高能球磨机引入电场强化设计

矿物的微纳米粉末制备需要高能球磨技术的支持，高能球磨技术是对被处理粉末的一个能量强加过程。现有的高能球磨机主要是通过单纯的转动或振动球磨罐，利用球磨罐中磨球的机械能磨出粉末，加工效率不高.加工时间长，使球磨器具对矿物粉末的污染变得十分严重。正是这些原因，使得普通的高能球磨机在矿物微纳米材料的制备及大批量生产应用中受到限制。普通高能球磨机的不足引起了研究人员的重视，逐步采用辅助技术强化球磨过程，提高球磨效率，缩短球磨时间。

首先将等离子体蒙引入高能球磨领域，设计了有等离子体铺助的振荞动球磨机，主要是对振动式球磨杉以注行改造，鬓在球磨罐内加电极棒，从而实现球磨过程中电极藻与磨五托之间电晕放电或辉光放电，把等离子体引入到球磨罐内部，将原球磨过程中单一的机械能与等离子体有机复合起来，加大对处理粉末的有效能量输入，对粉末进行复合处理，效率得到提高，球磨时间缩短。随后陈维平教授等也做了相关工作。本文进一步将电场引入到滚筒球磨机、行星球磨机和搅拌球磨机中，针对电场引入的难点问题进行结构设计，以扩大电场强化在高能球磨领域的应用范围，提升高能球磨产业水平。

将电场引入到滚筒球磨机中，需要解决电极轴固定与滚筒体转动的相互干扰问题。本方异容降原滚筒体支撑轴改为空心轴，电极轴横穿过该空心轴支撑在轴承座盖上。

将现有滚筒球磨机的滚筒体两端支撑轴改为空心轴，电极轴上套有绝缘封套，略长于滚筒体，穿过滚筒体的空心轴，两边固定在轴承座端盖上，电极轴与滚筒体两端空心轴间装有内轴承，可以相互转动，它们之间采用密封圈嵌入滚筒体轴颈孔中的内轴承内端实现密封;电极轴和滚筒体装配成的整体通过外轴承支撑在轴承座上;轴承座由上盖和端盖封闭;滚筒体侧壁上开有投料子L，投料孔由投料盖密封;滚筒体一侧装有大齿圈，与调速电机输出轴上的小齿轮啮合，调速电机固定安装在轴承座的底板上。电极轴接电源的正极，轴承座接电源的负极，并接地。

将电场引入到搅拌球磨机中，需要解决电极在球磨机中的放置问题，这里将搅拌轴中心镂空，装入电极轴。装配关系为:电极轴固定安装在中间齿轮盖上，与托牙毖弋表层绝缘搅拌叶片轴同轴线，搅拌叶片轴通过绝缘的电极轴轴承与电极轴活动套装，并用电极轴密封组密封;搅拌叶片轴是圆柱筒开口式的，即搅拌叶片轴的圆柱筒上开有便于电极轴与外界粉末接触的孑L，搅拌叶片是固定在牙L间的筒壁上;搅拌叶片和搅拌轴齿轮固定装配在搅拌叶片轴上，将其装配成一体，并通过绝缘的搅拌轴轴承与罐盖活动连接，这时搅拌叶片可相对电极轴旋转。搅拌驱动电机固定装配在中间齿轮盖上，电机轴齿轮固定装配在搅拌驱动电机上，与安装不E罐盖上的中间齿轮和搅拌轴齿轮啮合，中间齿轮盖固定装配在罐盖上，并在罐盖上安装有进气管和出气管，形成罐盖装配体。升降驱动电扫L和升降齿轮盖固定安装在升降架上，升降架与立柱套装，并保证升降齿轮与立柱上的齿条啮合，升降齿轮固定安装在升降驱动电机上，形成立柱升降装配体;将装有进水管和排水管的球磨罐体置放于琅司坐上，罐盖装配体通过密封螺栓组及其密封圈与球磨罐体紧密联接;立柱升降装配体中的立柱固定安装在底座上，升降架固定安装在罐盖上。电极轴接电源的正极，底座接电源的负极，并接地。

电场强化是提高高能球磨效率的重要手段之一，正在逐步应用。基于电场强化的高能球磨机的设计难点在于电场引入的结构设计，即解决原有机构与电极的干涉与密封问题。本文对电场强化的滚筒球磨机、搅拌球磨机和行星球磨机的结构进行设计，给出解决电极与原球磨机结构干涉的具体结构方案及连接关系并对搅拌球磨杉以挂行了实际设计制造.成功地解决了搅拌轴与电极的相对旋转，罐盖与电极、搅拌轴三者的密封问题，可以作为基于电场强化的搅拌球磨机的结构方案参考形式。其它两种球磨机暂时没有进行实际制造，需要实践的验证，并在实际应用中进一步完善。