我国发生电气火灾事故频繁,因涉及各种电气设备故障的原因而导致火灾发生的起数一直居高不下,造成了大量的生命财产损失。为准确查明此类电气火灾事故的主要成因,预防其他类似火灾事故再次发生,需及时提取电气火场中的金属熔珠熔痕等熔落物作为重要物证。涡流分选机作为火场金属熔落物分离的主要装置,其重要性不言而喻。传统的涡流分选设备不仅体积巨大,不便携带,应用范围也会受到很大的限制。因此,涡流分选机的轻量化设计具有十分重要的现实意义。针对火场环境下的涡流分选机需要轻量化设计的特殊要求,本文分析了涡流分选机的工作原理并指出了现有设计上存在的不足,分析出影响原有涡流分选机分选能力的相关参数。为了使设计的分选机在保证分选能力的情况下,重量最小,建立了现有涡流分选机核心部件磁辊的有限元模型,从原理上提出一种轻量化设计的方案,然后利用网格搜索法对磁辊进行了重量优化。为分析涡流分选机的工作原理,在有限元软件中分析了涡流分选机的静态和瞬态特性。利用静态场仿真分析得出原结构的磁感应强度和磁力线分布情况、熔落物距磁极表面的距离对漏磁通密度的影响和距磁极表面固定距离漏磁密的分布情况等规律。利用瞬态场仿真分析得出金属熔珠进入原结构磁场后对磁辊磁力线分布、磁感应强度分布的影响和不同材料的熔珠、磁辊转速、磁块个数对金属熔珠所受电磁斥力大小的影响等规律。为了使设计的分选机在保证分选能力的情况下,重量最小,本文采用有限元结合网格搜索优化算法的方法,对比分析涡流分选机在不同外径、不同内径和不同磁极对数的情况下,磁辊外表面磁感应强度的变化规律,对设计进行了结构参数优化,提出一种对原涡流分选机的优化设计方案,得出了现阶段涡流分选机最为合理的结构,减轻了分选机的重量,提高了分选机的效率,实现了轻型化。