煤炭是我国的主要一次能源,选煤是实现煤炭清洁和高效利用的有效手段。筛分作业是选煤的关键环节。潮湿细粒煤炭的干法筛分是我国煤炭生产过程中所面临的难题之一。传统的筛分设备由于振动强度不足在处理潮湿细粒煤炭时存在比较严重的堵孔现象,难以实现有效筛分。弛张筛显著的特点是筛面振动强度大,筛体振动强度相对较低、筛分潮湿细粒物料时筛分效率高。目前,我国选煤厂使用的弛张筛主要依靠进口,其价格昂贵且存在关键部件更换频繁等问题。因此,本文基于曲轴连杆式弛张筛,将理论分析和试验研究方法相结合,对曲轴连杆式弛张筛的动力学及筛分特性进行了深入研究。研制了曲轴连杆式弛张筛实验样机并进行了大型化推广,以期为曲轴连杆式弛张筛的设计及高效运行提供参考依据,为潮湿细粒煤炭的干法筛分提供可靠的分级设备。所完成的主要工作和取得的研究结论归纳如下:通过理论分析建立了曲轴连杆式弛张筛运动学模型,建立了主、浮动筛框二自由度振动微分方程,得到了主、浮动筛框位移、速度、加速度时域特性方程式;揭示了曲轴偏心距、曲轴转速、筛框的质量比对筛体运动特性包括位移幅值,速度幅值,加速度幅值的影响作用;利用ADAMS软件对曲轴连杆式弛张筛进行了多体动力学仿真,获得了主、浮动筛框的运动曲线和空间轨迹;利用振动测试系统对曲轴连杆式弛张筛进行了运动学参数测试;通过振动测试分析了曲轴连杆式弛张筛不同运行阶段运动学特性及稳态运行时主、浮动筛框空间运动轨迹;曲轴连杆式弛张筛在启动和停机阶段均会出现共振现象,运行轨迹比较混乱;稳态运行阶段,主、浮动筛框位移波形为正弦波;理论结果,仿真结果、实验测试结果进行了对比,验证了理论模型的准确性。建立了曲轴连杆式弛张筛弹性筛面动力学模型,分析了弹性筛面运动学特性;揭示了曲轴偏心距、曲轴转速、筛面张紧量等参数对筛面运动特性包括筛面中点位移、速度、加速度的影响作用;对弹性筛面结构响应进行了参数化分析,阐述了物料质量、筛面加速度、筛面自由长度及张紧量对筛面结构响应的作用;分析了筛面分布载荷、剪力、扭矩和弯曲正应力随着物料质量、筛面加速度、张紧量的变化规律;讨论了筛面自由长度对筛面运动特性及使用寿命的影响机理,确定了理想筛面长度的取值范围;对弹性筛面运动学特性进行了模拟仿真,表明仿真结果和理论结果的偏差在6.70%以内;动态测试实验结果与理论结果进行了对比,证明了理论结果与实验结果吻合度较高。建立了曲轴连杆式弛张筛交变载荷力学模型;基于多体动力学,给出了曲轴与轴承铰接点处的交变载荷的时域变化曲线;揭示了曲轴转速、弹簧刚度对交变载荷的影响机理,优化了弹簧选型;基于有限元法对曲轴连杆式弛张筛筛体进行了模态分析和瞬态动力学分析,揭示了筛体的固有频率,避免正常工作时发生共振;阐述了GFRP材料的板簧结构对于改善弛张筛应力分布机理;研制了工业级曲轴连杆式弛张筛,对工业级曲轴连杆式弛张筛进行了动态测试;工业级曲轴连杆式弛张筛主、浮动筛框的稳态运行阶段位移时域响应曲线近似为直线,试验测试结果和理论计算结果相一致;对轴承选型及使用寿命进行了理论分析;可靠性试验表明,工业级曲轴连杆式弛张筛运行良好。搭建了曲轴连杆式弛张筛原煤筛分实验平台;采用单因素试验研究了给料速度、曲轴转速、筛面倾角、筛面张紧量对曲轴连杆式弛张筛筛分效果的影响规律;选取对曲轴连杆式弛张筛筛分性能影响显著的试验因素:曲轴转速、筛面倾角、筛面张紧量,采用响应面法设计并实施了多因素试验,对试验结果进行了模型拟合;得到了各试验因素对筛分效率影响显著性顺序:筛面倾角影响最为显著,其次为筛面张紧量,再次为曲轴转速;根据拟合模型建立了各试验因素对筛分效率的二次多项式回归方程,根据回归方程得到了筛分效率最高的参数优化方案;筛分实验结果表明曲轴连杆式弛张筛筛分效果良好,可以实现潮湿煤炭的深度高效筛分。本论文有图83幅,表31个,参考文献151篇。