双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机的基础上发展起来的。它是由螺杆、机筒、加热器、机头连接器（包括多孔板）、传动装置（电动机、减速器、推力轴承等）、加料装置（料斗、加料器等）和机座等部件组成。各部件的职能与单螺杆挤出机基本相同。双螺杆挤出机的结构如图4-14所示。
2.双螺杆挤出机的类型
双螺杆挤出机按照两根螺杆的相对位置，可分为啮合型和非啮合型；在啮合型双螺杆中，根据啮合的程度分为部分啮合型和完全啮合型。按照螺杆旋转的方向，可分为同向旋转和异向旋转；异向旋转又分为向内和向外两种。按两根螺杆轴线相交还是平行，可分为平行双螺杆和锥形双螺杆。双螺杆挤出机转向与啮合的关系如图4-15所示。它们的工作机理和性能及用途有很大不同，选用时必须弄清。
图4-14 双螺杆挤出机结构示意图
1—机头连接器 2—多孔板 3—机筒 4—加热器 5—螺杆 6—加料器 7—料斗 8—加料器传动机构 9—推力轴承 10—减速箱 11—电动机
图4-15 双螺杆挤出机转向与啮合的关系
（1）啮合型同向旋转双螺杆挤出机 这种双螺杆挤出机采用组合式，螺杆和机筒都是组合的。其长径比大（L/D=36～48），螺杆转速高（新一代最高可达1200r/min），配有各种混合元件和剪切元件。通过科学的组合，可以提供高的剪切速率和切应力，能进行分布混合和分散混合；可对不同聚合物（两种及两种以上聚合物）和配方（聚合物中加有各种添加剂）进行共混、填充、增强改性；也可进行反应挤出。它比单螺杆挤出机的混合能力有大幅度的提高，是目前塑料改性中用得最多的一种机器。
这里应当指出，虽然这种机器性能好，但若不会应用，就发挥不了它应有的作用。当前最突出的现象是，有的使用单位自机器买回来，不管是什么物料，什么配方，完成什么混合作业，都是用一种螺杆（机筒）组合，从来就没有拆过螺杆（机筒），进行过重新组合。一种螺杆（组合）到底，这是很不应该的，完全违背了这种双螺杆的设计用意，也不会有好的使用效果。正确地使用应当是根据不同的物料和配方，以及要完成的混合工艺目标，选用不同的螺杆（机筒）元件，对螺杆（甚至机筒）进行组合。当然，这种组合是一种专门的技术和诀窍，是要根据对各种螺杆元件性能以及物料性能的了解，通过实验-经验-理论分析结合的方法得出的。有的双螺杆生产厂家，在卖给使用单位时会提供1～2种螺杆组合，但更多的螺杆组合要靠用户自己的实验和经验。
（2）啮合型异向旋转双螺杆挤出机 这种双螺杆挤出机又分平行的和锥形的两种。目前国内使用的异向双螺杆挤出机主要用于RPVC制品的挤出和造粒。
1）用于RPVC制品挤出的啮合异向平行双螺杆挤出机。其工作机理和啮合同向双螺杆挤出机不同。啮合异向平行双螺杆挤出机是靠正位移输送物料的。螺杆是整体式，各区段一般由螺纹组成，螺槽较深，在啮合区纵横向都是封闭的。螺杆长径比L/D要比啮合同向双螺杆挤出机小得多，L/D=20～25。螺杆转速低，大约几十转/分，分布混合能力较差。但在两螺杆的压延间隙中有拉伸流动和剪切流动，故有较好的分散混合能力。但若将这种双螺杆挤出机用作专用混炼机，其混合能力还是有限的。
锥形双螺杆挤出机的性能和用途与啮合异向平行双螺杆挤出机相同。其混合能力也有限，主要用于RPVC制品的挤出。
2）用于配混料的啮合异向平行双螺杆挤出机。不同于用于RPVC制品挤出的啮合异向平行双螺杆挤出机，它的螺杆构型中组合了许多非常规螺纹元件（螺棱窄，螺槽宽，在啮合区纵横向皆开放）、特殊混合元件及剪切元件。螺杆长径比大（L/D=30～40），螺杆转数高达几百转/分，设有排气区，可以有几个加料口。这种双螺杆挤出机的混合效果可与啮合同向双螺杆挤出机比美，其分散混合性能甚至优于啮合同向双螺杆挤出机。
（3）非啮合双螺杆挤出机 这是另一类双螺杆挤出机。它与啮合型双螺杆挤出机不同，两螺杆外径相切，不啮合，作异向向内旋转。在两个机筒孔之间有通道，因而两螺杆之间有物料交换。其长径比大，L/D可达100。螺杆转数高，可达几百转/分。这种双螺杆挤出机的分布混合性能好，但因无窄间隙的高剪切区，分散混合能力较差，其建压能力也较低，可用于混料造粒。如想建压，则两根螺杆不一样长，长出的那根螺杆就是单螺杆，可以建立较高压力。这种双螺杆挤出机适用于共混、填充、增强改性，脱挥发分，塑料回收，更适于反应挤出。
3.双螺杆挤出机主要技术参数
（1）螺杆直径 指螺杆上螺纹的外径。用D表示，单位为mm。锥形螺杆的外径分大端直径和小端直径，一般是用小端直径来表示锥形螺杆直径的规格。
（2）螺杆长径比 指螺杆的有效长度与外径之比。用L/D表示，L为螺杆螺纹部分长度，D为螺杆直径。一般整体式双螺杆挤出机的长径比在7～18之间。对于组合式双螺杆挤出机，长径比是可变的。
（3）螺杆转向 螺杆的转向有同向和异向之分。一般同向旋转的双螺杆挤出机多用于原料的混合；异向旋转的挤出机多用于塑料制品的挤出成型。
（4）螺杆转速范围 指螺杆工作的最高转速和最低转速。用nmin～nmax表示，单位为r/min。
（5）电动机功率 指驱动螺杆转动的电动机功率。用P表示，单位为kW。
（6）生产率 生产率的高低与挤出塑料的性质和成型模具的结构有关，它是按塑料制品种类标明的单位时间产量。用q表示，单位为kg/h。
（7）机筒的加热功率和加热段 加热功率指用电阻加热机筒时所用的总功率。用P表示，单位为kW。加热段是指机筒被分段加热或温度控制段。
（8）螺杆中心距 指两根螺杆装配后的中心线距离。用n表示，单位为mm。
（9）螺杆承受转矩 标明的是螺杆承受的最大转矩。单位为N·m。为确保挤出机安全生产，工作时不允许超过其最大转矩值。
（10）螺杆轴承的承受力 指支承螺杆传动轴的轴承能承受的最大轴向力。单位为N。
4.双螺杆挤出机的操作规程
（1）开机前的准备
1）检查电器配线是否准确，有无松动现象。
3）检查所有润滑点，并对所有需连接的润滑点再次清洁。
4）起动润滑油泵，检查各润滑支路油流是否均匀稳定。
5）检查所有上下水管、油管、真空管路，均应畅通、无泄漏，各控制阀门均应调节灵便。
6）检查整个机组地脚螺栓是否旋紧。
7）确认主机螺杆、机筒组合构型是否适合于将要进行挤出的配方，若不适合，则应进行重新组合调整。
8）通电将主机加热到指定温度并保温20min后，按螺杆正常转向手动盘车，两根螺杆与机筒、两螺杆之间，在转动数圈中均无异常响声和摩擦。若有异常，应抽出螺杆重新组合后装入。
9）检查主机和喂料电动机的旋转方向，面对主机出料机头，如果螺杆元件是右旋，则螺杆为顺时针方向旋转。各喂料机按配套要求检查运转情况。
10）清理储料仓及料斗。确认无杂质异物后，将储料仓加满物料，起动自动上料机。料斗中物料达到预定料位后，上料机将自动停止上料。
11）对有真空排气要求的作业，应在冷凝罐内加好洁净自来水至规定水位，关闭真空管路及冷凝罐各阀门，检查排气室密封圈是否良好。
12）机头可装也可不装过滤板（网），若工艺要求加过滤网时，可自备过滤网。
13）主机冷却方式分为风冷或水冷（油冷）两种。对于风冷式，应检查风机运转是否正常。对于水冷式，一般都有配套的软水（或导热油）循环冷却系统。使用前应在水箱内加注软水（或导热油）至规定液位。初次使用时应待系统工作后再补加适量软水（或导热油）至正常液位。使用前须将各机筒段冷却管路阀门旋紧关闭。
（2）开机操作
1）预热升温。按工艺要求对各加热区温控仪表进行参数设定。(www.xing528.com)
2）各段加热温度达到设定值后，继续保温30min，以便加热螺杆，同时进一步确认各段温控仪表和电磁阀（或冷却风机）工作是否正常。
3）起动润滑油泵，再次检查系统油压及各支路油流，打开润滑油冷却器的冷却水开关（当气温较低或工作后油箱温升较小时，冷却水亦可不开）。
4）用手盘动电动机联轴器，正常（螺杆至少转动三转以上）后方可起动主电动机，调整主机转速旋钮（注意开车前首先将调速旋钮设置在零位），逐渐升高主螺杆转速，在不加料的情况下空转转速不高于40r/min，时间不大于1min，检查主机空载电流是否稳定。
5）主机转动若无异常，即可少量加料，以尽量低的转速开始喂料，待机头有物料排出后再缓慢升高喂料螺杆转速和主机螺杆转速，升速时应先升主机速度，待电流回落平稳后再升速加料，并使喂料机与主机转速相匹配。每次主机加料升速后，均应观察几分钟，无异常后，再升速直至达到工艺要求的工作状态。
6）待主机运转平稳后，则可起动冷却系统水泵，然后微微打开需冷却的机筒段截流阀，待数分钟后，观察该段温度变化情况。
7）在主机进入稳定运转状态后，再起动真空泵。从排气口观察螺槽中物料塑化充满情况，若正常即可打开真空管路阀门，将真空控制在要求的范围之内。若排气口有“冒料”现象，可通过调节主机与喂料机螺杆转速，或改变螺杆组合构型等来消除。
8）塑料挤出后，即需将挤出物料慢慢引上冷却定型、牵引设备，并事先起动这些设备。然后根据控制仪表的指示值和对挤出制品的要求，将各环节作适当调整，直到挤出操作达到正常状态为止。
9）切割取样，检查外观是否符合要求，尺寸大小是否符合标准，快速检测性能，然后根据质量要求调整挤出工艺，使制品达到标准要求。
（3）停机操作
1）正常停车顺序：
① 将喂料螺杆转速调至零位，按下喂料机停止按钮。
② 关闭真空管路阀门。
③ 逐渐降低螺杆转速，尽量排尽机筒内残存物料。对于受热易分解的热敏性物料，停车前应用聚烯烃料或专用清洗料对主机清洗，待清洗物料基本排完后将螺杆主机转速调至零位，按下主机停止按钮，同时关闭真空室旁阀门，打开真空室盖。
④ 若不需拉出螺杆进行重新组合，可依次按下主电机冷却风机、油泵、真空泵、水泵的停止按钮，断开电器控制柜上各段加热器电源开关。
⑤ 关闭切粒机等辅机设备。
⑥ 关闭各外接进水管阀，包括加料段机筒冷却水、油润滑系统冷却上水、真空泵和水槽上水等（主机机筒各软水冷却管路节流阀门不动）。
⑦ 对排气室、机头模面及整个机组表面进行清扫。
2）紧急停车。遇有紧急情况需要停主机时，可迅速按下电器控制柜红色紧急停车按钮，并将主机及各喂料调速旋钮旋回零位，然后将总电源开关切断。消除故障后，才能再次按正常开车顺序重新开车。
（4）安全生产注意事项
1）开机时操作人员不得站在机头前面，要在侧面操作，以免机头喷料，烫伤人体。
2）机器运转中发现机头漏料时应及时进行停机检修，装机头时要注意装紧，以免开车挤料时将机头挤出。
3）挤出机过滤网应根据工艺要求合理选用并定期更换。
4）在全部生产过程中应随时检查机器设备仪表和工作部分，坚持巡回检查，确保设备安全运转。
5）辅助设备发生故障要停止运转后再修理。
6）停机后应做必要的清理和检修，停机时间长时要做好各部位的防锈工作。
7）挤出机停机时，机筒内除烯烃类物料外，对热敏性塑料（如聚氯乙烯），必须将机筒的剩料挤出。
5.双螺杆挤出机的维护和保养
为了确保挤出机的安全稳定生产，延长其使用寿命，必须加强对双螺杆挤出机的维护保养工作，具体内容如下：
1）物料内不允许有杂物，严禁金属和砂石等坚硬物进入料斗和机筒内。
2）打开机筒盖或抽气室盖时，严防有异物进入主机内。
3）预热升温时间要充足，一般达到工艺设定温度后，应恒温2～3h。开车之前手动盘车应轻快。
4）螺杆只允许在低速下起动，空转时间不应超过2min，喂料机在采用饥饿方式唯料后，方可逐渐提高转速。
5）经常检查各润滑部位和油位，新机器开始运转时，第一年每季度换油一次，以后每半年换油一次。
6）经常检查螺杆、机筒的磨损情况，必要时更换。
8）每月清理润滑油过滤器、吸油箱等，并检查油箱内磁铁表面是否有铁屑。
9）每天应进行巡检。内容有：各润滑部位的润滑情况和油位显示；各转动部位轴承的温升及噪音情况；机组的振动情况；电动机、电加热器的电流、电压显示；润滑油、冷却水的温度、压力显示及其管路的泄漏情况；挤出产品的质量等。
10）长时间停机时，对机器应有防腐、防污措施。
6.双螺杆挤出机常见故障和处理方法（见表4-8）
表4-8 双螺杆挤出机常见故障及处理办法
（续）
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