摘要 平行同向旋转双螺杆挤出机(又称同向平行双螺杆挤出机)是一种两根螺杆平行排列、以相同方向(同向旋转)和相同转速旋转的紧密啮合型双螺杆挤出设备。

一、产品定义

平行同向旋转双螺杆挤出机(又称同向平行双螺杆挤出机)是一种两根螺杆平行排列、以相同方向(同向旋转)和相同转速旋转的紧密啮合型双螺杆挤出设备。

两根螺杆平行排列,向同一个方向以相同转速旋转,一根螺杆的螺棱扫过另一根螺杆的螺槽,具有自清洁功能。螺杆采用等径啮合设计,能够实现卓越的混合、分布和均质效果,是塑料混炼、母料生产和增强聚合物制造领域的主力设备

对比维度平行同向双螺杆平行异向双螺杆
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300~1200 r/min(高速)10~50 r/min(低速)
自洁性优异(相互刮擦)
混合特性分散混合与分布混合兼备以输送为主
压延效应明显(存在分离力)
典型应用共混改性、造粒、反应挤出PVC管材/型材直接成型

同向双螺杆挤出机采用积木式原理设计,可根据物料体系和工艺要求灵活调整螺杆组合与机筒配置,实现一机多用或特殊单机专用

二、工作原理

平行同向旋转双螺杆挤出机采用两根尺寸相同、螺纹方向相同的螺杆平行放置在“∞”形截面机筒中。两根螺杆在机筒内同向旋转(同时顺时针或同时逆时针),相互啮合。

同向双螺杆挤出机通过两根相互啮合、同向旋转的螺杆实现物料的输送、熔融、剪切和混炼。其核心工作原理包括:

工作特性原理说明
正位移输送与拖拽流结合同向旋转螺杆在啮合区形成“∞”形流动通道,物料受到拖拽流和部分正位移输送的双重作用
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,实现优异的自清洁效果
均匀剪切在螺纹元件中剪切速率分布比较均匀,有利于分布混合;在捏合盘元件中剪切速率高,有利于分散混合
可控停留时间物料停留时间可控,可根据工艺需要调整
排气脱挥良好的排气脱挥性能,可有效排除挥发分

工作过程主要包括以下阶段:

阶段功能描述
固体输送物料从加料口进入,由同向旋转的螺杆向前推进
塑化熔融物料在螺杆和机筒的加热及剪切作用下逐渐熔化
混合分散通过螺纹元件和捏合块产生强烈的剪切、捏合和分散作用
排气脱挥熔体中的挥发分通过排气口排出
建压挤出螺杆末端建立压力,将熔体从机头挤出

与异向双螺杆相比,同向设计具有更高的剪切效率和更好的自清洁功能,特别适用于需要高效分散和均化的工艺场景

三、产品分类

平行同向旋转双螺杆挤出机可按以下维度分类:

分类维度类别说明
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体,处理高粘度物料

超高扭矩型扭矩等级14以上,搭载进口高扭矩传动箱
转速等级标准转速(300-600 rpm)常规应用

高转速(600-900 rpm)高产出需求

超高转速(900-1200 rpm)超高效率应用
应用层级实验室/微型型Φ11-25mm,用于研发

中试型Φ25-50mm,用于放大验证

工业量产型Φ50-135mm,用于规模化生产

大型工业型Φ135-200mm,用于超大产能
结构形式积木式螺杆和机筒模块化组合,可灵活调整

整体式传统结构,适用于特定用途
冷却方式水冷常规冷却方式

油冷适用于精密温控

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 通用命名规则

代号位置含义常见代号
第一格塑料机械类别代号
第二格挤出机类别SJ(塑料挤出机)
第三格品种代号SJS(双螺杆塑料挤出机)
第四格辅机代号F(辅机)、E(挤出机组)
第五格规格参数螺杆直径×长径比

4.2 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
CHT科锐系列代号南京科锐同向双螺杆系列
TSSK同向双螺杆系列同向平行双螺杆挤出机
TE双螺杆挤出机通用系列代号
EKA同向高速高扭矩系列台湾系列
HK科亚系列国产自主创新产品

4.3 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
CHT-75D科锐CHT-D系列高扭矩双螺杆,螺杆直径71mm
TSSK-72同向平行双螺杆挤出机,螺杆直径71.2mm
HK96科亚HK系列,螺杆直径94mm

五、结构组成

平行同向旋转双螺杆挤出机主要由以下部分组成:

序号组成部分功能说明
1积木式螺杆由芯轴和可更换的螺纹元件(螺纹套、啮合块等)组成
2机筒“∞”形截面,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,提供同向旋转动力
4加料系统主喂料、侧喂料、液体喂料等多种方式
5加热/冷却系统多区独立电加热 + 水冷/油冷/风冷
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,人机界面操作
8挤出模头可更换口模,适配不同制品
9切粒系统拉条切粒、水下切粒、风冷模面热切等

5.1 积木式螺杆的核心优势

平行同向双螺杆挤出机最显著的特点是积木式结构

特点说明
螺纹元件可换可根据工艺需求组合不同形式的螺纹元件
长径比可调螺杆长径比可根据加工工艺调整
互换性优异同系列机型间元件可互换
一机多用通过更换螺杆组合适应不同物料体系
自洁性好同向旋转具有自清洁功能

5.2 传动系统

部件技术要求
减速箱高扭矩、高转速、高产量型传动箱系统
齿轮优质合金渗碳钢,淬火、磨齿工艺,精度高
推力轴承可选用进口优质轴承
扭矩等级普通型、高扭矩型(8-14)、超高扭矩型(14以上)

六、核心技术参数(全系列范围)

以下是平行同向旋转双螺杆挤出机的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Φ11 ~ Φ200 mm覆盖微型至超大型全系列
螺杆中心距与直径匹配决定螺杆啮合程度
长径比 L/D24 ~ 68可根据工艺定制
主电机功率0.55 ~ 1500 kW随规格增大而增加
螺杆最大转速300 ~ 1200 rpm高扭矩系列可达1200rpm
单轴扭矩23 ~ 6190 N·m与螺杆直径和扭矩等级相关
参考产量0.01 ~ 7000 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
温控精度±1°C多区独立控制

6.1 关键参数详解

参数说明
螺杆直径直接影响设备产能,常见规格从16mm到160mm不等
长径比(L/D)影响物料停留时间和塑化效果,通常L/D在40:1到52:1之间
扭矩等级高扭矩设计可处理高黏度物料
比扭矩衡量扭矩能力的核心指标,如HK系列比扭矩达8.8Nm/cm³

七、常用主流型号规格表

7.1 SHJ系列(国内主流)

型号螺杆直径(mm)中心距(mm)长径比 L/D电机功率(kW)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 TE系列(通用系列)

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

7.3 TSSK系列(普通型)

型号螺杆直径(mm)长径比转速(rpm)电机功率(kW)产量(kg/h)
TSSK-2021.732-4060042-10
TSSK-303028-48400115-30
TSSK-3535.632-48400/60011/1510-80
TSSK-5050.532-48400/50037/4520-150
TSSK-6562.432-48400/50055/75100-300
TSSK-7271.232-48400/50090/110300-600
TSSK-929132-40400/500220/250600-1000

数据来源:TSSK系列公开参数

7.4 TSSK系列(高扭型)

型号螺杆直径(mm)长径比转速(rpm)电机功率(kW)产量(kg/h)
50B50.528-48500/60055/75120-280
65B62.428-48500/60090/110180-400
75B71.228-48500/600132/160250-650
75D71.228-48500/600200/250500-1200

数据来源:TSSK高扭型公开参数

7.5 HK系列(科亚)

型号螺杆直径(mm)最高转速(rpm)最大电机功率(kW)最大长径比产量(kg/h)
HK3636600/90030/456840-180
HK5353600/90090/13268200-600
HK6363600/900160/25068400-1200
HK7373600/900250/35568600-1500
HK9694600450681000-3000
HK1351336001500482000-7000

数据来源:HK系列公开参数

7.6 EKA系列(台湾)

型号螺杆直径(mm)长径比主机马达(HP)产量(kg/h)
EKA-25LAB2542:1Servo 52-10
EKA-30D3040:115-2530-100
EKA-424140:140-6060-200
EKA-5251.440:150-125100-400
EKA-6262.440:1125-225150-650
EKA-727140:1200-300300-1000
EKA-929340:1450-600600-1600

数据来源:EKA系列公开参数

7.7 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
SHJ20-955-1500标准国内主流,应用广泛
TE20-1351-2500标准-高扭矩规格齐全,覆盖面广
TSSK20-922-1200标准/高扭普通型+高扭型并行
HK36-13540-7000高扭矩比扭矩8.8,产能高
EKA25-932-1600高扭矩高速高扭矩设计

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
工艺目标共混改性、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
投资预算设备购置成本综合考虑性价比

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
≤25mmEKA-25LAB、TE-20<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-95、HK96500-3000kg/h大规模量产
≥130mmTE-135、HK1351500-7000kg/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. 选择螺杆直径:根据产量和物料特性匹配

  4. 确定长径比:一般配混用28-52,反应挤出可至68

  5. 选择扭矩等级:标准/高扭矩/超高扭矩

  6. 选择转速等级:标准转速(600rpm)或高转速(900-1200rpm)

  7. 确定冷却方式:水冷/油冷

  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和螺杆组合

九、应用场景

平行同向旋转双螺杆挤出机因其优异的混合性能和灵活的积木式结构,广泛应用于以下领域

应用领域具体应用典型物料特点
填充改性高填充改性造粒碳酸钙、滑石粉、钛白粉、木粉/植物纤维高填充比例,分散要求高
增强改性玻纤/碳纤增强短玻璃纤维、长玻璃纤维、碳纤维、晶须纤维长度保持
母料制备功能母粒生产炭黑母料、色母料、阻燃母料、降解母料颜料/助剂均匀分散
共混改性高分子合金热塑性塑料/弹性体、高分子合金多组分均匀混合
工程塑料改性增强、阻燃、合金化PA、PP、PC、ABS、PBT、PET等高性能要求
电缆料绝缘料、护套料PVC电缆料、低烟无卤电缆料、PE交联电缆电性能要求
可降解塑料降解材料造粒PLA、PBS、PBAT、生物降解料温度敏感
反应挤出聚合、接枝反应TPU、PMMA、PI、POM、接枝反应停留时间控制
聚合物合金合金共混PC+ABS、PA+ABS、PP+EPDM相容性控制
热塑性弹性体弹性体造粒TPV、TPE、SBS、SEBS剪切控制

平行同向双螺杆的工艺优势

优势说明
优异的分散混炼性能同向旋转产生强烈剪切和捏合作用
良好的自洁性螺杆相互刮擦,物料不易残留
灵活的模块化组合积木式设计实现一机多用
可控的物料停留时间适应不同工艺需求
良好的排气脱挥性能有效排除挥发分

十、安装方式

平行同向旋转双螺杆挤出机的安装必须符合JB/T 5420规定的要求

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
水平度精密水平仪校准,允差≤0.05mm/m
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/油冷系统
空间留有足够的操作和维护空间

10.2 安装步骤

  1. 场地准备:确认电源、冷却水等配套设施到位

  2. 基础施工:按图纸浇筑混凝土基础

  3. 设备就位:将主机平稳放置于预定位置

  4. 水平校准:使用精密水平仪调整水平度

  5. 辅助系统连接:连接喂料器、冷却系统、真空系统等

  6. 电气接线:按电气图纸接线,做好接地保护

  7. 空载试车:确认各系统运转正常

  8. 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
异常噪音检查每日检查电机和齿轮箱的异常噪音

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
全面检查定期检查所有螺钉的松紧情况
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
充分预热开机前必须充分预热,各段温区达到设定温度
盘车检查开车前必须盘动螺杆,使其旋转一周以上
防止异物料斗内严禁有金属异物进入,以免损坏螺杆
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、安全保护动作检查程序逻辑,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
扭矩异常升高物料堵塞、螺杆元件磨损、传动系统故障检查喂料和物料状态,检查螺杆元件
机头压力不稳主电机转速不均匀、喂料不均匀检查主电机和喂料控制系统
产品品质下降螺杆组合不合理、工艺参数不当重新设计螺杆组合或优化工艺参数
出料不畅物料塑化不良、滤网堵塞调整工艺参数,更换滤网
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
温度控制不稳加热器故障、温控仪表故障、热电偶故障检查加热系统和温控仪表

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
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
JB/T 5420同向旋转双螺杆挤出机同向双螺杆专项标准
JB/T 11343-2013锥形同向双螺杆塑料挤出机锥形同向双螺杆标准
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W6Mo5Cr4V2,高温真空淬火,HRC58-62
齿轮精度高精度磨齿工艺
轴承可选用进口优质品牌轴承

十四、技术趋势

14.1 高扭矩、高转速发展趋势

趋势方向具体内容
扭矩等级提升从普通扭矩向高扭矩(8-14)、超高扭矩(14以上)发展
转速持续提高从600rpm向800rpm、900rpm、1200rpm发展
比扭矩提升HK系列已达8.8Nm/cm³
产能大幅提升单机产量从数百kg/h提升至7000kg/h

14.2 大型化趋势

趋势说明
更大直径从Φ50-75mm向Φ135-200mm发展
更高产量单机产量从300kg/h提升至7000kg/h以上
更大长径比从40:1向68:1发展

14.3 智能化控制

智能化功能说明
PLC控制系统优先采用PLC控制,人机界面操作
变频调速精确控制螺杆转速
多区独立温控每段机筒独立控温,精度±1°C
数据采集与分析实时监测温度、电流、扭矩等参数
远程诊断专家远程诊断设备故障

14.4 节能环保

趋势说明
能耗降低新一代机型较上一代能耗降低15-25%
产能提升较上一代产能提高30-60%
绿色制造降低能耗、减少废料、提升回收利用率
可降解材料加工适应生物降解材料加工需求

14.5 模块化与定制化

趋势说明
积木式结构优化螺纹元件、机筒模块进一步优化
定制化工艺方案根据具体物料提供专属螺杆组合
多场景适配覆盖从实验室到超大型生产的全场景

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4月,坐落于江苏省南京市江宁经济技术开发区,是一家专注于高聚物配混改性挤出成套装备研发、设计、制造、工程交付与进出口贸易的国家高新技术企业。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
南京总部江宁经济技术开发区研发中心、市场销售、工艺试样、项目方案、售后调度
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

同向双螺杆挤出机产品

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,产品系列包括:

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(8-14)可达800-1200 rpm高扭矩变速箱,强化传动
CHT-Max系列超高扭矩(14以上)搭载欧洲进口传动箱(Zambello/Henschel/Flender)

核心产品特点

  • 采用高扭矩变速箱,转速可达800RPM

  • 处理部分长径比可从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,适配不同物料

应用领域

南京科锐同向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

技术实力

技术能力说明
核心部件自制自主完成机筒、螺杆、高扭矩传动箱体、螺纹元件等核心部件加工
制造装备配备全套数控镗铣、精密磨床、热处理加工设备
规格覆盖可提供多种规格双螺杆挤出机
一体化生产实现研发、加工、组装、测试一体化闭环生产

资质荣誉

资质类别具体认证
科创资质国家高新技术企业
科创资质江苏省科技型中小企业
市场认可连续7届CHINAPLAS参展(自2016年起)