球磨机是矿物加工的关键设备,并且在化工、水泥、建筑、陶瓷等行业广泛使用。球磨机的优点是结构简单、紧凑、可靠性高,然而球磨机也有非常突出的缺点——高能耗和高铁损。针对球磨机的缺点,国内外学者从介质运动规律方面做了大量深入的研究,但由于球磨机工作状态受到转速率、填充率、球料比、磨球直径、介质级配等因素的影响,而且各因素之间存在耦合作用,球磨机的理论研究在很长时间内都没有很大的突破。基于以上原因,本文从实验的角度研究球磨机的磨矿规律,根据得到的规律调节球磨机的工作参数实现节能降耗的目的。论文选取对球磨机工作状态影响最显著的两个因素——转速率和填充率进行磨矿效果的研究。一方面从理论上研究球磨机的介质运动规律,在深入研究介质运动规律和传统的球磨机有用功率计算方法的基础上,提出了考虑磨球直径及其循环次数的球磨机有用功率计算模型。另一方面,对转速率选取了三个不同的值,填充率选取了四个不同的值在一台φ600mm×400mm的球磨机实验样机上进行全组合实验。实验得到了不同转速率和填充率下的产品粒度和磨矿过程的电能消耗量。根据筛分的结果绘制粒度曲线,分析磨矿进程中的产品粒度变化趋势,并分析了转速率、填充率对产品粒度的影响机理,根据三者的回归模型预测了产品产量的极值。另外,用比能耗衡量球磨机的磨矿效率,从转速率、填充率和磨矿效率之间的回归模型找出了理论上的比能耗最小值。实验结果表明,磨球携带的能量和磨球的循环次数是影响球磨机产品粒度的两个最重要的因素。当转速率为0.83,填充率为0.52时,细粒度产品的产量最高；当转速率0.74,填充率为0.2时,粗粒度产品的产量最低,即粗粒度产品破碎得最快；当转速率为0.69,填充率为0.33时,球磨机的比能耗最低。以上这些结果将给中小型球磨机的工作参数选择提供很好的参考。