在工程作业中振动筛作为一种对物料粒径进行分级的专用设备。筛分效果的好坏，不仅影响着下一步作业的效率，而且还直接或间接地影响产品的价值。

基于EDEM离散元仿真软件能够综合考虑不同物料特性，还原筛分过程的物料流动状态，分析筛面物料流动异常、料层过厚、筛孔堵塞等问题，并计算对比不同筛面结构、不同运动特性下的筛分效率和过筛质量，进而提高振动筛的设计水平，增效降耗。

相关视频可关注视频号“EDEM”查看

本案例物料为已标定过的花岗岩，物料粒度为1.2cm、1.8cm、2.4cm、3cm、6cm均匀分布，运量720t/h，入料速度2m/s。

研究内容：

1、选取单层圆振动平筛，研究不同振幅频率对振动筛筛分效率的影响；

2、研究香蕉筛不同振幅频率组合下对筛分效率的影响。其中香蕉筛筛面共5段，每段1220x1800mm，筛面倾角分别为20°、16°、12°、8°、4°；

3、采用与平筛相同的筛箱外形，使多段筛面有不同的振幅频率，对比多段面复频筛与普通平筛的筛分效率；

4、分析振动筛不同横梁模型在料流作用下的冲击磨损情况；

5、结合有限元软件研究由于物料引起的设备结构载荷，并对筛箱进行模态分析。

EDEM仿真筛分工况如下：

表：EDEM仿真筛分工况

·普通平筛：不同振幅与频率组合下的筛分效率

根据EDEM仿真结果可知：普通平筛在物料进入后约5s铺满筛面，进入到稳定筛分阶段，筛分效率随时间在58%-65%之间波动。

1、振幅过大或过小都不利于物料分层，如图所示，振幅在8mm时筛分效率较优；

2、频率大于8hz后，物料在筛面上流动较快，容易形成溜槽，筛分效率差；

3、在该案例中，振幅8mm、频率5hz时筛分效率最佳。

EDEM仿真对比普通平筛不同振幅与频率组合下的筛分效率

·香蕉筛：不同振幅与频率组合下的筛分效率

根据EDEM仿真结果可知：香蕉筛物料约3s铺满筛面达到稳定筛分，在所选取的振幅频率范围内筛分效率均80%-90%，筛分效率较普通平筛更高。

1、当入料过快时，普通平筛入口处容易出现物料堆积，需要通过提高振幅来增加颗粒跳动，而香蕉筛的特殊结构使大颗粒物料运动较快，更容易达到物料分层，因此振幅对香蕉筛筛分效率影响较小；

EDEM仿真对比香蕉筛不同振幅与频率组合下的筛分效率

·复频筛：对比普通平筛的筛分效率

该复频筛与普通平筛的筛面尺寸相同，筛分物料参数也相同，根据EDEM仿真结果对比筛分效率可得：

EDEM仿真对比复频筛与普通平筛的筛分效率

·振动筛不同横梁模型对比

改变筛面下方的横梁结构，主要仿真对比横梁部分的冲击及磨损数据。根据EDEM仿真物料透过筛面下落的料流速度情况及横梁的法向累积接触能可知：

EDEM分析横梁的冲击磨损情况

·物料引起的设备结构载荷

在工程实际应用中，筛机受激振器激振力与物料冲击载荷的影响，因此基于EDEM散装物料数据能够对筛机进行更真实的结构分析。

利用EDEM-SimSolid软件联合仿真分析筛体关键部位工作过程的结构受力，如图所示为筛箱应力云图：筛箱底部横梁与底座处所受应力最大，需要加固优化，并进一步进行疲劳寿命分析。

物料引起的筛箱应力云图

·筛箱的模态分析

采用SimSolid软件，对平筛筛箱进行模态分析，底座采用弹簧约束，其他零部件采用常规连接。模态分析结果：

1、筛分机在13阶模态的运动均为刚体平动，不用考虑。在49阶模态时，筛分机的侧板会发生不同方向扭动，可以考虑对侧板进行加固加厚。

2、前6阶的模态频率较小，后3阶模态频率较大。这是因为前五阶主要由振动筛筛箱的质量与结构所决定，后3阶为振动筛真实的振动模态，且工作频率需要避免在第七阶模态16.92hz左右，减少共振破坏。

3、基于模态分析结果可进一步进行谐响应分析。

表：模态分析结果

·总结

6、利用EDEM软件能够建立针对不同物料特性的筛机研发数据库，加快推动产品和流程的创新。