球磨机内介质的运动状态

球磨机内介质的运动状态受许多因素的影响，是一个变量状态函数，可以用u表示为：u=f(n,δ,x,c,d…) (1-1)

式中等号右边的参数依次表示球磨机的回转体转速(r/min)，介质充填率(%)，衬板形状，球磨机内矿浆浓度(%)，破碎介质(钢球)的尺寸等。这样一个变量状态参数很难用数学手段量化确定，而且还有不少因素对其状态的影响目前还难以用函数关系表达出来。业内人士拍摄了球磨机内破碎介质的若干种运动状态，从中确定了三种典型运动状态，见图1-1，而三种典型状态之间又有若干过渡状态。现分析其三种典型运动状态的磨矿作用：

1、泻落式运动状态：当球磨机的工作转速较低时，整个粉磨体在球磨机的旋转方向大约偏转40°—50°，自然形成的各层介质基本上按同心圆分布，并沿同心圆的轨迹升高，当介质超过自然休止角后，则一层层地泻落下来，这样不断地反复循环，此种状态称为泻落状态，如图1-1(a)所示。在泻落式工作状态中，物料主要因破碎介质相互间做滑滚运动时产生压碎和研磨作用而粉碎。

2、抛落式运动状态：如图1-1(b)所示，当回转体高速旋转时，任何一层介质的运动轨迹都可以分成两段：介质从落回点A1到脱离点A5的绕圆形轨迹A1A5的上升运动和从脱离点A5到落回点A1按抛物线轨迹A5A1的下落运动，之后又沿圆形轨迹运动，形成循环，如图1-2所示。

在筒体衬板与最外层介质之间的摩擦力作用下，外层介质沿圆形轨迹运动。在相邻各层介质之间也有摩擦力，所以，内部各层介质也沿同心圆的圆形轨迹运动，它们就像是一个整体，一起随回转体回转。摩擦力数值取决于摩擦系数和作用在筒体衬板(或相邻介质层)上的正压力。正压力由重力的径向分力N和离心力C合成。重力的切向分力T对回转体中心的力矩使介质产生了和回转体旋转方向相反的趋势，如果摩擦力对回转体中心的力矩大于切向分力T对回转体中心的力矩，那么介质与筒体内壁或介质层之间便不产生相对滑动，反之则存在相对滑动。

摩擦系数取决于矿石的性质、筒体衬板的特点和矿浆浓度。当摩擦系数一定时，若筒体内破碎介质不多而回转体转速也低时，由于正压力使得摩擦力很小时，则将出现介质沿筒壁相对滑动，而介质层之间也有相对滑动。这时介质同时也绕其本身的几何轴线转动。

在任何一层介质中，每个介质之所以沿圆形轨迹运动，并不是单纯靠这个介质受到的摩擦力而弧立地运动，而是依靠全部介质的摩擦力，这个介质只作为所有回转介质群中的一个组成部分而被带动，并随后面同一层的介质“托住”。抛落式工作时，物料主要靠介质群落下时产生的冲击力而粉碎，同时也靠部分研磨作用。

3、离心式运动状态：当球磨机回转体转速超过一定速度时，介质就在离心力的作用下旋转而不脱离筒壁，如图1-1(c)所示。此种状态下钢球与衬板之间及钢球之间没有相对运动，也就不发生磨矿作用，因此，球磨机的运动中应该避免离心运动状态的出现。

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