物料在磨机内磨成细粉，是通过研磨体的冲击和研磨作用的结果，因此，研磨体级配设计的好坏对磨机产的质量影响很大。要设计好磨机研磨体级配，必须充分考虑研磨体装载量、各仓填充率、平均球径、物料水分、物料流动性、物料粒度、隔仓板形式、隔仓板蓖缝大小、各仓长度、粉磨流程等因素。
磨机内研磨体容积和磨机有效容积的比例称之为填充率。填充率设计越高，磨机的装载量就会越高。要提高磨机的产量，应尽可能提高磨机的装载量。一般磨机的设计填充率为28％左右，但在加装了液体变阻起动器设备后，通常都可达到35%～38%，甚至达到40%～42%，研磨体装载量大大超过设计装载量，磨机产量也大幅度提高。
磨机内研磨体填充的容积与磨机有效容积的比例百分数称为研磨体的填充率。紧接着就是要确定各仓的填充率，也就是要确定每个仓的装载量。每个仓的填充率的确定要考虑的因素较多，主要有物料水分、物料流动性、物料粒度、隔仓板形式、隔仓板蓖缝大小、各仓长度、粉磨流程等因素。这主要靠经验和观察确定，但可以掌握一个原则：磨机各仓研磨能力的平衡。如果磨机各仓研磨能力达到平衡了，那么在此装载量的条件下，磨机也就达到最大产量了。那么如何确定磨机各仓研磨体是否达到了平衡，常用方法有听磨音、检查球料比、绘制筛余曲线法。
（1）检查料球比
一般中、小型开路管磨的球料比以6.0左右为宜。突然停磨进行观察：如中小型二仓开路磨，第一仓钢球应露出料面半个球左右，二仓物料应刚盖过钢段面为宜。
（2）绘制筛余曲线法
在磨机正常喂料运转的情况下，把磨机和喂料机同时突然停止，从磨头开始，每隔一定距离取样，但紧挨隔仓板前后处也要取样。然后用0.20mm和0.08mm方孔筛筛析筛余，将筛余作为纵坐标，各点距离为横坐标绘点并连成曲线。正常磨机的曲线变化应是：在一仓入料端有倾斜度较大的下降，在末端接近出磨时应趋于水平。（而钢球的磨损量也必然如同料子的磨损形式）
（3）举例说明
有个磨机在正常生产时紧急停磨，不空物料打开磨门观察发现：一仓钢球露出料面半个球，二仓有10cm厚的料层。这说明该磨机二仓研磨能力不足，一仓能力浪费，因为在这种情况下，二仓料层太厚，必然会跑粗，磨操作必定会降低喂料量直到磨机第二仓料球比合适为止，也就是说降低二仓料层厚度，使细度合格。但此时，磨机第一仓的料球比已不合适，球一定过多，料太少，磨机运转时，球与球空打，造成浪费，磨机产量必定不高。如果此时，把一仓倒出一部分球，二仓加相同重量的球锻，虽然研磨体总装载量没有提高，但第二仓球锻增加了，第一仓减的只是多余的不做功的球，磨机产量必定会增加。
设计磨机各仓填充率，还要考虑磨机的流程，一般来说对于有选粉机的磨机，磨机内研磨体的球面通常采用逐仓降低的装法，前后两仓球面相差25～50mm，这样可增加物料在磨内的流速；没有带选粉机的磨机，研磨体的球面常采用逐仓升高的办法，以控制成品细度。
选择研磨体的平均球径和最大球径，应考虑入磨物料的粒度、硬度、易磨性、产品细度、衬板形式等。磨内钢球的最大球径和平均球径一般情况下可用下式估计：
磨内钢球最大球径：DMAX=28（dmanx）1/3
磨内钢球平均球径：D=28d1/3
式中：dmax——磨机喂料最大粒度, d——入磨物料平均粒度；但，值得注意的是决定磨内最大球径和平均球径还要考虑物料水分和物料流动性的影响，如果物料水分太高或者物料流动性太差，那么经常会造成一仓磨口附近料位提高，出现饱磨，甚至倒料，磨机产量不高。此时，应提高研磨体的最大球径和平均球径，从而提高物料的流速，可显著提高磨机的产量。
确定了钢球最大球径、平均球径后即可试凑各种直径球的比例。通常在球仓采用3～6种不同尺寸的钢球，每一仓各级钢球的比例，一般是中间大两头小。如果物料的硬度和粒度大，可增加大球百分比，反之可增加小球百分比。一般情况下前后两仓钢球的尺寸应交叉一级，即前一仓最小尺寸钢球是下一仓最大尺寸钢球。
生料磨往往由于水分较大和物料流动性不好，而提高平均球径，相同磨机规格，平均球径高于水泥磨。
生料磨往往由于水分较大和物料流动性不好，而提高平均球径，相同磨机规格，平均球径高于水泥磨。研磨体装载量计算公式：
Ws=0.785Di2 Lγφ
其中：Ws—研磨体装载量（t）Di—磨机筒体有效内径（m） L—磨机筒体有效长度（m）γ—研磨体积密度（取4.5t/m³）φ—研磨体填充系数。
一般双仓磨取25~35%，单仓磨取35~40%，第二仓比第一仓的填充系数可稍大些。为了提高磨机产量，要求研磨体有一定的级配：
（1）入磨物料的粒度大和磨细度粗时，用较大直径的钢球，反之小些，通常入磨物料粒度为20~25mm，最大钢球直径为80~90mm；
（2）每仓中的钢球不能只有一个规格，要有3~5种，钢段1~2种；
（3）每一规格的研磨体装入量不是相等的，一般最大、最小的规格数量少些，中间的多些，约占60~80%，如物料硬度大、粒度大、大球多些、小球少些；
（4）钢球和钢段不能装在同一仓内。
球磨机在运转中，研磨体要磨损，尺寸变小，要及时添加新的打好研磨体，磨细砂1t消耗钢段6.25Kg，磨1t矿渣消耗钢段2.5Kg。钢球的直径在30~90mm之间，每隔10mm为一级。钢段规格为15×20，20×25，30×35。
（1）入磨粒度缩小后，第一仓研磨体平均球径也要缩小；第一仓长度要缩短，隔仓板前移；
（2）磨内风速要提高，磨机通风量加大；
（3）闭路粉磨系统辅助设备的生产能力要加大，系统循环负荷率要降低，选粉效率要提高。
（1）磨机产量低，产品细度较粗：一般是装载量不足所致，应该增加研磨体装载量；
（2）磨机产量较高，但产品细度较粗：是由于磨内物料流速太快，冲击能力过强而研磨能力不足所致。应该在装载量不变的情况下，减大球，加小球，降低平均球径；
（3）磨机产量低，产品细度较细：一般是大钢球太少，填充率偏大，导致冲击破碎作用减弱，应该在装载量不变的情况下，减小球，加大球，提高平均球径 ；
（4）产量高、细度合格：研磨体装载量和级配都比较合理。
