球磨機最佳工作轉速與鋼球的直徑及其裝載量、護甲形狀，鋼球與護甲之間的磨擦系數等因數有關。一般的最佳工作轉速通常為臨界轉速的0.7～0.8，可見轉速還是有一定的可調范圍，但調節范圍不大。實際球磨機的轉速與最佳工作轉速的誤差小于10%，所以若球磨機采用變頻調速搜索最佳工作轉速，提高研磨效率的節能效果也在10%以內。
球磨機的轉速直接影響到鋼球和物料的運動狀況及物料的磨制過程。若轉速比較低時，鋼球和物料隨筒體內壁上升，當鋼球和物料的傾角即是或大于自然傾角時，鋼球沿斜面滑下不能形成足夠的落差，鋼球對物料的磨礦作用很小，這種情況效率很低。假如筒體的轉速很高，由于離心力的作用，以致物料和鋼球不再脫離筒壁，而隨其一同旋轉，產生這種狀態的最低轉速稱為臨界轉速。這時鋼球沒有撞擊作用，物料只受到稍微的研磨，效率也很低。當筒體的轉速處于上述二者之間時，鋼球被帶到一定的高度后沿拋物線落下，此時鋼球對筒底的物料產生強烈的撞擊作用，效率最高。效率最高時的工作轉速成為最佳工作轉速。球磨機機的實際工作轉速，受傳動裝置速比及它條件限制，不可能恰好等到于最佳轉速，但都比較接近。
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