振動磨機(震動磨)工作原理 振動磨機是一種利用振動原理將固體物料粉碎的設備,在振動過程中,振動磨筒內的物料介質也跟著振動,當振動頻率較大時,介質之間會產生強烈的沖擊、摩擦、剪切和擠壓作用。這些作用力使得夾在介質中間的物料受到強烈的t研磨粉碎作用。同時,由于筒體的高頻振動,介質還會在筒內翻轉、自轉和互相沖擊,進一步增強了粉碎效果。然而,振動磨機也存在一些問題和挑戰。例如,在振動沖擊能量自筒壁向筒中心傳遞的過程中,各層磨介的振動,沖擊能量因不斷耗散而不斷降低,這導致磨腔的中上部成為較大的低能區,使得該區域的物料得不到足夠的能量而無法粉碎。振動磨機屬于超微粉碎機械范疇,廣泛應用于冶金、建材、非金屬礦、煤、化工、輕工等多個領域。本文將詳細介紹振動磨機的工作原理,包括其結構組成、振動產生機制、粉碎過程以及影響效率的因素。
振動磨機的結構相對復雜但緊湊。其核心部件包括圓柱形筒體、研磨介質、激振器、彈簧支承系統等。圓柱形筒體內裝有粉磨介質(如鋼球或鋼棒)及待粉磨物料。筒體支承在彈簧上,通過彈簧的彈性作用,使得筒體能夠在激振器的作用下產生高頻振動。激振器是振動磨機的關鍵部件,通常由偏心軸及安裝在其上的偏心重物組成。當激振器由電動機通過彈性聯軸器帶動旋轉時,由于慣性離心力的作用,使得支承在彈簧上的筒體發生振動,這種振動可以是近似的圓振動或橢圓振動,具體取決于激振器的設計和調整。
振動磨機的粉碎過程是一個復雜而高效的過程。首先,物料通過進料口進入筒體,與研磨介質混合。在振動的作用下,介質對物料施加強烈的沖擊力,使物料發生斷裂和粉碎。同時,介質之間的摩擦和剪切作用也有助于物料的細化。隨著振動的持續進行,物料逐漸被粉碎至所需的粒度。在粉碎過程中,物料的粒度分布會受到多種因素的影響。其中,振動頻率是一個重要的因素。振動頻率越大,介質對物料的擠壓剪切、碰撞研磨等一系列的作用力越大,粉碎能力越強,產品粒度越細。然而,振動頻率過高也會帶來一些問題,如動力消耗增加、機械磨損加快等。因此,需要通過實驗確定合適的振動頻率,以達到最佳的粉碎效果。
在實際應用中,振動磨機還具有一些其他優點。例如,由于是高速工作,可直接與電動機相連,機重和占地面積小;研磨介質填充率和振動頻率高,單位容積筒體的處理量大;功耗較小,不需用分級機進行閉路磨碎;用軟管可與物料和排料裝置連接,便于密封;還可以進行一些特殊磨碎,如連接液氮進行超低溫磨碎等。除了振動頻率外,磨機負荷量也是影響粉碎效果的重要因素。合理的磨機負荷量應根據所設計的磨介的填充率、磨機設備狀況、減速機與電動機的狀態來選定。負荷量過大或過小都會影響粉碎效率和產品質量。
此外,物料的含水率也會對粉碎效果產生顯著影響。物料含水率過高時,會帶入磨機過多的水分,使物料的易磨性變小。同時,粉磨過程中產生的大量熱量會使物料中的游離水甚至結晶水蒸發,變成水蒸氣。這些含水氣體會使物料粉磨后的細粉結片、粘附在筒壁或介質上,降低粉磨效率。因此,需要控制物料的含水率在合適的范圍內
另外,改善物料的易磨性也是提高粉碎效率的有效途徑。物料的易磨性是物料所具有的表示物料被粉磨時難易程度的一種物理性質。通過改變物料的物理性質或添加助磨劑等方法,可以提高物料的易磨性,從而降低粉碎難度和能耗。
為了解決這個問題,各國學者進行了大量研究和實踐。例如,通過改變磨腔結構、優化介質級配、調整振動參數等方法,來改善磨腔內部的能量分布和減小低能量區。其中,一些新型振動磨機如旋轉腔式振動磨、異型腔振動磨、偏心式振動磨等,都在一定程度上提高了粉碎效率和產品質量。然而,這些新型振動磨機也存在一些缺點和問題,如功耗高、可靠性差、葉輪動負荷大等,需要進一步改進和完善。
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