振動磨機(jī)是利用研磨介質(zhì)（球狀或棒狀，在做高頻振動的筒體中不斷旋轉(zhuǎn)（自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)），對物料進(jìn)行沖擊、摩擦、剪切等作用而使物料粉碎的細(xì)磨與超細(xì)磨設(shè)備。

結(jié)構(gòu)與工作原理

(1）設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

振動磨機(jī)大致分為兩種：慣性激振式振動磨機(jī)和曲軸式振動磨機(jī)。如圖1為振動磨機(jī)的實(shí)物。圖2所示為單筒偏心振動磨機(jī)的工作原理。

圖1 振動磨機(jī)的實(shí)物

圖2 單筒偏心振動磨機(jī)的工作原理

1.圓柱形研磨室；2.研磨介質(zhì)；3.激振器；4.配重；5.支撐彈簧；6.進(jìn)料口；7.出料口；8.交流電動機(jī)；9.萬向軸；10.軸承座；11.偏心塊

慣性激振器式振動磨機(jī)的工作原理為：圓柱形研磨室（磨筒）1通過支撐板固定在支撐彈簧5上，支撐彈簧5直接與機(jī)架相連。磨筒外側(cè)有一激振器3，激振器與交流電動機(jī)主軸相連。工作時(shí)，交流電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，通過萬向軸帶動主軸轉(zhuǎn)動，主軸帶動激振器中的偏心塊11 運(yùn)動。在離心力的作用下，支撐板和磨筒1在支撐彈簧5上振動，帶動研磨介質(zhì)以一定規(guī)律運(yùn)動，磨碎物料。對于曲軸式振動磨機(jī)，電動機(jī)連接變速裝置，再帶動曲軸，直接使磨筒規(guī)律性運(yùn)動，將物料粉碎。

長期以來，乏能區(qū)的存在使得振動磨機(jī)的直徑和效率一直受到限制。為了解決乏能區(qū)的問題，人們提出一種解決方案，即通過在振動磨機(jī)內(nèi)安裝能量傳輸裝置將高能區(qū)的能量傳遞到低能區(qū)。基于此方案，制造出一種新型的振動磨機(jī)——旋轉(zhuǎn)腔式振動磨機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 旋轉(zhuǎn)腔式振動磨機(jī)的結(jié)構(gòu)

與傳統(tǒng)的振動磨機(jī)相比，旋轉(zhuǎn)腔式振動磨機(jī)在磨筒內(nèi)部做了改進(jìn)。磨筒不再是一個(gè)整體，而是被葉輪分為多個(gè)區(qū)域。葉輪隨著研磨介質(zhì)以及物料一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)葉輪的臂與磨筒接觸時(shí)，將壁面的能量傳遞給中間區(qū)域的研磨介質(zhì)，增大中間區(qū)域磨介能量。旋轉(zhuǎn)腔式振動磨機(jī)中的研磨介質(zhì)與物料沖擊更大，乏能區(qū)更小，極大地提高了能量利用率。

(2）振動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

振動磨機(jī)的振動系統(tǒng)主要包括研磨介質(zhì)、筒體偏心裝置，這也是振動磨機(jī)的三個(gè)核心部件。振動磨機(jī)中振動系統(tǒng)示意如圖4所示。

圖4 振動磨機(jī)中振動系統(tǒng)示意

1.研磨介質(zhì)；2.筒體；3.偏心裝置

(3)偏心塊結(jié)構(gòu)

振動磨機(jī)偏心塊的結(jié)構(gòu)有多種，主要介紹以下兩種

①扇形偏心塊。扇形偏心塊是一種立式振動磨機(jī)中的典型偏心塊，圖5為其結(jié)構(gòu)簡圖。

圖5 扇形偏心塊的結(jié)構(gòu)簡圖

②L形偏心塊。L形偏心塊應(yīng)用較少。與扇形偏心塊相比，L形偏心塊產(chǎn)生的振動能量大，動力相對較大。L形偏心塊的結(jié)構(gòu)如圖6所示。

圖6 L形偏心塊的結(jié)構(gòu)

(4）磨介運(yùn)動規(guī)律

如圖7所示為振動磨機(jī)磨介在磨筒內(nèi)的運(yùn)動情況。磨介在振動磨機(jī)內(nèi)的運(yùn)動較為復(fù)雜，難以準(zhǔn)確地進(jìn)行描述。磨介在磨筒內(nèi)主要有以下三種運(yùn)動。

①隨著磨筒的振動而產(chǎn)生的振動。

②磨介的自轉(zhuǎn)，即磨介沿著自身幾何中心的運(yùn)動。

③磨介的公轉(zhuǎn)。在磨介群作用下，磨介隨著磨介群一起繞著某一幾何中心旋轉(zhuǎn)。

圖7 磨介在磨筒內(nèi)的運(yùn)動情況

a.泄落式；b.拋落式；c.離心運(yùn)轉(zhuǎn)

（5）振動磨機(jī)特點(diǎn)

填充率高，生產(chǎn)效率高，能耗小；精度高；具有夾套，可控制振動磨機(jī)粉碎腔的溫度；制造簡單，成本低；能耗低。

主要應(yīng)用領(lǐng)域

振動磨機(jī)廣泛應(yīng)用于礦業(yè)、醫(yī)藥、建材、電子、治金、食品、化工、陶瓷等行業(yè)的微粉設(shè)備，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

(1)在礦業(yè)中的應(yīng)用

在礦業(yè)生產(chǎn)中，振動磨機(jī)不僅可以用于各種礦石的超細(xì)粉碎，生產(chǎn)小顆粒礦石，而且可用于非金屬礦的表面改性。通過粉碎礦石，加之摩擦的作用，使礦石內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)、形狀發(fā)生變化。礦石內(nèi)能增大，溫度上升，從而使內(nèi)部粒子分離與熔解，促進(jìn)粒子聚集結(jié)合成新的集體。由于結(jié)構(gòu)變化，因此造成礦石性質(zhì)改變。通過特定的技術(shù)路線，可生成所需要的性質(zhì)。粉碎與改性可同時(shí)進(jìn)行，在粉碎過程中，機(jī)械力化學(xué)作用可以增強(qiáng)粉體表面改性效果

(2)在醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用

在醫(yī)藥方面，粉劑、片劑、中藥精細(xì)化、噴霧藥劑等也都離不開振動磨機(jī)。振動磨機(jī)利用振源的強(qiáng)力振動，使粉碎腔內(nèi)藥品在流態(tài)化狀態(tài)下，受到磨棒高強(qiáng)度的撞、切、碾、搓綜合力的作用，使藥品在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到微米級粉碎效果。振動磨機(jī)常有常溫、水冷、低溫、超低溫、防氧化、防爆炸等多種作業(yè)配置，可降低粉碎腔內(nèi)的溫度，有利于保護(hù)活性物質(zhì)，如酶、細(xì)胞、激素等，因此被廣泛用于醫(yī)藥行業(yè)。

(3)在建筑行業(yè)中的應(yīng)用

振動磨機(jī)可以用于水泥的“活化”。為了節(jié)省水泥，同時(shí)提高水泥的性能，通常采用將水泥、中性礦物混合放人振動磨機(jī)中粉碎。在工廠或工地上常有存放較久未使用的水泥，這此水泥與空氣中的水分、二氧化碳接觸，發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)。為了保證水泥的品質(zhì)，久置水泥使用前通常用振動磨機(jī)粉碎。這不僅可以恢復(fù)原有強(qiáng)度，還能使強(qiáng)度大大提高，節(jié)約生產(chǎn)成本。

(4)在電子行業(yè)中的應(yīng)用。

在電子方面，振動磨機(jī)用于生產(chǎn)英光粉、電子漿料、電子涂料等。通過振動磨機(jī)，可獲得更細(xì)化的電子材料。這不僅可以縮小電子產(chǎn)品的體積、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，而且材料細(xì)化后導(dǎo)電、傳熱等其他性能有大幅提升，從而大大提升電子產(chǎn)品的性能。

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