球磨机有一卧式回转筒体，其内装研磨体(铁球、瓷球、鹅卵石等)和物料。由于筒体的回转，研磨体便在离心力和摩擦力的作用下紧贴筒壁，并随筒体一起回转。当它被带到一定高度后，由于自身重力的作用而下落到物料上并将物料击碎，同时由于研磨体在筒内沿筒体轴心的公转和自转，以及沿筒体内壁的滑动，故使物料得以粉碎。
球磨机按筒体长度L和直径D的关系有短筒(L<2D)，锥形(L<D)和管式(L = 2-7D)之分；按传动方式有周边齿轮传动和中心传动之分，按卸料方式有间歇卸料、溢流连续卸料和周边连续卸料之分，按生产方式则有干法和湿法之分等。
球磨机由电动机通过联轴器、减速器、离合器和齿轮传动而驱动回转。由于球磨机质量较大，直接启动较困难，故可用离合器先进性减载启动，待电动机运转正常后，再使球磨机投入正常工作，且采用离合器还能方便筒体的定位。
衬板的作用是保护筒体，使其免受研磨体和物料的直接冲击和摩擦，并减少研磨体的滑动。衬板的材料要求坚固而耐磨，其常用的有锰钢、高锰钢、镍硬质合金钢、高铬硬质合金钢、瓷砖和橡胶等。应根据物料的性质和产品的要求来选用。衬板的固定方法有：无螺栓固定法、螺栓固定法和镶砌法，应根据衬板的特性选用。
主轴承除承受筒体本身的重力作用外，还承受研磨体和物料的重量以及它们抛落时产生的冲击载荷的作用。它是在重载低速下工作的，其转速一般在几十转以下。生产中常采用分离式滑动轴承，有时也用调心滚子轴承，轴承的工作温度较高，常用水冷却装置加以冷却。主轴承的润滑很重要。润滑的目的主要是减少摩擦和更好地散热。常用的润滑方式有动压润滑和静压润滑两种。对主轴承的润滑一定要充分、可靠，以保证球磨机的正常工作。
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