เครื่องบดลูกบอล เป็น เครื่องบดชนิดหนึ่งที่บรรจุลูกบอลบด ใช้สำหรับบดหรือผสมวัสดุเพื่อใช้ใน กระบวนการ แต่งแร่ สีดอกไม้ไฟ เซรามิก และการเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกเฉพาะหลักการทำงานคือการกระแทกและการเสียดสี: การลดขนาดเกิดขึ้นจากการกระแทกเมื่อลูกบอลตกลงมาจากด้านบนของเปลือกเครื่องบด

เครื่องบดลูกบอลประกอบด้วยเปลือกทรงกระบอกกลวงที่หมุนรอบแกนของมัน แกนของเปลือกอาจอยู่ในแนวนอนหรือทำมุมเล็กน้อยกับแนวนอน ภายในเปลือกบรรจุลูกบอลอยู่บางส่วน ลูกบอลเหล่านี้อาจทำจากเหล็ก (เหล็กโครม ) เหล็กกล้าไร้สนิม เซรามิก หรือยาง พื้นผิวด้านในของเปลือกทรงกระบอกมักบุด้วยวัสดุที่ทนต่อการสึกหรอ เช่นเหล็กแมงกานีสหรือยาง เครื่องบดที่บุด้วยยางจะสึกหรอน้อยกว่า ความยาวของเครื่องบดจะเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางโดยประมาณ

แนวคิดทั่วไปของเครื่องบดลูกบอลเป็นแนวคิดโบราณ แต่จนกระทั่งการปฏิวัติอุตสาหกรรมและการประดิษฐ์พลังงานไอน้ำจึงจะสามารถสร้างเครื่องบดลูกบอลที่มีประสิทธิภาพได้ มีรายงานว่ามีการใช้เครื่องบดลูกบอลเพื่อบดหินเหล็กไฟสำหรับทำเครื่องปั้นดินเผาในปี พ.ศ. 2413 ^{[ 1 ]}

ในกรณีของเครื่องบดลูกบอลแบบทำงานต่อเนื่อง วัสดุที่จะบดจะถูกป้อนจากด้านซ้ายผ่านกรวย 60° และผลิตภัณฑ์จะถูกปล่อยออกมาผ่านกรวย 30° ไปทางด้านขวา ขณะที่เปลือกหมุน ลูกบอลจะถูกยกขึ้นไปทางด้านที่ยกขึ้นของเปลือก แล้วจะตกลงมา (หรือร่วงลงบนวัสดุที่ป้อน) จากบริเวณใกล้ด้านบนของเปลือก ในกระบวนการนี้ อนุภาคของแข็งที่อยู่ระหว่างลูกบอลและวัสดุที่บดแล้วจะมีขนาดเล็กลงเนื่องจากแรงกระแทก

เครื่องบดลูกบอลใช้สำหรับบดวัสดุต่างๆ เช่น แร่จากการทำเหมือง ถ่านหิน เม็ดสี และเฟลด์สปาร์สำหรับเครื่องปั้นดินเผา การบดสามารถทำได้ทั้งแบบเปียกและแบบแห้ง แต่แบบเปียกจะทำที่ความเร็วต่ำ เครื่องบดลูกบอลมักใช้ในงานวิทยาศาสตร์เพื่อลดขนาดอนุภาคขจัดปัญหาการจับตัวเป็นก้อน เปลี่ยนรูปร่างของอนุภาค ช่วยในการผสม เชิงกล การผสม การผลิตผง และการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของวัสดุ^{[ 2 ]}มีการออกแบบเครื่องบดลูกบอลแบบโอเพนซอร์สที่สามารถผลิตได้ด้วยเครื่องพิมพ์ 3 มิติในราคาไม่กี่ร้อยดอลลาร์^{[ 3 ]}สามารถใช้งานได้ทั้งแบบต่อไฟจากโครงข่ายสำหรับงานในห้องปฏิบัติการ และแบบไม่ต่อไฟจากโครงข่ายด้วยแผงโซลาร์ เซลล์ และแบตเตอรี่สำหรับงานภาคสนาม^{[ 3 ]}การผสมวัตถุระเบิดเป็นตัวอย่างหนึ่งของการประยุกต์ใช้ลูกบอลยาง^{[ 4 ]}สำหรับระบบที่มีส่วนประกอบหลายอย่าง การบดด้วยลูกบอลได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการเพิ่มปฏิกิริยาทางเคมีของของแข็ง^{[ 5 ]}นอกจากนี้ การบดด้วยลูกบอลยังได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการผลิตวัสดุอสัณฐาน^{[ 5 ]} การแยกก๊าซ เช่น ไฮโดรเจนและเก็บไว้ในรูปผงก็อาจเป็นประโยชน์เช่นกัน^{[ 6 ] [ 7 ]}

เครื่องบดลูกบอล (Ball mill )เป็นอุปกรณ์ทรงกระบอกที่ใช้ในการบด (หรือผสม) วัสดุต่างๆ เช่นแร่สารเคมี วัตถุดิบเซรามิก และสี เครื่องบดลูกบอลจะหมุนรอบแกนแนวนอน โดยบรรจุวัสดุที่จะบดและตัวกลางในการบดไว้บางส่วน วัสดุที่ใช้เป็นตัวกลางมีหลายชนิด เช่นลูกบอลเซรามิ ก ก้อน หินเหล็กไฟและ ลูกบอล สแตนเลสกลไกการบดภายในจะลดขนาดวัสดุให้เป็นผงละเอียด เครื่องบดลูกบอลในระดับอุตสาหกรรมสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง โดยป้อนวัสดุเข้าทางด้านหนึ่งและปล่อยออกทางอีกด้านหนึ่ง เครื่องบดลูกบอลขนาดใหญ่ถึงขนาดกลางจะหมุนรอบแกนด้วยกลไก แต่เครื่องขนาดเล็กมักประกอบด้วยภาชนะทรงกระบอกมีฝาปิดที่วางอยู่บนเพลาขับสองอัน ( ใช้ รอกและสายพานในการส่งกำลังการหมุน) เครื่องขัดหิน ( Rock tumbler ) ทำงานบนหลักการเดียวกัน เครื่องบดลูกบอลยังใช้ในอุตสาหกรรมดอกไม้ไฟและการผลิตดินปืนแต่ไม่สามารถใช้ในการเตรียมส่วนผสมดอกไม้ไฟบางชนิด เช่นผงแฟลชเนื่องจากมีความไวต่อแรงกระแทก เครื่องบดลูกบอลคุณภาพสูงมักมีราคาสูง และสามารถบดอนุภาคของสารผสมให้มีขนาดเล็กถึง 5 นาโนเมตรซึ่งช่วยเพิ่มพื้นที่ผิวและอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้อย่างมหาศาล

การบดทำงานโดยอาศัยหลักการของความเร็ววิกฤต ความเร็ววิกฤตหมายถึงความเร็วที่ลูกเหล็กซึ่งทำหน้าที่บดอนุภาคจะเริ่มหมุนไปตามทิศทางของอุปกรณ์ทรงกระบอก ทำให้ไม่สามารถบดต่อไปได้อีก

เครื่องบดลูกบอลถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในกระบวนการผสมเชิงกล^{[ 8 ]}ซึ่งใช้สำหรับการบดและการเชื่อมเย็นเพื่อผลิตโลหะผสมจากผง^{[ 9 ]}

เครื่องบดลูกบอลเป็นอุปกรณ์สำคัญสำหรับการบดวัสดุให้ละเอียด และมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในสายการผลิตผงต่างๆ เช่น ซีเมนต์ ซิลิเกต วัสดุทนไฟ ปุ๋ย เซรามิกแก้ว ฯลฯ รวมถึงการแต่งแร่โลหะเหล็กและโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เครื่องบดลูกบอลสามารถบดแร่และวัสดุอื่นๆ ได้ทั้งแบบเปียกและแบบแห้ง เครื่องบดลูกบอลแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทตามวิธีการปล่อยวัสดุ คือ แบบตะแกรง และแบบเทลง วัสดุบดหลายชนิดเหมาะสำหรับใช้ในเครื่องบดลูกบอล โดยแต่ละชนิดมีคุณสมบัติและข้อดีเฉพาะตัว คุณสมบัติที่สำคัญของวัสดุบด ได้แก่ ขนาด ความหนาแน่น ความแข็ง และองค์ประกอบ

• ขนาด: ยิ่งอนุภาคของวัสดุบดมีขนาดเล็กเท่าไร ขนาดอนุภาคของผลิตภัณฑ์สุดท้ายก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น อนุภาคของวัสดุบดควรมีขนาดใหญ่กว่าชิ้นส่วนวัสดุที่ใหญ่ที่สุดที่จะนำมาบดอย่างเห็นได้ชัด
• ความหนาแน่น: วัสดุบดควรมีความหนาแน่นมากกว่าวัสดุที่กำลังบด หากวัสดุบดลอยอยู่บนวัสดุที่จะบด จะเกิดปัญหาขึ้น
• ความแข็ง: วัสดุที่ใช้ในการบดต้องมีความทนทานเพียงพอที่จะบดวัสดุได้ แต่หากเป็นไปได้ ควรไม่แข็งจนเกินไปจนทำให้เครื่องขัดสึกหรอไปด้วย
• ส่วนประกอบ: การใช้งานการบดแบบต่างๆ มีข้อกำหนดเฉพาะที่แตกต่างกัน บางข้อกำหนดขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของวัสดุบดในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป ในขณะที่บางข้อกำหนดขึ้นอยู่กับปฏิกิริยาของวัสดุบดกับวัสดุที่กำลังบด
• ในกรณีที่สีของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมีความสำคัญ ต้องพิจารณาสีและวัสดุของวัสดุบดด้วย
• ในกรณีที่การปนเปื้อนต่ำเป็นสิ่งสำคัญ อาจเลือกวัสดุบดที่แยกออกจากผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปได้ง่าย (เช่น ฝุ่นเหล็กที่เกิดจากวัสดุบดสแตนเลสสามารถแยกออกจากผลิตภัณฑ์ที่ไม่ใช่เหล็กได้ด้วยแม่เหล็ก) ทางเลือกอื่นนอกจากการแยกคือการใช้วัสดุบดชนิดเดียวกับผลิตภัณฑ์ที่กำลังบด
• ผลิตภัณฑ์ที่ติดไฟได้ง่ายมีแนวโน้มที่จะระเบิดได้เมื่ออยู่ในรูปผง วัสดุที่เป็นเหล็กอาจก่อให้เกิดประกายไฟและกลายเป็นแหล่งจุดติดไฟสำหรับผลิตภัณฑ์เหล่านี้ จึงต้องเลือกใช้การบดแบบเปียก หรือวัสดุที่ไม่ก่อให้เกิดประกายไฟ เช่นเซรามิกหรือตะกั่ว
• วัสดุบดบางชนิด เช่น เหล็ก อาจทำปฏิกิริยากับสารกัดกร่อน ด้วยเหตุนี้ จึงควรใช้สแตนเลส เซรามิก และหินเหล็กไฟ เป็นวัสดุบดเมื่อมีสารกัดกร่อนอยู่ในระหว่างการบด

ห้องบดสามารถเติมด้วยก๊าซป้องกันเฉื่อยที่ไม่ทำปฏิกิริยากับวัสดุที่กำลังบด เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันหรือปฏิกิริยาระเบิดที่อาจเกิดขึ้นกับอากาศโดยรอบภายในเครื่องบดได้

การบดด้วยลูกบอลมีข้อดีหลายประการเหนือระบบอื่นๆ ได้แก่ ต้นทุนการติดตั้งและวัสดุบดต่ำ สามารถปรับกำลังการผลิตและความละเอียดได้โดยการปรับเส้นผ่านศูนย์กลางของลูกบอล เหมาะสำหรับการทำงานทั้งแบบเป็นชุดและแบบต่อเนื่อง เหมาะสำหรับการบดแบบวงจรเปิดและวงจรปิด และสามารถใช้ได้กับวัสดุที่มีความแข็งทุกระดับ

นอกเหนือจากเครื่องบดลูกบอลแบบธรรมดาแล้ว ยังมีเครื่องบดลูกบอลอีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่าเครื่องบดลูกบอลแบบดาวเคราะห์เครื่องบดลูกบอลแบบดาวเคราะห์มีขนาดเล็กกว่าเครื่องบดลูกบอลแบบธรรมดา และส่วนใหญ่ใช้ในห้องปฏิบัติการเพื่อบดวัสดุตัวอย่างให้มีขนาดเล็กมาก เครื่องบดลูกบอลแบบดาวเคราะห์ประกอบด้วยโถบดอย่างน้อยหนึ่งใบ ซึ่งจัดวางแบบเยื้องศูนย์บนล้อหมุนที่เรียกว่าล้อดวงอาทิตย์ ทิศทางการเคลื่อนที่ของล้อดวงอาทิตย์จะตรงข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของโถบด (อัตราส่วน: 1:−2 หรือ 1:−1) ลูกบอลบดในโถบดจะได้รับแรงหมุนซ้อนทับกัน ซึ่งเรียกว่าแรงโคริโอลิสความแตกต่างของความเร็วระหว่างลูกบอลและโถบดทำให้เกิดปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงเสียดทานและแรงกระแทก ซึ่งปลดปล่อยพลังงานไดนามิกสูง การทำงานร่วมกันของแรงเหล่านี้ทำให้เครื่องบดลูกบอลแบบดาวเคราะห์สามารถลดขนาดได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง

• เครื่องบดค้อน
• โรงสีปูนซีเมนต์
• การตกแต่งแบบหมุน
• เครื่องบดลูกกลิ้งแนวตั้ง