球磨介质的运动状态主要由球磨机的转速和介质充填率来决定，此外还受到其它众多因素的影响。磨矿过程是钢球与矿物接触才有可能发生破碎行为，国内外学者开始着重研究钢球的磨矿行为，他们认为钢球在磨机中对矿物的破碎属于概率的问题，河南红星机械专家认为，钢球打击到矿物是随机的，打击到矿物后矿物发生破碎行为同样也是随机的，是否发生矿物的破碎，需要用概率论的方法来研究。
二十年代，国外学者E.W戴维斯针对球磨机内钢球的抛落情况进行大量研究，他在带有透明端盖的球磨机上装用高速照相机对磨机运动时磨球的运动轨迹进行拍摄研究，通过观察磨球的抛落状态最终确定磨球的运动轨迹是抛物线和圆的组合，然后用几何分析法对磨球的抛落状态建立方程，通过对方程的求解得出磨球运动轨迹中一些特殊点的位置坐标，这种方法可以定量的描述磨球的运动轨迹。但是这种研究方法是假设磨机中的磨球和磨球之间既不存在相对滑动，也不存在相互的作用，然而在实际生产中，这种情况不存在，所以假设就与实际不相符。但该实验也同时证明了，当球磨机的介质充填率达到40%-50%时，在加入一定的矿料同时采取湿式磨矿的条件下，磨球基本上没有相对滑动，这与研究的假设条件基本相符，所以在介质充填率达到40%-50%时，可以采用上述理论进行计算分析，这些理论在指导实际生产上还是有一定的参考价值。
