球磨机的显著特点是使用自由运动的钢球，与矿石颗粒相比，钢球又大又硬又重，但其总体积稍低于球磨机容积的一半。

钢球因球磨机筒体转动而相互摩擦，沿球磨机上升一直被提升到某一动力学平衡位置，随即落于其它破碎体的自由表面，是在几乎无运动的死区两侧跌落或泻落至混合物料的底部。

球磨机的运转速度很重要，因为它决定产品性质及磨机衬板的磨损量。例如，鑫海矿装用实践经验说明，球磨机内钢球运动的轨迹决定着球磨机的恰当转速，该转速使下落的钢球能落在料荷的顶部，而不致击落于衬板，否则会引起衬板迅速磨损。

球磨机的驱动力经过衬板传递给混合物料。在较低的速度下，或使用平滑衬板时，钢球会滚动而下落至球磨机的底部，相互之间产生磨剥作用，达到碎磨的目的。这种跌落运动导致细磨，生成的矿泥较多，衬板磨损增大。转速较高时，钢球的轨迹则离开混合物料而呈各种抛物线，然后落在物料底部附近。这种泻落运动导致冲击磨碎，最终产品较粗，衬板磨损减轻。球磨机处于临界转速时，钢球的理论轨迹将是飞落于球磨机以外，而实际上发生的是离心运动，钢球以相对于筒体来说基本上是固定的位置旋转，对物料不产生任何作用。

钢球在球磨机内运动时，其轨迹分两部分。靠近筒体衬板的上升轨迹是环形，向混合物料底部下落轨迹是抛物线形，此时，矿石所有作用力比较大，磨矿效果也比较好。

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