Шаровая мельница: принцип работы, характеристики

Шаровой мельницей называют специальное оборудование, предназначенное для помола твердых материалов. Это могут быть рудные или нерудные полезные ископаемые, строительные материалы и т. д. Дробление в них происходит с помощью твердых шаров. Отсюда и их название.

Конструкция

Основным элементом такого оборудования, как шаровая мельница, является специальный барабан обычно цилиндрической формы. Частично его объем заполняют твердые шары. Изготовлены они могут быть из стали, чугуна, алюминия и т. д. Иногда вместо шаров используются размольные тела и другой формы: цилиндрической, квадратной и т. д. В барабаны небольших мельниц может загружаться даже простая галька. Крутящий момент рабочему органу мельницы чаще всего передает электрический двигатель. Простейшие модели могут оснащаться обычной ручкой вращения.

шаровая мельница

Для того чтобы продлить срок службы барабанов, при изготовлении мельниц их стенки изнутри покрывают специальными износостойкими материалами: твердыми сплавами, марганцовистыми сталями, наплавочными материалами.

Все дробильные аппараты этой разновидности имеют ту особенность, что породы и другие твердые материалы измельчаются в них до частиц, имеющих неправильную осколочную форму и шероховатую поверхность. Ниже представлена схема шаровой мельницы стандартного образца. Как видите, оборудование этого типа имеет не особенно сложную конструкцию.

Шаровая мельница: принцип работы

Помол твердых материалов внутри барабана происходит благодаря передвижению шаров. Дробиться горные породы могут до разной величины зерна. Неодинаковой бывает и производительность мельниц. Последний параметр зависит от формы размольных тел, степени наполненности ими барабана и скорости его вращения. В процессе работы мельницы на горные породы могут действовать две силы: ударная и истирающая. Собственно сам процесс дробления — процедура по времени довольно-таки длительная. Продолжаться он с использованием такого оборудования, как шаровая мельница, может от пары часов до нескольких суток.

работа шаровой мельницы

Разновидности

Классифицироваться мельницы этого типа могут по следующим признакам:

  • По сфере использования. Мельницы бывают лабораторными и промышленными. Первая разновидность применяется для дробления малого количества твердого вещества, имеет небольшие габариты. Слишком уж высокой производительностью такое оборудование не отличается. Промышленные мельницы предназначены для дробления большого количества горных пород и используются чаще всего для изготовления разного рода строительных материалов.

  • По типу конструкции. На предприятиях и в лабораториях могут использоваться аппараты с одним или с двумя барабанами.

  • По условиям работы. В этом плане различают мельницы сухого и мокрого помола. Первая разновидность обычно используется для изготовления разного рода строительных материалов. Мельницы мокрого помола применяются в основном для дробления заранее измельченных пластических и дисперсных масс. Такое оборудование обычно устанавливается в цехах предприятий, занимающихся изготовлением стекла, керамики и ЛКМ.

  • По способу разгрузки. По этому признаку различают решетчатые и сливные мельницы. В первом случае разгрузка производится принудительно. Такие аппараты считаются более производительными. В сливных мельницах готовая пульпа разгружается через цапфу.

  • По типу действия. В этом плане различают оборудование непрерывного и периодического действия.

шаровая мельница принцип работы

Основные режимы работы

Измельчаться твердые материалы в мельницах могут до мелкого или крупного зерна. При этом на предприятиях обычно используется два режима их работы: истирания и ударный. В первом случае чаще всего получаются порошки с очень мелким зерном. Ударный режим используется для дробления материалов до крупных частиц. Истирается горная порода внутри мельницы при не слишком большой скорости его вращения. В этом случае шары не отрываются от стенок барабана, а просто перемещаются относительно его поверхности и друг друга. При больших скоростях они подлетают вверх и падают на горную породу, создавая ударную нагрузку.

Скользящий режим

Чтобы шаровая мельница работала с максимальной производительностью, в барабане должно находиться определенное количество размольных элементов. Если их будет слишком мало, оборудование перейдет в скользящий малоэффективный режим обработки породы. Дело в том, что при недостаточном общем весе шаров они перестают двигаться друг относительно друга, скользя по стенкам барабана единой массой. При этом значительно уменьшается площадь их соприкосновения с обрабатываемой породой, а следовательно, и падает производительность. Оптимальным весом размольных элементов считается 1.7-1.9 кг на литр объема барабана.

 шаровая мельница характеристики

Марки шаровых мельниц

Оборудование этого типа сегодня выпускают многие компании. Довольно-таки популярными являются, к примеру, аппараты марки Retsch. Работа шаровой мельницы этого производителя может быть в том числе и непрерывной. Также такие модели программируются во время запуска. Технические характеристики мельниц этого типа представлены в таблице ниже (на примере Retsch PM 100).

Параметр

Значение

Количество размольных мест

1

Размольный стакан

12-500 мл

Пропускная способность

220 мл

Вес

80 кг

Конечная тонкость помола

Менее 1 мкм

Габариты

630х468х415 мм

Из промышленных моделей большой популярностью пользуется шаровая мельница МШЦ производства «Уралмаш». Модели этой марки очень качественно измельчают материал даже большой твердости. Ниже представлены характеристики мельницы МШЦ-2700х3600.

 схема шаровой мельницы

Параметр

Значение

Диаметр барабана

2700 мм

Длина барабана

3600 мм

Мощность двигателя

400 кВт

Объем барабана

17.5 мм

Рабочее напряжение

6000 Вт

Вес

86 т

Производительность

22-63 т/ч

Как видите, это оборудование очень даже надежное и производительное — современная шаровая мельница. Характеристики моделей, данные выше, вполне исчерпывающе это подтверждают. С использованием оборудования этого типа можно дробить любые необходимые твердые материалы быстро и при этом максимально качественно. Сфера же применения шаровых мельниц на самом деле необыкновенно широка.