Das Prinzip der Zerkleinerung in einer Kugelmühle wird in erster Linie durch die Mechanismen des Aufpralls und der Reibung erreicht. Bei diesem Verfahren werden die Materialien durch das Fallenlassen von Kugeln aus der Nähe des oberen Teils des rotierenden zylindrischen Mantels zerkleinert und in kleinere Partikel zerrieben.
Aufprall-Mechanismus:
In einer Kugelmühle erfolgt die Zerkleinerung in erster Linie durch den Aufprall der Mahlkörper (Kugeln) auf das Mahlgut. Während sich der zylindrische Mantel dreht, hebt er die Kugeln auf eine bestimmte Höhe. Sobald die Kugeln den oberen Rand des Mantels erreicht haben, fallen sie aufgrund der Schwerkraft frei und schlagen auf das Material am Boden auf. Diese Aufprallkraft zerkleinert die Materialien in kleinere Partikel. Die Wirksamkeit dieses Mechanismus hängt von der Größe, der Dichte und der Anzahl der Kugeln sowie von der Rotationsgeschwindigkeit der Mühle ab.Attrition-Mechanismus:
Neben dem Aufprall spielt auch die Abrasion eine Rolle bei der Zerkleinerung. Abrieb entsteht, wenn die Kugeln übereinander und gegen das Material rollen und dabei eine Reib- oder Scherwirkung verursachen. Diese Wirkung trägt dazu bei, die Materialien durch Abrieb in kleinere Partikel zu zerlegen. Der Abriebprozess ist bei der Feinzerkleinerung effektiver, wenn die Partikel bereits relativ klein sind und leicht abgeschliffen werden können.
Optimale Betriebsbedingungen:
Für eine effektive Zerkleinerung muss die Kugelmühle mit ihrer kritischen Drehzahl arbeiten. Bei niedrigen Drehzahlen gleiten oder rollen die Kugeln ohne nennenswerten Aufprall übereinander, was die Effizienz der Zerkleinerung verringert. Bei hohen Drehzahlen hingegen werden die Kugeln aufgrund der Zentrifugalkraft gegen die Zylinderwand geschleudert, so dass sie nicht herunterfallen und auf das Material aufprallen, so dass keine Zerkleinerung stattfindet. Die optimale Drehzahl, die so genannte kritische Drehzahl, ermöglicht es, dass die Kugeln bis nahe an den oberen Rand der Mühle befördert werden und dann in einer Kaskade fallen, wodurch der Aufprall und damit die Zerkleinerung maximiert werden.
Anwendungen und Vorteile:
