磨矿机的工作原理

日期：2024-12-19 |   作者: 产品中心

  磨矿机是一种磨碎矿石的开采设备。原料通过空心轴颈给入空心圆筒(其两端有端盖)进行磨碎。圆筒内装有各种直径的磨矿介质（钢球、钢棒或砾石等）。优点是操作便捷、便于矿浆自主流及矿浆分配。磨矿机有若干种分类方法，其中最实用的分类方法是根据磨矿介质不同来划分的：介质是金属球的为球磨机，介质是钢棒的为棒磨机，以被磨矿石本身为介质的为自磨机，以矿石或砾石为介质的为砾磨机。本文详细的介绍各种磨矿机的工作原理。

  按筒体形状可将磨矿机分为圆筒形和圆锥形两种。国内已很少制造圆锥形磨机，所以实际上主要制造圆筒形磨机，其中又包括短筒形和管形的。短筒形磨机的筒体长度与直径之比小于1，自磨机即属于这种类型；管形磨机（简称管磨机）的筒体长度与直径之比大于2。普通水泥磨机即属于这种类型。

  按排矿方式可将磨矿机大致上可以分为3种：①溢流型磨矿机：磨矿产品经排矿端的中空轴颈自由溢出；②格子型磨矿机：磨矿产品经位于排矿端的格子板的孔隙排出后，再经中空轴颈流出；③周边型磨矿机：磨矿产品通过排矿端筒体周边的孔隙排出。此外，还有棒磨机的开口型低水平排矿方式和干式磨矿时的风力排矿方式。

  按筒体传动方式可分为周边齿轮传动、摩擦传动和中央传动三种，其中周边齿轮传动方式应用最多，中央传动多用于管磨机。

  按筒体支承方式可分为轴承支承、托滚支承、轴承和托滚混合支承，其中轴承支承方式最为通用，而后两种仅用于筒体较短的球磨机和砾磨机。

  还可按磨矿生产方式将磨矿机分为干式和湿式两种，在选矿生产中通常用湿式磨矿机，干式磨矿机极少使用。

  磨矿机在工作过程中，原料通过空心颈给入空心圆筒(其两端有端盖)进行磨碎。圆筒内装有各种直径的磨矿介质(钢球、钢棒或砾石等)。当圆筒绕水平轴线以一定转速回转时，装在筒内的介质和原料在离心力和摩擦力作用下，随着筒体达到一定高度，当他们自身的重力大于离心力时，便脱离筒体内壁抛射下落或滚下，由于冲击力而击碎矿石。同时，在磨矿机动转过程中，磨矿介质相互间的滑动对原料也产生研磨作用。磨碎后的物料通过空心轴颈排出。由于不断给入物料，其压力促使筒内物料由给料端向排料端移动。湿磨时，物料被水流带走;干磨时，物料被抽出筒外的气流带走。

  磨矿机磨矿过程就是以一定转速旋转，处在筒体内的磨矿介质由于旋转时产生的离心力，致使它与筒体之间产生一定摩擦力，摩擦力使磨矿介质随筒体旋转达到一定高度。当磨矿介质自身重力大于离心力时，磨矿介质就脱离筒体抛射下落，从而击碎矿石，同时在磨矿机转动过程中，磨矿介质还有滑动现象，对矿石产生研磨作用。磨矿机工作是在磨矿机筒体内进行的，筒体内装有磨矿介质。磨矿介质随着筒体的旋转而被带到一定的高度后，由于介质的自重而下落，于是装在筒体内的矿石就受到介质冲击力的作用；另一方面由于磨矿介质在筒体内沿筒体轴心的公转和自转，在磨矿介质之间及其与筒体接触区又产生对矿石的挤压和磨剥力，从而将矿石磨碎。钢球下落时产生冲击力，在aa—cc—dd区域内钢球产生极为强烈而无序的运动。

  1、格子型磨矿机工作原理：格子型磨矿机由筒体部、给矿部、排矿部、轴承部、传动部和润滑系统等组成。筒体利用端盖支承在主轴承上。筒体和端盖里面衬有高锰钢衬板，在排矿侧还安装有格子衬板，筒体内按配比装入不一样的尺寸的小齿轮，带动筒体上的大齿轮，使球磨机回转，矿石由给矿机给入，经给矿轴颈内套进入磨机。磨碎后的矿浆通过格子衬板经通向排矿口的扇形室提升到高于排矿口的水平，使矿浆排出磨机。由于扇形室的提长升作用，缩短了矿浆在磨机中停留的时间，所以格子磨矿机又称强迫排矿式磨矿机。

  2、溢流型磨矿机工作原理：溢流型磨矿机通过两端的中空轴支承在主轴承上，两个中空轴对颈中，有一个可以在主轴承上轴向伸缩，另一个是固定的。由于球磨机的齿轮传动会产生向力，在设计时使一个中空轴颈带有两个凸肩，凸肩之间的距离恰好等于轴瓦的长度，从而防止发生轴向运动。另一个中空轴颈不带凸肩，其长度大于轴瓦长度给5-25mm,当筒体受热而伸长或由于载荷使筒体挠曲时，可以在一些范围内自由伸缩。一般选择靠近传动齿圈的轴颈为固定的中空轴颈。中空轴颈内装有锥形衬套和轴承衬套，中空轴颈与内套之间配合要求严密，并加以必要的密封。为了使球磨机内矿浆面有一定的倾斜度，排料端中空轴颈的内直径稍大于给料端中空轴颈的内径。 中空轴颈的内表面可以是平滑的表面或带有螺旋叶片，给矿端中空轴颈内的顺向螺旋叶片用以运输物料；排料端中空轴颈内的反向螺旋叶片可使粗粒物料返回和防止小球跑出。 传动大齿圈固定于排矿端的筒体上，与小齿轮啮合，电动机通过小齿轮和大齿圈将筒体带动。溢流型磨矿机排矿是靠因排料端中空轴径稍大于给料端中空轴径，造成磨矿机内矿浆面向排料端有一定倾斜度。当矿浆面高度高于排料口内径最低母线时，矿浆便溢流排出磨机。这是非强迫的高料位排矿，排料速度慢，故矿料在机内滞留时间长，介质的有效作用也较低，因此溢流型球磨机过磨严重，处理量也比同样规格的格子型低。一般适用于细磨或两段磨矿中第二段磨矿。

  3、干式磨矿机工作原理：物料由进料装置经入料中空轴螺旋均匀地进入磨矿机第一仓，该仓内有阶梯衬板或波纹衬板，内装不一样的规格钢球，筒体转动产生离心力将钢球带到一定高度后落下，对物料产生重击和研磨作用。物料在第一仓达到粗磨后，经单层隔仓板进入第二仓，该仓内镶有平衬板，内有钢球，将物料进一步研磨。粉状物通过卸料箅板排出，完成粉磨作业。

  4、棒磨式磨矿机工作原理：棒磨式磨矿机工作过程中通过传动部件带动筒体回转，筒体内壁镶嵌的不光滑衬板将其内部的钢棒提升到一定的高度，利用其泻落来完成矿石的粉碎。通常为避免乱棒对磨矿过程的影响，棒磨机的转速比同规格的球磨机低。棒磨机依靠钢棒间的线接触来完成物料的粉碎，因此夹杂在两棒间的粗物料优先受到粉碎。同时，钢棒间的细粒级物料在钢棒提升过程中可通过钢棒缝隙流出，这样粗粒物料在钢棒下落时可进行集中粉碎，棒磨机产品粒度均匀、过磨现象少，大范围的使用在水泥熟料、选产粗磨、石英石擦洗等作业。

  磨矿机的类型虽然不同，但在正常的情况下，很多类型磨矿机的工作原理是相似的。简而言之，当磨矿机以一定的速度作旋转运动时，装入筒内的钢球（棒）或矿石（砾石）等磨矿介质，在筒体衬板和磨矿介质之间的摩擦力、研磨介质的重力、以及由于在磨机旋转而产生的离心力的作用下，将随着筒体作旋转的上升运动，被提升到一定的高度，然后当研磨介质的重力（其实就是重力的径向分力）大于或等于离心力时，就开始脱离筒体内壁，按照某一轨迹降落。这种周而复始的运动，就产生了连续的冲击和研磨作用，从而粉碎物料。

  粗矿粒用大钢球打碎，细矿粒用小钢球研磨。磨矿机装入钢球的质量一定时，直径小的钢球个数多，每批钢球落下打击次数就多，研磨面积大，但每个球打击力小，要根据最大物料粒级确定钢球配比。

  在磨矿机中，磨碎介质被提升的高度和下落的轨迹与筒体转速、介质数量及衬板型式有关。正常的情况下，按磨矿机筒体转速由低到高，可将介质运动状态分为三种：即泻落状态、抛落状态和离心状态。

  泻落状态时：磨矿机在低速运转时产生泻落式运动状态，物料主要靠介质相互滑动时产生压碎和研磨作用而粉碎。棒磨机和管磨机一般在这种运动状态下工作。

  抛落状态时：磨矿机在较高速度运转时产生抛落式运动状态，此时磨碎过程以冲击为主，研磨次之。球磨机一般在这种运动状态下工作。

  离心状态时：当磨矿机筒体转速提高到某极限值时，即达到或超过临界转速时，所有介质都随筒体转动而不会下落，此时便称为介质的离心运动状态。在离心状态下，一般就不产生磨碎作用。因此，普通磨矿机一般在这种状态下工作。

  影响磨矿机生产率的因素很多，如：磨机的类型、规格和转速，被磨物料的性质，磨矿介质的性质、大小、形状和充填率，闭路磨矿时的分级效率，给料粒度和排料细度，以及操作条件等。因此，从理论上确定磨机的生产率是很困难的，一般都通过具体的试验并采用模拟方法确定，而且得到的结果是近似的，还要用一些实际资料来校核。所以，这里不再列举有关教科书和设计手册上的一些生产率计算方式，只在各种磨机选型实例中的磨机技术性能表中列出其生产率范围 [4] 。

  磨矿机的筒体工作转速一般为30~14r/min，筒体直径大者转速低，反之则高。磨机筒体的工作转速与其临界转速之比称为转速率，一般为76%~88%。

  磨矿机运转时，筒体截面上介质所占面积与该截面面积之百分比称为该磨机的充填率。通过计算，可得出不一样磨矿机在不同转速时的充填率。在实际在做的工作中，湿式格子型球磨机的充填率一般为40%~50%，溢流型球磨机或棒磨机的充填率一般为35%~40%，干式格子型磨机和管磨机的充填率一般为25%~35%。已知磨机的充填率后，就能够准确的通过磨机的有效容积和介质的松散密度计算出介质装入量。在磨机选型实例中的磨机技术性能表中已列出不同磨机的介质装入量。在自磨机中，一般不装入任何介质，但为了更好的提高磨矿效率，往往加入少量钢球，其装球量约为自磨机有效容积的4%~10%。

  类型和规格不同的磨矿机实际上均由制造厂配备了功率适当的电动机。电动机本身的功耗约为10%，机械摩擦损失功耗约为10%~15%，而用来使磨矿介质和物料运动由此产生破碎和研磨作用的有用功率约为75%。

  河南康百万机械公司专业的磨矿机生产厂商，国内知名球磨机生产基地。生产系列磨矿机包括：湿式、干式、格子型、溢流型等系列新产品。大范围的应用于水泥，铝灰，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业。欢迎广大新老客户来厂参观选购。