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磨效受研磨介質(zhì)的影響之研究

1研磨介質(zhì)對研磨效果的影響因素
1．2機(jī)械強(qiáng)度
研磨介質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度主要指正常工作情況下的抗彎、抗壓、抗沖擊強(qiáng)度。對于金屬類研磨介質(zhì)一般無大問題，而對非金屬類研磨介質(zhì)，要達(dá)到這些指標(biāo)并不容易。其綜合要求是在正確使用條件下基本不產(chǎn)生破碎。
1． 3研磨介質(zhì)球形度
球形研磨介質(zhì)在隨葉片公轉(zhuǎn)的同時，還有本身的自轉(zhuǎn)，其總的動能為：
T=1/2MV2+1/2Jω2
式中：T——研磨介質(zhì)總動能；
M——研磨介質(zhì)的質(zhì)量；
V——研磨介質(zhì)的運(yùn)動速度；
J——轉(zhuǎn)動慣量；
ω——平面運(yùn)動研磨介質(zhì)的角速度。
式中的1/2Jω2是研磨介質(zhì)自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的附加能，由此產(chǎn)生對粒子的剪切和摩擦的粉碎作用。顯然，自轉(zhuǎn)角速度ω越大，產(chǎn)生的附加能也越大，當(dāng)球體不均勻時，自轉(zhuǎn)運(yùn)動受阻，降低了附加能，不利于研磨。
1．4表面光潔度
研磨介質(zhì)與漿料混合裝入研磨室，在研磨粉碎物料的同時，介質(zhì)也會有一定的磨耗，磨耗的材料進(jìn)入漿料后，用通常的方法很難分離，影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至改變漆料的色澤，這是生產(chǎn)者所不希望的。對于同一種材料，磨耗率與研磨介質(zhì)表面光潔度成正比，所以要求研磨介質(zhì)表面光滑，以減少磨耗率。
1． 5研磨介質(zhì)比重
研磨介質(zhì)不同，其比重差異較大。從粉碎角度看，似乎大比重研磨介質(zhì)對提高磨效有利，實際并非如此。目前工業(yè)上使用的研磨介質(zhì)，其比重在2.2-14這樣的大范圍內(nèi)，選擇合適比重的研磨介質(zhì)對提高磨效有一定的積極作用。
比重大，消耗的能量也大，研磨介質(zhì)間的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為大量的熱能使?jié){料溫度升高，從而加劇了微粒子的布郎運(yùn)動，造成已磨碎的顆粒重新凝聚，使磨效降低。此外，比重大的研磨介質(zhì)造成砂磨機(jī)的徑向和軸向能量密度嚴(yán)重不均，也影響產(chǎn)品質(zhì)量。依筆者經(jīng)驗，一般物料選用比重為2.3-2.8的玻璃珠或陶瓷珠即可。當(dāng)然，分散和粉碎粘度大的硬質(zhì)物料，尚需用鋼珠（比重7.8）。

2研磨機(jī)的工作機(jī)理

2．1磨機(jī)的能量分布
砂磨機(jī)是通過研磨介質(zhì)傳遞能量而達(dá)到粉碎目的的，其他條件恒定，能量分布與粒子粒徑分布有密切關(guān)系，見圖2。研磨介質(zhì)主要集中在筒壁附近，這里的能量密度較大，因此，對于立式砂磨機(jī)，從下到上形成了環(huán)狀的高能密度的研磨有效區(qū)，見圖3。在研磨介質(zhì)的選擇上，應(yīng)盡可能使磨室內(nèi)有均勻的能量密度，使產(chǎn)品粒度分布均勻。
2． 2磨機(jī)理
將均勻的顏料-漆料混合漿泵送入砂磨機(jī)，與正在機(jī)中受攪拌而激烈運(yùn)動的研磨介質(zhì)混合。研磨介質(zhì)及物料間的作用是由高速旋轉(zhuǎn)的葉片產(chǎn)生的，靠近葉片表面的研磨介質(zhì)和漆漿受粘度阻力而隨葉片運(yùn)動，被離心力拋向砂磨機(jī)筒壁，形成雙環(huán)形滾動的湍流，見圖1。研磨介質(zhì)間劇烈的運(yùn)動產(chǎn)生剪切、擠壓和摩擦力，使介質(zhì)間的物料粒子受力變形并產(chǎn)生應(yīng)力場。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到顆粒的屈服或斷裂極限時，便產(chǎn)生塑性變形或破碎。未被粉碎的顆粒受離心力作用被甩向砂磨機(jī)筒壁，此區(qū)研磨介質(zhì)密度****，從而強(qiáng)化了粉碎作用。粉碎后的微小顆粒經(jīng)分離器與研磨介質(zhì)分離后流出砂磨機(jī)。

2． 3介質(zhì)填充率
研磨介質(zhì)填充率與磨效關(guān)系甚大，見圖5。填充率必須有一定的范圍，填充率過高，加速設(shè)備磨損，過低則達(dá)不到粉碎目的。填充率還與漿料的粘度有關(guān)，研磨介質(zhì)的填充率一般為50-80%為宜。
2． 4介質(zhì)均勻度
關(guān)于研磨介質(zhì)均勻度研究者結(jié)論不一，一種說法認(rèn)為研磨介質(zhì)直徑應(yīng)一致。從動力學(xué)的角度看，當(dāng)介質(zhì)直徑一致時，體積相同，則質(zhì)量相等，即m1=m2 ，在運(yùn)動中可獲得相同的動量m1v1=m2v2；m1>m2時，m1v1>m2v2，兩球相撞時大球?qū)⑿∏蜃查_，造成大球追小球的情況，磨效會降低。
另一種說法與前面的結(jié)論恰好相反。從幾何學(xué)的角度考慮，認(rèn)為不同直徑研磨介質(zhì)混裝，小介質(zhì)填充了大介質(zhì)的空隙位置，增多了介質(zhì)的接觸點(diǎn)，因而可提高磨效。據(jù)介紹，德國DRAIS公司贊同不同直徑研磨介質(zhì)混裝，可能就是出于這一原因。至于哪種說法正確，筆者未加驗證，但如果不同粒徑研磨介質(zhì)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，不使其磨損或碎裂，混裝效果可能更好些。

2． 5化學(xué)穩(wěn)定性
要求研磨介質(zhì)對物料應(yīng)有一定的化學(xué)穩(wěn)定性，防止研磨過程中介質(zhì)與物料間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成產(chǎn)品污染和加速介質(zhì)磨損，一般非金屬介質(zhì)優(yōu)于金屬介質(zhì)。研磨介質(zhì)的pH值應(yīng)盡可能接近中性。

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