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四川瑞馳拓維機(jī)械制造有限公司 2010-01-10 點(diǎn)擊5130次
1 .概述
砂磨機(jī)屬于濕法超細(xì)研磨設(shè)備，是從球磨機(jī)發(fā)展而來(lái)。廣泛應(yīng)用油墨生產(chǎn)過(guò)程中顏料分散及研磨。砂磨機(jī)有不同的分類(lèi)方式：
* 根據(jù)攪拌軸的結(jié)構(gòu)形狀可分為盤(pán)式，棒式，棒盤(pán)式（既凸塊式）。
* 根據(jù)研磨筒的布置形式可以分為立式，臥式。
* 根據(jù)筒體容積大小可分為實(shí)驗(yàn)室，小型，中型，大型，超大型。
* 根據(jù)介質(zhì)分離方式可分為靜態(tài)，動(dòng)態(tài)分離砂磨機(jī)* 根據(jù)能量密度（單位體積裝機(jī)功率）可分為低/高能量密度砂磨機(jī)。
生產(chǎn)不同品種的油墨，使用砂磨機(jī)的結(jié)構(gòu)形式也不同。大概遵守以下規(guī)律：
* 凹版油墨生產(chǎn)一般使用銷(xiāo)棒（5-50升）或者盤(pán)式砂磨機(jī)（10-100升）。
* 輪轉(zhuǎn)膠印油墨一般使用立棒式（5-130 升）或臥盤(pán)式砂磨機(jī)（60-500升），而特高粘度單張紙油墨生產(chǎn)經(jīng)常使用高能量密度的錐形砂磨機(jī)或三輥機(jī)。
* 噴繪油墨（墨水和顏料溶劑型）一般使用高能量密度的銷(xiāo)棒式（臥式或立式）和離心渦輪轉(zhuǎn)子（新專(zhuān)利產(chǎn)品）。
2. 砂磨機(jī)的發(fā)展歷史
砂磨機(jī)是在球磨機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，很多國(guó)內(nèi)用戶至今還將砂磨機(jī)稱做球磨機(jī)！而在國(guó)外被稱做攪拌式球磨機(jī)（攪拌軸＋球磨機(jī)組合）。球磨機(jī)，攪拌磨和砂磨機(jī)三者到底有什么本質(zhì)差別呢！從破碎原理來(lái)理解，三者共同點(diǎn)是利用研磨介質(zhì)之間的碰撞，擠壓，摩擦等原理破碎物料。所以，可以將三者歸類(lèi)到介質(zhì)磨家族！三者不同點(diǎn)可以用下面的表格說(shuō)明。
總之，砂磨機(jī)發(fā)展大概經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段（如下圖1）：
第一階段：→立式攪拌磨（底部篩網(wǎng)分離器+棒式研磨原件）
第二階段：→立式圓盤(pán)砂磨機(jī)（盤(pán)式+頂部篩網(wǎng)分離器）
第三階段：→立式銷(xiāo)棒砂磨機(jī)（棒式+頂部縫隙分離器）
第四階段：→臥式圓盤(pán)砂磨機(jī)（盤(pán)式+動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)子離心分離器）
第五階段：→臥式銷(xiāo)棒循環(huán)砂磨機(jī)（棒式+超大過(guò)濾面積分離器）
3.小結(jié)
* 球磨機(jī)不論是研磨原理，還是研磨細(xì)度及應(yīng)用領(lǐng)域都與砂磨機(jī)不大相同。而立式攪拌磨畢竟有了不借助地球重力而具有獨(dú)立的能量輸入者，可以認(rèn)為是研磨設(shè)備的一場(chǎng)技術(shù)革命!
* 攪拌磨由于轉(zhuǎn)速低，介質(zhì)尺寸教大，沿銷(xiāo)棒徑向線速度梯度變化大，故研磨效率較低，產(chǎn)品粒度分布寬。所以，攪拌磨逐步被砂磨機(jī)擠出市場(chǎng)，現(xiàn)僅用于硬質(zhì)合金，鐵氧體研磨或預(yù)研磨。
* 砂磨機(jī)視安裝形式分為立式和臥式，按研磨原件型式可分為盤(pán)式，棒式及凸塊式。3援砂磨機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)及運(yùn)行參數(shù)砂磨機(jī)的功能第一是將物料磨碎，第二將物料與研磨介質(zhì)分離。結(jié)構(gòu)參數(shù)是砂磨機(jī)本身所具有的（由制造廠家確定的），而其運(yùn)行參數(shù)是實(shí)際生產(chǎn)中由操作人員掌握的（用戶）。砂磨機(jī)的材質(zhì)選擇對(duì)于所加工產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要。
(1)院砂磨機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)
A：研磨原件結(jié)構(gòu)型式：盤(pán)式/ 銷(xiāo)棒式/ 凸塊式
B：研磨筒布置方式：臥式/立式
C：介質(zhì)分離器類(lèi)型：靜態(tài)/動(dòng)態(tài)
D：攪拌軸密封形式：唇封/機(jī)械密封
E：筒體和磨盤(pán)材質(zhì)：不銹鋼/離心澆鑄鋼/陶瓷/高分子材料（PU）
* 臥盤(pán)式砂磨機(jī)研磨腔內(nèi)介質(zhì)分布均勻，研磨效率較高，帶載啟動(dòng)容易，操作方便，可以設(shè)計(jì)成大型或超大型。但能量密度（單位容積裝機(jī)功率）較低，所以研磨細(xì)度受到一定限制。
* 立盤(pán)式砂磨機(jī)介質(zhì)分布不均，研磨效率較低，帶載啟動(dòng)困難。優(yōu)點(diǎn)是無(wú)機(jī)械密封，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
* 臥棒式砂磨機(jī)能量密度大，研磨筒短，介質(zhì)分離器過(guò)濾面積大，物料停留時(shí)間短，散熱效果好，研磨效率高，產(chǎn)品粒度分布窄。一般用于難研磨物料的大流量循環(huán)研磨工藝。
* 立棒式砂磨機(jī)不僅攪拌軸上布置有銷(xiāo)棒，往往在筒體內(nèi)壁也布置有銷(xiāo)棒。能量密度大，研磨強(qiáng)度高。主要用于高粘度物料，如膠印油墨，UV 油墨的生產(chǎn)。
* 研磨介質(zhì)即不是設(shè)計(jì)參數(shù)，也不是運(yùn)行參數(shù)，但它是一個(gè)最重要傳輸能量中介體！所有【介質(zhì)磨】研磨效率是否高？產(chǎn)品質(zhì)量是否合格？設(shè)備運(yùn)行是否可靠？部件壽命是否長(zhǎng)？都與介質(zhì)的種類(lèi)，尺寸，比重有關(guān)！
下圖2 砂磨機(jī)介質(zhì)分離器的主要結(jié)構(gòu)形式
4.小結(jié)
* 介質(zhì)分離系統(tǒng)是砂磨機(jī)的一個(gè)重要組成部分，它的功能是將已磨過(guò)的物料與研磨介質(zhì)分開(kāi)。
* 常用的介質(zhì)分離原理如圖3 所示，結(jié)構(gòu)1-3分離原理為靜態(tài)分離，不能使用很小的研磨介質(zhì)。
* 結(jié)構(gòu)4屬于動(dòng)態(tài)離心分離原理，可以使用小的介質(zhì)，研磨效率高。
圖4 砂磨機(jī)常用介質(zhì)分離器結(jié)構(gòu)形式
5.小結(jié)
* 左上圖為靜態(tài)彈夾介質(zhì)分離，出口容易堵塞，但是清洗方便（被動(dòng)防守）。
* 右上圖為旋轉(zhuǎn)分離篩筒，不易堵塞，物料從空心軸輸出，但分離筒磨損嚴(yán)重。
* 左下圖為轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)分離篩筒結(jié)構(gòu)，離心分離原理，設(shè)備出口不易堵塞。
* 右下圖為轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)分離結(jié)構(gòu)，并設(shè)置出口物料返回管道，當(dāng)砂磨機(jī)出口堵塞時(shí)，壓力急劇上升，
壓力信號(hào)開(kāi)啟輸送螺桿的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，將料漿送回到砂磨機(jī)入口，該原理看似很好，但實(shí)際中往往由于液體很小的不可壓縮性很難實(shí)現(xiàn)。
(2)砂磨機(jī)運(yùn)行參數(shù)
A：砂磨機(jī)的流量：影響產(chǎn)品細(xì)度，產(chǎn)量以及粒度分布。
B：攪拌軸線速度：影響研磨效率，物料細(xì)度及磨損。
C：介質(zhì)尺寸：影響研磨效率，產(chǎn)品細(xì)度。
D：介質(zhì)填充率：影響研磨效率，產(chǎn)品細(xì)度。
E：介質(zhì)比重：影響研磨效率，產(chǎn)品細(xì)度。
砂磨機(jī)流量：流量和產(chǎn)量是兩個(gè)不同的概念，在連續(xù)研磨工藝時(shí)兩者絕對(duì)值相等。在循環(huán)研磨時(shí)，產(chǎn)量是流量的1/n（n循環(huán)次數(shù)）
砂磨機(jī)線速度：線速度大小影響研磨介質(zhì)施加給物料顆粒的動(dòng)能強(qiáng)度,一般為8-15m/s。
研磨介質(zhì)尺寸：砂磨機(jī)使用的研磨介質(zhì)多為圓球。直徑越小，單位體積中裝填的介質(zhì)數(shù)目越多,磨球之間接觸點(diǎn)就越多，在研磨時(shí)間相同情況下產(chǎn)品細(xì)度提高（如圖5所示）。過(guò)小的研磨介質(zhì)往往引起砂磨機(jī)出口分離器的堵塞。所以，砂磨機(jī)分離器的結(jié)構(gòu)及縫隙寬度決定研磨介質(zhì)尺寸大小。一般情況下研磨介質(zhì)直徑為砂磨機(jī)分離器縫隙寬度的2-4倍。
研磨介質(zhì)的裝填率：就是砂磨機(jī)在近似最佳.
研磨效果的所需量: 臥式砂磨機(jī)的裝填率一般為80-85%。立盤(pán)式砂磨機(jī)的裝填率一般為
75-80%。立棒式砂磨機(jī)的裝填率一般為85-95%質(zhì)量計(jì)量法= 砂磨機(jī)有效容積x 裝填率（75-
85%）x 介質(zhì)堆積密度?？傊心ソ橘|(zhì)裝填率過(guò)高，容易引起砂磨機(jī)溫升過(guò)高或者出口堵塞。研磨介質(zhì)裝填率過(guò)低，研磨效率低，磨損加劇,研磨時(shí)間延長(zhǎng)。
研磨介質(zhì)的比重：介質(zhì)比重越大，動(dòng)能越大，研磨效率越高。生產(chǎn)膠印油墨時(shí)一般使用直徑為1.6-2.5mm 的鋼球，而研磨噴繪油墨使用直徑0.3-0.8mm的氧化鋯珠。
6.砂磨機(jī)的研磨工藝選擇
砂磨機(jī)研磨工藝一般有下面四種; 單機(jī)連續(xù)，串聯(lián)連續(xù)，組合循環(huán)，單筒循環(huán)。
* A 單機(jī)連續(xù)研磨工藝一般用于細(xì)度要求不高的產(chǎn)品，如金屬礦，非金屬礦，汽車(chē)底漆等。
* B 串聯(lián)研磨屬于連續(xù)研磨，且細(xì)度要求較高產(chǎn)品，如，膠印油墨，化纖消光劑，碳酸鈣等。
* C 組合循環(huán)研磨工藝是連續(xù)研磨與循環(huán)研磨的結(jié)合，第一次小流量研磨的目的是打碎粗顆
粒，從第二遍開(kāi)始循環(huán)研磨，產(chǎn)品粒度分布窄。一般用于汽車(chē)面漆的生產(chǎn)研磨。
* D 單桶循環(huán)研磨工藝前提是循環(huán)次數(shù)必須大于5，循環(huán)桶上配置有攪拌器，以保證物料充分混合，避免循環(huán)桶中的死角。該研磨工藝優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，設(shè)備投資小。一般用于，噴繪油墨，陶瓷原料，如碳化硅，氮化硅，碳化硼等研磨。
7.砂磨機(jī)最新發(fā)展趨勢(shì)
（1）研磨介質(zhì)分離系統(tǒng)的進(jìn)步隨著對(duì)產(chǎn)品細(xì)度要求的不斷提高，使用研磨介質(zhì)的尺寸越來(lái)越小。小尺寸研磨介質(zhì)的分離是砂磨機(jī)研發(fā)中最難解決的難題之一。
傳統(tǒng)砂磨機(jī)使用的縫隙環(huán)（很小的過(guò)流面積）及靜態(tài)篩網(wǎng)很難分離小尺寸介質(zhì)分離！所以越來(lái)越多的使用動(dòng)態(tài)離心分離系統(tǒng)。分離轉(zhuǎn)子帶動(dòng)介質(zhì)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力使介質(zhì)被甩向轉(zhuǎn)子外周?chē)?，而轉(zhuǎn)子中心主要是料漿，而將分離篩網(wǎng)布置在轉(zhuǎn)子中心，料將可以順利的通過(guò)篩網(wǎng)縫隙而流出，不會(huì)發(fā)生堵塞及磨損。所以將干法氣流分級(jí)原理用于砂磨機(jī)介質(zhì)分離是砂磨機(jī)發(fā)展史上的技術(shù)飛躍！
（2）院高能量密度銷(xiāo)棒式砂磨機(jī)
在過(guò)去一段時(shí)間，國(guó)內(nèi)外幾個(gè)主要砂磨機(jī)廠家片面的認(rèn)為；要提高產(chǎn)品細(xì)度（減小顆粒尺寸），必須提高砂磨機(jī)能量密度！以致出現(xiàn)了不少結(jié)構(gòu)復(fù)雜的銷(xiāo)棒式砂磨機(jī)，
A：砂磨機(jī)DCP結(jié)構(gòu)-1在轉(zhuǎn)子和定子上密密麻麻的布置了很多硬質(zhì)合金銷(xiāo)棒。物料從上部進(jìn)入，經(jīng)過(guò)曲曲彎彎/ 碰碰撞撞的“N”字路線后從底部排出。介質(zhì)對(duì)銷(xiāo)棒，轉(zhuǎn)子及定子的磨損極為嚴(yán)重，物料往往會(huì)受到金屬污染。而且只能使用昂貴的氧化鋯研磨介質(zhì)。
B：砂磨機(jī)DCP 結(jié)構(gòu)-2 和結(jié)構(gòu)-1 基本一樣，但是為了解決散熱問(wèn)題，在轉(zhuǎn)子上又設(shè)置了冷卻夾套。
C：砂磨機(jī)LMZ 僅在轉(zhuǎn)子上布置了銷(xiāo)棒，而在定子及半個(gè)轉(zhuǎn)子上布置了冷卻夾套。銷(xiāo)棒對(duì)于對(duì)面定子內(nèi)表面磨損很厲害，金屬污染物料在所難免！
（3）臥式離心砂磨機(jī)淵高能量密度外環(huán)研磨區(qū)
經(jīng)過(guò)多年誤入歧途人為復(fù)雜化的砂磨機(jī)設(shè)計(jì)，人們終于返璞歸真了！發(fā)現(xiàn)物料真正的研磨僅出現(xiàn)在具有一定能量密度的研磨區(qū)域，而低能區(qū)僅發(fā)熱而已（奏熱鬧而已）。高能量密度區(qū)只能出現(xiàn)在線速度最大的外環(huán)區(qū)域。
A：R-砂磨機(jī)從外定子徑向進(jìn)料，經(jīng)過(guò)外環(huán)研磨區(qū)的物料通過(guò)動(dòng)態(tài)介質(zhì)分離篩網(wǎng)軸向側(cè)面排出。
B：ZR- 砂磨機(jī)物料經(jīng)過(guò)空心軸側(cè)面進(jìn)入轉(zhuǎn)子到達(dá)外環(huán)形研磨區(qū)，該設(shè)備轉(zhuǎn)鼓（定子）與內(nèi)轉(zhuǎn)子以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。介質(zhì)分離篩網(wǎng)（固定在轉(zhuǎn)鼓上）成為真正的旋轉(zhuǎn)動(dòng)態(tài)分離器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)對(duì)各個(gè)旋轉(zhuǎn)體的同軸度誤差要求極高。
C：SC- 砂磨機(jī)物料從軸向中心加入，到達(dá)外環(huán)研磨區(qū)域，研磨后的物料通過(guò)外環(huán)篩網(wǎng)環(huán)排出。研磨軌道也就是陶瓷分離環(huán)。雖然過(guò)濾面積增大了，但是分離環(huán)磨損嚴(yán)重，而且容易堵塞厲害。
（4）院新一代渦輪離心納米砂磨機(jī)HZM
HZM 渦輪離心納米砂磨機(jī)是北京瑞馳拓維科技公司總結(jié)了國(guó)內(nèi)外各種砂磨機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的新一代納米超細(xì)研磨設(shè)備。該設(shè)備極為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子外周邊設(shè)計(jì)成凸塊結(jié)構(gòu)，具有銷(xiāo)棒和盤(pán)式的綜合優(yōu)點(diǎn)，定子及轉(zhuǎn)子磨損小。篩網(wǎng)縫隙最小可0.05mm，可以使用0.2mm 的研磨介質(zhì)，產(chǎn)品研磨細(xì)度可到納米級(jí)。篩網(wǎng)過(guò)流面積大，不堵塞.
所有與物料接觸的部件可以選擇特耐磨鋼，陶瓷及高分子材料。該設(shè)備主要用于MLCC，CMP，ITO，噴繪油墨，納米超細(xì)材料的生產(chǎn)！
