摘要 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。

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

与单螺杆挤出机相比,双螺杆挤出机具有优异的分散和分布混合能力、较窄的停留时间分布以及优良的自洁性等特点。其模块化设计允许灵活配置工艺段,实现从物理塑化到化学反应的全流程精确调控

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)
停留时间分布
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

双螺杆挤出机的工作原理因螺杆类型不同而有所差异。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)
典型转速高速同向机最大转速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,具有正位移输送特性

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
典型转速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

设备从原料到成品颗粒的完整工艺流程如下

高混机 → 上料机 → 主喂料机和侧喂料机(玻纤等)→ 双螺杆挤出机 → 水槽 → 吹干机 → 切粒机 → 料仓

核心工作阶段

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
冷却切粒经冷却、切粒输送至料仓

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
螺杆旋转方向同向旋转两根螺杆同向旋转,混合分散能力强

异向旋转两根螺杆反向旋转,正位移输送能力强
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不平行,直径渐变
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
应用层级实验室/微型型Φ11-25mm,用于研发

中试型Φ35-50mm,用于放大验证

工业量产型Φ50-135mm,规模化生产

大型工业型Φ135-200mm,超大产能

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
混合特性分散+分布混合兼备以输送为主
压延效应明显
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》,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
SHJS-双螺杆/H-混合/J-挤出国内主流同向平行双螺杆系列
TETwin-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
PSHJP-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-65同向平行双螺杆挤出机,螺杆直径62.4mm
TE-75CTE系列C型,螺杆直径71mm
CHT-75D科锐D系列高扭矩,螺杆直径71mm
PSHJ-20剖分式同向双螺杆,螺杆直径21.7mm

五、结构组成

双螺杆挤出机由传动装置加料装置料筒螺杆等几个主要部分组成。其核心部件包括机筒和两根置于“∞”形截面料筒中的平行螺杆

5.1 主要组成部分

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
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切粒系统拉条切粒/水下切粒等

5.2 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
剖分式结构机筒可上下打开,方便清洁和维修
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/D24 ~ 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 ~ 1200 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 TE系列技术参数

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-202232-486003231-2
TE-35C35.632-6060018.514020-55
TE-52C51.432-6460055415120-200
TE-65C62.432-64500-60090-110675200-350
TE-75C7132-64500-600132-1601005300-700
TE-959332-60500-600250-3152365500-1200
TE-13513332-52400-50055061901650-2500

数据来源:TE系列公开参数

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-2021.71828-524-5.560032-435-20
SHJ-3535.63028-5222-45600175-35820-80
SHJ-5050.54228-5275-110600597-87580-200
SHJ-6562.45228-52110-185600875-1472150-350
SHJ-75716028-52160-2806001273-2238300-600
SHJ-95917828-52180-3556001432-2825700-1500

数据来源:SHJ系列公开参数

7.2 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
SHJ21.7-915-1500标准国内主流,应用广泛
TE22-1331-2500标准-高扭矩规格齐全,覆盖面广
CHT16-1600.05-3000+B/D/Max三级科锐B/D/Max三级扭矩

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
清洁需求是否频繁换色/换料频繁换料选剖分式结构

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
≤25mmTE-20、CHT-16<20kg/h实验室研发、小批量验证
30-50mmSHJ-35/50、TE-35C/52C20-200kg/h中试、小规模生产
50-75mmSHJ-65/75、TE-65C/75C150-700kg/h常规工业生产
75-100mmSHJ-95、TE-95500-1500kg/h大规模量产
≥130mmTE-1351500-2500kg/h超大产能需求

8.3 选型流程

  1. 明确物料配方:确定主要成分、填充比例、流变特性

  2. 确定产能目标:计算小时产量需求

  3. 选择螺杆类型:同向(配混改性)/异向(PVC挤出)/锥形(硬质PVC)

  4. 选择螺杆直径:根据产量匹配

  5. 确定长径比:一般配混用28-52,反应挤出可至64

  6. 选择扭矩等级:标准/高扭矩/超高扭矩

  7. 确定结构形式:整体式或剖分式

  8. 配置辅助系统:加料方式、切粒方式、控制系统等

  9. 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。SHJ系列双螺杆挤出机典型应用场景如下

应用领域具体应用典型物料产量(kg/h)
共混改性橡塑共混、塑料合金PE/PP/PS+SBS;PA+EPDM;PP+NBR30-80
塑料合金高分子合金制备PE/PA/PC/CPE+ABS;ABS+TPU;PBT+PET25-60
填充改性高填充改性PE/PP/EVA+碳酸钙、滑石粉30-60
增强改性玻纤/碳纤增强PP/PBT/ABS/PA/PC/POM/PPS+玻纤/碳纤30-80
功能母粒阻燃母粒、降解母粒PP/PA/ABS/PBT+阻燃剂30-60
色母粒通用及纤维级色母PE/PP/ABS/PA/EVA/PET+颜料30-50
电缆料绝缘料、护套料HDPE/LDPE/EVA/PVC/PP电缆料20-80
热塑性弹性体弹性体造粒TPR、TPE、TPV、SBS、SEBS20-100
反应挤出聚合、接枝反应聚酰胺缩聚、聚氨酯加聚15-35
排气脱挥挥发分脱除氯化聚丙烯、高吸水性树脂10-40

数据来源:SHJ系列典型物料作业能力

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
主电机电流不稳喂料不均匀;轴承损坏或润滑不良;某段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
产量下降料斗内“架桥”现象,供料不足检查喂料系统,安装破拱装置
异常噪音齿轮磨损、轴承损坏检修传动系统
密封泄漏密封件老化或损坏更换密封件

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
比扭矩持续提升国内已实现18 Nm/cm³比扭矩等级的商业化平台
转速不断提高从600rpm向1000rpm、1200rpm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
物联网技术实现工艺稳定与预防性维护
直驱伺服系统高精度传感器和伺服系统
智能操作系统可实现PC端、APP端实时检测控制

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

14.4 节能环保

趋势说明
能耗降低高扭矩高转速设计降低比能耗
绿色制造降低能耗、减少废料
可降解材料加工适应PLA、PBS、PBAT等生物降解材料加工需求

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,坐落于江苏省南京市江宁经济技术开发区,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

公司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

基本信息详情
成立时间2012年
总部位置江苏省南京市江宁经济技术开发区
员工人数50-100人
厂房面积2,000平方米以上
经营模式制造商、出口商

核心产品

南京科锐以CHT系列高速高扭同向双螺杆挤出机组为核心拳头产品

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系列超高扭矩搭载进口高扭矩传动箱

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

  • 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获得投资回报

特色技术领域

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,一直处于国内领先地位

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
质量体系ISO 9001:2015质量管理体系
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)