煤炭是中国的基础能源和重要原料,煤炭工业是关系国家经济命脉和能源安全的重要基础产业。选煤是煤炭清洁与高效利用最为经济有效的办法,振动筛分设备是原煤分级、脱水、脱泥、脱介的主要筛分设备之一。但是目前煤炭开采普遍采用综采技术,煤的破碎程度高,且由于采用水力采煤、井下喷水防尘等措施,最终导致原煤中细粒级煤岩石组分和水分含量增加。选用普通直线振动筛对这类潮湿细粒煤进行干法筛分时,筛面糊孔、堵孔现象严重,筛分效率显著降低。近年来,在潮湿细粒煤深度筛分方面,弛张筛以其筛分效率高、处理能力大、不易堵塞等特点存在相对优势,具有广泛的应用前景和市场潜力。但是现有弛张筛多采用静定结构,在激振力、惯性力及物料冲击力的联合作用下,稳定性降低,极易出现刚度以及强度不足,造成筛箱变形、管梁断裂和侧板开裂等问题。针对上述潮湿细粒物料干法深度筛分过程中所存在的问题,本文将超静定理论应用到弛张筛的结构研发中,设计一种超静定网梁体激振系统激振的3080圆振动弛张筛,并以其为研究对象,对其展开理论分析、数值模拟、有限元分析及结构优化设计,研究成果如下:建立3080圆振动弛张筛力学模型,基于影响系数法推导筛箱的三自由度振动微分方程,通过复数法求解,确定振动系统的幅频与相频特性。通过MATLAB/Simulink动态系统建模仿真,了解弛张筛的时域特性。最后根据理论计算结果对3080圆振动弛张筛进行结构设计。采用Mooney-Rivilin模型模拟聚氨酯弹性材料变形时的力学特性,确定模型材料常数,为后续的仿真分析奠定基础。对弛张筛聚氨酯筛面克服堵孔和筛面糊粘问题展开机理分析,然后建立聚氨酯筛面的弹性压杆力学模型,通过理论推导计算,确定聚氨酯筛面不同位置的位移、速度和加速度。最后采用有限元分析方法并对筛面进行仿真分析,确定筛面在工作过程中的应力及变形情况。建立3080圆振动弛张筛有限元分析模型,ANSYS Workbench软件对其进行有限元分析。通过模态分析,获得结构的前十六阶固有频率,通过分析确定在工作频率14.1Hz下,筛箱结构不会产生共振,避免共振对结构所产生的危害。通过对总筛箱和侧板、超静定网梁体结构等关键零部件进行谐响应分析,了解变形及应力分布情况,为3080圆振动弛张筛结构的后续优化改进奠定基础。最后按照结构相似理论制造样机,对样机进行运动学参数测试,验证理论计算与仿真结果的正确性。根据工程结构优化设计理论,建立3080圆振动弛张筛支承梁位置优化设计数学模型,在线性静态结构分析的基础上,利用ANSYS Workbench的Design Exploration快速优化工具箱对4根支承梁在筛箱上的位置进行优化。通过求解分析确定支承梁优化的核心设计变量和最优方案,该方案较好改善了3080圆振动弛张筛筛箱结构的变形和应力分布情况。