前己述及,球磨機在離心式運動狀態下不發生磨礦作用,應該避免此種狀態的出現,故對其破砂介質(鋼球)的運動不作研究。當其破碎介質作瀉落 式運動時,目前僅能對運動狀態作定性描述,而不能建立運動方程式,還難于用數學方法對其運動及力學作量化描述。當破碎介質作拋落運動時,用拍 攝球磨機內介質的運動狀態來研究介質的運動規律,這種研究從20世紀20年代業已開始,豪爾泰恩、戴維斯、列文松和我國的學者土文東等,都先后做 過這方面的工作。
球磨機開始工作時,在離心力和摩擦力的作用下,其破碎介質與回轉體一起轉動。任何一層球的運動軌跡為一圓周,其中心為回轉體中心,半徑定 義為R。當球與筒體一起轉動被提升到一定高度后,就會出現球的離心力小于球的重力的向心分力,此種情況下,球就會以回轉體體的圓周速度。為初 速度離開筒壁作拋物線運動。下落后,重又回到圓的軌跡上。在運轉過程中,球在球磨機內即按圓與拋物線的軌跡周而復始地運動著。
我們以筒體內最外層的任一個球的運動為例,來研究球在球磨機內的運動規律。為了使討論簡化,現作如下假設:
(1)在軸向各個不同的垂直斷而上,鋼球的運動狀況完全相似;(2)球與筒壁及球與球間無相對滑動;(3)略去鋼球的直徑不計,因此最外層球的回轉 半徑可以用筒體內徑的一半表示。