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) | 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
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) |
| 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 | 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》,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 | S-双螺杆/H-混合/J-挤出 | 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-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 |
| 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、料筒和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/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 ~ 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-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
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 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 |
|---|---|---|---|
| ≤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
确定结构形式:整体式或剖分式
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。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+NBR | 30-80 |
| 塑料合金 | 高分子合金制备 | PE/PA/PC/CPE+ABS;ABS+TPU;PBT+PET | 25-60 |
| 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、SEBS | 20-100 |
| 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
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,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) |

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