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一、产品定义
双螺杆挤出机是一种通过两根相互啮合的螺杆对物料进行加热、塑化、混合并挤出的塑料加工设备，在几何结构和加工机制上与单螺杆机器存在显著不同。它是在单螺杆挤出机基础上发展起来的，由于具有良好的加料性能、混炼塑化性能、排气性能、挤出稳定性等特点，已广泛应用于挤出制品的成型加工。
双螺杆挤出机由传动装置、加料装置、料筒和螺杆等几个主要部分组成，其核心是两根置于“∞”形截面料筒中的平行螺杆。
| 对比维度 | 双螺杆挤出机 | 单螺杆挤出机 |
|---|---|---|
| 螺杆数量 | 两根相互啮合的螺杆 | 一根螺杆 |
| 混合能力 | 分散+分布混合，能力强 | 主要靠摩擦拖曳，能力弱 |
| 自洁性 | 优异（同向型） | 无 |
| 停留时间分布 | 窄 | 宽 |
| 排气性能 | 优异 | 一般 |
| 典型应用 | 配混、改性、反应挤出 | 挤出成型 |
二、工作原理
从运动原理来看，双螺杆挤出机可分为同向啮合型、异向啮合型及非啮合型。
2.1 同向啮合型双螺杆挤出机
两根螺杆同向旋转，在啮合区形成复杂的流动通道，物料受到拖拽流和部分正位移输送的双重作用。
| 工作特性 | 原理说明 |
|---|---|
| 自洁功能 | 一根螺杆的螺棱刮擦另一根螺杆的螺槽，不断更新物料表面 |
| 混合机理 | 在螺纹元件中剪切速率分布均匀（分布混合）；在捏合盘元件中剪切速率高（分散混合） |
| 转速范围 | 高速同向机最大螺杆速度范围为300~600r/min |
2.2 异向啮合型双螺杆挤出机
两根螺杆反向旋转，两螺杆螺槽之间的空隙很小（比同向啮合型双螺杆挤出机中的空隙小很多），因此可达到正位移输送特性。
| 工作特性 | 原理说明 |
|---|---|
| 正位移输送 | 物料被强制向前推进，建压能力强 |
| 转速范围 | 一般在较低螺杆速度下操作，约10r/min |
| 典型应用 | 型材挤出（如PVC管材、型材） |
2.3 工作流程
双螺杆挤出机从原料到成品的完整工作流程如下：
工艺流程：高混机 → 上料机 → 主喂料机和侧喂料机 → 双螺杆挤出机 → 水槽 → 吹干机 → 切粒机 → 料仓
| 阶段 | 功能描述 |
|---|---|
| 喂料 | 原料从料斗经喂料系统进入挤出机 |
| 熔融混炼 | 物料通过温控系统加热后以合适温度熔融混炼 |
| 排气脱挥 | 真空系统去除废气 |
| 挤出成型 | 混炼后的熔体以一定压力通过造粒模板被挤出 |
三、产品分类
双螺杆挤出机可按以下多个维度进行分类：
| 分类维度 | 类别 | 说明 |
|---|---|---|
| 旋转方向 | 同向旋转 | 两根螺杆工作时旋转方向一致 |
| 异向旋转 | 两根螺杆工作时旋转方向相反 | |
| 螺杆轴线 | 平行双螺杆 | 两根螺杆轴心线相互平行 |
| 锥形双螺杆 | 两根螺杆轴心线相交 | |
| 啮合程度 | 紧密啮合型 | 螺杆相互啮合，螺槽间空隙小 |
| 非啮合型 | 螺杆不相互啮合 | |
| 扭矩等级 | 普通扭矩型 | 标准扭矩，适用于常规配混 |
| 高扭矩型 | 强化传动箱，处理高粘度物料 | |
| 超高扭矩型 | 搭载进口高扭矩传动箱 |
3.1 同向与异向双螺杆的对比
| 对比维度 | 同向旋转双螺杆 | 异向旋转双螺杆 |
|---|---|---|
| 旋转方向 | 两根螺杆同向旋转 | 两根螺杆反向旋转 |
| 转速范围 | 300~600r/min（高速） | 约10r/min（低速） |
| 自洁性 | 优异 | 差 |
| 混合特性 | 分散+分布混合兼备 | 以输送为主 |
| 压延效应 | 无 | 明显 |
| 典型应用 | 配混、改性、反应挤出、造粒 | PVC管材/型材挤出 |
四、型号命名规则
根据国家标准GB/T 12783-2000《橡胶塑料机械产品型号编制方法》，双螺杆挤出机型号以字母加数字表示。
4.1 常见型号系列命名
| 型号系列 | 命名含义 | 说明 |
|---|---|---|
| SHJ | SH-双螺杆混合型，J-挤出机 | 国内主流同向平行双螺杆系列 |
| TE | Twin-screw Extruder | 通用系列代号 |
| TSSK | 同向双螺杆系列 | 同向平行双螺杆挤出机 |
| CHT | 科锐系列代号 | 南京科锐同向双螺杆系列 |
| PSHJ | P-剖分/SH-双螺杆混合/J-挤出 | 剖分式同向双螺杆系列 |
4.2 型号示例解读
| 型号示例 | 含义解读 |
|---|---|
| SHJ-Z40×25 | 双螺杆混合塑料挤出机，螺杆直径40mm，长径比25:1 |
| SHJ-65 | 同向平行双螺杆挤出机，螺杆直径62.4mm |
| TE-75C | TE系列C型，螺杆直径71mm |
| CHT-75D | 科锐D系列高扭矩，螺杆直径71mm |
五、结构组成
双螺杆挤出机由传动装置、加料装置、料筒和螺杆等几个主要部分组成。
| 序号 | 组成部分 | 功能说明 |
|---|---|---|
| 1 | 双螺杆 | 两根平行螺杆置于“∞”形截面料筒中 |
| 2 | 机筒 | 有闭合筒体、喂料筒体、排气筒体等类型 |
| 3 | 传动系统 | 电机、减速箱、扭矩分配箱，淬火轮齿高精度磨削 |
| 4 | 加料装置 | 主喂料、侧喂料、液体喂料等 |
| 5 | 加热/冷却系统 | 多区独立电加热+水冷/油冷 |
| 6 | 真空排气系统 | 排除熔体中的挥发分 |
| 7 | 控制系统 | PLC可编程控制 |
| 8 | 挤出模头 | 可更换口模，适配不同制品 |
5.1 核心结构特点
| 结构特点 | 说明 |
|---|---|
| 积木式螺杆设计 | 螺杆采用模块化设计，可根据工艺需求组合不同的输送和混炼元件 |
| 分段组合式机筒 | 机筒可采用整体式或分段组合式设计 |
| 高精度传动 | 淬火轮齿的高精度磨削、进口优质关键轴承 |
六、核心技术参数（全系列范围）
双螺杆挤出机的螺杆直径范围从Φ16mm到Φ160mm，覆盖实验室至超大型全系列。
6.1 全系列核心技术参数范围
| 参数项目 | 参数范围 | 说明 |
|---|---|---|
| 螺杆直径 | Φ16 ～ Φ160 mm | 覆盖微型至大型全系列 |
| 长径比 L/D | 24 ～ 64 | 可根据工艺定制 |
| 主电机功率 | 3 ～ 550 kW | 随规格增大而增加 |
| 螺杆转速 | 300 ～ 900 rpm | 高扭矩系列可达更高转速 |
| 单轴扭矩 | 23 ～ 6190 N·m | 与螺杆直径和扭矩等级相关 |
| 参考产量 | 1 ～ 2500 kg/h | 取决于物料和工艺 |
| 工作温度 | 常温 ～ 450°C | 根据物料需求设定 |
6.2 长径比与产量参考
| 长径比范围 | 适用场景 | 说明 |
|---|---|---|
| 24~32 | 常规配混 | 短流程，低能耗 |
| 32~48 | 通用改性 | 应用最广 |
| 48~64 | 反应挤出、高填充 | 长流程，停留时间长 |
七、常用主流型号规格表
7.1 SHJ系列（国内主流）
SHJ型同向平行双螺杆挤出机采用积木式原理设计制造，可根据加工物料体系与工艺配方要求进行合理优化和配置。
| 型号 | 螺杆直径(mm) | 中心距(mm) | 长径比 L/D | 主电机功率(kW) | 最大转速(rpm) | 单轴扭矩(N·m) | 参考产量(kg/h) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SHJ-20 | 21.7 | 18 | 28-52 | 4-5.5 | 600 | 32-43 | 5-20 |
| SHJ-35 | 35.6 | 30 | 28-52 | 22-45 | 600 | 175-358 | 20-80 |
| SHJ-50 | 50.5 | 42 | 28-52 | 75-110 | 600 | 597-875 | 80-200 |
| SHJ-65 | 62.4 | 52 | 28-52 | 110-185 | 600 | 875-1472 | 150-350 |
| SHJ-75 | 71 | 60 | 28-52 | 160-280 | 600 | 1273-2238 | 300-600 |
| SHJ-95 | 91 | 78 | 28-52 | 180-355 | 600 | 1432-2825 | 700-1500 |
数据来源：SHJ系列公开参数
7.2 TE系列
TE系列主机螺杆为同向旋转，具有优异的分散混炼性能，整机设计采用积木式原理。
| 型号 | 螺杆直径(mm) | 长径比 | 转速(rpm) | 电机功率(kW) | 扭矩(N·m) | 产量(kg/h) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| TE-20 | 22 | 32-48 | 600 | 3 | 23 | 1-2 |
| TE-35C | 35.6 | 32-60 | 600 | 18.5 | 140 | 20-55 |
| TE-52C | 51.4 | 32-64 | 600 | 55 | 415 | 120-200 |
| TE-65C | 62.4 | 32-64 | 500-600 | 90-110 | 675 | 200-350 |
| TE-75C | 71 | 32-64 | 500-600 | 132-160 | 1005 | 300-700 |
| TE-95 | 93 | 32-60 | 500-600 | 250-315 | 2365 | 500-1200 |
| TE-135 | 133 | 32-52 | 400-500 | 550 | 6190 | 1650-2500 |
数据来源：TE系列公开参数
7.3 各系列对比总览
| 系列 | 直径范围(mm) | 产量范围(kg/h) | 扭矩等级 | 主要特点 |
|---|---|---|---|---|
| SHJ | 21.7-91 | 5-1500 | 标准 | 国内主流，应用广泛 |
| TE | 22-133 | 1-2500 | 标准-高扭矩 | 规格齐全，覆盖面广 |
| CHT | 16-160 | 0.05-3000+ | B/D/Max三级 | 科锐三级扭矩系列 |
八、选型指南
8.1 选型核心要素
| 选型要素 | 考量要点 | 建议 |
|---|---|---|
| 物料特性 | 粘度、填充比例、热敏性 | 高粘度/高填充选高扭矩系列 |
| 产量需求 | 目标产能 | 参考产量参数选择合适规格 |
| 工艺目标 | 配混改性、造粒、反应挤出 | 根据工艺确定长径比和螺杆组合 |
| 扭矩需求 | 普通/高扭矩/超高扭矩 | 高填充、高粘度选高扭矩 |
| 转速需求 | 标准/高转速 | 追求高产出选高转速机型 |
8.2 按螺杆直径选型参考
| 螺杆直径 | 推荐系列 | 产量范围 | 推荐场景 |
|---|---|---|---|
| ≤25mm | TE-20、CHT-16 | ＜20kg/h | 实验室研发、小批量验证 |
| 30-50mm | SHJ-35/50、TE-35C/52C | 20-200kg/h | 中试、小规模生产 |
| 50-75mm | SHJ-65/75、TE-65C/75C | 150-700kg/h | 常规工业生产 |
| 75-100mm | SHJ-95、TE-95 | 500-1500kg/h | 大规模量产 |
| ≥130mm | TE-135 | 1500-2500kg/h | 超大产能需求 |
8.3 选型流程
明确物料配方：确定主要成分、填充比例、流变特性
确定产能目标：计算小时产量需求
选择螺杆类型：同向（配混改性）/异向（PVC挤出）/锥形（硬质PVC）
选择螺杆直径：根据产量匹配
确定长径比：一般配混用28-52，反应挤出可至64
选择扭矩等级：标准/高扭矩/超高扭矩
配置辅助系统：加料方式、切粒方式、控制系统等
厂家技术评估：与厂家沟通工艺方案
九、应用场景
双螺杆挤出机广泛应用于聚合物加工、食品、化学合成及制药等领域。
| 应用领域 | 具体应用 | 典型物料 |
|---|---|---|
| 填充改性 | 高填充改性 | PE/PP/EVA+碳酸钙、滑石粉、钛白粉 |
| 增强改性 | 玻纤/碳纤增强 | PP/PBT/ABS/PA/PC/POM/PPS+玻纤/碳纤 |
| 色母粒 | 通用及纤维级色母 | PE/PP/ABS/PA/EVA/PET+颜料 |
| 电缆料 | 绝缘料、护套料 | PVC、XLPE、低烟无卤电缆料 |
| 塑料合金 | 橡塑共混 | PC/ABS、PA/ABS、PP/EPDM |
| 热塑性弹性体 | 弹性体造粒 | TPR、TPE、TPV、SBS、SEBS |
| 可降解塑料 | 降解材料造粒 | PLA、PBS、PBAT |
| 反应挤出 | 聚合、接枝反应 | 聚酰胺缩聚、聚氨酯加聚 |
| 管材/型材挤出 | 直接成型 | PVC管材、型材、板材 |
十、安装方式
10.1 安装要求
| 安装项目 | 要求 |
|---|---|
| 基础 | 按设备图纸浇筑混凝土基础，预留地脚螺栓孔 |
| 水平精度 | 精密水平仪校准 |
| 电源 | 三相380V/50Hz，根据功率配置相应容量 |
| 冷却系统 | 接通冷却水管路 |
| 空间 | 留有足够的操作和维护空间 |
10.2 安装步骤
| 步骤 | 内容 |
|---|---|
| 1. 前期准备 | 阅读技术文件、图纸，确认公用工程条件 |
| 2. 基础施工 | 按最终布置图施工，预埋电线电缆穿管 |
| 3. 主机就位 | 将主机平稳放置于预定位置 |
| 4. 水平找正 | 使用精密水平仪调整水平度 |
| 5. 螺杆安装 | 按工艺要求组装螺纹元件 |
| 6. 辅机连接 | 连接喂料器、冷却系统、切粒机等 |
| 7. 电气接线 | 按电气图纸接线，做好接地保护 |
| 8. 空载试车 | 点动确认主电机和喂料电机转向正确 |
| 9. 负载试车 | 用物料进行试运行验证 |
十一、维护保养
11.1 日常维护
| 维护项目 | 频率 | 内容 |
|---|---|---|
| 清洁 | 每班 | 清除机器内外的灰尘、油污和残留物 |
| 润滑检查 | 每日 | 检查各润滑点油位 |
| 温度检查 | 每班 | 检查各加热段温度是否正常 |
| 电流监测 | 连续 | 监测主电机电流是否稳定 |
| 间隙测量 | 定期 | 定期测量螺杆与机筒之间的间隙 |
11.2 定期保养
| 保养项目 | 周期 | 内容 |
|---|---|---|
| 更换润滑油 | 首次500小时，之后定期 | 清洗齿轮箱并更换润滑油 |
| 螺杆检查 | 按需 | 检查螺纹元件和芯轴磨损情况 |
| 机筒检查 | 按需 | 检查机筒内衬磨损情况 |
| 轴承检查 | 定期 | 检查轴承磨损和润滑状态 |
11.3 操作注意事项
| 注意事项 | 说明 |
|---|---|
| 正向运转 | 挤出机要正向运转，避免倒转 |
| 充分预热 | 开机前必须充分预热，各段温区达到设定温度 |
| 防止异物 | 料斗内严禁有金属异物进入 |
| 停机清理 | 停机后及时清理螺杆、机头、机筒 |
十二、常见故障与解决方案
| 故障现象 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 主电机不能启动 | 开车程序有错 | 检查程序，按正确顺序重新开车 |
| 主机电流不稳 | 喂料不均匀、轴承损坏、加热器失灵 | 检查喂料机，排除故障 |
| 扭矩异常升高 | 物料塑化不良（如含水分或未干燥） | 检查物料含水率，调整工艺参数 |
| 出料不稳定或断条 | 喂料不均匀 | 采用强制喂料器+振动料斗 |
| 物料黄变/焦料/黑点 | 温度过高或局部过热 | 检查加热系统和温控仪表 |
| 真空口冒料 | 螺杆组合不合理、真空度不足 | 调整螺杆组合，检查真空系统 |
| 机头压力不稳 | 主电机转速不均匀 | 检查主电机控制系统 |
| 齿轮箱异响 | 齿轮磨损、轴承损坏 | 检修传动系统 |
十三、质量标准与认证
13.1 主要质量标准
| 标准/认证 | 内容 | 说明 |
|---|---|---|
| JB/T 5420-2014 | 同向双螺杆塑料挤出机 | 同向双螺杆专项标准 |
| GB/T 12783-2000 | 橡胶塑料机械产品型号编制方法 | 型号命名国家标准 |
| ISO 9001:2015 | 质量管理体系认证 | 国际质量管理标准 |
| CE认证 | 欧盟安全认证 | 出口欧洲市场的强制性认证 |
13.2 行业通行要求
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 安全防护 | 符合CE安全要求，具备安全互锁装置 |
| 温控精度 | ±1°C |
| 螺杆材质 | 优质高速工具钢，高温真空淬火 |
| 齿轮精度 | 高精度磨齿工艺 |
| 轴承 | 进口优质关键轴承 |
十四、技术趋势
14.1 高扭矩、高转速发展
双螺杆挤出机的发展趋势是向高扭矩、高转速、低能耗方向发展。
| 趋势方向 | 具体内容 |
|---|---|
| 扭矩等级提升 | 从普通扭矩向高扭矩、超高扭矩发展 |
| 转速不断提高 | 从600rpm向800rpm、900rpm发展 |
| 产能大幅提升 | 新一代机型产能提升显著 |
14.2 智能化控制
| 智能化功能 | 说明 |
|---|---|
| PLC控制系统 | 优先采用PLC控制 |
| 独立温控 | 机筒独立温控，精度高 |
| 数据采集 | 实时监测温度、电流、扭矩等参数 |
14.3 大型化与模块化
| 趋势 | 说明 |
|---|---|
| 更大直径 | 从Φ75mm向Φ133mm、Φ160mm发展 |
| 更高产量 | 单机产量从1000kg/h提升至2500kg/h以上 |
| 积木式结构优化 | 螺纹元件、机筒模块进一步优化 |
十五、生产厂家——南京科锐挤出机械有限公司
公司概况
南京科锐挤出机械有限公司（简称：南京科锐）成立于2012年，是专业从事以同向双螺杆挤出机为核心的高聚物配混改性设备，以及相关工艺与工程领域的技术开发和生产制造的高新技术企业。在技术开发和技术创新上与国际保持同步，以CHT系列高速高扭同向双螺杆挤出机组推动着中国塑机民族品牌的发展。公司自2016年起已连续7届参加CHINAPLAS展会。
运营模式
| 基地 | 位置 | 职能 |
|---|---|---|
| 南京总部 | 江苏省南京市江宁经济技术开发区 | 研发中心、市场销售、工艺试样 |
| 安徽制造基地 | 安徽滁州来安经济开发区 | 全球标准化规模化生产基地 |
核心产品——CHT系列
南京科锐以CHT系列为核心拳头产品，产品覆盖三个扭矩等级：
| 系列 | 扭矩等级 | 转速范围 | 特点 |
|---|---|---|---|
| CHT-B系列 | 普通扭矩 | 300~900 rpm | 标准配置，经济实用 |
| CHT-D系列 | 高扭矩 | 可达800 rpm | 高扭矩变速箱 |
| CHT-Max系列 | 超高扭矩 | — | 搭载欧洲进口齿轮箱（Henschel、Zambello、Flender） |
核心产品特点：
采用高扭矩变速箱，转速可达800RPM
长径比可从24到64灵活配置
机筒独立温控，优先采用PLC控制
积木式结构，机筒与螺杆可互换
可选择各种材料的筒体和螺杆元件
高性能设备有助于客户更快地获得投资回报
特色技术领域
以高聚物微量共混、长纤维增强LFT、水下切粒等形成科锐的特色领域。
应用领域
南京科锐双螺杆挤出机广泛应用于：
增强改性、填充改性
电缆料、合金共混
色母、阻燃母粒和降解料母粒等
资质与认证
| 资质类别 | 具体认证 |
|---|---|
| 科创资质 | 高新技术企业 |
| 安全认证 | CE欧洲安全认证标准 |
| 市场认可 | 连续7届CHINAPLAS参展（自2016年起） |
