日志
磨效受研磨介质的影响之研究
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1研磨介质对研磨效果的影响因素 1．2机械强度 研磨介质的机械强度主要指正常工作情况下的抗弯、抗压、抗冲击强度。对于金属类研磨介质一般无大问题，而对非金属类研磨介质，要达到这些指标并不容易。其综合要求是在正确使用条件下基本不产生破碎。 1． 3研磨介质球形度 球形研磨介质在随叶片公转的同时，还有本身的自转，其总的动能为： T=1/2MV2+1/2Jω2 式中：T——研磨介质总动能； M——研磨介质的质量； V——研磨介质的运动速度； J——转动惯量； ω——平面运动研磨介质的角速度。 式中的1/2Jω2是研磨介质自转产生的附加能，由此产生对粒子的剪切和摩擦的粉碎作用。显然，自转角速度ω越大，产生的附加能也越大，当球体不均匀时，自转运动受阻，降低了附加能，不利于研磨。 1．4表面光洁度 研 磨介质与浆料混合装入研磨室，在研磨粉碎物料的同时，介质也会有一定的磨耗，磨耗的材料进入浆料后，用通常的方法很难分离，影响产品质量，甚至改变漆料的 色泽，这是生产者所不希望的。对于同一种材料，磨耗率与研磨介质表面光洁度成正比，所以要求研磨介质表面光滑，以减少磨耗率。 1． 5研磨介质比重 研磨介质不同，其比重差异较大。从粉碎角度看，似乎大比重研磨介质对提高磨效有利，实际并非如此。目前工业上使用的研磨介质，其比重在2.2-14这样的大范围内，选择合适比重的研磨介质对提高磨效有一定的积极作用。 比 重大，消耗的能量也大，研磨介质间的机械能转化为大量的热能使浆料温度升高，从而加剧了微粒子的布郎运动，造成已磨碎的颗粒重新凝聚，使磨效降低。此外， 比重大的研磨介质造成砂磨机的径向和轴向能量密度严重不均，也影响产品质量。依笔者经验，一般物料选用比重为2.3-2.8的玻璃珠或陶瓷珠即可。当然， 分散和粉碎粘度大的硬质物料，尚需用钢珠（比重7.8）。 2研磨机的工作机理 2．1磨机的能量分布 砂磨 机是通过研磨介质传递能量而达到粉碎目的的，其他条件恒定，能量分布与粒子粒径分布有密切关系，见图2。研磨介质主要集中在筒壁附近，这里的能量密度较 大，因此，对于立式砂磨机，从下到上形成了环状的高能密度的研磨有效区，见图3。在研磨介质的选择上，应尽可能使磨室内有均匀的能量密度，使产品粒度分布 均匀。 2． 2磨机理 将均匀的颜料-漆料混合浆泵送入砂磨机，与正在机中受搅拌而激烈运动的研磨介质混合。研磨介质及物料间的作用是由高 速旋转的叶片产生的，靠近叶片表面的研磨介质和漆浆受粘度阻力而随叶片运动，被离心力抛向砂磨机筒壁，形成双环形滚动的湍流，见图1。研磨介质间剧烈的运 动产生剪切、挤压和摩擦力，使介质间的物料粒子受力变形并产生应力场。当应力达到颗粒的屈服或断裂极限时，便产生塑性变形或破碎。未被粉碎的颗粒受离心力 作用被甩向砂磨机筒壁，此区研磨介质密度最大，从而强化了粉碎作用。粉碎后的微小颗粒经分离器与研磨介质分离后流出砂磨机。 2． 3介质填充率 研磨介质填充率与磨效关系甚大，见图5。填充率必须有一定的范围，填充率过高，加速设备磨损，过低则达不到粉碎目的。填充率还与浆料的粘度有关，研磨介质的填充率一般为50-80%为宜。 2． 4介质均匀度 关 于研磨介质均匀度研究者结论不一，一种说法认为研磨介质直径应一致。从动力学的角度看，当介质直径一致时，体积相同，则质量相等，即m1=m2 ，在运动中可获得相同的动量m1v1=m2v2；m1>m2时，m1v1>m2v2，两球相撞时大球将小球撞开，造成大球追小球的情况，磨效 会降低。 另一种说法与前面的结论恰好相反。从几何学的角度考虑，认为不同直径研磨介质混装，小介质填充了大介质的空隙位置，增多了介质的接触点， 因而可提高磨效。据介绍，德国DRAIS公司赞同不同直径研磨介质混装，可能就是出于这一原因。至于哪种说法正确，笔者未加验证，但如果不同粒径研磨介质 有足够的机械强度，不使其磨损或碎裂，混装效果可能更好些。 2． 5化学稳定性 要求研磨介质对物料应有一定的化学稳定性，防止研磨过程中介质与物料间发生化学反应，造成产品污染和加速介质磨损，一般非金属介质优于金属介质。研磨介质的pH值应尽可能接近中性。 |
