在选矿厂用于同磨矿机组成闭路工作的分级机，需要有提升运输沉砂的机构，因此这类分级机被称为机械分级机，其实分级过程仍是借颗粒的沉降速度不同进行的。机械分级机除主要作为磨矿的辅助设备进行预先分级和检查分级外，有时也用于对含黏土矿石进行洗矿以及对矿将进行脱泥、脱水。
根据运输沉砂机械的形式不同，机械分级机可分为螺旋分级机、耙式分级机和浮槽分级机等。其中螺旋分级机构造简单，操作方便，分级槽具有较大的倾斜角度，便于同磨矿机作自流连接，故应用较普遍。螺旋分级机的外形是一个矩形斜槽，槽底倾角为12°~18.5°，底部呈半圆形。槽内安装有1或2个纵长的轴，沿轴长连续地安置螺旋形叶片。借上端传动机构带动螺旋轴旋转。如为双螺旋，从上部来看螺旋叶片均是向外转动。矿浆由槽的旁侧给入。在槽的下部形成沉降分级面。粗颗粒沉到槽底然后被螺旋推向上方排出，在运输过程中并进行脱水。未及沉降的细颗被表层矿浆流携带经溢堰排出。
分级过程与在分泥斗中基本相同。在分级槽下端有一个框架。框架的上部横梁设有提升装置，用以调节螺旋叶片距槽底的距离，并在停车时将螺旋轴抬起，以防止矿砂沉积埋住螺旋叶片。螺旋分级机分级液面的高低又可分为高堰式和浸入式（或称沉没式）两种。高堰式分级机的溢流堰高于下端螺旋轴的中心，而低于螺旋叶片的上缘。分级液面的长度不大，液面可直接感受到螺旋叶片上的搅动作用，故适于粗级分级作用，分级粒度多在0.15mm以上。浸入式分级机的下端螺旋叶片完全浸入在液面以下，分级面积大而又平稳，适于细粒级分级，分级粒度在0.15mm以下。它的溢流生产率较高。此外还有一种低堰式螺旋分级机，其分级液面低于下端螺旋轴承，液面很小，搅动作用大，主要用于含泥砂石的洗矿。