在球磨機的較外層的球剛剛隨著筒體開始旋轉但并沒有落下的時候，球磨機的這個轉速就被稱作臨界轉速。而球磨機的工作轉速是指球磨機在較佳狀態下工作的實際轉速。
理論球磨機臨界轉速的分析：假設球磨機筒體鎳只有一個球，球與筒體內壁之間沒有相對滑動，暫時不考慮摩擦力對其的影響，球的半徑先不算入內，把球看做是一個點，其回轉半徑可以用筒體的內半徑來表示。在以上的假設中，當球磨機筒體做旋轉運動的時候，球上的受力就只剩下離心力和重力。由于離心力的作用使球提升到一定高度，在球的較高點偏下大概45度角時，球將脫離筒體并按拋物先軌跡下落。這個點被稱為脫離點，回轉半徑與垂直軸線之間的角叫做脫離角，使球運動到脫離點仍然不下落的條件等于重力。由此可以了解到，理論臨界轉速不但與筒體內直徑有關，而且還假設了球與筒體一起旋轉沒有滑動，另外緊貼筒體內壁的介質求達到了臨街轉速，而靠近旋轉中心的介質球因直徑變小其旋轉速度并沒有達到其臨街轉速，那么它們都將做拋落運動。
球磨機工作轉速分析：工作轉速的出發點是使球磨機中的研磨介質提升到一定高度，然后拋落下來具有較大的沖擊力，為了使盡可能多的研磨介質處于拋落工作狀態，在一般情況下，都使球磨機工作轉速低于理論臨界轉速。工作轉速是球磨機的重要工作參數之一。它的大小不僅影響球磨機產量、生產產品的質量，而且還影響球磨機的能量消耗與球磨效率。因此有很多的家和學者都投入到了球磨機轉速這項研究中。
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