层研磨体的脱离角等于0，即研磨体升到筒体顶点，不再沿抛物线轨迹落下，这个转速称为球磨机的临界转速，以n₀表示。

由研磨体外层半径R₁和研磨体所在位置与重线夹角α，可以写出研磨体自重与离心力平衡方程式，消去研磨体自重

非金属矿产加工机械设备

当cosα＝1，得临界转速

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式中D——筒体内径（m）；

d——研磨体的直径（m）。

因为d≤D，故上式近似成为

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通过理论分析计算，当研磨体的脱离角为54°44′时，可获得最大的降落高度。

以α＝54°44′，R＝R₁代入（3-21），即可求得磨机的工作转速

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式中n——球磨机的工作转速（r/min）；

D——筒体的内径（m）。

工作转速与临界转速之比称为球磨机的转速比

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即

应当指出，上述计算的磨机转速，均是忽略了研磨体滑动及物料对研磨体运动的影响，并以最外层研磨体层为基础而推导出的。实际上磨机的工作转速与很多因素有关，至今尚无定论。上述理论公式仅可作为参考。所以转速比q往往波动范围较大，多数球磨机的转速比q在0.75～0.85之间。

（二）功率

球磨机运转时所需要的功率，其中大部分消耗在有益的工作上，即升举研磨体至一定的高度，并使之具有一定速度抛射出去，按抛物线轨迹下落，进行冲击粉碎物料；另一小部分则消耗在克服机械的摩擦阻力。

根据理论分析计算，消耗在升举研磨体和物料的功率为N

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式中N——功率（kW）；

ρ——研磨体的容积密度（t/m³）；

D——筒体内径（m）；

L——筒体长度（m）。

上式中的系数c由转速比q及比例系数K值决定，而K的大小除与转速有关外，还与研磨体的装填量有关。

在实际工作中，通常以填充系数φ来表示球磨机中研磨体的装填量。填充系数

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式中M为球磨机的研磨体的总质量。

在不同的q、φ值下，K的大小可从表3-9查出。

表3-9在不同的q、φ条件下的K值

在合理的工作制度下，一般K≤0.5，这样K⁴和K⁶都远小于1，系数

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从表3-10可查出不同转速比时系数c的值。

表3-10在不同q值条件下的c值

按式（3-24）计算的球磨机需要的功率是偏高的，因为实际上研磨体落下时有一部分能量要“给回”筒体，但是这部分能量在总能量中究竟占多少，目前尚无法确定。因此，式（3-24）仅供选择球磨机配套用电动机时参考，在最后确定电动机功率时，还必须以实际操作数据作为依据。至于克服机械摩擦阻力需要的功率和功率储备，就不必再计算了。

（三）生产能力

影响磨机生产能力因素很多，例如物料性质、入料粒径大小、欲磨细程度、加料均匀程度和磨机的装填程度及研磨体种类等，至今还没有一个能将这些因素全部包括在内的计算公式，确切的数据必须通过生产实践才能确定，现将一般常用的计算公式介绍如下：

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式中Q——球磨机的生产能力（t/h）；

D——球磨机筒体的有效内径（m）；

V——球磨机筒体的有效容积（m³）；

n——球磨机筒体的转速（r/min）；

M——研磨体载装量（t）；

K——球磨机单位功率产量（t/kW·h）。

三、使用

在非金属矿产加工中，球磨机是原料粉磨工序的设备，其操作好坏将直接影响后道工艺的正常生产，所以应尽可能使之在最佳的条件下操作。

（一）球磨机型号规格的选择

应根据工厂的规模，技术力量和维修能力等具体情况来决定。一般大型磨机操作强度大，单位功耗低，但设备笨重，安装维修比较困难，在使用上不够机动灵活。中、小型磨机体积较小，重量较轻，机动灵活，适应性强，安装和维修方便，但操作强度较小，单位功耗偏高。磨机的数量根据所需要处理的物料量和每台磨机的生产能力，由计算确定，并应注意留有适当的备用数。

由于球磨机本身重量大，运转时会产生振动，故应安装在坚固的基础上，基础重量一般可按机器重量的3～5倍考虑。

（二）研磨体的装载和选择

研磨体的材料，除考虑物料的污染问题外，还要从价格、来源、硬度、重度、是否有害成分和着色元素等考虑，以硬度高、重度大的为好。常用的有瓷球、刚玉、天然燧石等。我国许多工厂用旅顺口鹅卵石（含氧化硅98%，重度2.6×10N/m³）。

研磨体的大小推荐d≤（1/18～1/24）D,d为研磨体尺寸（mm）,D为磨机净空直径（mm）。研磨体表面要光滑，不要有凹坑。

研磨体总装量一定时，体小则数量多，表面积大，对研磨有利；体大则数量小，碰击力大。故研磨体级配要有大有小，不能一律。一般认为大中小各占50%、10%、40%为好这时空隙最小（占22%左右）。

研磨体的形状，有球形、扁平、短柱形等。以研磨为主的粉磨，短柱形为好；以撞击为主的粉磨，球形为好。

研磨体的装填量，太少了球磨效率低，太多了相互干扰碰撞。以填充系数（φ）表示研磨体的装填程度：

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式中A——研磨体在筒体有效截面上的填充面积（m²）；

W-研磨体装填重量（N）；

R——磨膛半径（m）；

L——磨膛长度（m）；

r——研磨体重度（N/m²）。

球磨机应尽量在满载下运转，因为研磨体所占的重量比例最大，空载与满载运转的功率消耗相差无几。对于湿法间歇式球磨机，实际采用的填充系数一般为φ＝0.4～0.5。

（三）球磨机的使用要点

（1）开机前应检查各部件的灵活性、离合器位置，上紧紧固件；

（2）润滑油应充足，特别是主轴承、减速箱的润滑必须可靠；

（3）出现不正常噪声，应停车检查；

（4）啮合齿轮的间隙和接触面积要调整适当，调节时，筒体不装载，松开主轴承的紧固螺栓，然后调整筒体位置；

（5）内衬崩塌或磨损过度，要及时填补或更换；

（6）要特别注意两端轴头的同心对中，不然的话，易损坏端盖和主轴承。

间隙式湿式球磨机的型号、规格和主要技术性能见表3-11。

表3-11间歇式湿磨球磨机的型号规格和主要技术性能

球磨机常见故障及排除方法见表3-12。

表3-12球磨机常见故障产生原因及其排除方法

Ⅱ ipfs矿机 三个月回本 是真的么

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Ⅲ 对破碎机功耗学说的理解

破碎机的功耗学说，也称破碎理论，是研究破碎过程与破碎能量消耗关系的学说。虽然人类使用破碎工具已有上千年的历史，但提出破碎理论还是上个世纪的事情。由于破碎是物料粒度减小的过程，所以要对物料加外力以克服物料内部质点间的内聚力，也就是对物料做功，功转变形能，当变形达到极限时破碎才能发生。因此，从力学实质上看，破碎是一个功能转换的过程。实际应用中，破碎的能量消耗很大，例如在选厂40～60%的动消耗在破碎和磨碎上，这必然引起人们的关注，因此出现了若干破碎的功耗，以便寻找省能的破碎途径。目前，公认的破碎功耗学说有面积学说、体积学说和裂缝学说。

一、 面积学说

面积学说由德国学者P.R雷廷格(Rittinger)于1867年提出，这是最早的系统的破碎理论。事实上，物料表面上的质点与其内部不同，物料表面，为此雷廷格认为：L物料破碎时，外力做的功用于产生新表面积，即破碎的功耗A1，与新生表面积ΔS成正比，若比例系数为K1，则A1=K1ΔS。

假设破碎一块矿石的功耗为dAˊ=r1·ds

式中 r1--比例系数（生成一个单位新表面所需的功），也称比表面能。

再设D为矿块直径，k1、k2分别为由直径求表面化积与求体积的形状系数，则k1D2、k2D2分别为表面积与体积。δ为单位体积矿石的重量，则重为Q的矿石中含有直径的矿块数n=Q/(δK2D3)，于是把矿石D从破碎到d所需的功

A1=

= （8-7a）

或 （8-7b）

式中 综合比例系数，

当D一定时，功耗与破碎比减1成正比：当i一定时，功耗A1与原料粒度D成反比。

二、体积学说

破碎的体积学说是俄国学者吉尔切夫与德国学者基克(Kick)各自独立提出的。体积学说认为：破碎时，外力对物料做的功用于使物料以生变形，变形达到极限时物料即破碎。而物料蓄有的变形能与体积成正比，帮认为破碎机的功耗A2与物料的体积变形ΔV成正比，若比例系数为K2 ，则A2=K2ΔV。

依照面积学说公式的推导方法，也可推导出体积学说的功耗公式如下：

A2=2.303K2Qlgi (8-8)

式中 K2--综合比例系数（ ，其中r2破碎单位体积物料所需的功）。

由式（8－8）看出，破碎单位重量物料的功耗A2 破碎比 i的对数成正比。

三、裂缝学说

F.C磅德（F.C.Bond）在整理了破碎与磨碎的经验资料后，于1952年提出了一个计算破碎功耗的公式，其原形为

(8-9)

式中 W--将一短吨（907.175kg）入料度为F的物料破碎到料粒度为P所耗的功，kw·h/短t；

F、P--分别为80%的入料与排料所能通过的方形筛孔宽，μm；

Wi--功指数；kW·h/短t。

Wi，是理论上无限大的粒度破碎80%可以通过100μm筛孔宽（或65%可通过200目筛孔宽）时所需的功，它在一定程度上表示物料粉碎的难易程式度，即可碎或可磨性。

在建立了上面经验公式以后，然后寻找理论解释，榜德解释为：破碎物料时，外力所做的功先是使物体变形，当变形超过限度后即生成裂缝，裂缝形成以后，储存在物体内的变形能促使裂缝扩展并生成断面。输入功的有用部分转化新生表面上的表面能，其它部分成为热损失。因此，破碎所需的功，应考虑变形能和表面能两项，变形能和体积成正比，表面能与表面积成正比。假定等量考虑这两项，所需的功应当同它们的几何平均值成正比，即与 成正比例。对于单位体积的物体，就是与 成正比。

根据榜德所作的解释，可将重量为Q的矿物从D破碎d到所需的功耗A3为

（8-10）

式中 K3--综合比例系数。

以上三种理论，以榜德裂缝学说具有较大的应用价值。在应用中关键是测定功指数Wi ，其测定和计算方法不止一种，榜德提出了在实验室中通过测定矿石可碎裂性及可磨性而计算功指数的几种方法：

（1）用榜德设计的专用双摆锤式冲击试验机测出矿石的冲击破碎强度，再测知矿大石的真密度过，矿石的破碎功指数由下式计算：

Wi=2.59C/Sg （*-11）

（2）用D×L为305×610的榜德棒磨机，测出它每转一新生成的试验的筛孔P1 以下粒级的物料重工业量GrP(g) ，即棒磨可磨性系数；再测知给予矿和产品中试验筛孔80%以下的粒度F80及P80（均为μm），球磨机功指数Wt按下式计算：

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

（3）用D×L为305×305mm的榜德球磨机，测出球磨性系数 ，即球磨机每转一转新产生的试验筛孔P1 以下粒级的物料重量，球磨功指数WIB 由下式计算：

Wib=44.45/[(P1)0.23·(Gbp)0.82]

· , KW·h/t (8-13)

上述实验室中测得的功指数称为实验室功指数。按式（8－12）计算的功指数与内径为2.4m（8英尺）的溢流型棒磨机开路湿式闭路磨矿的球磨功指数 一致．如果磨机的工作条件不同，则应对所计算功指数加以修正。

还可根据工厂的数据计算磨矿机的操作功指数：

Wi=W/ (8-14)

四、功耗学说的评述

上述三种学说都从某一个角度解释了破碎过程的某一阶段。面积学说只注意了新生表面积所需要能量，而忽视了物料破碎前先出现变形和实际中物料又是非均质的。体积学说只考虑了破碎时的变形能，没有考虑到新生表面积的增加，同样具有片面性。裂缝学说是介于面积学说与体积学说之间，提出破碎功耗与D5/2成比例, 但没有充足的理论根据。由于它是根据实际资料整理出的经验公式，所以具有一定的适用范围。根据实验研究证实：粗碎时新生表面积不多，以体积学说为准确，裂缝学说结果不可靠；而细碎时（破碎到10μm以下时）裂缝学说求得的数据过小，此时新生表面积增多，表面能是主要的，以面积学说较为准确。在粗碎与细碎之间广泛范围内，裂缝学说又比较适用。因为榜德的经验公式是根据一般破碎设备得出结论，所以在中等破碎比情况下与它大致相符。各学说在适合它的粒度范围内与实际情况的误差不大，因而，在应用时，应正确加以选择。其中，尤以裂缝学说较有实际意义与应用价值。因为面积学说及体积学说公式中的K1与K2分别表示单位表面积与单位体积变形所需的分离功与变形功，这在目前无法确定，故这两个公式的应用受到限制，只能在矿料性质相同的情况下消去比例系数而作一些相对计算分析，定性地说明一些问题。裂缝学说使用的是破碎磨碎的净功耗，公式中的各项均是可测定的，故具有广泛的实用价值。榜德公式可应用于以下几个方面：

（1） 在测出功指数W的情况下，可以计算各种粒度范围内的破碎磨碎功耗。

（2） 用于选择破碎或磨碎机械。测出矿石的功指数Wi，可以计算设计条件下的需用功率，从需用功率的容量上选择破碎机械。

（3）可用以比较不同破碎设备的工作效率。如两台破碎机消耗的功率相同，但产品粒不同，分别算出其操作功指数，就可以看出哪一台破碎机的效率高。----上海甲浦瑞机械科技有限公司