球磨机的基础参数研究

国内球磨机的研究提出了球磨机设计中的运动参数、粉磨功耗、磨筒内物料运动分布、冲击力与超细粉磨极限粒径，以及磨筒自保护条件等概念。同时，对球磨机的工作参数与节能机理做了一定的分析与推论，给出了球磨机的临界转速、装球率、转速以及料球比等有价值的研究成果。

球磨机的粉磨动能学与节能机理研究分别针对球磨机粉磨过程中的能量传递规律、对水泥粉磨的适应性与节能效率、球磨机筒内的衬板对水泥粉磨过程的影响、球磨因子（效应）对粉磨过程的影响及球磨机运行的全参数优化分析等方面开展了细致的研究。

1、球磨机运动规律研究

球磨机的单一磨筒内研磨体（钢球+物料）的运动规律的研究，通过相对运动方程的理论求解出研磨体的脱壁分离条件、脱落轨迹方程及研磨体的抛落时间等运动学规律，证明了球磨机磨筒内研磨体的相对运动与传统球磨机内研磨体的运动和动能学相似。得出球磨因子为z时，球磨机中直径为Ф的1个磨筒生产出的粉体产量、粉体细度（等粉磨效果）与1个直径为z1/4Ф的球磨机完全相同，并运用相似理论证明了球磨机较普通球磨机的节能率为（1.29z3/8-1）/（1.29z3/8）。该研究结果不仅仅理论上证明了球磨机较传统的球磨机节能，而且提出了理论节能率，同时也给出了球磨机的产量与换算关系，这为球磨机的选型与推广应用奠定了坚实的理论基础。然而该研究成果只是指出球磨机中的1个磨筒与等粉磨效果球磨机的直径对应关系，该关系也是球磨机的钢球匹配原则，但它不是1台球磨机与1台球磨机的产量换算关系，实际使用中仍有不便。为此，我们将继续探讨1台球磨机（3个球磨机筒）与1台球磨机的产量换算关系。

2、球磨机磨筒直径、长度与转速研究

球磨机的产量除了与磨筒的直径有关，还与磨筒的长度及磨筒的转速（影响钢球的冲击粉碎频率）有关。球磨机由于引入了球磨因子z（z=球磨机筒处加速度/重力加速度g），球磨机磨筒的自转速度较传统球磨机的转速大幅度提高，且自转速度可以由球磨机的结构及运动参数任意选定。研究表明：自转速度可以达到对应的动能相似球磨机转速的5~6倍。由于公转的存在，球磨机筒内钢球的抛落周期较传统球磨机缩短了2/5，由几何相似理论可知，等效球磨机的长度/球磨机长度=5×z1/4×5/3。

例如：设z=8，等效球磨机的长度为13m，则对应的球磨机磨筒的长度为13/（5×z1/4×5/3）=0.94m，即表示当z=8时，球磨机中1个直径为1m、长度为0.94m的磨筒就相当于1台1.68m×13m球磨机的产量，由3个直径为1m、长度为0.94m的磨筒构成的1台球磨机的产量就相当于×Ф1.68×13m=Ф2.9×13m。

需要指出的是，球磨机的长度增加，产量也会增加，增加规律与球磨机基本相同。其产量基本接近于2台Ф5.8m×13m的球磨机产量的总和，而此规格的球磨机的外径约为6m。球磨机的制造难度不会高于Ф6m的球磨机，生产、技术管理参照球磨机，因而我们认为球磨机能适应未来超大规模的粉磨需求。