CN100376327C

CN100376327C - 行星式球磨机

Info

Publication number: CN100376327C
Application number: CNB2005101213519A
Authority: CN
Inventors: 任山; 罗启勇
Original assignee: National Sun Yat Sen University
Current assignee: Sun Yat Sen University; National Sun Yat Sen University
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2025-12-30
Also published as: CN1792461A

Abstract

本发明公开了一种行星式球磨机，它包括驱动电机、传动齿轮组、公转主轴和转盘、多根自转轴，以及绕各自转轴旋转的球磨罐，所述球磨罐为偏心安装，自转轴的中心线与球磨罐横截面的几何中心线相平行。本球磨罐可以根据球磨需要，改变球磨罐安装的偏心度，实现磨球与磨料之间磨擦作用和冲击作用的比例变化，克服了传统行星式球磨机的研磨作用与冲击作用之间比例不能改变、粉碎冲击作用不明显的缺点，增强了磨球与磨料之间冲击作用，更有利于磨料的粉碎和机械合金化。

Description

行星式球磨机

技术领域

本发明涉及行星式球磨设备，具体是指行星式球磨机。

背景技术

球磨机是一种采用球磨法制备超细粉体的设备。球磨法是矿物加工、陶瓷工艺以及粉末冶金中用于粉料混合、细磨、小样制备、纳米材料加工及材料固态合金化的主要方法，其原理是通过对物料的冲击和研磨作用来进行粉碎，这种方法工艺简单，所需设备少。

目前，所有的行星式球磨机的球磨罐都是圆柱形的，且都是以球磨罐的几何中心轴为自转轴进行自转，物料的粉碎主要通过磨球与磨料之间研磨作用，而其冲击作用并不明显，且其冲击作用不能根据磨料的不同而改变，因而研磨效果不理想。而且，无法改变研磨作用与冲击作用之间比例，因此并不能满足机械合金化制备粉末材料的要求。

EP0413026A1公开了一种球磨机，其球磨罐为偏心安装，自转轴中心线与球磨罐截面的几何中心线平行。但其球磨罐安装的偏心度是固定的，不能因所磨物料的性质不同而改变不同的偏心度以改变磨球与磨料之间磨擦作用和冲击作用的比例。同时球磨罐横切面为圆形结构，对应提高冲击作用的效果不明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种可根据需要改变磨球与磨料之间磨擦作用和冲击作用的比例的行星式球磨机。

为达上述目的，本发明采用如下的技术方案：本发明的行星式球磨机，包括驱动电机、传动齿轮组、公转主轴和转盘、多根自转轴，以及绕各自转轴旋转的球磨罐；驱动电机通过传动机构与公转主轴相连接，公转主轴通过传动齿轮组与各自转轴相连接；公转主轴与转盘固定连接，各自转轴穿过转盘并与球磨罐相连接；所述球磨罐为偏心安装，自转轴的中心线与球磨罐横截面的几何中心线相平行；自转轴的顶部固定连接有球磨罐紧固装置，球磨罐固定在球磨罐紧固装置上；所述球磨罐紧固装置上与球磨罐底面相接触的接触面，以及球磨罐的底面外侧分别有相互配合的槽纹，球磨罐与球磨罐紧固装置上不同的槽纹相嵌合定位。根据需要可把球磨罐定位在球磨罐紧固装置的不同位置处，确定球磨罐不同的偏心度，从而可改变磨球与磨料之间磨擦作用和冲击作用的比例关系。

所述球磨罐的具体连接结构可以是：球磨罐紧固装置包括底座、压盖和勾爪；底座呈杯状，杯沿上分布有多个卡槽，所述球磨罐置于底座的杯腔内；压盖位于杯状底座内球磨罐的上方，压盖上侧有一根螺杆；勾爪中部是一个与压盖上的螺杆相配合的螺孔，以螺孔为中心向外延伸多个卡钩；所述各卡钩与所述底座上的各卡槽相卡嵌固定。

为了进一步增大磨球与磨料之间的冲击力，所述球磨罐的横截面可为中心轴对称的非圆形。

作为优选方案，所述球磨罐的横截面可为椭圆形、相邻边为圆角过渡的正多边形或田径场形等等。

作为又一个优选方案，所述各自转轴的中心线与球磨罐横截面的几何中心线之间的距离为PO，0.1d≤PO≤0.8d，其中d代表球磨罐横截面几何中心到球磨罐横截面最大半径处的距离。

当球磨罐的横截面为椭圆形，短半轴长度b，长半轴长度a，优选0.2≤b/a＜1。

当球磨罐的横截面为相邻边为圆角过渡的正三角形，三角形边长为M，过渡圆半径为r，优选0.05≤r/M≤0.28。

当球磨罐的横截面为田径场形，长为L，宽为2R，优选0.1≤R/L≤0.4。

为了使球磨机运转过程中转盘受力平衡，所述各球磨罐对称分布在转盘上。

为了加强球磨罐的密封性，所述球磨罐的封盖与罐体之间通过螺栓固定连接；封盖与罐体之间有密封圈，封盖上还设有真空抽气孔。

所述球磨罐的材质为不锈钢(1Cr18Ni9Ti2)、锰钢、尼龙(聚酰胺)、聚四氟乙烯、聚氨脂、刚玉或玛瑙，等等。

本发明的行星式球磨机，通过偏心安装球磨罐，增大磨料与磨球之间的冲击力，提高球磨效率。根据不同磨料的需要，可通过调节球磨罐偏心度，改变磨球与磨料之间磨擦作用和冲击作用的比例变化，可达到更好的球磨效果。本发明克服了传统行星式球磨机的研磨作用与冲击作用之间比例不能改变、粉碎冲击作用不明显的缺点，更有利于磨料机械合金化。通过改变球磨罐横截面的形状，可进一步增大冲击力，以及进一步调节磨球与磨料之间磨擦作用和冲击作用之间的比例。

附图说明

图1是本发明行星式球磨机的结构示意图；图2是本发明行星式球磨机的工作原理图；图3(A)、(B)是球磨罐纵向剖面结构示意图；

图4(A)、(B)、(C)是球磨罐横截面示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

如图1、2、3(A)所示，本行星式球磨机，包括球磨罐1、转盘2、传动齿轮组、驱动电机3，球磨罐1通过自转轴4分别与转盘2、传动齿轮组的从动齿轮5相连接，转盘2通过公转轴6与传动齿轮组的主动齿轮7相连接，公转轴6通过皮带轮8、皮带9与驱动电机3连接，球磨罐1为偏心安装，自转轴4的中心线与球磨罐1横截面的几何中心线相平行。

各自转轴的顶部固定连接有一个球磨罐紧固装置，每个球磨罐紧固装置包括底座10、压盖11和勾爪12；底座10呈杯状，杯沿上分布有多个卡槽，球磨罐1置于底座10的杯腔内；压盖11位于杯状底座10内球磨罐1的上方，压盖11上侧有一根螺杆13；勾爪12中部是一个与压盖11上的螺杆13相配合的螺孔，以螺孔为中心向外延伸多个卡钩14；各卡钩14与所述底座10上的各卡槽相卡嵌固定。按上述连接方式放置好各部件后，旋紧压盖11上的螺杆13，即可把球磨罐1压紧在底座10内。

球磨罐1的底面外侧与底座10的杯腔内侧底面上分别有相配合的槽纹15，球磨罐1可与底座10上不同位置处的槽纹15相嵌合定位。使用时可根据需要把球磨罐1定位在底座12内不同的位置处，确定球磨罐1不同的偏心度，从而可改变磨球与磨料之间磨擦作用和冲击作用的比例关系。该槽纹15还可增加球磨罐1的下端面与底座10之间的摩擦力，确保在高速球磨过程中球磨罐1位置固定。

如图2所示，各球磨罐1自转方向为箭头方向(顺时针方向)，转盘2、公转轴6的公转方向为箭头方向(逆时针方向)。使用本发明的球磨机粉碎物料时，可以根据物料特性，通过调节球磨罐1横截面几何中心轴O与自转轴中心线P之间距离，调节磨球与磨料相互研磨作用与冲击作用之间的比例，提高球磨效率，有利于物料机械合金化。O与P之间距离越大，冲击力越大，研磨作用越小。P与O的距离优选范围为：0.1d≤PO≤0.8d，其中d代表球磨罐横截面几何中心到球磨罐横截面最大半径处的距离。使用本行星式球磨机对脆性物料(如电子陶瓷粉)进行破碎或合金化时，增大O与P的距离；使用本行星式球磨机对韧性较好的物料(如金属粉)进行破碎时，减小O与P的距离。使用本行星式球磨机对物料进行固相合金化时，为了增强不同材料之间的合金化效率，增大O与P的距离。

如图3(B)所示，球磨罐1包括封盖16与罐体17，封盖16通过密封圈18与罐体17上端密封连接，封盖16上还设有真空抽气孔19，且封盖16与罐体17上端的凸缘通过螺栓20固定连接。

使用本行星式球磨机粉碎物料时，还可以根据物料特性，通过改变球磨罐1横截面几何形状，进一步调节磨球与磨料相互研磨作用与冲击作用之间的比例，提高球磨效率，有利于物料机械合金化和物料的破碎。

实施例二

行星式球磨机的结构同实施一，其中球磨罐1的横截面形状如图4(A)所示。本行星式球磨机的球磨罐横截面为椭圆形，短半轴b，长半轴a，当b/a＝1时，研磨作用最大，冲击作用最小；当b/a＜1且该值变小，摩擦作用减小，冲击作用增大。为了达到较好的磨擦力与冲击力比，椭圆形的短半轴b与长半轴a的比值优选范围为：0.2≤b/a＜1。

实施例三

行星式球磨机的结构同实施一，其中球磨罐1的横截面形状如图4(B)所示。本行星式球磨机的球磨罐横截面为相邻边圆角过渡的正三角形，圆角半径为r，边长为M。当r/M变小，摩擦作用减小，冲击作用增大。为了达到较好的磨擦力与冲击力比，圆角半径r与边长M的比值优选范围为：0.05≤r/M≤0.28。

实施例四

行星式球磨机的结构同实施一，其中球磨罐1的横截面形状如图4(C)所示。本行星式球磨机的球磨罐横截面为田径场形，长度为L，宽度为2R。当2R/L变小，摩擦作用减小，冲击作用增大。为了达到较好的磨擦力与冲击力比，田径场形的长度L与半圆形的半径R的比值关系优选范围为：0.1≤R/L≤0.4。

上述实施例中，球磨罐1的材质包括不锈钢(1Cr18Ni9Ti2)、锰钢、尼龙(聚酰胺)、聚四氟乙烯、聚氨脂、刚玉、玛瑙等。

如上所述，便可较好地实现本发明。

Claims

1.行星式球磨机，包括驱动电机、传动齿轮组、公转主轴和转盘、多根自转轴，以及绕各自转轴旋转的球磨罐；驱动电机通过传动机构与公转主轴相连接，公转主轴通过传动齿轮组与各自转轴相连接；公转主轴与转盘固定连接，各自转轴穿过转盘并与球磨罐相连接；其特征在于：所述球磨罐为偏心安装，自转轴的中心线与球磨罐横截面的几何中心线相平行；所述自转轴的顶部固定连接有球磨罐紧固装置，所述球磨罐固定在球磨罐紧固装置上；所述球磨罐的底面外侧，以及球磨罐紧固装置上的与球磨罐底面相接触的接触面分别有相互配合的槽纹；球磨罐与球磨罐紧固装置上不同的槽纹相嵌合定位。

2.按权利要求1所述的行星式球磨机，其特征在于：所述球磨罐紧固装置包括底座、压盖和勾爪；底座呈杯状，杯沿上分布有多个卡槽，所述球磨罐置于底座的杯腔内；压盖位于杯状底座内球磨罐的上方，压盖上侧有一根螺杆；勾爪中部是一个与压盖上的螺杆相配合的螺孔，以螺孔为中心向外延伸多个卡钩；所述各卡钩与所述底座上的各卡槽相卡嵌固定。

3.根据权利要求1或2所述的行星式球磨机，其特征在于：所述各自转轴的中心线与球磨罐横截面的几何中心线之间的距离为PO，0.1d≤PO≤0.8d，其中d代表球磨罐横截面几何中心到球磨罐横截面最大半径处的距离。

4.按权利要求3所述的行星式球磨机，其特征在于：所述球磨罐的横截面为椭圆形、相邻边为圆角过渡的正多边形或田径场形。

5.按权利要求4所述的行星式球磨机，其特征在于：所述球磨罐的横截面为椭圆形，短半轴长度b，长半轴长度a，0.2≤b/a＜1。

6.按权利要求4所述的行星式球磨机，其特征在于：所述球磨罐的横截面为相邻边为圆角过渡的正三角形，三角形边长为M，过渡圆半径为r，0.05≤r/M≤0.28。

7.按权利要求4所述的行星式球磨机，其特征在于：所述球磨罐的横截面为田径场形，长为L，宽为2R，0.1≤R/L≤0.4。

8.按权利要求1所述的行星式球磨机，其特征在于：所述各球磨罐对称分布在转盘上。