双螺杆式挤出机的工作原理和应用领域

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，如图5-2a所示。

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，如图5-3所示。

图5-2 双螺杆同向旋转示意图

a）旋转方向 b）螺纹旋向

图5-3 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5-6。

表5-6 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，如图5-4a所示。螺纹旋向一根是右旋，另一根必须是左旋，如图5-4b所示。

两根螺杆的螺纹啮合状态，可分为全啮合型和非啮合型，如图5-5所示。

图5-4 双螺杆异向旋转示意图

a）旋转方向 b）螺纹旋向

图5-5 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5-7。

表5-7 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5-6a）和轴心线相交的啮合异向旋转锥形双螺杆式挤出机（图5-6b）。

图5-6 轴心线平行及相交的异向旋转双螺杆 a）轴心线平行的啮合异向旋转双螺杆 b）轴心线相交的啮合异向旋转双螺杆

JB/T 6492—2001中规定的锥形双螺杆式挤出机的基本参数见表5-8。

表5-8 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。(www.xing528.com)

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。

（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。为了设备的安全，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5-9～表5-14。

表5-9 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5-10 大连冰山橡塑股份有限公司产双螺杆式挤出基本参数

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5-11 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5-12 上海挤出机厂产锥形双螺杆式挤出机基本参数

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5-13 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5-14 上海挤出机械厂产SJSZ系列锥形双螺杆式挤出机基本参数

（续）

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。