實驗室研磨儀是專門為處理實驗室少量樣品而研發(fā)的產(chǎn)品。其不僅適用于對硬性、中硬性和脆性樣品的細粉碎和精細研磨，還適用于軟性、彈性、纖維質(zhì)等材料的破碎研磨?？煞鬯楹脱心ノ锪习ɡw維組織、骨頭、頭發(fā)、化學品、藥品、礦物、礦石、合金、玻璃、陶瓷、土壤、污泥、谷物顆粒在內(nèi)的諸多物料。對于大部分物料，該設(shè)備只需要幾十秒種的時間就可以達到對物料破碎、研磨、混合的目的。運行速度很快，所以物料可以在極短時間內(nèi)處理完畢而不至于產(chǎn)生明顯升溫現(xiàn)象，可有效避免對實驗帶來在溫度方面的影響，因此大多數(shù)材料都可以在室溫下進行研磨、混合。
研磨儀的“前世今生”
研磨儀的發(fā)展史，籠統(tǒng)地說分為傳統(tǒng)研磨和現(xiàn)代研磨。
傳統(tǒng)研磨的歷史悠久，可以追溯至千年以前。
1968年，在河北出土了一架距今約2100年的石磨，是我國迄今所發(fā)現(xiàn)的最早的石磨食物 實物。根據(jù)《世本》的記載，石磨由魯班發(fā)明，是最早期的研磨設(shè)備。
而現(xiàn)代實驗室樣品的研磨，傳統(tǒng)方式是通過研缽來處理，這在制備少量樣品且粒度要求不高時，是可以滿足的。但如果是量大的情況下，不僅工作量巨大，而且很難保證樣品之間不被交叉污染，影響實驗效果。從工業(yè)化產(chǎn)生的初代研磨儀還屬于大型機械，而實驗室研磨儀的出現(xiàn)很好的解決了這一矛盾。
1923年，德國萊馳Retsch開發(fā)出第一臺公司自有的實驗室儀器——研缽式碾磨儀(研磨儀)，該儀器被稱為“RETSCH-碾磨儀”，在世界范圍內(nèi)得到了認可，被公認為是減輕工作負擔、改良實驗室操作的典范。
1962年，F(xiàn)RITSCH推出行星球磨機作為第一項獲取專利的開發(fā)成果。其后緊接著其他技術(shù)創(chuàng)新。
研磨儀的分類及原理
依據(jù)振蕩方式，研磨儀大致可以分為三個類型：
第一種 垂直振蕩式
這一類實驗室研磨機最早應(yīng)用在種子檢測行業(yè)中，因為種子檢測的研磨量通常是非常大的，每個品種的種子都要有至少100個重復(fù)才行，如果用研缽人工去處理，工作量可想而知。垂直振蕩式研磨機的優(yōu)點是通量可以很大，最多可以同時處理4×96個樣品，對于那些樣品繁多的實驗室無疑是很好的幫手。但由于其運動方式及結(jié)構(gòu)的限制，也給其使用上帶來了一些不便，因為其是垂直運動的，所以其機身為立式結(jié)構(gòu)，為了穩(wěn)定重心，底部會比較重，另外也是由于其垂直運動的方式，會產(chǎn)生縱向的振動，這就使得其不太適合放置在臺面上工作，而其操作面板又處于下部，就令使用者需要蹲下或彎腰才能操作按鍵，如果多次重復(fù)，還是會造成疲勞。故不是很適合實驗臺上的使用。
第二種 水平往復(fù)振蕩式
這類實驗室研磨機最早是由德國的一家研磨機廠家推出的，這個廠家大多數(shù)產(chǎn)品都是集中在工業(yè)領(lǐng)域，但其設(shè)計的實驗室研磨機卻也很專業(yè)，其很巧妙的利用了水平相對運動的方式來進行研磨，這樣既使儀器的結(jié)構(gòu)可以扁平化，不占空間，而且一對搖臂同速相對運動剛好可以把作用力抵消，加之又是水平方向的運動，故不會產(chǎn)生縱向振蕩波，很適合放置在實驗臺上，不會影響其他設(shè)備。水平振蕩式研磨機的搖臂是在儀器正前方的位置，因此工作時的狀態(tài)可以一目了然，但噪音也會相對更直接的傳出，隨著國內(nèi)廠家對于電機的改進，將有刷電機變?yōu)闊o刷電機，噪音也得到了較好的改善。水平振蕩式研磨機由于相互作用力同等，故其可以使用更大的容器——研磨罐，因為研磨罐一般為硬質(zhì)金屬，質(zhì)量較大，如果采用其他運動方式都需要克服其自身的重力效應(yīng)，而使得研磨效果不好以及影響儀器的壽命。因此，水平研磨機的適用范圍因有研磨罐而寬泛了許多，也許這也是因為研磨機的廠家希望能夠兼顧一些工業(yè)應(yīng)用吧。隨著實驗室的應(yīng)用增多，特別是冷凍研磨的應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)水平研磨機的另一個好處就是冷凍操作的便利性和安全性，方便性在于適配器的安裝很簡單，只需要旋緊旋鈕夾緊適配器即可，無需上額外的夾具，這就節(jié)省了許多時間，更大程度的保證預(yù)冷效果。而安全性則體現(xiàn)在冷凍研磨后冷凝水只會在儀器前部搖臂周圍存在，而不會向后流到儀器內(nèi)部，這也就保證了內(nèi)部電機的絕對安全。因此，這類研磨機對于生物實驗室用途來說更為適合，應(yīng)用也比較廣泛。
第三種 三維（也稱八字型）振蕩式
這類實驗室研磨機的代表是美國的一家試劑公司為配合其提取試劑所推出的。其運動方式不同于前兩種的往復(fù)式運動方式，是一種類似于渦旋振蕩的運動，因此這種研磨機可以達到很高的轉(zhuǎn)速，但受其結(jié)構(gòu)的限制，其通量并不能達到很高，而且其研磨管一般為專用的耗材，主要是因為其適配器是盤式結(jié)構(gòu)，研磨罐是卡在上面的。普通的樣品管在高速震蕩過程中會從適配器上松脫甚至破裂。專用管子的好處就是質(zhì)地較硬，樣品可以很好的進行研磨。八字型研磨機由于主要是配合試劑來使用，故在設(shè)計上沒有太考慮到冷凍研磨的需求，其適配器不能夠放入液氮環(huán)境中預(yù)冷，其降溫的方法是通過冷凍護罩給腔體降溫，但溫度一般是在0℃左右，這也使得其不太適合植物組織的干磨處理。但動物組織的濕磨效果還是比較理想的。因此這類研磨機在一些動物以及醫(yī)學研究的實驗室比較常見。
簡而言之，垂直振蕩的研磨機體積較大，通量最高；水平振蕩研磨機操作方便，適應(yīng)性廣；八字振蕩研磨機速度最快，適合濕磨。這三類研磨機都是實驗室中可以見到的，每個類型的研磨機都有自己的用武之地。
依據(jù)研磨方式
目前市面上常見的類型有行星式球磨儀、臼式研磨儀、刀式研磨儀、盤式研磨儀、顎式破碎儀等等。
行星式球磨儀，又稱行星球磨機
英文名為Planetary ball mill，是實驗室使用的一種小型高能球磨機，可用于實驗室固體樣品粉碎研磨前處理。設(shè)備工作區(qū)域底部有一個在水平面上高速轉(zhuǎn)動的圓形主輪盤，輪盤上方四周均勻分布著四個罐座，罐座固定在單獨的行星輪盤上，行星輪盤作與主輪盤相反方向的轉(zhuǎn)動，罐座內(nèi)部放置著可拆卸的球磨罐，球磨罐內(nèi)部可裝填研磨介質(zhì)和樣品。行星式球磨儀的運轉(zhuǎn)方式類似于恒星和行星之間的運轉(zhuǎn)，當設(shè)備工作時，主輪盤朝一個方向高速轉(zhuǎn)動，而罐座底部的軸朝反方向轉(zhuǎn)動，兩種相反方向轉(zhuǎn)動的作用力同時疊加作用在球磨罐上，球磨罐內(nèi)部的研磨介質(zhì)（一般為研磨球）被帶動而賦予動能。此時獲得能量的研磨介質(zhì)對樣品進行反復(fù)的撞擊、擠壓和摩擦，從而完成樣品的研磨。
行星式球磨機可以進行干磨、濕磨、低溫研磨、無污染研磨、抽真空研磨及充惰性氣體研磨，也可用于樣品的均勻混合和分散，出料粒度可輕松達到微米級，某些樣品可研磨至百納米級。
臼式研磨儀
以仿傳統(tǒng)的手工研磨方式為基礎(chǔ)，通過研缽和臼杵的摩擦和擠壓，從而完成樣品的粉碎。樣品從進料口進去之后，沿著研缽運動的方向向內(nèi)側(cè)運動，碰到刮料板后，一部分樣品向臼杵和研缽的上下接觸面聚集，另一部分樣品沿著研缽壁進入到研缽和臼杵的后側(cè)接觸面，這樣的循環(huán)運動保證了樣品的均勻性的粉碎。臼杵相對于研缽，屬于偏心設(shè)計，一方面研缽帶動臼杵轉(zhuǎn)動，通過和樣品的接觸產(chǎn)生摩擦力粉碎樣品；另一方面臼杵本身的重量以及作用在臼杵軸向、可調(diào)節(jié)的彈性力所產(chǎn)生的壓力粉碎樣品。
刀式研磨儀
利用高速旋轉(zhuǎn)的刀片來對樣品進行切割粉碎，就像家庭用的豆?jié){機一樣，對食品類、組織類的樣品有比較好的粉碎效果。刀式研磨儀研磨速度快，效率較高，但是樣品出料粒度相對較差，好一些的設(shè)備也只能研磨至百微米級別，適用于對樣品粒度要求不嚴格細致的實驗。
研磨儀的應(yīng)用
實驗室研磨儀的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，可粉碎和研磨物料包括纖維組織、骨頭、頭發(fā)、化學品、藥品、礦物、礦石、合金、玻璃、陶瓷、土壤、污泥、谷物顆粒在內(nèi)的諸多物料。對于大部分物料，該設(shè)備只需要幾十秒種的時間就可以達到對物料破碎、研磨、混合的目的。
研磨儀可用于以下類型樣品的處理及對應(yīng)的機構(gòu)類型：
研磨儀的常見故障及解決
1、皮帶問題
在使用過程中，研磨機皮帶部分可能存在的問題主要包括：皮帶的裝備問題、皮帶輪的裝備問題和皮帶輪的輪槽的問題。造成這些問題的主要原因在于皮帶輪的裝備不夠到位，安裝過程中皮帶可能過緊或者相對較松。
a.皮帶裝備問題
皮帶裝備問題，主要表現(xiàn)在皮帶的長短不一、無法匹配、皮帶松緊不宜、皮帶翻卷等方面。因此我們在安裝研磨機皮帶時，要選擇長短合適的皮帶，防止在傳動中出現(xiàn)振動的問題；同時也要控制好皮帶的松緊，當皮帶張力過大時， 容易造成軸承的損壞，當皮帶的張力過小時，容易造成打滑現(xiàn)象的出現(xiàn)。皮帶輪在傳動過程中會造成傳動軸的側(cè)彎力，從而出現(xiàn)軸磨損的問題。皮帶在長時間的運轉(zhuǎn)中會出現(xiàn)皮帶張力降低的狀況，在這種情況下就需要對皮帶的松緊程度進行及時的檢測。
b.皮帶輪的裝備問題
兩個皮帶輪的端面分別處于不同的面上，當不在同一面時，會加快皮帶的磨損速度，同時造成皮帶脫落的問題。當輪轂沒有得到合理的固定，定位螺栓過于松動時，在皮帶輪的運行過程中就會造成移位現(xiàn)象的發(fā)生，從而改變皮帶輪端面。
c.皮帶輪的輪槽問題
由于研磨機V帶截面是梯形，兩側(cè)工作面在運轉(zhuǎn)過程中靠輪內(nèi)側(cè)壁的相互摩擦來產(chǎn)生動力的，所以，皮帶輪的長時間運行會磨損皮帶輪的輪槽內(nèi)側(cè)，將內(nèi)槽變成凹面，減少工作表面積，容易造成皮帶打滑的問題，因此我們要及時檢查、更換皮帶輪。
三輥研磨機的輥筒
2、輥筒問題
研磨機的輥筒經(jīng)常會發(fā)生故障， 其中最常見的故障是輥筒的平行度發(fā)生改變。造成輥筒發(fā)生變化的原因在于輥筒的彈簧或者滑道出現(xiàn)了磨損和失效的情況，此外，螺旋機構(gòu)的內(nèi)渦輪蝸桿的工作面如果發(fā)生了磨損，也會造成研磨輥筒的平行出現(xiàn)問題，一旦輥筒上的平行度出現(xiàn)了問題，就會降低研磨效率。
a.螺旋內(nèi)部磨損問題
當螺旋機構(gòu)內(nèi)部的蝸桿工作面出現(xiàn)磨損的問題時，渦輪嚙合齒表面就會出現(xiàn)縫隙，增大螺旋的升角，在研磨機的運行過程中就會讓研磨機的自鎖能力失去功能。當蝸輪蝸桿松動時，在運行過程中就會出現(xiàn)兩個螺旋機構(gòu)無法同步進行的現(xiàn)象，從而加快研磨輥的磨損速度。
b.螺栓備帽問題
當螺栓備帽出現(xiàn)缺失、損壞、松動等問題時，會影響研磨機的調(diào)節(jié)裝置，造成調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)失效和無法正常連接等問題，從而使研磨機無法執(zhí)行調(diào)試的指令。
c.彈簧問題
當研磨機經(jīng)過長時間運轉(zhuǎn)后，就會出現(xiàn)彈性降低、疲勞磨損的問題。在檢修研磨機的過程中會造成研輥出現(xiàn)移位的問題，彈簧無法跟上研磨機的整體運行速度，無法保證調(diào)試工作的準確性。
d.滑道磨損
當滑道出現(xiàn)磨損后，就會對研磨機的運行造成一定的阻力，增大運行中的摩擦阻力，讓其無法正常移動，同上述彈簧失效具有相同的原理。當研磨機輥筒之間的平行度明顯降低時，如果沒有及時行進有效的處理措施，就會使兩側(cè)的輥筒接觸摩擦，增加輥筒的齒紋磨損， 最終降低研磨機整體的工作效率。
研缽式研磨機的研棒、研缽
3、研棒問題
研棒轉(zhuǎn)動異常通常有兩種原因，首先是連接不牢固引起的，如果在進行連接固定后，依然不能夠正常轉(zhuǎn)動，那么就要對萬向節(jié)的連接處進行檢查，查看是否發(fā)生時連接處出現(xiàn)了摩擦卡死的現(xiàn)象。以某車間的研磨機維修為例，維修人員發(fā)現(xiàn)研磨機中的研棒的轉(zhuǎn)動出現(xiàn)了問題，檢查研磨機萬向節(jié)的連接是否牢固，該維修人員給磨頭通電，觀察萬向節(jié)是否有異常情況，發(fā)現(xiàn)萬向節(jié)出現(xiàn)了上下竄動的情況后將其拆開，檢查萬向節(jié)相連的齒輪軸上的頂絲，在發(fā)現(xiàn)頂絲脫落后，立即更換頂絲。除了頂絲以外，還有可能是兩個萬向節(jié)之間的連接脫落，或者連接過緊將其卡死等多種原因?qū)е拢虼嗽诎l(fā)現(xiàn)研棒轉(zhuǎn)動異常時， 維護人員必須要考慮多方面原因，全面檢查研磨機，繼而更換出現(xiàn)異常的位置。
4、研缽問題
研缽是研磨機中的重點內(nèi)容，如果研棒轉(zhuǎn)動正常而研缽出現(xiàn)了轉(zhuǎn)動異常， 應(yīng)該對研缽進行檢查。比如，某廠的工作人員反應(yīng)研磨機的研缽出現(xiàn)了時轉(zhuǎn)時不轉(zhuǎn)的異?，F(xiàn)象后，維護人員到達現(xiàn)場后，將研缽抬起，轉(zhuǎn)動研缽，檢查研缽軸承是否良好，但是在轉(zhuǎn)動中出現(xiàn)了卡阻的現(xiàn)象，因此該維護人員判斷是研缽軸承問題，在更換了軸承后，研缽轉(zhuǎn)動恢復(fù)正常。除了軸承這一原因，研缽也會存在連接問題，因此如果在確認軸承完好的情況下，還要檢查摩擦輪的連接情況，觀察摩擦輪是否出現(xiàn)了松動、缺裂、老化等現(xiàn)象，更換加布膠木的摩擦輪，在實際的應(yīng)用過程中，操作人員還可以用絕緣膠帶纏繞在一些老化程度較輕的摩擦輪。延長使用時間，減少維修次數(shù)。
5、研磨細度不佳
當研棒研缽都保持在正常運轉(zhuǎn)的過程中，如果出現(xiàn)了研磨細度不佳的情況，維護人員首先需要檢查研棒和研缽是否已經(jīng)達到了最大磨損，如果發(fā)現(xiàn)二者磨損嚴重的話，就需要更換全新的研棒和研缽。
但是需要注意的是，相關(guān)人員要在更換過程中保證安裝位置準確無誤。比如，在更換研棒時，首先要用開口扳手將研棒座卸下，然后將研棒座放在臺鉗上正時針旋轉(zhuǎn)夾緊，進而將細桿插入到棒座尾部的孔中，用手輕輕的敲擊，確保研棒的位置準確。而在更換研缽時，也需要注意固定研缽的四個螺栓必須要對稱擰緊，才能夠保證更換后的研缽不會出現(xiàn)螺帽松動問題，從根本上避免研缽在更換后發(fā)生滑動，導致研缽無法正常運作。
6、研棒和研缽都不能正常運轉(zhuǎn)
除了上述情況，在修理研磨機的過程中，還會出現(xiàn)研棒和研缽都不能正常運轉(zhuǎn)，這就需要將研磨機全部拆開，檢查其中的零部件，是否存在磨損和老化的現(xiàn)象，還要對研磨機底部的皮帶輪進行檢查。
以某研磨機為例，維修工人在發(fā)現(xiàn)研磨機的研棒、研缽均不能運轉(zhuǎn)時，對研磨機的內(nèi)部零件進行了詳細的檢查，發(fā)現(xiàn)并沒有出現(xiàn)過度磨損和老化的現(xiàn)象，隨后該維修人員檢查了皮帶輪，發(fā)現(xiàn)造成故障的主要原因是因為皮帶輪發(fā)生了滾鍵問題，此時應(yīng)該選擇更換或者修復(fù)皮帶輪。
7、研磨機的故障預(yù)防
要想解決研磨機的故障問題，通過研究處理研磨機的故障只不過是從表面解決了研磨機的故障問題，要從根源上解決研磨機的故障問題，就要提前對研磨機進行檢測，預(yù)防故障的發(fā)生，將故障隱患消除在生長萌芽中。具體可以從以下幾個方面入手：
首先，要對研磨機的軸承溫度進行定期的測量，防止因軸承溫度高于正常標注而出現(xiàn)的軸承磨損問題，同時要定期進行軸承護理，做好軸承的潤滑保養(yǎng)。
其次，要對皮帶輪溫度進行定期的檢查，掌握皮帶輪的運行狀態(tài)，將皮帶的松緊度調(diào)整到一個合適的狀態(tài)，增加皮帶輪的使用期限。
最后，要減少研磨機的平行度的調(diào)整次數(shù)，因為過于頻繁的調(diào)整研磨機平行度會減少內(nèi)部零件的使用期限，降低研磨機的使用壽命。
研磨儀的選型建議
面對種類繁多的研磨儀，我們需要從哪些方面選到適合自己的儀器呢？
1、看樣品類型
看樣品性質(zhì)，是硬性的、軟性的、中硬性的還是脆性或者是韌性的？
看樣品類型，是食品類、化工合成類、中藥類、天然礦石類？
礦石類樣品，是硬性的材料，需要使用行星式球磨儀；
有的食品類樣品，油水含量較大，韌性大，需要使用刀式研磨儀。
2、看相應(yīng)的標準對樣品研磨后細度和均一性要求，也就是出樣尺寸
拿土壤研磨過程為例，在細磨步驟中，有的實驗室會使用行星式球磨儀進行機械研磨，研磨后的土壤需要經(jīng)過孔徑為100目(0.15mm)的尼龍篩。出樣細度方面，行星式球磨儀可靠。
3、看價格
三種類型的研磨儀，數(shù)行星式球磨儀的價格較為昂貴。另外，如果配置選擇瑪瑙材質(zhì)的，價格也會貴一些。
4、看樣品的損失量及研磨后的清洗難易程度
有些科研樣品，本身樣品量小，應(yīng)很大程度減少研磨時樣品粘壁或者難轉(zhuǎn)移。例如生物樣品，植物、動物組織細胞以及對小量樣品，震動球磨儀可滿足要求。
5、看樣品處理量和后續(xù)實驗要求
如：土壤樣品30g,選擇振動球磨儀是不錯的方案，行星式球磨儀和臼式研磨儀的操作便利性不夠，后續(xù)實驗要求如果涉及到重金屬元素，通常選擇瑪瑙或氧化鋯材質(zhì)的研磨配件。
6、國產(chǎn)與國外品牌的差別
進口研磨儀在長時間連續(xù)研磨，設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性上有競爭優(yōu)勢，但價格昂貴，售后服務(wù)成本高。隨著國產(chǎn)儀器的研發(fā)投入，近年來國產(chǎn)研磨儀的性能也逐漸提升并且具備良好的售后服務(wù)水平。
如果樣品量大，研磨精度要求高的，一般使用行星式球磨儀，更有多個研磨平臺可選；
如果樣品量相對較少，程序嚴格按照標準執(zhí)行的，一般使用臼式研磨儀；
如果是食品類含水含油樣品處理較多，一般使用刀式研磨儀。
研磨儀的使用注意事項
為了能更好的發(fā)揮實驗室研磨儀的作用，因此要采用正確的方法來使用，比如，啟動前設(shè)備前，要認真了解機器性能，并且使用人員應(yīng)該熟悉本機的結(jié)構(gòu)，傳動特點及操作程序等等。具體來說，實驗室研磨儀使用注意事項包括下面幾點應(yīng)該要牢記。
一、注意做好檢查的準備工作
每次啟動實驗室研磨儀前仔細檢查各部零件是否安全緊固，根據(jù)震動情況判斷彈簧是否正常。還要看物料破碎是否合格，這主要取決于破碎研磨部分的情況，所以要經(jīng)常檢查相關(guān)部件是否損壞。同時檢查實驗室研磨儀的機殼各部螺栓是否擰緊，電機電源線是否漏電等等，待檢查完各部裝置并確定無異常時，方可啟動機器。
二、注意要先進行減載試驗，加料一半進行試車
試車半個小時后，觀察高銷量的實驗室研磨儀無異常噪音或劇烈震動以及螺栓松動等異?，F(xiàn)象，如發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，必須停車檢查檢修，試運轉(zhuǎn)正常后方可進行使用。同時注意試車和各種運轉(zhuǎn)都要加料進行，不可無料動轉(zhuǎn)，防止實驗室研磨儀元件碰壞。
三、注意檢查震動部件
震動大小與偏心錘彈簧和橡膠墩使用情況有關(guān)，實驗室研磨儀的偏心錘在出廠時已經(jīng)調(diào)試好，不需再進行經(jīng)常性的調(diào)整。由于行業(yè)里品牌好的實驗室研磨儀的彈簧折斷或橡膠墩劈裂是引起震動的關(guān)鍵，發(fā)現(xiàn)問題及時更換新的零件，并且注意更換斷裂彈簧時要將四只一齊更換。
以上就是實驗室研磨儀的使用注意事項包括的幾個主要方面，另外，還有實驗室研磨儀震動部件與電源是用電纜連接，由于經(jīng)常處于抖動狀態(tài)，極可能引起電纜外表橡膠皮套斷裂，導致電線漏電，所以要經(jīng)常檢查以防出現(xiàn)觸電事故。同時要注意如果遇物料卡住以及電機不轉(zhuǎn)，應(yīng)該立即關(guān)閉以免電機燒毀，待清除所卡物料后才能繼續(xù)使用。
山東博科-組織研磨儀
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