高能球磨机是如何研发的

超细材料(Ultrafine material)及纳米材料(Nano-material)在冶金、化工、生命工程等领域有着广泛的应用，高能球磨机(High-energy ball mill,HEBM)作为机械制备或机械合金化制备微/纳米材料的重要设备，一直是国内外学术界和业界的研究热点。由于球磨罐内部磨球动力学参数和物料破碎行为的复杂性以及不同时期科学研究手段的局限，目前，国内外关于高能球磨机的结构设计参数、实验条件和球磨效率之间的关系尚不清晰。
建立摆动式球磨机的单自由度振动模型，水平方向的三自由度振动模型，竖直方向的三自由度振动模型和模态分析仿真模型。分析摆动式球磨机整机的振动特性和悬臂摆动过程中的动力学性能。建立悬臂摆动过程的动力学模型，并对其进动现象进行分析。

基于磨球运动对摆动式球磨机进行分析，以球磨效率与磨球动力学的关系为基础，研究了球磨机转速、磨球数量、磨球直径、球磨罐形状、球磨罐体积对摆动式球磨机球磨效率的影响，得出优化的球磨过程工艺参数后，提出一种改良的球磨罐形状。

超细材料(Ultrafine material)及纳米材料(Nano-material)在冶金、化工、生命工程等领域有着广泛的应用[1-3]，高能球磨技术是制备超细及纳米材料的方法之一。高能球磨机(High-energy ball mill,HEBM)作为机械制备或机械合金化制备微/纳米材料的重要设备，一直是国内外学术界和业界的研究热点。

目前，高能球磨机的机械结构设计和球磨实验设计主要是基于反复试验得到的数据，再通过从业者的经验选出较合适的方案，并试制出物理样机或进行球磨试验；通过对物理样机或实验方案进行大量的试验验证和数据分析，进行优化设计或提出改进方案，通过数次反复改进后形成更终设计方案。这种传统的设计方式不仅消耗劳动力多、设计费用高、设计周期长，而且有些试验（比如说磨球高速运行的参数）因为检测条件和成本的限制而难以进行。基于经验的设计过程中，高能球磨机物理结构或实验方案的设计者，因不能充分掌握结构参数与球磨效率之间的内在联系，很难在样机设计阶段就发现设计方案的不合理之处。

针对球磨机的结构优化和粉磨过程的实验方案改进问题，多年来国内外学者做了大量的研究工作，主要包括粉磨机理分析、粉磨能量数字化、设备结构和材质改进、球磨过程工艺参数更优化及控制方案研究等。但由于球磨罐内部磨球动力学参数和物料破碎行为的复杂性以及不同时期科学研究手段的局限，目前，国内外关于高能球磨机的结构设计参数、实验条件和球磨效率之间的关系尚不清晰，如本课题中球磨罐和磨球的尺寸对球磨机的球磨效果、球磨效率、球磨机的生产能力等的影响。