一種微小顆粒的電磁激振式機械球磨制備裝置及工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米粉等微小顆粒的物理制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微小顆粒的電磁激振式機械球磨制備裝置及工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]自從Benjamin在1966年使用機械軸帶動攪拌棒迫使圓球體之間產(chǎn)生相對的機械運動，使得圓球體之間的微小顆粒被研磨細(xì)化，得到氧化物強化的鎳基超合金后，機械球磨技術(shù)正在成為用傳統(tǒng)方法很難得到或得不到的各種亞穩(wěn)定相、非平衡相、超固溶合金、納米粉體等的主要制備技術(shù)之一。隨著對納米粉顆粒性能要求的提高，機械軸帶動攪拌棒迫使圓球體之間產(chǎn)生相對的機械運動的傳統(tǒng)的機械球磨技術(shù)漸漸暴露出一些不足之處。
[0003]機械攪拌軸帶有徑向攪拌橫桿(葉片、棒)對鋼球施加機械攪拌力使得鋼球高速旋轉(zhuǎn)，相互之間產(chǎn)生相對的摩擦運動及碰撞，實現(xiàn)對鋼球之間的微小顆粒進行研磨粉碎的目的。傳統(tǒng)的機械攪拌軸式的球磨方式存在著以下不足:
[0004]首先，由于傳統(tǒng)的機械攪拌軸帶有徑向攪拌橫桿(葉片、棒)的不同半徑處的線速度不一致，導(dǎo)致了在攪拌桶半徑較大的外環(huán)處的微小顆粒與處于半徑較小的靠近攪拌軸中部的微小顆粒的研磨效果差異很大。
[0005]其次，傳統(tǒng)的機械攪拌軸通常是依靠電動機帶動，攪拌軸的轉(zhuǎn)速也只有每分鐘幾百最高上千轉(zhuǎn)，鋼球研磨的頻率只有十幾Hz、最高幾十Hz，研磨效果差，要制取納米粉常常需要近十小時、大多數(shù)達十幾小時以上；若要提高鋼球的研磨納米粉的生產(chǎn)效率，例如達到上千Hz，就可大幅度減少球磨時間。這在傳統(tǒng)的機械攪拌球磨工藝中實現(xiàn)的難度很大，甚至是不可能的。
[0006]再次，由于機械球磨的球體之間很容易產(chǎn)生滾動，相對的摩擦系數(shù)小，從而降低了對相鄰球體之間微小顆粒的研磨作用，造成采用傳統(tǒng)的機械攪拌軸帶動徑向攪拌橫桿來迫使鋼球運動時僅僅使得相鄰徑向攪拌橫桿附近的球體產(chǎn)生運動，不能使得周圍的其它球體之間產(chǎn)生顯著的相對運動，從而降低了相鄰球體對處于兩球體之間的微小顆粒的研磨作用。為了使得整個的球球體都能運動起來，勢必要增加徑向攪拌橫桿的數(shù)量，這樣當(dāng)傳統(tǒng)的機械球磨時攪拌軸的轉(zhuǎn)速高于每分鐘一千轉(zhuǎn)，即30Hz以上，球體之間的碰撞產(chǎn)生的機械噪聲太大。
[0007]最后，傳統(tǒng)的機械攪拌轉(zhuǎn)動軸式球磨方式，能量利用率低，鋼球發(fā)熱嚴(yán)重，而超細(xì)的納米粉對溫度氧化很敏感，造成制備的粉末易變質(zhì)。
[0008]激振器是能夠產(chǎn)生給定頻率和給定振幅的激振力的裝置，能使試驗件獲得一定形式和大小的振動量，或與其他部件組成振動系統(tǒng)。激振器還可用于對物體進行振動和強度試驗，或?qū)φ駝訙y試儀器和傳感器進行校準(zhǔn)。
[0009]激振器按激勵原理的不同，可分為慣性電動式、電磁式、電液式、氣動式和液壓式等形式。電磁激振器的工作頻率可達幾百、上千Hz、并且很容易實現(xiàn)上萬Hz。在不同的應(yīng)用領(lǐng)域，根據(jù)所需的激勵原理的不同，振動機械會選用不同形式的激振器。但是，目前的一些激振器因為工藝及機械結(jié)構(gòu)上的許多關(guān)鍵技術(shù)問題未得以解決，不能直接用于諸如納米粉的微小顆粒的機械球磨制備工藝之中，而在諸如納米粉的微小顆粒采用物理式機械球磨制備領(lǐng)域，采用電磁激振器激振的方式研磨諸如納米粉的微小顆粒具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種微小顆粒的電磁激振式機械球磨制備裝置及工藝，具有振動頻率可調(diào)、球磨微小顆粒效率高、能量利用率高、噪聲小、發(fā)熱量低等優(yōu)點。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0012]一種微小顆粒的電磁激振式機械球磨制備裝置，包括缸體12，缸體12通過調(diào)節(jié)螺栓21連接在臺座15上，磁鋼17連接在缸體12的內(nèi)部，導(dǎo)磁頭19連接在磁鋼17的上部，磁極環(huán)11連接在缸體12的中上部，安裝位置與導(dǎo)磁頭19相對應(yīng)，上蓋23安裝在缸體12頂部，中心推桿18從中穿過導(dǎo)磁頭19和磁鋼17，中心推桿18的下端穿過第一滑動軸承13，第一滑動軸承13通過下蓋板16安裝在缸體12的底部，中心推桿18的下端與下簧片14連接在一起，下簧片14連接在缸體12的底部，中心推桿18的頂端與套筒10連接在一起，線圈20纏繞在套筒10的外壁上，且線圈20位于導(dǎo)磁頭19和磁極環(huán)11之間，上簧片9和耐磨上頂桿22連接在套筒10的上端，耐磨上頂桿22穿過第二滑動軸承24與耐磨圓盤7接觸，第二滑動軸承24被蓋板25固定在圓環(huán)8內(nèi)，圓環(huán)8的下端與上蓋23連接，圓環(huán)8外設(shè)有的彈簧27上部與球磨杯5底部接觸，下部和上蓋23連接，耐磨圓盤7安裝在球磨杯5的底部，多個鋼球29和微小顆粒28盛放在球磨杯5內(nèi)，球磨杯蓋2連接在球磨杯5上部，且將球磨杯5密封，球磨杯蓋2頂部設(shè)有孔30，孔30和抽真空管子相聯(lián)，球磨杯5外與圓筒型線性軸承4接觸，圓筒型線性軸承4安裝在外筒3上，外筒3連接在上蓋23上，外筒3的頂部和堵頭蓋I連接，堵頭蓋I與球磨杯5頂部上端面之間預(yù)留間隙，外筒3的下部有通入冷卻液的第一冷卻通道26，外筒3的上部有冷卻液流出的第二冷卻通道31，外筒蓋32安裝在外筒3上部，并能夠上下調(diào)節(jié)，用來限制激振器的振幅。
[0013]所述的一種微小顆粒的電磁激振式機械球磨制備裝置的制備工藝，包括以下步驟:
[0014]I)將要進行機械球磨的微小顆粒28和鋼球29倒入球磨杯5中，球磨杯蓋2擰入球磨杯5的螺紋孔中；
[0015]2)將安裝好的球磨杯5整體裝入圓筒型線性軸承4的內(nèi)孔，堵頭蓋I擰入到外筒3的內(nèi)螺紋孔之中，再將抽真空的管接頭及管子擰入球磨杯蓋2頂部的內(nèi)螺紋孔之中，然后，對球磨杯5中的空氣進行抽真空，達到規(guī)定的真空度后停止抽真空；
[0016]3)將冷卻液體從外筒3下端的進液孔通入，冷卻液從外筒3的上端流出，在整個球磨過程中一直保持冷卻液對球磨杯5的冷卻作用；
[0017]4)設(shè)置好激振頻率，電磁激振器的線圈20通電，電磁激振器的電磁力推動耐磨上頂桿22向上運動，耐磨上頂桿22作用到球磨杯5的底部，使得其向上運動，球磨杯5的球磨杯蓋2的上端面碰到外筒3的堵頭蓋I的下端面后，停止向上運動；然后再堵頭蓋I的碰撞的向下作用力與球磨杯5的自重共同作用下，球磨杯5向下運動，回到初始下死點位置，完成一個上下運動的工作循環(huán)，由于球磨杯5殼體的上下振動，使得其內(nèi)鋼球也產(chǎn)生上下振動，達到研磨鋼球之間的微小顆粒，使其細(xì)化的目的；
[0018]5)電磁激振器連續(xù)使得球磨杯5產(chǎn)生上下振動，達到規(guī)定的時間后，激振器停止運動，冷卻水再將球磨杯5強制冷卻一段時間，溫度傳感器傳出的溫度到達5攝氏度后，冷卻水停止供給；
[0019]6)擰開堵頭蓋1，將球磨好的球磨杯5從外筒3中取出，整個電磁激勵的機械球磨工作循環(huán)結(jié)束。
[0020]本發(fā)明的依靠激振力作用于球磨杯5底部方式使得整個球磨杯5中的所有鋼球都得到均勻的振動，因此，此種球磨方式實現(xiàn)研磨微小微粒的均勻一致性好，尤其是越靠近底部的微小顆粒被球磨的越小。具有振動頻率可調(diào)、球磨微小顆粒效率高、能量利用率高、噪聲小、發(fā)熱量低等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明裝置的主視圖。
[0022]圖2是圖1中的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0024]如圖1和圖2所示，一種微小顆粒的電磁激振式機械球磨制備裝置，包括缸體12，缸體12通過調(diào)節(jié)螺栓21連接在臺座15上，磁鋼17通過螺釘連接在缸體12的內(nèi)部，導(dǎo)磁頭19通過螺釘連接在磁鋼17的上部，磁極環(huán)11連接在缸體12的中上部，安裝位置與導(dǎo)磁頭19相對應(yīng)，中心推桿18從中穿過導(dǎo)磁頭19和磁鋼17，中心推桿18的下端穿過第一滑動軸承13，第一滑動軸承13通過下蓋板16安裝在缸體12的底部，上蓋23安裝在缸體12頂部，中心推桿18的下端與下簧片14連接在一起，下簧片14連接在缸體12的底部，中心推桿18的頂端有外螺紋，套筒10的中部開有內(nèi)螺紋孔，中心推桿18的通過螺紋與套筒10連接在一起，線圈20纏繞在套筒10的外壁上，且線圈20位于導(dǎo)磁頭19和磁極環(huán)11之間，上簧片9和耐磨上頂桿22通過螺釘連接在套筒10的上端，耐磨上頂桿22穿過第二滑動軸承24與耐磨圓盤7接觸，耐磨上頂桿22要具有足夠的硬度，以保證其耐磨性，第二滑動軸承24用于耐磨上頂桿22的導(dǎo)向，第二滑動軸承24被蓋板25固定在圓環(huán)8內(nèi)，圓環(huán)8用于限制激振器的振幅行程，圓環(huán)8外徑用于支撐彈簧27的定位，圓環(huán)8的下端與