中國粉體網訊 砂磨機是一款歷史悠久、技術成熟的設備，它的應用歷史已超過百年。20世紀70年代，為了克服立式砂磨機因介質偏析，研磨不勻、不易啟動等缺點，開發了臥式砂磨機。歷經發展，憑借研磨效率高、產品粒度細、維護便捷、應用對象廣泛等特點，臥式砂磨機已成為新能源、新材料等行業的核心裝備之一。
臥式砂磨機的基本結構及工作原理
臥式砂磨機由機架、傳動裝置、冷卻水系統、電機、控制系統、筒體、攪拌裝置和研磨介質分離裝置等組成。
研磨介質球以及研磨物料皆通過進料口先后加入，研磨介質球的粒徑會遠大于被磨物料的粒徑，一般取1～1.2ｍｍ，其介質填充率為60％～75％。當研磨介質和被磨漿料進入研磨腔后，在主軸的帶動下，分散盤以及分級輪將會對漿料進行攪拌，被磨漿料以及研磨介質球在分散盤的攪動下產生高速的碰撞、擠壓，在攪拌單元以及研磨介質球的共同作用下，被磨漿料的粒度進一步細化，達到亞微米級或者納米級的粒度效果。
臥式砂磨機結構簡圖
臥式砂磨機的研磨效果影響因素有哪些？
臥式砂磨機的主要工作部件為轉動軸、分散盤、研磨筒、分級輪。其研磨過程是一個相當復雜的過程，研磨效果也由多個因素共同影響。
工藝參數：漿料的粘度，物料顆粒的直徑、形狀，研磨介質、物料填充率、孔隙率，漿料的溫度，外界的溫度，攪拌軸轉速，研磨時間等；
結構參數：研磨盤的形狀、半徑、厚度，定距盤的形狀、厚度，主軸長度，研磨筒尺寸、形狀等；
材料特性：研磨筒內襯材料、研磨盤材料、研磨介質材料等。
攪拌單元的幾何形狀
攪拌單元作為臥式砂磨機的主要工作部件，對攪拌單元幾何形狀進行合理地設計可提高攪拌單元的利用率，提高對漿料的攪拌效率。
臥式砂磨機攪拌單元結構簡圖
攪拌單元結構形式常有銷棒式、盤式、螺旋式等結構形式。由于盤式結構具有耐磨、使用壽命長、結構穩定等特點，應用市場面廣泛，所以盤式砂磨機是研究人員重點研究的對象。
對于盤式的臥式砂磨機而言，其攪拌單元主要分為分散盤和分級輪兩部分，其分散盤的輪廓形狀、安裝間距以及分級輪的結構形式等對研磨效果的影響尤為明顯。
分散盤的間距
為保證磨粒平穩地通過而不出現“卡球”的條件，間距的設計通常是2~3倍于所使用的研磨介質球粒度。
分散盤的輪廓形狀
在采用分散盤形式的攪拌單元進行作業時，主要由分散盤將動能傳遞給研磨介質和漿料顆粒，所以在臥式砂磨機的工作過程中，應盡量提高顆粒與分散盤之間的碰撞次數和強度。同時，臥式砂磨機進行的是循環研磨，需要有較好的漿料流動性，分散盤的截面形狀影響著漿料的流動，常采用開槽或開孔的方法。
同時，從線速度與角速度的關系可知，適當的增大分散盤徑向尺寸，可增大分散盤外圓輪廓的線速度，使得顆粒撞向研磨腔內壁的沖擊速度更高。
分級輪的輪廓形狀
分級輪作為臥式砂磨機中第二個主要的工作部件，在企業內采用這一結構主要是用來增加粒徑較大顆粒的研磨時間，其結構通常是類筒式，在其圓柱面上開有長條形的槽。分級輪主要是通過其在高速轉動時，其通流槽的側面帶動漿料進行轉動，產生強大的離心力，粒徑較大的顆粒在此離心力的作用下將會產生往分散盤研磨區域運動的趨勢。所以，其分級輪的通流槽的個數以及側面面積的大小將會影響顆粒在研磨區的停留時間。在保證轉速的情況下，適當的增大通流槽的面積和個數，有助于提高顆粒在研磨區的停留時間。
主軸轉速
臥式砂磨機主要借助主軸帶動攪拌器高速旋轉，帶動研磨介質球和漿料進行研磨和破碎。在研磨過程中，攪拌器的轉速是影響研磨效率和效果的關鍵因素之一。隨著轉速的增加，介質球之間的能量交換和摩擦力會增大，從而促進研磨粒度的縮小和破碎效率的提高。同時，主軸轉速的提高也會導致磨料、攪拌器和腔體的損耗增加，并產生較多的熱量和噪聲，甚至可能造成產品的污染。因此，在實際應用中，需要根據不同類型的漿料，合理選擇合適的轉速作為研磨參數，以達到最佳的研磨效果和經濟效益。
漿料粘度
在臥式砂磨機進行濕磨時，漿料的本身特性在研磨腔中的漿料運輸流動起著關鍵作用，合理的漿料特性還有助于物料輸送到磨機的功率，但在此過程中，磨機的研磨效率可能會出現變化。漿料粘度對于研磨腔內的能源消耗具有重要的影響，有必要重點關注粘度變化對能耗的影響。
筒體結構
砂磨機的筒體結構主要有圓柱型、多面體型以及圓錐型。臥式磨機研磨筒的長度設計應根據物料的技術要求和介質的類型進行合理的選擇，長度過短則物料在研磨腔內的停留時間過短，導致研磨不充分，長度過長則會影響介質的流動性，從而影響研磨效果。
同時，由于在進行研磨作業時，由重力作用引起的應力強度小于由離心力引起的重力強度，故研磨主要以離心力的作用為主，則臥式磨機的研磨筒的內徑設計不能過度增大，但過小的研磨腔內徑可能會帶來物料流動性的下降。故為了使得在有較好物料流動性的前提下保證研磨效果，一般將研磨筒的長徑比設計在3:1~8:1之間。
除了上述提到的結構參數、漿料參數、主軸工作參數之外，還有其他因素需要考慮，比如研磨介質的形狀和尺寸大小、漿料的填充率、PH值、研磨溫度、分散劑的選擇、研磨時間、研磨介質的補給方式、進料速度等。為達到最佳的研磨效果，需要綜合考慮各種因素。
參考資料：
吳德意.臥式砂磨機研磨特性和關鍵結構優化研究
馬暢.臥式砂磨機研磨機理的仿真與實驗研究
吳德意等.臥式砂磨機分散盤的結構改進及仿真研究
（中國粉體網編輯整理/黑金）
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