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      走進微觀世界15 | 介質磨機的結構與原理(上)
      2022年01月13日 發布 分類:粉體入門 點擊量:534
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      球磨機是最早應用于粉體細磨加工的設備,最早的球磨機模型由巴黎的 Konow 和Da-vidson 兩位學者于 1891 年提出。他們在專利中表明球磨機最重要的部件是研磨筒體,筒體的兩端由支座支撐,并由電動機和減速器驅動,可繞球磨機的中心軸線做回轉運動。簡體內部填裝有研磨介質,在筒體旋轉過程中,研磨介質在摩擦力的作用下被帶到高處,然后筒體由于受自身的重力作用自由下落沖擊和擠壓物料顆粒,同時筒體內部相對滑動的研磨介質也會對物料顆粒產生剪切和研磨作用,在多種機理的聯合作用下將物料顆粒磨碎。球磨機是將固體物料細化制粉的尤為關鍵的機械設備,在選礦、冶金、化工、建筑、陶瓷等行業獲得廣泛應用,尤其在選礦行業的礦石磨粉作業中占據重要地位

      結構與工作原理

      1)結構

      球磨機的主要部件包括電動機、減速器、機座、筒體、軸承座、滾動軸承和大齒圈等筒體內部填裝有一定量的研磨介質,研磨介質一般為鋼球或者鋼棒,其直徑為 25~150mm.研磨介質的填裝量為簡體凈容積的 25%~50%,具體添加量與研磨工藝參數相關,如初始物料顆粒大小、物料自身的屬性、筒體轉速、研磨粒度、出料速率等筒體由電動機驅動旋轉,研磨物料通過進料裝置進入筒體中。在筒體旋轉過程中,研磨介質貼附在筒體內壁村板上,由于慣性和離心力的作用跟隨筒體一起做回轉運動。當研磨介質被帶到一定的高度后因重力作用自由下落,沖擊筒體內部的物料顆粒。同時研磨介質在筒體內不僅有上升運動和下落運動,還有相對滑動和滾動,對筒體內部的物料進行擠壓和研磨。研磨完成的物料借助筒體內料面高度差,由進料端口向出料端口流出,完成整個研磨過程。球磨機的結構示意如圖所示

      2)工作原理

      球磨機簡體內部研磨介質運動狀態通體轉速、物料殘存量和研介質自單屬性息息相關。研磨介質可產生的性力和離心力的大小由體的轉速定。當簡體轉大小不同時,研磨介質的運動狀態也不相同。

      下做自由落體運動,球磨機的這種工作狀態叫做 “污落狀態”。在“污落狀態”下,研磨介質對物料的沖擊作用很小,研磨作用不大,因而物料顆粒磨粉效果不佳,生產能力低下。當筒體轉速適中時,隨著筒體轉速增大,研磨介質在慣性力和離心力的作用下,被提升高度也逐漸增大。當研磨介質到達一定高度后離開筒壁,由于其具有一定的水平初速度,故在重力作用下沿拋物線軌跡下落,對物料產生沖擊作用和擠壓作用,球磨機的這種工作狀態叫做“拋落狀態”,如圖 4-35(b)所示。在“拋落狀態”下,研磨介質對物料有較大的沖擊作用和研磨作用,故磨粉效果好,生產效率高。當筒體轉速達到某一臨界值時,研磨介質就在離心力作用下隨筒體一起轉動,且不脫離筒壁,球磨機的這種工作狀態叫做“離心狀態”,此時球磨機的速度叫做 “離心轉速”或“臨界轉速”。在“離心狀態”下,研磨介質對物料起不到任何沖擊作用和研磨作用,沒有任何研磨效果。因此,在實際生產應用中,球磨機筒體的轉速應低于理論臨界轉速。

      球磨機分類

      球磨機按照不同分類依據可分為以下不同的種類。

      1)球磨機按照長徑比值的不同分類

      ①短磨機:當長徑比小于 2時稱為短磨機。

      一般為單個料倉,常用來一級初始研磨,可將2~3 臺短磨機串聯使用

      中長磨機:當長徑比在3左右時稱為中長磨機。

      ③長磨機:當長徑比大于4時稱為長磨機。

      中長磨機和長磨機的筒體內部一般分為2~4個料倉,一般用于物料的精細研磨。

      2)球磨機按筒體內部裝入研磨介質的形狀分類

      ①球磨機:筒體內部裝人的研磨介質主要為鋼球,直徑范圍為 30~120mm。球磨機在日常應用中最為廣泛。

      ② 棒磨機:簡體內部裝人的研磨介質主要為鋼棒,直徑范圍為 75~150mm。棒磨機長徑比一般為1.5~2,常用于各種礦石和巖石的粉磨。

      ③ 棒球磨機:簡體內部一般分為 2~4個料倉。通常在第一個料倉內以鋼棒作為研磨介質,在其他料倉內填裝鋼球作為研磨介質。棒球磨機的長徑比一般控制在5左右,這樣會有較好的研磨效果。

      ④研石磨機:簡體內部填裝的研磨介質以研石、卵石、瓷球等為主,替代傳統的鋼磨球或鋼棒,可大大減小成本,通常用于水泥的生產或陶瓷的粉磨。

      3)球磨機按照卸料的方式分類

      ①尾卸式球磨機:待研磨的物料從球磨機的頂端進入、尾端卸出,稱為尾卸式球磨機。尾卸式球磨機的排料方式包括格子排料、周邊排料和溢流排料等多種類型。

      ② 中卸式球磨機:待研磨的物料從球磨機的頂端和尾端進入,從球磨機筒體的中部卸出,稱為中卸式球磨機。

      4) 球磨機按照傳動方式分類

      ①中心傳動球磨機:電動機通過傳動部件帶動球磨機卸料端的中空軸而驅動球磨機做回轉運動,傳動軸與研磨筒體的中心線相同。中心傳動球磨機結構緊湊不需要配備大小齒輪,設備質量輕,成本低,傳動效率高,工作可靠。

      ②邊緣傳動球磨機:電動機通過傳動部件帶動研磨筒體卸料端的大齒輪而驅動球磨機做回轉運動。邊緣傳動球磨機的啟動負荷較小,工作電流低,具有節能環保的特點。

      5) 球磨機按照不同的工藝操作分類

      球磨機按照不同的工藝操作可分為干式球磨機、濕式球磨機、間歇式球磨機和連續式球磨杌等

      典型球磨機設備

      1)千式球磨機

      干式球磨機是一種圓筒管型磨粉機,作為物料被破碎之后再進行粉碎的關鍵設備。干式球磨機一般采用多倉,常用于圈流磨粉,也可以用于開流磨粉。千式球磨機主要應用于硅酸鹽制品、新型建筑材料、耐火材料、 化肥以及玻璃陶瓷等生產行業。千式球磨機結構緊湊,主要由進料組件、出料組件、回轉部件和傳動部件 (電動機、減速器、聯軸器、小傳動齒輪、大齒輪圈)等組成。干式球磨機要求待研磨物料必須為干性,因為過多的濕性物料可能會導致“糊球”現象的產生,影響研磨效率,情況嚴重時甚至會出現“飽膜”現象,這時只能停止生產,檢查機器故障。因此,干式球墨機對于待研磨物料的含水量有嚴格的控制要求。

      MQG型干式球磨機外形結構

      干式球磨機的工作原理:干式球磨機是一種臥式簡形旋轉裝置,研磨筒體包含兩個料倉。在工作過程中,待研磨物料由進料裝置送入研磨簡體,簡體在電動機和傳動部件的驅動下繞中心線做回轉運動。筒體內部的磨球跟隨筒體一起旋轉,當運行到一定高度時,磨球在自身重力的初速度作用下呈拋物線狀下落,沖擊、碾壓物料。物料在第一個料倉內被初步研磨,經過單層隔倉板進入到第二個料倉,被進一步精細研磨,達到成品物料的標準,由卸料口排出,經其他輸送設備將成品物料運輸向下一環節,完成整個粉磨作業。

      干式球磨機與濕式球磨機相比成本更低,磨礦工藝更簡單。在千式球磨機磨礦過程中,無需加水,節省加工程序,同時研磨鋼球對干式球磨機研磨筒體內部襯板磨損較輕。

      2) 濕式球磨機

      濕式球磨機指對原料加濕后進行研磨,產品粒度小、研磨效果好。該設備出料口內置螺旋裝置,方便排出料,結構合理、操作簡單、運行平穩。目前在球磨機市場中濕式球磨機的銷售占據重要地位,是廣大用戶選擇較多的一種磨礦設備。

      MQS濕式球磨機的外形結構


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