程子耀a， 李鹏达b， 梁绍敏b，c， 张 祺b
太原理工大学 a. 机械工程学院， b. 航空航天学院， c. 材料强度与结构冲击山西省重点实验室， 山西 太原 030024
引用格式：
程子耀， 李鹏达， 梁绍敏， 等. 基于能量计损破碎模型的球磨机研磨效率分析［J］. 中国粉体技术， 2026， 32（3）： 1-13.
Citation: CHENG Ziyao， LI Pengda， LIANG Shaomin， et al. Grinding efficiency analysis of ball mills based on cumulative energy loss-based breakage model［J］. China Powder Science and Technology， 2026， 32（3）： 1-13.
DOI：10.13732/j.issn.1008-5548.2026.03.012
收稿日期： 2025-06-09， 修回日期： 2026-01-09，上线日期： 2026-01-26。
基金项目： 国家自然科学基金项目， 编号： 12302512； 山西省基础研究计划项目， 编号： 202203021222118。
第一作者： 程子耀（2002—），男，硕士生，研究方向为颗粒材料的破碎行为及其应用。E-mail：2024520017@link.tyut.edu.cn。
通信作者： 梁绍敏（1990—），女，讲师，博士，硕士生导师，研究方向为颗粒材料计算力学及工程应用。E-mail：shaominliang@tyut.edu.cn。
摘要： 【目的】 为了解决球磨机单位产量能耗大、能量利用率低等问题，要在提高目标颗粒的产率、保证物料颗粒破碎后产物的质量的前提下，要尽可能地降低能耗，实现最优的综合研磨效果。【方法】 首先建立带有梯形衬板的球磨机筒体的几何模型，然后建立黏结颗粒在多次碰撞中的能量计损破碎模型，随后验证能量计损破碎模型的有效性； 最后，分别探讨球磨机筒体转速、筒体衬板数量、磨介球半径和材质、磨介球与物料颗粒的质量比（球料比）、物料形状对研磨效率的影响。【结果】 在磨介球半径为20 mm，球料比为1：1，磨介球为钢球，衬板数量为12，筒体转速为40 r/min的条件下，研磨综合效率最优； 钢球与陶瓷球的质量比为7：3时研磨综合效率最优；在球料比为3：2时目标粒级产率最优； 条状物料破碎后的目标颗粒的质量分数最大，颗粒之间的碰撞次数最多，但过粉碎现象最严重。【结论】 低能、 高频碰撞可保证合理的破碎率，同时能够控制过粉碎现象，使得破碎效率和目标颗粒产率达到最佳平衡。磨介球半径过小易导致产率低下，过大则会引发过粉碎与研磨不均问题。在磨介球中掺入陶瓷球可有效抑制过粉碎现象，但陶瓷球数量过多会削弱整体破碎效率。球料比过高虽可提高颗粒之间的碰撞次数，却会导致过粉碎现象加剧。块状物料须进行二次研磨或更换大直径的磨介球。
关键词： 能量计损破碎模型； 离散元模型； 球磨机； 研磨效率
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