球磨機（包括棒、管磨機）選型設計第一節磨機的分類與工作原理
一、磨機的分類
第一節磨機的分類與工作原理
一、磨機的分類
物料經過破碎機械破碎（粗、中、細破碎）的物料粒度在 8-20 mm 之間，為了達到生產工藝所需要的細度要求，破碎後的物料還必須經過粉磨機械磨細。粉磨是現代工業生產中的重要過程。
在選礦、建材、水泥、煤炭、化工、電力、輕工和冶金等工業部門中，都需要磨碎作業，球磨機、振動磨機、氣流磨機和其他磨機是這些工業部門的重要裝置之一。而球磨機的應用最為廣泛，這類粉磨機的主要部件都是乙個緩慢旋轉的筒體，筒體內裝有磨碎介質，由於球磨機結構簡單堅固、操作可靠、維護管理簡單、能長期連續運轉、對物料適應性強、破碎比大（可達 300 以上）和生產能力大，所以能滿足現代化大規模工業生產的需要。但球磨機的缺點也比較明顯，其工作效率低、體型笨重、研磨體和襯板的消耗量大、操作時雜訊大，因而在選用粉磨機械時，應綜合物料的物性、物料磨碎的要求、操作條件、生產環境、機械能耗、工作效率及基建投資等多種因素，進行比較、篩選後才能決定。
由於每一種粉磨機械都有其侷限性及優缺點，在選用裝置時必須按上述要求進行綜合比較，選取最合理的粉磨機械。
1. 按筒體的長度與直徑之比分類
（1）短磨機長徑比在2以下時為短磨機，或稱球磨機。一般為單倉，用於粗磨或一級磨，也可將2-3臺球磨機串聯使用。
（2）中長磨機長徑比在3左右時為中長磨機。
（3）長磨機長徑比在4以上時為長磨機或稱管磨機。中長磨和長磨，其內部一般分成 2-4 個倉。在水泥廠中用得較多。
2. 按磨內裝入的研磨介質形狀分類
（1）球磨機磨內裝入的研磨介質主要是鋼球或鋼段。這種磨機使用最普遍。
（2）棒磨機磨內裝入直徑為 50 -100 mm 的鋼棒作研磨介質。棒磨機筒體長度與直徑之比一般為1.5-2。
（3）棒球磨機這種磨機通常具有2-4個倉。在第一倉內裝入圓柱形鋼棒作為研磨介質，以後各倉則裝入鋼球或鋼段。
棒球磨機的長徑比應在5左右為宜，棒倉長度與磨機有效直徑之比應在1.2-1.5之間，棒長比棒倉短100mm左右，以利於鋼棒平行排列，防止交叉和亂棒。
（4）礫石磨磨內裝入的研磨介質為礫石、卵石、瓷球等。用花崗岩、瓷料做襯板。用於白色或彩色水泥以及陶瓷生產。
3. 按卸料方式分類
（1）尾卸式磨機欲磨物料由磨機的一端餵入，由另一端卸出，稱為尾卸式磨機。
（2）中卸式磨機欲磨物料由磨機的兩端餵入，由磨機筒體中部卸出，稱為中卸式磨機。該類磨機相當於兩台球磨機併聯使用，這樣裝置緊湊，簡化流程。
按尾卸式磨機的排料方式有格仔排料、溢流排料、周邊排料和風力排料等多種型別（見圖1-1、圖1-2、表1-1）。
圖 1-1 球磨機的分類
（a）短筒形（格仔排料）；（b）長筒形（溢流排料）；
（c）長筒形（周邊排料）；（d）錐形（風力或溢流排料）；
（e）管形（格仔排料）
圖 1-2 棒磨機的型別
（a）溢流型；（b）周邊排料型；（c）中部周邊排料型
表 1-1 磨機分類表
4. 按傳動方式分類
（1）中心傳動磨機電動機通過減速機帶動磨機卸料端空心軸而驅動磨體迴轉。減速機的出軸與磨機的中心線同在一條直線上。
（2）邊緣傳動磨機電動機通過減速機帶動固定在卸料端筒體上的大齒輪而驅動磨機筒體迴轉。
3. 其他分類
根據工藝操作又可分為乾法磨機、濕法磨機、間歇磨機和連續磨機。連續磨機與間隙磨機相比，前者產量高、單位重量產品的電耗低、機械化程度高和所需操作人員少。但基建投資費用大，操作維護較複雜。
現在間歇式磨機極少使用，常用作化驗室試驗磨。
二、磨機的工作原理
球磨機主要由圓柱形筒體1、端蓋2、軸承3 和傳動大齒圈4等部件組成，筒體1內裝入直徑為25-150mm的鋼球或鋼棒，稱為磨介，其裝入量為整個筒體有較容積的25%-50%。筒體兩端有端蓋2，端蓋利用螺釘與筒體端部法蘭相連線，端蓋的中部有孔，稱為中空軸頸，中空軸頸支承在軸承3上，筒體可以轉動。筒體上還固定有大齒輪圈4。
在驅動系統中，電動機通過聯軸器、減速器和小齒輪帶動大齒輪圈和筒體，緩緩轉動。當筒體轉動時，磨介隨筒壁上公升至一定高度，然後呈拋物線落下或瀉落而下，如圖1-3中的右圖所示。
由於端蓋上有中空軸頸，物料從左方的中空軸頸給入筒體，並逐漸向右方擴散移動，當物料自左向右的移動過程中，旋轉筒體將鋼球帶至一定高度而落下將物料擊碎，而一部分鋼球在筒體成瀉落狀態對物料有研磨作用，整個移動過程也是物料的粉碎過程。
圖1-3的球磨機工作原理中，由於筒體的旋轉和磨介的運動，物料逐漸向右方擴散，最後從右方的中空軸頸溢流排出，該型別的球磨機稱為溢流型球磨機。
另一種球磨機在右端（排料端）安設有格仔板（見圖1-4），格仔板由若干塊扇形箅孔板組成，扇形板上的箅孔寬度為7-20mm，一般以7-8mm為宜，物料可以通過箅孔進入格仔板與端蓋之間的空間內，然後由舉板ù，將物料向上提公升，物料延著舉板滑落經過錐形塊面向右至中空軸頸，再由中空軸頸排出機外。
圖 1-3 球磨機的示意圖
1—筒體；2—端蓋：3—軸承；4—大齒圈
圖 1-4 格仔型球磨機
1—格仔板；2—舉板
第三種方式是採用風力排料，圖1-5是風力排料球磨機。物料從給料口1進入球磨機，隨著磨機迴轉，磨機內磨介（鋼球）對物料進行衝擊與研磨，物料從磨機的左端（進口）逐慚向右端移動，在移動過程也即物料的破碎、粉磨過程。在球磨機的出口端與風管相連線，在管路系統中串接著選粉機、旋風分離器、除塵器及風機的進口。
當風力系統開車時，球磨機機體內也處於低負壓操作。當磨細的物料隨著磨機的轉動成鬆散狀，並隨著風力從出料口進入管道系統，由選粉器將粗顆粒分離後再送入球磨機進口，細粉由分離器分離**，氣體由風機排入大氣。
當鋼球的充填率（全部鋼球的容積佔筒體內部容積的百分數）佔40%-50%，球磨機以不同轉速迴轉時，筒體內的磨介可能出現三種基本運動狀態。第一種情況如圖1-6（a），轉速太高，離心力使鋼球隨著筒體一起旋轉，整個鋼球形成緊貼筒體內壁的乙個圓環，稱為「周轉狀態」，磨介對物料起不到衝擊和研磨作用。第二種情況如圖1-6（b），轉速太慢，物料和磨介沿磨機旋轉才公升高至40°-50°（在公升高期間各層之間也有相對滑動，稱滑落），當磨介和物料與筒體的摩擦力等於動摩擦角時，摩介和物料就下滑，稱為「瀉落狀態」。
對物料有研磨作用，但對物料沒有衝擊作用，因而使粉磨效率差。第三種情況如圖1-6（c），磨機轉速比較適中。磨介隨筒體提公升到一定高度後，離開圓形軌道而沿拋物錢軌跡是自由落體下落，稱為「拋落狀態」，沿拋物線軌跡下落的鋼球，對筒體下部的鋼球或筒體襯板產生衝擊和研磨作用，使物料粉碎。
圖 1-5 風力排料球磨機
1—給料口；2—密封裝置；3—筒體；4—石棉墊；5—毛氈；6—端蓋；7—排料口
圖1-6筒體轉速與研磨體運動的關係
萊歇立磨機的工作原理 配圖
物料通過鎖風閥 和下料管餵入旋轉磨盤 的中心，磁性異物在到達迴轉喂料器 之前就從原料中分離出來，從旁路管道 排出。物料在離心力的作用下向磨盤的邊緣運動，經過液壓氣動彈性系統載入的輥子m輥 下時被粉磨，而在m輥之間動轉的s輥 通過排氣和預壓為主輥準備料床。輥子在料床上滾動時受迫向上移動，同時，由m輥 ...
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