双螺杆式挤出机的优化设计

双螺杆式挤出机是指挤出机的机筒内有两根螺杆啮合工作，共同完成对塑料的强制向前推进输送和塑化工作。在双螺杆式挤出机与单螺杆式挤出机中，对原料塑化工作的比较如下：

1）原料被挤出塑化呈熔融态，在生产过程中产生的摩擦热量少。

2）原料在机筒内受双螺杆啮合剪切作用力稳定均匀，多种原料的混合和塑化质量比较好。

3）原料塑化在机筒内停留时间较短、挤出成型制品产量高。

4）粉状料能直接投入机筒内进行塑化，混合塑化质量稳定。

5）双螺杆啮合，完成旋转工作，机筒内的残料可自动清理。

1.双螺杆式挤出机类型

（1）按双螺杆的旋转方向分类可把挤出机分为同向旋转和异向旋转两种挤出机。同向旋转双螺杆式挤出机是指两根螺杆啮合工作时，旋转方向一致，见图1-2a。

图1-2 双螺杆同向旋转示意图

a）旋转方向 b）螺纹旋向

同向旋转双螺杆式挤出机中，两根螺杆的外形结构、各段螺纹几何形状及螺纹旋向都相同。两根螺杆上的螺纹啮合状态又可分为全啮合型、部分啮合型和非啮合型，见图1-3。

图1-3 同向旋转双螺杆的啮合状态

a）非啮合型 b）部分啮合型 c）全啮合型

JB/T 5420—2001中规定的同向旋转双螺杆式挤出机的基本参数见表1-9。

表1-9 同向旋转双螺杆式挤出机基本参数（JB/T 5420—2001）

异向旋转双螺杆式挤出机中，两根螺杆工作时的旋转方向相反，见图1-4。螺纹旋向一根是右旋，另一根必须是左旋，见图1-4b。

图1-4 双螺杆异向旋转示意图

a）旋转方向 b）螺纹旋向

两根螺杆的螺纹啮合状态，可分为全啮合型和非啮合型，见图1-5。

图1-5 异向旋转双螺杆啮合形式示意图

a）全啮合型 b）非啮合型

JB/T 6491—2001中规定的异向旋转双螺杆式挤出机的基本参数见表1-10。

表1-10 异向旋转双螺杆式挤出机基本参数（JB/T 6491—2001）

（2）按双螺杆的轴心线平行与否分类 可分为轴心线平行的啮合异向旋转双螺杆式挤出机（图1-6a）和轴心线相交的啮合异向旋转锥形双螺杆式挤出机（图1-6b）。

图1-6 轴心线平行及相交的异向旋转双螺杆

a）轴心线平行的异向旋转双螺杆 b）轴心线相交的异向旋转双螺杆

JB/T 6492—2001中规定的锥形双螺杆式挤出机的基本参数见表1-11。

表1-11 锥形双螺杆式挤出机基本参数（JB/T 6492—2001）

注：此锥形双螺杆式挤出机以加工硬聚氯乙烯管材、板材、异型材造粒为主。

2.基本参数

（1）螺杆直径 指螺杆上螺纹的外径，用D表示，单位为mm。锥形双螺杆的外径分大端和小端直径，一般用小端直径来表示螺杆直径的规格。

（2）螺杆长径比 用L/D表示，L为螺杆的长度，D为螺杆的直径。

（3）螺杆转速范围 指螺杆工作时的最高转速和最低转速，用n_max～n_min表示，单位为r/min。(www.xing528.com)

（4）电动机功率 指驱动双螺杆转动的电动机功率，用P表示，单位为kW。

（5）生产能力 生产能力与挤出物料的性质和成型模具的结构有关，是按塑料制品的种类标明的单位产量，用q表示，单位为kg/h。

（6）机筒的加热功率和加热段 指用电阻加热机筒时所用的总功率，用P表示，单位为kW。加热段是指机筒被加热的分段或温度控制段。

（7）螺杆的旋向 指两根螺杆的工作旋向，有同向和异向旋转之分。同向旋转双螺杆式挤出机多用于混合物料，异向旋转双螺杆式挤出机多用于成型制品。

（8）螺杆中心距 指两根螺杆装配后的中心距离，用a表示，单位为mm。

（9）螺杆承受转矩 表明螺杆所能承受的最大转矩，单位为N·m。为了设备安全，设备工作时不允许超过其最大转矩值。

（10）螺杆用轴承的承受能力 指支撑螺杆传动轴所用轴承能承受的最大轴向力，单位为N。

国内部分双螺杆式挤出机生产厂产品型号及基本参数，见表1-12～表1-19。

表1-12 兰州兰泰塑机公司产同向双螺杆配混式挤出机基本参数

注：该机可为填充料、着色料、塑料合金、玻璃纤维增强等多种料混合挤出造粒。配置特殊双螺杆，可为聚合物的缩聚、聚合、交联、接枝反应挤出造粒。

表1-13 大连冰山橡塑股份有限公司产双螺杆式挤出基本参数

（续）

①该机与SJ-180×6单螺杆式挤出机组成二阶挤出机，用于生产热敏性及剪切敏性料造粒。

②该机与相应的SJL-F90型塑料挤出造粒辅机配套，组成交联PE料挤出造料生产线。

③该机配合相应辅机用于ABS粉料造粒，也可用于其他料改性造粒。

表1-14 大连冰山橡塑股份有限公司产锥形双螺杆（SJSZ-60）式挤出机基本参数

注：此机可为PVC粉料挤出造粒，也可与相应辅机配套生产PVC硬管、板、异型材等制品。

表1-15 上海挤出机厂产锥形双螺杆式挤出机基本参数

（续）

注：用于挤出硬质PVC粉料造粒或配置相应辅机挤出成型管、板和异型材。

表1-16 大连冰山橡塑股份有限公司产异向平行双螺杆式挤出机基本参数

注：该机主要是用PVC粉料生产硬管、板和异型材，也可用于造粒。

表1-17 南京橡塑机械厂产SJSH系列同向平行双螺杆式挤出机基本参数

（续）

表1-18 张家港华明机械有限公司产锥形双螺杆式挤出机基本参数

注：该机主要用于挤出硬质PVC粉料直接成型管、板、异型材，也可用于各种塑料改性及粉料造粒。

表1-19 上海挤出机械厂产SJSZ系列锥形双螺杆式挤出机基本参数

注：主要用于PVC粉料挤出造粒，或配置相应辅机挤出管、板和异型材。配置特殊螺杆，可为聚合物缩聚、聚合、交联、接枝反应挤出。