振动筛是目前工程中最常用的筛分机械,在矿业、冶金、医药、化工、粮食、建材加工和环境等领域有着广泛的应用。振动筛筛分的机理研究是振动筛性能改进和振动筛设计的基础,高的筛分效率和大的处理量一直是筛分作业追求的目标。以计算机技术、力学理论为依托的筛分过程数值模拟已成为筛分机理研究的重要手段。本文运用离散单元法对振动筛分过程进行数值模拟研究。在改进了振动筛筛分过程数值仿真三维模型基础上,基于离散单元法的EDEM软件,对颗粒振动筛分进行筛分实验,使得结果更加接近实际情况。以筛面长度为嵌入点,对各参数条件下筛分效率与筛面长度之间的关系进行了分析研究,进而归类,得出筛面长度与筛分效率的一般性规律关系。建立筛分效率综合数学模型,并进行多级优化,将优化所得参数值做模拟实验并进行对比,筛分效率提高约10 %。通过对所有实验数据进行分析发现筛面长度取对数ln ( x / 0.5l )与筛分效率取负对数ln ( -l n (1 -η))在结构参数、参动工艺参数模拟实验下具有直线关系。文中详细分析了振动筛分过程中的颗粒分层与透筛现象,定义了细粒比例、分层区域、透筛区域、分层速率与透筛速率等概念,并在此基础上建立了不同振动参数、筛面结构参数条件下的分层、透筛细粒比例与筛长,筛面区间,时间关系的数学模型。获得分层、透筛速率公式,并最终得到了分层速率与透筛速率与筛面结构参数、振动参数之间的关系。分析得到分层、透筛速率取最大值时振动参数、结构参数最优值。定义细粒数量而不是细粒质量来评价分层、透筛的好坏是筛分分层与透筛研究的一个创新。针对振动筛创新设计的需要,研制了一种组合式可调实验振动筛。与传统的振动筛实验样机相比,该振动筛是振动筛实验样机设计的一个创新,可以针对创新设计方案快速组合实验样机,降低了实验样机制造的成本和周期;还可以针对多组结构参数、振动工艺参数进行振动筛分性能实验。仿真结果与实验结果对比表明:仿真结果得到的参数对筛分效率影响的规律与实验结果是一致的,本文所建立的仿真方法反映了实际振动筛的特性和规律,是筛分过程规律分析及筛分机理研究的有效方法。