机械与设备球磨机功率消耗设计计算的探讨蔡祖光湖南省湘潭市新世纪陶瓷机械有限公司近似地认为是匀质圆柱体，运用运动学及动力学等方面的相关知识，提出了球磨机功率消耗设计计算的新方法，并论述了新方法较传统设计计算方法更准确地反映球磨机功率消耗的原因。

　　球磨机是广泛应用于陶瓷工业的粉磨机械设备，物料经球磨机粉磨后，增加了接触面积，促使它们混合均匀，物理机械性能趋于致。球磨机筒体体积大而笨重，功率消耗大，工作效率低，用于物料粉磨的有用功仅占球磨机输入功率的小部分，而大部分则消耗于研磨体与筒体研磨体与研磨体之间的机械碰撞筒体轴承及传动装置的机械摩擦阻力等方面，并*终转变成热能或声能等浪费掉。随着燃油价格的飚升，能源危机的临近及市场竞争的日益激烈，如何节约能源，降低生产成本，赢得更大的市场份额，是陶瓷科技工作者及陶瓷生产企业共同关注的课。因此，积极研究和探讨球磨机功率消耗的影3.2烧成制度的控制为了使产品的品质得到保障，必须保证升温曲线和烧成温度致，只有这样才能保证前后不同批次的产品呈色致。根据实际生产经验，镨离子在300，500完全生成气态物质，为了防止镨离子因挥发造成的损失，需要加快升温速度。

　　750850丈是锆英石合成的重要阶段，应放慢升温速度。850 9501是浩英石晶体发育完善阶段，升温要慢，并在950，温，视窑炉的大小不同，通常需保温2，41.

　　4后期加工因素4.1加工的控制响因素，*大限度地降低其功率消耗，对企业经济效益的提高及陶瓷工业的可持续发展等具有深远而重要的意义。

　　2球磨机功率消耗的传统设计计算方法通常认为，球磨机输入功率的部分用于提升研磨体和待磨物料至定高度，并使它们具有定的初速度抛射出去，在球磨机筒体内降落时冲击研磨筒体底部的另部分待磨物料；另部分则消耗于克服筒体轴承及传动装置的机械摩擦阻力等方面。由此提出了以下个基本假设3假设球磨机正常工作时，研磨体在筒体内按所给定的位置逐层进行循环运动，互不干涉，结果促使待磨物锆镨黄色料烧成后，般需要经过粉碎后才能进入下道工序。粉碎的主要目的是初步均化，由于先前对原料细度的要求和矿化剂的合理使用，烧出色料较蓬松，可直接进入球磨工序。球磨中般控制料球水=.55为佳。生产中可定时取样检测球磨细度，要求控制在4.2均化的控制经过球磨工序的初步均化，沉淀烘千后必须对同批次批次的产品没有色差，从而保证产品的质量稳定。

　　料得到粉磨，1.

　　假设研磨体在筒体内的运动只有两种，种是以筒体横截面的几何中心为圆心，按同心圆弧轨迹随筒体旋转作上升运动；另种是逐层地按近似抛物线轨迹降落下来冲击和研磨筒体底部的待磨物料，1.

　　佛山陶瓷23们受许多操作条件及主观因素等的限制，使其应用具有很大的局限性，也很难准确设计计算球磨机的功率消耗。

　　所以必须积极研究和探讨球磨机功率消耗的设计计算新方法。

　　3球磨机功率消耗的设计计算新方法AE研磨体层的脱离点轨迹gg研磨体层的降落点轨迹，圆弧运动轨迹AF8近似抛物线运动轨迹n筒体的转速球磨机之所以能粉磨物料，是因为它具有以适宜转速旋转的筒体，要使球磨机筒体由静止达到额定转速旋转，必须克服筒体的惯性力矩筒体轴承及传动装置等机械摩擦阻力矩。可近似地认为，球磨机的输入功率，方面用于克服筒体由静止达到额定转速旋转的惯性力矩；另方面用于克服筒体轴承及传动装置等机械摩擦阻力矩。假设圆柱筒体的净空直径为，正常装载后随筒体同旋转部分径，为直径的匀质圆柱体，它绕其自身几何轴线的转动惯量为。2，所以筒体由静止达到额定转速旋转，其机械能的增量4为假设研磨体与筒体内衬及研磨体之间的相对滑动极小，可忽略不计。

　　假设筒体内的待磨物料水助磨剂等对研磨体通过上述对研磨体运动的理想化后，可以很容易推导出球磨机功率消耗的传统设计计算公式，有关文献3中有详细推导过程。但是利用此传统设计计算公式来确定球磨机的功率消耗会产生很大的偏差，其原因如下球磨机正常工作时，研磨体在筒体内的运动并不像上述假设的条件那样简单，而是个复杂的多维运动。

　　物料被筒体提升后，在筒体内降落时也会自行粉磨。

　　物料水助磨剂筒体及其内衬的重量等对球磨机的功率消耗有很大的影响。

　　球磨机常处于湿磨状态，水及助磨剂等促使物料微细裂纹的产生及扩展，结果使物料易于粉磨。

　　人们在生产实践中，虽然根据各自的生产经验又总结出了许多球磨机功率消耗的实用估算公式，但由于它n圆柱筒体的转速，17 D圆柱筒体的净空直径，1g重力加速度，通常取g=9.8ms2 G随筒体同旋转部分的总重量少因此筒体获得机械能增量4时，用于克服筒体的惯性力矩所消耗的功率队为t球磨机的起动时间，3，即筒体由静止达到额定转速旋转所需的时间，通常由实验确定。

　　其余符号同前述，另方面，筒体由静止达到额定转速旋转所需克服筒体轴承及传动装置等机械摩擦阻力矩所消耗的功率队为N2=U G随筒体同旋转部分的总重量3 V筒体轴承处的线速度，fJL筒体轴承处的摩擦系数即使大多数球磨机筒体采用滚动轴承支承，但考虑到加油不及时及润滑不良等实际情况，通常处于半干摩擦或干摩擦状态，并考虑到筒体正常装载后并非匀质圆柱体等，参照有关文献，通常取=1825.所以球磨机的输入功率为1球磨机传动的总机械效率其余同前述。

　　4探讨球磨机的功率消耗通常与球磨机的结构规格尺寸加工装配及安装质量待磨物料研磨体水助磨剂筒体及其内衬等随筒体同旋转部分的总重量，待磨物料种类形状大小及其级配比例，传动装置及筒体轴承但它较传统设计计算方法更准确地反映了影响球磨机功率消耗的因素，具体论述如下。

　　4.1球磨机装载不足，起动艰难根据球磨机功率消耗的传统设计计算方法可知，如果球磨机装载不足，就意味着待磨物料研磨体水及助磨剂等数量的减少，因而研磨体对待磨物料的冲击研磨作用及研磨体之间的机械碰撞作用等也相应地减少，球磨机的功率消耗就会减少。事实上如果球磨机装载不足，球磨机的功率消耗比正常装载时还要大，严重时球磨机起动非常困难。这是陶瓷生产企业经常遇到的情况，这种现象若用球磨机功率消耗的设计计算新方法就可以得到满意的解释。

　　似地认为球磨机筒体是个匀质半圆柱体。此半圆柱体C研磨体水及待磨物料所组成的半圆柱体的质心6偏心距W筒体空腔体的角速度W，半圆柱体的角速度由待磨物料研磨体水及助磨剂不包括筒体及其内衬组成，它绕质心的转动惯量及质心的位置可通过理论力学和材料力学的有关知识求得半圆柱体的质心位置3，半圆柱体的质心位置为A半圆柱体的面积2F半圆柱体的截面形区域y微元面的纵坐标dA微元面的面积，所以，求得斤半圆柱体绕其质心的转动惯量x微元面的横坐标，1 m微元面的质量少8其余同前述。

　　若设半圆柱体的长度及密度分别为1和，那么其如果采用极坐标系统，即=代，30，330，3=办册半圆柱体作平面运动的角速度及助磨剂通过传动机构具有以角速度旋转的趋势，那么待磨物料水研磨体及助磨剂所组成的半圆柱体将具有以为角速度的平面运动的趋势果忽略筒体内衬与待磨物料水研磨体及助磨剂所组成的半圆柱体之间的相对滑动，可得4.2球磨机于临界转速旋转，功率消耗较大按照球磨机功率消耗的传统设计计算方法可知，若球磨机筒体高于临界转速旋转，那么研磨体和待磨物料将处于离心化，即研磨体和待磨物料将以筒体横截面的几何中心为圆心作同心圆弧运动。由此可，此时研磨体对待磨物料的冲击粉磨作用极小，几乎为零，球磨机的功率消耗较小。

　　事实上，此时球磨机的功率消耗却较大，这是因为球磨机筒体转速的提高，筒体转动动能及筒体轴承处的线速度增大，筒体由静止达到此高于临界转速旋转所需的功率消耗必定增大，这与球磨机功率消耗的设计计算新方法的分析是非常吻合的。

　　5结论综上所述，虽然球磨机功率消耗的设计计算新方法还没有完全反映影响球磨机功率消耗的因素，但它较传统方法更准确地反映了球磨机功率消耗的影响因素，尤其是充分地解释了运用传统方法不能解释的球磨机装载不足起动艰难及球磨机高于临界转速旋转功率消耗急剧增大的现象。由此可，球磨机功率消耗的设计计算新方法有助于正确地指导降低球磨机的功率消耗，节约能源，进而达到提高企业经济效益的目的。

　　将=代入上式得f因此，球磨机筒体装载*恶劣时其功率消耗队为去正常装载时其功率消耗队为，如果我们近似地认为它，及那么也就是说球磨机筒体装载*恶劣时其输入功率约为正常装载的1.5倍，这就充分解释了球磨机装载不足时起动非常困难的现象。

　　1林云万编。陶瓷工业机械设备。景德镇陶瓷学院，1985 2华南工学院，南京化工学院合编。陶瓷工业机械设备。中国建筑工业出版社，1981 3轻工业部广东省轻工业学校主编+日用陶瓷工厂机械装备。

　　轻工业出版社，1983 4华南工学院，天津轻工业学院合编。造纸机械与设备。

　　轻工业出版社，1988 5刘鸿文主编。材料力学。人民教育出版社，1982 6西北工业大学主编。理论力学。人民教育出版社，1982