双向旋转球磨机的粉碎机理及应用研究.docx

双向旋转球磨机的粉碎机理及应用研究摘要：作为一种运行速度较低的细磨机双向旋转球磨机在很多领域都有着广泛的应用对常规材料实施超细化或者是对金属粉末进行合金化等对现代工作的发展具有重要的意义。但是当前学界的相关研究主要集中于工程应用方面对于双向旋转球磨机的运行机理等研究较少对于其进一步发展与推广而言不利本文就球磨机的结构机理等进行探讨。关键词：双向旋转球磨机；超细化；粉碎机理中图分类号：TD453文献标识码：A颗粒的粒径小于30μm的粉质成为超细粉体物质在通超细化之后其分子的排列、晶体与电子的分布结构等都发生很大的变化具有大颗粒物质不具有的纳米材料的小尺寸等效应这些性能的存在能够在各行各业中得到应用。抄袭粉体的制备在我国主要通过机械粉碎与合成两种方式前者应用与制备原料在1μm以上的粉体其产量大、成本低、工艺简单但是纯度与细度相对于第二种方法而言要差；合成法主要是通过粉体之间的离子等发生化学反应形成抄袭粉体具有纯度高、细度好、颗粒的均匀性高等优点但是其产量较低、工艺复杂且成本相对高昂。本文中探讨的双向旋转球磨机就是一种典型的机械粉碎方式其效率高能耗较其他机械粉碎方式更低同时保证粉碎研磨产品的纯度。1双向旋转球磨机的机理研究1.1双向旋转球磨机的结构与工作原理。本文中研究的双向旋转球磨机的主要结构为：筒体、空腔、搅拌装置以及在筒体内壁中的衬板。双向旋转球磨机的内酯和筒体的反方向旋转搅拌轴经过空腔以及断面的盖板在空腔中有搅拌棒进行粉体的搅拌和断面的盖板相连的筒体支撑件在空腔外部的旋转轴上对称设置轴承与传动及同样在内旋转轴上。该结构的优点为与普通卧式球磨机相比增设了搅拌装置容易实现同时有效的提高魔球的运转速度筒体的内部摩擦、碰撞等相互作用增强改善装置中的有效粉碎区域提高生产效率。其中通体比与旋转轴的中控设计便于球磨机键入冷水进行散热提高机器的安全性能。1.2双向旋转球磨机的机理分析1.2.1球磨机中内磨球的运动区域。如果球磨机的筒体中为纯液体基于相关原理能够知道筒体当中不同区域的运行速度梯度可以将旋转球磨机的内部划分成为四大区域磨球的碰撞频率高度与强度主要取决于流体的速度梯度通过这样的区域划分能够让磨球通过这些区域从而获得更优的研磨效果。1.2.2筒体的理论临界转速。通常筒体中外层的球磨随着内壁进行圆周运动的速度就是临界速度基于相关公式与影响滑动的相关理论知识临界的转速与磨球的摩擦系数有着明显的相关关系摩擦系数的区别实际的临界转速也会有区别。要让磨球的工作效率更高则球磨机的筒体转速要适当小于临界转速相关研究证实双向旋转球磨机筒体的转速在70r/min～84r/min更好。1.2.3球磨机的最小填充率。研究中的介质为物料与磨球混合之后形成的均匀密度的物体介质的填充率对球磨机的工作效率影响也很大对于本文中研究的球磨机要实现最佳的工作状态应该具有一个最小的介质填充率通过研究论证当介质的填充率在14%以下时搅拌棒不能够发挥出作用这样球磨机的状态与常规的球磨机类似搅拌棒还会产生无用的功耗造成浪费因此填充率至少要高于理论值。1.3双向旋转球磨机的粉碎机制。双向旋转球磨机根据不一样的作用力具有三种粉碎机制分别是摩擦粉碎、冲击粉碎和挤压粉碎。摩擦粉碎是指基于颗粒的表面切线方向上发挥剪切作用让细小颗粒能够脱落颗粒呈现两种峰值状态；冲击粉碎则是让颗粒受到强烈快速的冲击同样让颗粒变小相对粒径在20%～70%之间；挤压粉碎为颗粒受到缓慢且强烈的挤压作用然后发生破碎颗粒会变小相对粒径在50%～80%之间。总之双向球磨机的粉碎以摩擦为主挤压粉碎方式为辅。2双向旋转球磨机的应用2.1双线旋转球磨机的测试。应用试验分为量大部分首先对样品进行研磨然后对得到的成品进行测试。首先是研磨试验：首先将双线旋转球磨机清洗干净确保产品的纯度不会受到残留物的干扰；将双向旋转球磨机启动空转运行约10min检查机器运转是否稳定、正常；确认无异常之后将称重完成的锆珠放入到筒体当中倒入溶液浸润开机继续运行10min；称取实验用的物料以及量取溶液与烧杯当中将两者混合均匀倒入筒体中进行混合将球磨机启动运行约5min让筒体中的锆珠、物料等混合均匀关闭机器后检查混合状态没有异常的情况下设置好研磨的工艺参数开始研磨；在试验过程中间隔一段时间进行取样同时要密切注意筒体当中物料的变化当出现严重的粘连筒体内壁的情况时需要添加一定量的溶液。其次是进行研磨样品的测试：首先对锆珠实施超声清洗将其表面的附着物清除；将上层液体中加入分散剂和蒸馏水；实施超声分散约10min；将微米与纳米粒度仪启动并预热30min；首先进行微米的测量如果样品的粒径达到纳