导读:当陶瓷球磨机转速较高时，研磨体随筒体上升至一定的高度后，像抛射体一样抛落下来，在抛落式运动状态下，物料主要是依靠研磨体抛落时的碰击作用和部分研磨作用被粉碎。
物料与研磨体在陶瓷球磨机中的运行状况 在陶瓷球磨机中，研磨体的运动状态与筒体的转速和研磨体与筒体内壁的摩擦因数等有关系。
研磨体在筒体中的运动状态基本上可分为： 1、泻落式运动状态。
当陶瓷球磨机的转速较低时，全部研磨体可以看成是一个松散的“团块”，其界面随着筒体的转动沿着转动方向不断向上偏斜，形成斜坡。
当作坡的倾斜角度到达研磨体的自然休止角度时，研磨体在重力等作用下将沿斜坡滚下，形成泻落式运动，在运动中，物料主要依靠研磨体相对运动时产生的碰击和研磨作用被粉碎。
2、抛落式运动状态。
当陶瓷球磨机转速较高时，研磨体随筒体上升至一定的高度后，像抛射体一样抛落下来，在抛落式运动状态下，物料主要是依靠研磨体抛落时的碰击作用和部分研磨作用被粉碎。
3、离心式运动状态。
当筒体转速过高时，由于离心力的作用，研磨体附着在筒体内壁上与筒体一起做旋转运动而不再抛落。
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在离心式运动中，研磨体不再对物料产生撞击和研磨作用，物料则不会被粉碎。
陶瓷球磨机的转速对其研磨效率有很大影响，如果转速适当，则能使研磨以较快的速度和在较高的效率下运行。
当陶瓷球磨机转速过快，由于离心力太大，研磨体紧贴在筒体内壁不会沿抛物线轨迹落下，不能给物料以有效的粉碎；反之，转速过慢时，在单位时间内研磨体对物料作用的次数就减少，同时研磨体上升高度不足，落下时对物料的功用也小，研磨速度和效率则会偏低。
研磨体做抛落运动，抛落运动的最佳转速，抛落体作泻落式运动的时间点，泻落式运动时球磨机的最佳转速，将是球磨机节能改造成功的关键。
陶瓷球磨机对物料的粉碎作用主要是研磨体对物料的碰击与研磨，用间歇式球磨机粉磨物料时，在研磨开始时粗颗粒的含量迅速减少，物料粉磨的速度很快；随着粉磨过程的进行，粉磨速度逐渐减慢下来，随研磨时间的延长会愈来愈慢。
产生这种现象的原因是颗粒越细，颗粒上的微裂纹等缺陷就越少，不易形成应力集中，颗粒愈难粉碎。
选择适当的球磨工艺，是提高球磨效率、减少球磨能耗的关键所在。
实验证明，在离心式运动中，研磨体不再对物料产生撞击和研磨作用，而研磨体泻落式运动和抛落式运动所产生的研磨效果随着粉磨的进行，其对物料的粉碎作用也不一样。
根据球磨工艺要求，合理控制球磨机的转速来控制研磨体的运动状态是陶瓷球磨机节能改造获得成功的有效途径。
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陶瓷球磨机的工作状态分析 一般认为，研磨介质在筒体内的运动具有如下三种形式：泻落式（图2-1）、抛落式（图2-2）、离心式（图2-3—）。
三种状态中，离心式由于不发生磨料作用一般不矛考虑。
抛落式工作状态其物料主要靠介质群落下时产生的冲击力而粉碎，同时也靠部分研磨作用，由于其转化的功能大，多用于选矿作业中的粗磨。
泻落式工作状态则主要用于球磨机低速运转时，介质超过自然休止角而雪崩似地泻落，物料主要因球磨机介质的相互滑动产生压碎和研磨作用而粉碎，一般用于细磨。
对于具体的球磨机，究竟采取泻落式还是抛落式工作状态则取决于其应用于何种磨料要求。
陶瓷行业的球磨机不同于矿山使用的球磨机，主要用于细磨，它不需要大的冲击就能破碎，因此研磨作用显得更加重要。
这就决定了陶瓷球磨机采取的介质工作状态不能是基于经典戴维斯理论的抛落式运动，那样不但消耗大量能源，达不到细磨的要求，还可能造成过粉碎。
因此实际中陶瓷球磨机多采用泻落式工作状态。
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这已成为经验式的结论并在国内外的众多研究和实践中得到证明，但对其运动形态的具体描述国内外尚有定论。
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陶瓷球磨机选题背景与研究意义 湖南五菱集团公司的陶瓷球磨机是陶瓷物料间歇湿法细磨设备，对于中碎状态物料细磨有较高的效率，在筒体内加入一定配比的原料、研磨体和水，调节所需的粉碎周期达到理想颗粒细度的料浆。
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特别适合于大型建筑陶瓷、日用陶瓷、卫生陶瓷、电瓷等需将物料研细的行业使用。
其主要结构是由驱动装置、筒体、电气控制等部分组成，具有工作平稳、安全可靠、生产效率高、产量大、占地面积小、能耗低等优点，经湖南省轻工厅组织鉴定，其性能达到国内先进水平。
该球磨机是目前陶瓷工业大型的球磨机，市场需求量大，但据用户反馈的意见表明，该球磨机曾部分的出现过盖板与筋板焊接处开裂，轴颈发生断裂，盖板与轴焊接处开裂等现象，由于该公司设计采用的是简单的将球磨机作为简支梁的方法，因而无法判断球磨机的问题是由于设计的原因还是由于焊接工艺上的原因，亦或是用户使用的原因。
受湖南五菱公司的委托，对该球磨机进行整机的有限元计算，分析其强度是否不足，并在强度校核的基础上对一些关键尺寸进行优先改进，本研究课题对提高该大型陶瓷球磨机的工作性能、节约制造成本、拓宽产品市场以及新产品的开发都具有积极的意义。
传统的球磨机设计多采用了简支梁的假设，并不能得到如球磨机的三维有限元计算模型的准确结果。
而且，随着球磨机大型化的趋势，实际试验变得困难，有限元的计算机模拟克服这一点，代替一定程度的实际试验，从而大大降低开发成本，缩短开发周期，以及加快产品的变形设计等。
另外，球磨机的大型化也使得优化设计有了更加重要的意义，大型球磨机需要的钢材多，尤其是最近几年，钢材价格上涨，优化球磨机结构尺寸，最大限度的减少球磨机钢材使用量，可以大大节约成本，增加市场竞争力。
再者，随着球磨机规格的增多，球磨机产品的系列化逐渐形成，对于同类产品只是具体几何尺寸上的差别，这里首次建立球磨机的参数化有限元模型，采用这一模型只需要修改一定的参数就可以进行分析，不必进行大量重复的建模准备工作，便于产品的系列化设计。
最后，考虑到广大工程技术人员使用方便，开发一个基于ANSYS并适合TCM陶瓷球磨机系列的仿真专用模块，对于推广有限元方法在球磨机结构分析中的应用具有重要的工程价值。
有限元分析作为工程设计中的一种先进手段已毋庸置疑，我国的球磨机设计制造水平仍然落后于国外的一个重要原因就是采取的研究设计手段，如何将这种手段应用到我国球磨机的设计实际中去，充分发挥它的功效，已是当务之急，相信文本的研究对加快有限元分析在球磨机结构设计上的应用能起到一定的推动作用。
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