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如何设计球磨机相关参数及低成本自制球磨机教程|人人有机用
章鱼wheat2023/07/24原创 机械与工具 IP:江西
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球磨机自制低成本DIY

五六个月以前,我偶然想整点玩的。一开始,我尝试用研钵,但是每次都得捣鼓几十分钟,而且研磨的效率还很低。之后我尝试用手摇的方式,就是将钢珠和要研磨的物料一起放进罐子里,然后不断摇动,效率提高了很多。但是,摇动的过程很吵闹。之后我想到了球磨机,这简直是一大利器。只需要把要研磨的物料和钢珠一起放进去,启动它,它就会自动进行研磨,省心省力。于是乎我就开始寻找怎么制作一台球磨机,很显然你可以用齿轮或者皮带驱动罐子转动,但是我在本论坛找到了一个更加简单的方法最简单方法DIY球磨机 - 科创网 (kechuang.org)

结构简单,便宜,材料易得无需定制加工,操作便捷.于是我就按照这个开始diy一个球磨机,首先是理论环节

球磨机转速计算方法:临界转速的计算公式为:n=424/√D,其中n表示球磨机的临界转速(r/min),D表示筒体的内径(cm)。磨机的理论适宜转速为临界转速的76%

我所使用的内径约为9.2cm的罐子带入公式求得临界转速为140r/min适宜转速为106r/min,于是我选取了一个空转126r/min额定100r/min的12v减速电机,皮带或者齿轮之类的传动比带进去算一下就行了(实测在钢珠和物料大约为总体积40%时使用12.4v正好)

球磨机的配球: 推荐的珠子数量比例是2:3:2或者1:2:1,珠子的大小排列为小、中、大。我选择了5mm、10mm、12.7mm的201不锈钢珠,数量比例为2:3:2。

研磨球材料:推荐铅,铜,铝球.不建议使用黑色金属,因为易产生火花.再后可以使用不锈钢球或铁,不锈钢优势为不会生锈,但是价格比铁更加昂贵,选择不锈钢珠可以选择201之类的比304更便宜的牌号. 铅球不建议购买容易被当成涉枪案件(也许), 价格为铜>铝>不锈钢>铁.

装球量: 装球量在三分之一至二分之一之间是比较合适的,且以接近二分之一最为理想。 圆筒内钢球填充量为40%时,产量最高,而生产中一般钢球的填充率在35%左右,即保持装球体积比水平中心线要低

装料量:刚好完全覆盖钢珠,大概就是球占了桶高的的40%,然后把要研磨的料放进去,结果一样总共占了桶高的40%,只不过把钢珠之间缝隙填满了.

球磨机运行状态解释:

image.png

泄落:球磨机筒体转速太慢,研磨体和物料因摩擦力被筒体带到等于动摩擦角的高度时,研磨体和物料就下滑,称为“倾泻状态”,对物料有研磨作用,但对物料的冲击作用很小,所以磨粉效率不是很好。

抛落:球磨机的运转速度较为适中,该状态时,球磨机研磨体会被带到一定高度后,以近抛物线轨迹落下,不仅会对矿石起到摩擦作用力也会起到冲击、撞击作用力,研磨体对物料较大的冲击和研磨作用,粉磨效率高。

全部计算好之后就可以开始选购物品了

羊眼螺丝M6*20半开口10个 - 3.79元 (不用弹簧钩目前也没发现会自己脱落,但是也可以换成弹簧钩更不容易脱落,不过我只在膨胀螺丝那里看到有,如果出现脱钩现象可以加个限位)

羊眼螺丝M6*12封闭10个 - 3.11元

m6*14自攻螺丝钉20个 2.4元 (固定轮子用)

m6螺母5个 1.74元 

128转5w减速电机带支架 - 12.61元 

4-6弹性联轴器 - 3.2元 (一定要用弹性联轴器)

1.5cm厚30cm长15cm宽的桐木板 - 6.39元 (剩下的还可以锯下来烧成炭,效果很好)

1.5寸轮子 - 1.6元 x2 

600ml密封罐 - 3.3元 (使用旋转方式来盖盖子的罐子一定要注意方向要不然转着转着就把罐子拧开了)

5x5x6的木方块 - 3.9元 (没找到7cm 用来垫高的木方块可以使用4x4或者5X5的我使用的罐子是98mm直径的垫高的物体高度差不多为7cm,别的更大的直径的罐子需要再垫点东西)

以上为不计算电源和钢珠的"球磨机本体"总价格为43.64元(购物车长截图在文章最后面,以免影响观感)

电源建议使用可调电源或者12v电源+pwm调速器,单纯一个12v电源也是没问题的,我这里使用的是一个diy可调电源

可调电源不可调电流的可以选择这个

image.png

钢珠可以选201不锈钢珠不会生锈还比304便宜

image.png


搭建球磨机的过程十分简单,按照图中所示搭建就行了(固定方式随便)

微信图片_20230723145030.jpg

制作好球磨机后,我进行了试研磨,展示了3个阶段的效果。

全程12v状态下研磨"米粒"的3个不同时间段的效果展示

开始 泄落状态 物料为一颗一颗的圆球

c801bdfcb7d24849d0a7433a95c7c65a.mp4 点击下载

中途 抛落 看不见一颗一颗的圆球了

28d3e74aa5f0cc633a332b1baf07ba05.mp4 点击下载

末尾 钢珠从更高的地方抛落下来 物料跟面粉一样了

02d674a8b68236d75569efb08f2f61c9.mp4 点击下载


以下购物车仅供参考,打码的为长截图bug显示重复了,600ml的罐子12.7mm的应该要多一倍,300ml的罐子用的之前买的304的40颗加上买的201的12.7mm的还剩下大约40个就相当于刚好用完.


7b60743bedf5b0f76297c8fd452c2c3.jpg


[修改于 4个月0天前 - 2023/10/29 00:28:07]

来自:仪器与装备 / 机械与工具动手实践:实验报导严肃内容:教程/课程
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~~空空如也
z不知道z
7个月6天前 IP:河南
923169

球磨机可是好东西 sticker

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zjsx8192
7个月5天前 IP:广东
923174

简单粗暴,这个跟速度相关吗

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章鱼wheat作者
7个月5天前 IP:江西
923177
引用zjsx8192发表于2楼的内容
简单粗暴,这个跟速度相关吗

文中写了最适宜转速,如果是目测的话可能是掉落频率最高,球掉落声音最大的磨得越快,按照描述湿磨还会比干磨效率更高

"湿磨是最常用的一种方法,效率高,球磨出的颗粒均匀。因为颗粒在球磨过程中,大颗粒在球磨介质研磨和冲击作用下,就会出现裂纹,裂纹扩展久而久之就会断裂行成小颗粒,即所谓的磨细过程。如果是干磨,那么颗粒在球磨过程中裂纹扩展时,由于球磨球或颗粒间的挤压,形成的裂纹有可能被挤压“闭合”,裂纹不能有效扩展,大颗粒就不能快速断裂形成小颗粒,但如果是湿磨,那么液体球磨介质(水或者无水乙醇等)就会进入形成的裂纹缝隙,阻挡了裂纹的闭合,从而会有效使得裂纹快速扩展下去,会大大提高球磨效率"

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桃夭
7个月5天前 IP:重庆
923195

损失感觉比较大,细粉粘在筒壁和小球上,也不好弄下来。电机发热是否严重,之前用小电机带大球磨机,开三四分钟就快100度了,胶都化了…研钵其实只要少量多次,每次加一小勺,使研磨时粉末刚好在研磨面上铺成薄薄的一层,很快就磨得非常细,只是不能大量研磨,比较累人

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章鱼wheat作者
7个月5天前 修改于 7个月5天前 IP:江西
923196
引用桃夭发表于4楼的内容
损失感觉比较大,细粉粘在筒壁和小球上,也不好弄下来。电机发热是否严重,之前用小电机带大球磨机,开三四...

现在用的300ml的罐子再并联了个5w风扇持续工作十几个小时不会有烫手的感觉,电流都很正常,你这个应该是超载了可以看看电流是不是远超了额定值,我这个之前买的600ml的罐子然后发现钢珠不能在额定转速实现抛落所以超压到了20v后面降到了18v运行一段时间后摸着会烫手然后我用了个电脑机箱用的那种5W风扇对着吹就一直持续运行了七八个小时没问题. 

筒壁就用勺子之类的刮下来就行了,都能铲干净,小球如果你愿意的话可以不洗保留到下一次研磨同样的物料损失可能会减少.或者把球放在筛子上面左右摇一摇或者上下都可以让球上面的掉下一部分来,又或者拿个铁盒子或者罐子把球丢进去死命摇或许可以把球上面的物料震下来(没试过)

修改:我突然想起我之前好像把物料能倒出的都倒出了然后把球再丢进去转个几分钟的样子然后粘在筒壁上的就会掉下来,不知道球上面的有没有掉下来(太久忘记了)

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大仙
7个月2天前 IP:江苏
923347

有刷电机寿命太低,讲究点的可以用PWM发生器+无刷电机,电源可以买那种台湾知名品牌的,比较耐用。

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amo
7个月2天前 IP:广东
923352
引用大仙发表于6楼的内容
有刷电机寿命太低,讲究点的可以用PWM发生器+无刷电机,电源可以买那种台湾知名品牌的,比较耐用。

如果不想折腾偏离主题的底层硬件,可以直接买组件:

普通小功率无刷无霍尔驱动板很便宜的,二三十块,直接自带电位器/拨码开关调速,有的还可以通过串口发指令调速


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XZGSW1
6个月29天前 IP:江苏
923485

可不可以磨花椒?

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章鱼wheat作者
6个月29天前 IP:江西
923486
引用XZGSW1发表于8楼的内容
可不可以磨花椒?

我用这个磨过辣椒粉(含水),不是用来食用的,这玩意实在是太软了,有些效果但是不多,里面的籽好像是碾不碎,也许用更大的钢珠可以达到效果,把会接触到食品的地方都换成食品级304不锈钢理论上来说是没问题的,不过还是建议选择打粉机(中医粉碎机).

磨胡椒粉这类的无水分的效果就很好.



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章鱼wheat作者
6个月20天前 IP:江西
923803
引用XZGSW1发表于8楼的内容
可不可以磨花椒?

球磨前把辣椒粉丢电炉上面100度左右烘干了几个小时

球磨后:

269acb535831d41d343f3e1672df4d0.jpg

球磨前:

2ba4ccdd4de3c0a7274f695314f318b.jpg


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爷奈我何已黑化
6个月1天前 IP:广东
924805

我感觉201不锈钢不行还是容易生锈,推荐你使用这个这个耐研 Screenshot_2023-08-28-14-29-57-165_com.xunmeng.pinduoduo.jpg 磨耐腐蚀

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章鱼wheat作者
6个月1天前 IP:江西
924828
引用爷奈我何已黑化发表于11楼的内容
我感觉201不锈钢不行还是容易生锈,推荐你使用这个这个耐研磨耐腐蚀

这玩意与钢珠相比太轻了,不知道研磨效果怎么样,不过效果不好话倒是可以换个内径更大的研磨桶.

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山雨欲来风满楼
5个月1天前 IP:海南
925640

使用玻璃珠之类的怎么样

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章鱼wheat作者
4个月29天前 IP:江西
925726
引用山雨欲来风满楼发表于13楼的内容
使用玻璃珠之类的怎么样

论坛倒是有几个使用玻璃珠的,看样子是会产生一些玻璃粉或者说是玻璃碎屑,玻璃粉就不用多说了,经常用于制作一些摩擦药,至于产生的这个玻璃粉会对你所研磨的物体的摩擦感度产生多大影响就未知了,不建议使用.

image.png

天叔原创Diy之二:微型球磨机(二种) - 科创网 (kechuang.org)

过年活动----烟花制作方法(续) - 科创网 (kechuang.org)

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山雨欲来风满楼
4个月28天前 IP:海南
925746
引用章鱼wheat发表于14楼的内容
论坛倒是有几个使用玻璃珠的,看样子是会产生一些玻璃粉或者说是玻璃碎屑,玻璃粉就不用多说了,经常用于制...

Roger,确实会产生玻璃粉之类的影响感度,您一说我才想到这个问题。看来玻璃珠确实是不太好的选择。


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氧化铜
4个月1天前 IP:吉林
926583

这个可以搞金属粉末吗

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章鱼wheat作者
4个月0天前 IP:新加坡
926620
引用氧化铜发表于16楼的内容
这个可以搞金属粉末吗

论坛内一样有相关帖子不多赘述   生产合金粉 - 科创网 (kechuang.org)

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四时墨幻
1个月19天前 IP:广西
928199

这种结构局限性太大,你可以参考一下我做的:

万用角钢两块一米,定好尺寸商家帮切,40*30*20的框架做好成本十块左右。

Ф10立式轴承座两块一个,10光轴十块一米买回来自己切,内10外X硅胶管两三块一米,硅胶管切锻套光轴,光轴插轴承座再安在框架上。

淘宝找垃圾店捡点电机,买自带控制板的,推荐筋膜枪电机,九块多一个,用个三块的pwm就能进行控制调速,24v2a电源十块,防水盒三四块,给防水盒打好孔把这些集中安装起来再固定在框架上。

至于传动,看你用同步带还是皮带,我主要用聚氨酯皮带,Ф5Ф6的八九块五米,电烙铁或打火机融化端面对按就可以接驳。皮带轮各大平层都有,下架了又上新的我不好推荐,自己算好减速比看着买,一套也就十几块。

这样组合下来各种大小的罐子都能放,曾滚过十几公斤满水的大水桶,呼呼转贼带劲


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御坂21700
26天18时前 IP:云南
928839

复刻成功,600毫升的罐子一次可以研磨100g左右的物料,一个小时就研磨的很细了。电机有点烫,最好加个散热风扇。


VID_20240130_180453.mp4 点击下载

IMG_20240130_180637.jpg

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人眼色谱仪
22天15时前 IP:辽宁
929028

那种首饰抛光机和球磨机差不多吧,把球球换一下应该就行

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裂开的甲烷
17天14时前 IP:广东
929251

其实钢珠可以找客服给你混装不同的尺寸,这样应该可以省点成本

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