振动磨机原理及振动磨机类型（2）

硬物料细碎在工业上用途很大，细碎方法正通过研究不断得以改进。振动磨作为该领域较主要的一项工艺方法，长期以来未得到应有的重视。本文作者在对大量资料分析的基础上，创立了获得最高研磨率的磨机设计新理论。

本书成功的运用了分析方法。全书论述清楚，论证有力，可作为对颗粒物料特性与其它因素的关系做系统分析的研究人员和学生的工具书，相信本书对有关领域的研究人员会有很大帮助。

在工业研磨中，球磨机家族占有非常重要的地位。

因而有必要探讨影响球磨机发展的因素，克服这些局限性的影响正是振动磨机研究的主要方向。

因为球磨机家族的任一成员均是绕水平轴转动的圆筒结构，显然，如果磨介能固定在筒壁上就不会在滑动，而当其转速达到一定值时；磨介就会随筒体一起转动产生“离心”。出现这种现象的速度取决于磨机筒壁的直径和重力加速度，该速度称为临界转速用Nc表示，球磨的功耗、研磨率等它们取决于磨机回转速度和N / Nc比，其中N是回转速度，而Nc仍表示临界角速度。

且线性增大，直至0.9，而后由于填料的作用研磨率急剧下降。可看出改变速度N或直径D均不能显著提高研磨率。若增大g值，这样就允许较高的转速或较大的直径或两者都较大，而使研磨率提高。

根据这个思路，已经通过改进重力场以改进磨机的性能。

实例之一就是前面提到的行星磨，Joisel^﹝2﹞对行星磨理论进行了深入研究。

该磨机将普通回转磨的磨筒固定在一列径向臂的未端，这样磨筒绕中心轴的行星运动产生的压力场就能改进回转磨内的重力场。

另一方案就是已经研究过的回转磨，它的磨筒不仅绕水平轴转动还绕垂直轴转动。

显然这种方案只限于小型磨机，并且难于连续运行。

运动部件重量的较大增长必然使该磨机的单位能耗急剧增大并超过常规磨。

Hukk^﹝3﹞曾试图使磨机以2.5倍于临界转速的速度转动来改进球磨机的性能，但由于填料与筒壁之间有较大的滑动使填料不能离心。

显然，不从根本上改变磨机的动力特性就很难期望明显改善磨机的性能。因此，要取得更大进展，有必要寻找其他类型的磨机。

振动磨能产生相当于地球的重力加速度许多倍的加速度，因此可达到改善磨机性能的目的。

在详细叙述振动球磨机的现状之前，为便于理解实用范围，有必要简要分析一下振动磨的基本原理。

最简单的振动磨通常是一个装有钢球或瓷球的磨筒结构。

磨筒由弹簧支撑从而可产生摇摆振动。振动一般但未必一定是在垂直平面内进行的。

在悬挂质量上安装某种装置，通常采用旋转偏心块激振的机械装置以保持强迫振动。但并不一定只限于这类系统，电机激振的振动磨如交流激磁的筒形线圈也是可行的。

圆柱形的振动磨筒受四个强化弹簧支撑，通过拉杆施力的四个附加调节弹簧使磨机运转平稳，该系统的固有频率为500～600转/分。

该机的激振装置包括一根轴，它由流动轴承固定于磨筒上并与之同心，轴的两端均装有调整偏心块，该轴由电机通过一弹性联轴器驱动，转速为1200～1500转/分，从而使磨机处于激烈的强迫振动状态，由此引起的磨介的振动被将磨物料磨碎，该机的轮廓如图1.2所示。

图1.3为一台典型的振动磨，该机采用“C”型弹簧悬挂，并使重心降低。磨筒为“V”形。更大的工业磨机由两个截面“V”形的磨筒连成一体，一般认为其加速了物料在仓内的循环，这种结构使物料经上筒流入下筒，下筒磨介较小，从而比单筒研磨效果好。

图1.6磨机是用橡胶块做弹簧两筒布置成连续磨形式。

作者实验用磨机，如图1.7，该机有一中枢装置，可将任意形状的一对磨筒固定住。实际结构较复杂，它安装在一对只允许垂直振动的板弹簧的中点上，可用一对夹子将弹簧上的给定位置固定在硬铝质架上，这样弹簧的有效长度和刚度就可以调节。

这对弹簧的两端固定在硬铝质桁架两端的支座上。而支坐又固定在另外两对只允许水平振动的板弹簧的中点，这两对弹簧的两端固定在磨机机体的支座上，而这四个支座实为四个夹子，其位置可以调整，从而使允许水平运动的弹簧的有效长度和刚度发生变化。

因此，通过改变夹子的相对位置就可以单独调节弹簧的水平刚度和垂直刚度。

在复杂的中枢装置上有一绕滚子轴承转动的轴，轴上有一对可调节的偏心块，每一组偏心块由两片组成，用键固定在轴上，两片之间的固定夹角可以调节，显然这种方案可以任意选择激振力，当偏心块之间的夹角为180°时，偏心块的转动不再产生不平衡力，而当两个偏心块重叠在一起时，激振力最大。在使用当中发现悬挂系统处于近共振状态时，所需的偏心块质量较小。而事实上。偏心块几乎总处于接近相对位置的状态。

偏心块的轴由电机驱动，可在400～4000转/分的范围内无级变速，电机与振动控制之间由弹性联轴器相连。

由剖面图1.9可以看出，该磨机的偏心轴是垂直的，所以偏心块的作用平面是水平的。而磨筒则在水平面作轻微圆摆动。

但由于偏心块的作用平面高于或低于支撑弹簧的作用平面，故在回转轴与偏心块确定的垂直平面内有一摆动矩存在，该平面随轴一起转动。

因此，除了水平摆动外，磨机填料还有小振幅的垂直振动，从而防止了填料密集，改进了研磨工艺。

图1.10为一电磁激振的微型磨机，该磨机是用来研磨红外望远镜中的卤化碱的，它有一个玛瑙筒，筒中装有玛瑙球，磨筒装在由交流电激磁而摆动的衔铁的一端。

有报道说，该磨机可在几分钟内将物料从360目，磨碎至微米级。