直径磨机

油缸等，本绗磨机床是一种高精度高效率的深孔加工理想设备，机床磨杆箱往复运动采用交流伺服电机驱动，无极调速。该机床配备台湾台达的PLC整个绗磨工艺流程，磨杆箱定长往复，和局部往复，绗磨头定压扩张等全部由PLC控制，从而保证工件的圆度和圆柱度。整套设备主要包括：主轴系统，油石扩张进给系统，PLC电气系统，零件装夹系统，和冷却过滤系统，绗磨往复驱动机构绗磨床身等。从破碎过程的原理分析,钢球破碎矿块或矿粒的力学实质是对矿块或矿粒施加破碎力,以克服矿块或矿粒的内聚力而使其破坏,故可将影响破碎过程的因素分为两大类：一类是破碎对象的因素；第二类是破碎动力的因素。矿块或矿粒的内聚力是由直径磨机们内部质点键合方式和强度来决定的，宏观上常以岩矿硬度来表征直径磨机的机械强度，表征岩矿抗破坏的能力。矿石中含有煤滑石等矿物成分时，钢球往往难于啮住矿粒,使钢球破碎矿粒的破碎概率降低，从而增加磨矿产品的电耗。

破碎力的因素则很多，如钢球充填率φ球的密度ρ球的有效密度ρe磨机直径D磨机转速率Φ磨矿浓度R磨机的衬板形状和结构等。磨机转速率Φ和钢球充填率φ二者共同组合而决定磨机钢球的运动状态和能态，磨机衬板除保护筒体的功能外,也影响筒壁对球荷的摩擦系数，进而影响钢球的运动状态。常用的锻钢球密度为g/cm，而铸钢球的密度则只有g/cm,铸铁球的密度更低，只~7.g/cm。

直径磨机

过去曾做过碳化钨球的研制和试验，该种球密度高达g/cm,为锻钢球的倍,而生产率比用锻钢球高%。

由于球是落入矿浆内,矿浆对球有阻力,或者说球在矿浆中受浮力作用，真正起作用的应该是球的有效密度,扣除矿浆密度后的密度。应该说,常用的几种球钢的密度变化不太大，对磨矿的影响也不太大，但这种影响也不可忽视，严重时可使生产率下降%~%。

大规格磨机中钢球上升的高度大，则球的位能大，落下或滚下时的打击力也较大，甚至大磨机中大的钢球位能可以弥补球的尺寸不足。矿浆浓度对磨矿的影响是复杂的，一般地说，矿浆浓度大时对钢球的缓冲作用大,削弱钢球的打击力,对磨矿不利；但是，浓度大时矿粒易粘附在钢球和衬板表面,对矿粒的破碎又是有利的。而且，矿浆浓度对粗磨和细磨的影响也不尽相同，甚至与磨碎的矿石性质都有关系，不同矿石性质下的影响也不相同。凹凸不平程度大的称为不平滑衬板，对球荷的摩擦系数大，球荷也提升较高，从而有大的打击力，故粗磨时几乎都用不平滑衬板。

直径

凹凸不平程度小的称为平滑衬板，对球荷的摩擦系数小，球荷提升较低，从而打击力也较小，故细磨时多用平滑衬板。在自磨机和砾磨机中则情况不同，矿块较大，为了提升较大的矿块而专门设置提升衬板,能将矿块提到较高的位置。但自磨机和砾磨机中，衬板的作用也仍然是保护筒体和影响介质的运动状态，只不过提升衬板对介质运动状态的影响更大。（二）确定钢球尺寸的过程与方法由于钢球尺寸对磨矿的影响至关重要,因此,长期以来选矿和粉碎工作者均在研究如何精确地确定钢球尺寸。于是,对多台工作的球磨机进行调查研究，结果表明，钢球直径与给矿粒度之比宽达~，式中k—比例系数，~范围。之所以不行是因为：①钢球直径Db受众多因素影响，只抓住一个给矿粒度而丢开各种因素的做法本身是不科学的。②钢球直径Db与各种影响因素之间关系错综复杂，没有任何依据可以说明钢球直径Db与给矿粒度d之间存在直接的及单一的比例关系，既然是这样，直径磨机还要去寻找这种比例关系，方法本身是不科学的，得出的关系也只能是虚假的，不可能有应用价值。

后来，人们在总结前面教训的基础上前进了一步，不再去寻找直接的比例关系，而是认为球径Db(mm)与给矿粒度d的某次方根成比例，而且考虑的因素有所增加，并把没有考虑的因素均包括在比例系数中。由于各个研究者考虑问题的出发点不同，并且各人的经验也不同,故提出的球径经验公式很多,下面列出选矿界经常用的几个经验公式：拉苏莫夫公式：式中i—球径系数；n—矿料性质参数；d—给矿粒度，%的过筛粒度，mm式不能直接使用,必须针对特定矿石作两组试验,列出两个方程式成一组,从方程组求解出i及n才能得出特定的球径方程式,方可应用。笔者通过试验证明，奥列夫斯基公式计算的结果普遍偏小得多；戴维斯公式计算的结果又普遍偏大；拉苏莫夫简便计算公式计算粗级别需用球径时结果偏小太多，计算细粒级所需球径直径磨机还基本可行，但也略为偏大；榜德简便计算公式也有拉苏莫夫简便公式类似的毛病，等等。

磨机直径

而对于粗磨机，由于给矿块度大，只能在工业磨机上做试验，这个工作量太大了，试验周期也很长，人力物力消耗均大，愿意做这个工作的厂矿少了。在这方面开展研究的也不少，也提出几个包括因素多的球径经验公式,比较典型的是目前欧美国家及地区广泛应用的下面两个经验公式：阿里斯查尔默斯公司的球径经验公式和诺克斯洛德公司的球径经验公式。阿里斯查尔默斯公司公式为：诺克斯洛德公司的球径Db经验公式为式中Db—所需钢球直径，in;F—%过筛的给矿粒度，gm;SS—矿石密度，t/m;Wi—待磨矿石功指数，kWh/t;D—磨机内径，ft;CS—磨机转速率，%；Km—经验修正系数，按下表选取。表中公式及中的修正系数km上述两公司的球径经验公式考虑的因素多达五个，加上经验修正系数km值表示其直径磨机未考虑的因素，因此,应该说直径磨机们考虑了影响球径的主要因素，而且对某些因素直径磨机还作了理论推导，应该说计算结果比前面那些经验公式要准确些。

一是直径磨机们式子中均含有功指数Wi，我国选矿厂多数没有功指数的资料Wi，要补这种资料时又耗费较多,我国选厂多数只有普氏硬度系数值。

二是直径磨机们的给矿粒度F用的是%过筛粒度，单位为μm，而我国长期是使用%过筛粒度，单位是mm或cm。况且，直径磨机们的经验系数是在国外的经验中总结出来的，国外的磨机直径大，直径大的磨机中钢球的位能大，可以弥补球径较小的不足。鉴于上述情况，笔者从我国国情出发,用破碎力学原理和戴维斯等人的理论推导出一个球径Db(cm)半理论公式：此公式也考虑了矿石的强度σ压及尺寸d，考虑了磨机直径(D代表)磨机转速率Φ,并考虑了钢球的有效密度σe,对未考虑的因素用综合修正系数Kc来包括，而且不同粒度有不同Kc值。因此可以说，笔者推导出的这个球径公式是目前世界上惟一的一个半理论公式，考虑的因素也是最多的一个,因而,直径磨机的计算结果比任何一个球径经验公式更精确。

大直径磨机

以目前人类的认识水平看，要推导出球径的理论计算公式是不可能的，这是因为：①不考虑破碎对象岩矿的力学强度的公式是不科学的，理论公式必须考虑破碎对象的力学强度，但由于岩矿力学性质的复杂性,目前的固体力学根本无法从理论上计算出岩矿的力学强度，而只能借助工程测量的结果,这引入了试验的实测资料。从这一点上说，上述的半理论公式在目前来说也算是较完善的了，若对直径磨机进行认真验证和修正,是应该在我国得到广泛的应用。笔者最近又对此半理论公式进行了修正，使此公式在粗磨中磨和细磨的广泛领域均能精确地计算特定条件下所需的球径。

（三）试验确定球径的方法由于用经验公式计算的球径误差大，而球径大小对磨矿的影响又极大，因而直接采用试验来确定所需球径必然成为确定球径的一个重要方法。

试验确定球径的方法，当然受多种可变参数的影响，为了简化问题,只能将一些重要的可变参数固定在一定值域内,然后通过试验求出给矿粒度与球径之间的关系。在具体做法上，选定待计算磨机在生产上常用或确认的工作参数如转速率装球率矿浆浓度等为固定值，然后根据经验确定几组钢球分别进行试验，效果好的一组球为选择的球径。

如果选择DDD三种球，生产率曲线到D时呈上升趋势，无法判定D，是球径值；同样,选择DDD三种球时，也无法判定D是球径值,只有使生产率曲线达到峰值和导数转向时才能找出值。以生产率而论，达不到指定级别(如mm或其直径磨机粒度)的称为“粗级别”，达到指定级别及以下的称为“细级别”，而细级别中又包含“过粉碎”级别，几者之间的关系可表示在图中。显然，以处理量大小作为生产率大小的判据是不科学的，因为磨矿的目的是使物料必须达到一定细度,只有用实现这一目的程度的指标作为判据才科学。但是,如果仅以达到指定粒度以下的细粒级含量多少来判别生产率大小时也仍然有问题，因为细粒级产率愈高时产生的过粉碎粒级产率也愈大,不见得合格粒级产率大。因此，人们提出以“磨机技术效率”这一指标来判别磨机工作的好坏,磨机技术效率E为：图磨矿产品的粒度划分式中γ—小于指定粒度级别的产率，%；γ—给矿小于指定粒度级别的产率，%；γ—给矿过粉碎粒度级别产率，%；γ—产品中过粉碎粒度级别产率，%。笔者认为，磨矿过程是一个粒度减小的力学过程，那么应该用对粒度减小的指标作为磨矿过程好坏的判据才更为科学。人们已提出了磨矿动力学的基本方程式：式中Q—经过时间t以后粗粒级残留物量；Q—磨矿开始瞬间粗粒级的原始含量；t—磨碎时间；K—由磨矿条件决定的常数。从方程式看出，常数K实际上反映粒度减小的快慢，可称为磨碎速度常数，由方程式得：或原料中粗粒级含量Q是已知的,只要测出磨碎时间t下的粗粒级含量Q便可求得K值。

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