鋼球在磨機中的運動與能態變化

在球磨機中，除了不需要的鋼球作離心運轉這種特殊狀態外， 不論鋼球作拋落運動還是作瀉落運動，或是磨機內的球荷介于前二者的混合狀態下，運動著的鋼球其能態是變化的。下面分析鋼球一個運動周期中的能態變化。

處于磨機筒體底部的鋼球對筒底的位能為零，機械能為零，此 時鋼球尚未開始運動。當磨機靠筒壁對球荷的摩擦力而帶著鋼球上升時，鋼球的位能在逐步增大，且鋼球開始運動，具有動能。此過程中•電網的電能轉變為磨機筒體運動的機械能，而這個機減能又通過運動傳給鋼球變為鋼球的機械能。當磨機筒體把鋼球帶到最高位置時，鋼球具有最大的位能，同時,運動到最高位置時的鋼球還具有下落的初始動能。此時，鋼球的機械能包括位能和動能。當鋼球從最高位置往下拋落或滑落時，位能開始減小，動能則開始增大。在此過程中鋼球的機械能轉變為動能，在鋼球落下打擊礦塊的前一瞬間，鋼球的機械能完全轉變為動能。當鋼球打擊礦塊時，鋼球的動能釋放出來通過打擊力而對礦塊做功。這個功使礦塊變形、開裂乃至破壞。此過程中，鋼球做的功轉變為礦塊的變形能、裂紋形成和擴展的能以及形成新生的表面能。至此，鋼球的一個運動周期結束，鋼球又處于磨機筒體的最低位置，位能為零，在開始下一周期運動前一瞬間機械能為零。接著又被筒體帶著往上運動，開始第二周期運動，周而復始。

通過上述鋼球一個運動周期中的能態變化分析可以看出•.從物理現象上看，鋼球在磨礦機中是破碎作用的實施體，對礦石實 施打擊和磨剝作用，完成磨碎礦石的任務；從鋼球的能態的變化 上看，鋼球是個能量傳遞的媒介體，它將磨機筒體傳來的機械能 轉變為自身的機械能，而通過打擊做功而傳給礦石，因此，稱鋼 球為磨礦介質，主要指它是能址傳遞的媒介體，是磨礦作用的傳遞體。

由于鋼球肩負能量的傳遞，因此，破碎能量傳遞的多少也就由鋼球自身來決定。從物理學常識知道，鋼球達到最高位置時的機械能為：

E機=E位+ E0動

式中 E機——鋼球機械能；

E位——鋼球具有的位能；

E0動——鋼球達最高上升位置時的初始動能。 或者也可表示為：

式中 m——鋼球質量；

g——重力加速度；

H——鋼球在磨機中下落的絕對高度；

υ——鋼球在脫離點時的運動初始速度，即磨機運轉時的線速度。

這個機械能也即是鋼球能夠傳遞的能量，當磨機規格大小和運動速度也確定時，H及υ均是定數，而g是常數，故鋼球能傳遞的機械能完全由鋼球的質童m來決定，即質量大的鋼球能傳遞的機械能大，質量小的鋼球能傳遞的機械能小。

又因鋼球質量所為：

式中 D——鋼球直徑；

δ——鋼球密度。

對一定材質的鋼球，其密度δ為一常數，鍛鋼球的δ為7. 8g/cm3, 因此，鋼球質量完全由其直徑來決定了。也就是說，大直徑的鋼球傳遞的能量大，小直徑的鋼球傳遞的能量小。

當鋼球下落時，在落到筒體底層而打擊礦石前一瞬間，位能為零，機械能全部變為動能，即

式中υp——鋼球下落終了的末速。