煤炭是我国的主要能源,选煤是煤炭高效利用与洁净化生产的有效手段。筛分作为选煤作业的关键环节,广泛应用于煤炭的分级、脱水、脱泥与脱介。等厚筛是最为重要的一种筛分设备,具有筛分效率高、处理量大等优点。但传统等厚筛结构复杂、工作空间大,且动力学参数分布过渡不平滑限制了筛分效率的进一步提高。针对这一情况,本文将等厚筛分方法与变轨迹技术相结合,对水平变轨迹等厚筛开展研究。利用水平筛面的变轨迹运动实现了等厚筛分效果。分析了影响传统等厚筛筛分效果的主要因素。在相同处理量情况下当多段筛面的几何参数一定时,影响筛分效果的因素主要为筛面振幅、振动频率、振动水平角及各段筛面倾角。提出了稳定筛分效率的概念,以此为试验指标进行了正交试验设计并利用EDEM软件对香蕉筛筛分过程进行了数值模拟。将筛分过程视为稳定筛分效率关于影响因素的隐函数,基于LRGA-GRNN神经网络对该隐函数进行了拟合,并利用局部加强遗传算法进行了参数优化,得到了传统等厚筛的理想动力学参数分布规律。分析了水平筛面变轨迹运动机理,通过建立筛面单颗粒受力模型确定了相同处理量情况下当筛面的几何参数一定时,影响筛分效果的因素主要为筛面相对参振质心位置、质心振幅、振动频率、质心振动方向角以及摆角幅值。利用EDEM软件进行了筛分过程正交试验。通过LRGA-GRNN神经网络与局部加强遗传算法对筛分过程隐函数进行了拟合及参数优化,确定了水平变轨迹等厚筛理想动力学参数分布规律。与水平筛面直线筛及香蕉筛进行了比较,证实了水平变轨迹等厚筛在整体上筛分效果优于水平筛面直线筛及香蕉筛。分析了利用简谐力偏移激振方法实现水平筛面变轨迹运动的基本原理。对四轴强制同步偏移激振系统进行了数值模拟与试验研究,结果表明采用强制同步产生简谐激振力的方式对参振系统进行偏移激振可以得到与理想动力学参数分布趋势相一致的系统响应。讨论了利用偏移激振方法实现理想动力学参数分布的振动系统模型参数设计方法,进行了设计结果的数值模拟分析,仿真值与理想值相接近,以此证明了该方法的有效性。建立了采用联接驱动形式的水平变轨迹等厚筛自同步偏移激振振动系统的动力学模型。分析了改变电机输出特性的基本原理。将平均小参数法推广应用到联接驱动系统,分析了采用联接驱动形式的水平变轨迹等厚筛偏移激振振动系统的自同步条件与振动同步传动机理。分析了同步相位差角对于合成激振力的影响,两激振轴同步相位差角不为0°时合成激振力将不通过回转中心中垂线并引入附加力偶。建立了采用联接驱动形式的水平变轨迹等厚筛自同步机电耦合方程并利用AMESim软件进行了数值模拟,分析了驱动电机输出特性差异对同步特性的影响。对水平筛面变轨迹运动的变频调速方法与振动同步传动方法进行了仿真与试验分析,获得了变频调速方法系统响应的变化规律。利用机电耦合方法讨论了理想动力学参数分布的自同步偏移激振方法实现,仿真值与理想值较为接近,证明了该方法的有效性。为了提高水平变轨迹等厚筛筛面防堵孔能力,提出了一种多自由度防堵孔筛面用于分级作业。建立了多自由度防堵孔筛面的动力学模型,对筛面联接件等效刚度进行了推导分析。通过数值求解及试验验证,发现采用多自由度防堵孔筛面能够显著提高筛面相对于筛体的振动强度,振动过程中筛孔大小不断变化,从而可以获得类似弛张筛的防堵孔的效果。