球磨机的转速在不断加大的过程中，可能会产生这样一瞬间，即此时球将不从球磨机内部表面落下，而与球磨机的筒体一起旋转。当球磨机转动时，球随着球磨机的筒体一同转动，而不于筒体分开，这种球磨机的转速成为临界速度。
在临界转速时，物料磨得并不好，球磨机的生产能力也不高。实际上，球磨机在常用的转速和球的装载量时，磨矿主要是靠球的冲击作用，这点是肯定了的。因此，在球磨机中进行磨矿，是由某种高度落到欲碎物料上的铁球连续冲击的结果。球的冲击作用是由其重量和落下的速度来决定的，落下的速度又取决于落下的高度，因此球的冲击作用即取决于球的动能。
随着球磨机转速的增高，球的动能也加大。这种增加只能连到一定范围的较大值此后再增加球磨机的转速，动能反而减小。球磨机的转速等于临界转速的76%—88%时，球的动能产生较大效率。在这种情况下，球磨机的生产能力也较大。
因此，球磨机较有效的转身就，介于临界转速的76%—88%这一范围之内。
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