双螺杆挤出机结构及主要零件
双螺杆挤出机的结构及原理
双螺杆挤出机的结构及原理双螺杆挤出机是一种常用的塑料加工设备，广泛应用于塑料加工行业，本文将介绍双螺杆挤出机的结构及其原理。
结构双螺杆挤出机主要包括机头、料斗、螺旋输送机、缸体、螺杆组、电控系统等组件。
•机头：双螺杆挤出机的出料口，通过机头将挤出的熔融塑料进行成型。
•料斗：贮存塑料原料。
•螺旋输送机：将料斗中的塑料原料输送到缸体中。
•缸体：分为加热区和冷却区，加热区通过电热管加热，使塑料原料熔化并提高其流动性；冷却区通过水循环冷却，使塑料原料快速降温固化。
•螺杆组：可以分为驱动螺杆和被动螺杆，驱动螺杆由电机提供动力，通过传动装置带动被动螺杆旋转，将塑料原料在缸体中挤出。
•电控系统：控制双螺杆挤出机的启动、停止、加热、冷却和速度等参数。
原理双螺杆挤出机的工作原理是将塑料原料经过加热融化变成熔融塑料，通过螺杆的旋转将熔融塑料挤出机头形成管材、板材等形状。
具体工作过程如下：1.将塑料原料放入料斗中，由螺旋输送机将原料运送到缸体中。
2.缸体中的螺杆组由电机驱动旋转，将原料挤压向机头。
被动螺杆通过沟槽的作用将塑料原料送向驱动螺杆处。
3.加热区电热管的加热作用使塑料原料快速熔化变成熔融状态。
4.熔融塑料在螺杆的作用下，完全混合均匀后，通过机头挤出。
5.冷却区水循环制冷，使挤出的塑料快速降温固化成型。
6.控制系统可以实现对双螺杆挤出机的启停、加热、冷却、速度等参数的调节和控制。
总结双螺杆挤出机的结构及其原理相对简单，但具有高效、稳定、可靠的特点，广泛应用于塑料加工领域。
通过加热、挤出和冷却三个步骤，能够实现对塑料原料的自动化加工和成型，满足不同行业对塑料制品的需求。
双螺杆挤出机工作报告
双螺杆挤出机双螺杆挤出机双螺杆挤出机组的辅机主要包括放线装置、校直装置、预热装置、冷却装置、牵引装置、计米器、火花试验机、收线装置。
挤出机组的用途不同其选配用的辅助设备也不尽相同，如还有切断器、吹干器、印字装置等。
结构特点剖分式同向平行双螺杆挤出机的显著特点即为：机筒可剖分式同时，螺杆和机筒内衬套可随意组合性。
1、剖分式机筒以往的双螺杆挤出机机筒是整体式的，无法打开。
而剖分式双螺杆挤出机是分体式的，它由上下两半机筒组成，下半机筒固定在机架上，上半机筒通过蜗轮减速器联接在下半机筒上。
平时上半机筒和下半机筒用两排螺栓栓紧，当需要打开机筒时，只需松开螺栓，将蜗轮箱手柄转动即开启机筒。
2、积木式螺杆和机筒剖分式双螺杆挤出机主机的螺杆、机筒均采用先进的“积木式”设计，螺杆由套装在芯轴上的各种形式的螺块组合而成，筒体内的内衬套根据螺块的不同可以调整，从而根据物料品种等工艺要求灵活组合出理想的螺纹元件结构形式，实现物料的输送、塑化、细化、剪切、排气、建压以及挤出等各种工艺过程，从而较好地解决了一般难以兼顾的所谓螺杆通用性与专用性的矛盾，达到一机多用、一机多能的目的。
“积木式”设计的另一优点是对于发生了磨损的螺杆和筒体元件可进行局部更换，避免了整个螺杆或筒体的报废，大大降低了维修成本。
l、主机双螺杆为高速同向啮合式，在各种螺纹及混炼元件中可产生十分强烈而复杂的物料传递交换、分流掺合以及剪切捏合等作用。
这些作用可通过改变螺杆构型及操作工艺条件实现充分自如的调节控制，以满足适应各种工艺的要求。
2、准确的计量、合理的加料方式是严格执行配方的关键，也是保证产品质量的第一关，我们根据物料的性能，用户的需要，配有多种喂料方式，如体积计量、动态失重计量等等，以满足不同产品的需要。
3、先进的控制系统。
该挤出机配有先进、美观的控制系统，其控制元件大部分都采用进口元件，质量好，灵敏度高。
主机的运转参数如电流、电压、温度，扭矩等都很直观，所以操作起来非常方便，对操作工的要求也不高。
双螺杆机螺纹元件
双螺杆机及螺纹元件产品常识螺杆挤出机的分类按螺杆机作用分类：分为连续挤出和非连续挤出。
按螺杆数量分类：分为：单螺杆、双螺杆和三螺杆（多螺杆）挤出机。
按螺杆形态分类：分为整体螺杆和积木式组合型双螺杆（多螺杆）。
双螺杆挤出机又可分为：平行双螺杆挤出机和锥形双螺杆挤出机；以及平行同向和平行异向双螺杆挤出机。
目前国内单螺杆挤出机应用最为广泛，适用于一般材料的挤出加工。
双螺杆挤出机由于具有因摩擦产生的热量较多，物料受到的剪切比较均匀，螺杆的输送能力较大，挤出比较稳定，物料在机筒内停留的时间较长，因此物料混合均匀。
双螺杆挤出机/造粒机用途双螺杆挤出机到底应用在什么方面呢？双螺杆挤出机是塑胶加工机械中的一种重要设备、它已不仅仅适用于高分子材料的挤出成型和混炼加工，它的用途已拓宽到食品、饲料、电极、炸药、建材、包装、纸浆、陶瓷、化工、LED材料等领域。
挤出机螺杆高速化也带来了一系列需要克服的难点：如物料在螺杆内停留时间减少会导致物料混炼塑化不均、物料经受过度剪切可能造成物料急骤升温和热分解，挤出稳定性控制困难会造成挤出物几何尺寸波动，相关的辅助装置和控制系统精度必须提高，螺杆与机筒的磨损加剧需要采用高耐磨及超高耐磨材质，减速器与轴承在高速运转情况下如何提高其寿命等问题都需要解决。
挤出机在工作过程的电气自动化控制也在不断发展，传统电气控制都是分别采用单机自动化仪表实现的，如今已发展到采用人机界面技术、计算机技术、变频技术等构成的触摸屏、PLC、温度控制模板、变频调速等组成的电气控制系统。
大家都知道挤出机在不断地发展，其用途也将越来越广泛。
螺杆及螺纹元件的功能和作用（一）、螺杆的分段及其功能1）螺杆一般分：输送段、熔融段、混炼段、排气段、均化段5个段。
1、输送段，输送物料，防止溢料。
2、熔融段，此段通过热传递和摩擦剪切，使物料充分熔融和均化。
3、混炼段，使物料组分尺寸进一步细化与均匀，形成理想的结构，具分布性与分散性混合功能。
双螺杆挤出机课件
5 工作原理
☆ 非啮合型双螺杆挤出机
拖曳流3：同时随着螺杆的旋转 ，在两螺杆的间隙处物料不断受 到搅动并被不断带走而更新（不 论两螺杆的转向如何），产生流 动3。
拖曳环流4：特别是在异向旋转过程中，物料在A处 受到阻碍，产生了流动4。
而所有这些流动形式都增加了对物料的混炼和剪切 作用。
由于这种啮合形式的双螺杆没有自清洁作用，所以
通道。
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5 工作原理
☆ 啮合型异向双螺杆挤出机
少量物料被拉入两螺杆之间的 径向间隙，受到 螺棱和螺槽间 的研磨和滚压作用，此作用与 压 延机上物料的滚压作用相似 ，称为“压延效应”
由于压延效应，使机筒壁和轴承受力不均匀而局 部受压磨损，故异向旋转的双螺杆只能在较低的 转速下工作。
异向啮合型双螺杆混炼剪切作用较弱，故适用于 热敏料和需要受热时间短的物料的成型。
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1、温度
☆ 热量来源 温度是双螺杆挤出过程得以进行的重要条件之
一。物料由固态变为粘流态，需要热量。挤出过 程热量的来源有两个： a.机筒外部加热器通过机筒传给物料的热量。 b.物料与物料之间、物料与螺杆、物料与机筒之间 的摩擦热和物料受剪切而生成的热量。
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1、温度
☆ 温度的调节
加料口：为保证物料顺利加入，必须保持固体的摩 擦性质，故此段机筒不但不要加热，还需要冷却。 在加料口下游，机筒温度则需升高，以便将物料加 热，促使其熔融。
双螺杆挤出过程中机械能和加热器提供的热能不但与双螺杆 挤出机的类型有关，还与螺杆构型和不同的螺杆区段有关。
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4、能耗
挤出过程能力沿挤压系统的变化示意
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4、能耗
电机、加热器提供的能量与螺杆直径的关系 26
1.双螺杆的结构与工作原理
异向双螺杆挤出机的特点
定量加料
控制物料的塑化情况
加设排气口
纵向气体导通向料斗方向排气、从排气口排出
加强压缩
改变螺纹导程、螺棱宽度、螺杆外径、螺杆根径、 设置反向螺纹等
啮合同向旋转双螺杆挤出机的工作原理
啮合型同向双螺杆的物料流动
啮合型同向双螺杆的纵向必须开放，否 则，螺杆会发生干涉而不能啮合。
开放的矩形螺槽双螺杆的物料流向
增加混合作用 剪切作用加大
为了提高混合效果，加长停留时 间，应将两螺杆之间有物料交换 部分嚙合、纵向皆开放的。
双螺杆挤出机的工作原理
纵向皆开放、部分嚙合的两螺杆之间的 物料交换速度分布和压力分布。
异向双螺杆挤出机的特点
两螺杆之间的间隙
间隙越小，剪切速率越大，但通过量越 少，混合效果差。
实际上，由于存在间隙，漏流使 产量不能达到理论产量。
双螺杆挤出机的工作原理
异向旋转啮合双螺杆啮合处的相对线速度
VrA＝2π ·n (Rb-Rs) VrA A室的体积 Rb-螺杆外半径 Rs –螺杆内半径
B点处，VrA和 VrB V数值不等，方向相同。 O点处，Vro＝0
具有良好的自洁性
双螺杆挤出机的工作原理
结 束
纵向开放、横向 封闭的输送元件， 具有较强的输送 能力，但混合作 用差。
双螺杆挤出机中的功能元件
压缩元件
螺槽为等深变矩，螺棱 宽度由薄变厚，螺槽容 积变小。
螺槽为等深变矩， 螺矩连续变小，起 到压缩作用。
双螺杆挤出机中的功能元件
混合混炼元件
沟槽式混合元件 开设垂直于螺棱的沟槽，起到回混作用。
双螺杆挤出机中的功能元件
啮合同向双螺杆挤出机
啮合同向双螺杆挤出机啮合同向双螺杆挤出机是挤出加工中常用的加工设备，而挤出技术是一种重要的聚合物加工技术。
1935年意大利的Roberto Colombo研制出世界上首个啮合同向双螺杆挤出机，20世纪80年代，我国开始较为广泛的应用双螺杆挤出机。
1935年意大利的Roberto Colombo研制出世界上首个啮合同向双螺杆挤出机后。
自从其诞生后，经过半个多世纪的不断改进和完善，它便以其积木式结构带来的多变性和适应性以及优异的混合性能，在成型、共混、改性、反应挤出等聚合物加工过程中得到了广泛应用。
挤出机的核心部件是螺杆，啮合同向双螺杆挤出机一般分为固体输送、熔融、排气、熔体输送等功能段。
至今为止，研究主要集中在熔体输送段，已经有了成熟的理论体系和数理模型，有了很多有意义的研究成果；固体输送段和熔融段由于物料在该段的状态还不能由现有方程和数理模型很好的描述，所以理论研究成果较少，主要依靠经验设计。
目前，啮合同向双螺杆挤出机向着高转速、大扭矩、更高的熔融塑化效率、更优的混合质量、更低的能耗方向发展。
也就是说，在保证产品质量的前提下，如何在更低的能耗下，获得更高的生产能力，是双螺杆挤出机制造商和用户所共同追求的目标。
20世纪80年代，我国开始较为广泛的应用双螺杆挤出机，相对于西方国家（美、德、意、英、日等）起步较晚。
随后，我国一些厂家开始生产制造双螺杆挤出机。
但是最初的设计基本是依靠引进国外技术。
到20世纪90年代初，我国双螺杆挤出机的设计制造发展很快，形成了双螺杆挤出机制造热。
目前国内所生产的双螺杆挤出机的规格已由中小型开始向大型发展，制定了相应标准并形成系列，年产量达几百台套。
但在双螺杆挤出机的设计、制造水平和机器的整体质量方面，与国外先进国家生产的双螺杆挤出机还有不小差距，这主要表现在独立设计能力较弱，不少厂家的产品是测绘和仿制的，设计出水平较高的机器较少。
从结构上讲，啮合异向旋转双螺杆挤出机的螺槽为非封闭结构，本身有利于物料流通混合，物料从加料口到一根螺杆后，在摩擦拖拽下，沿着这根螺杆的螺槽前进至下方窄间隙，受到两根螺杆的压缩后而被螺槽运送至桶壁又进行压缩，并在料筒表面的摩擦拖曳下沿另一根螺槽向前输送，周而复始，它广泛应用于塑料的挤出成型和造粒。
双螺杆挤出机工作原理(新)课件
双螺杆挤出机诞生的背景： ➢ 双螺杆挤出机是在单螺杆挤出机基础上发展起来的 ➢ 用单螺杆挤出机加工
材 料：掺混料（纤维与树脂） 填充、增强材料（CaCO3、红泥、矿渣等）
出现问题：吃料难、熔融难、塑化差 ➢ 70年代以来，双螺杆挤出机发展十分迅速
欧 洲：100%管、板、异型材制品用双螺杆挤出机加工
(1) 输送元件 ① 具有一般螺纹结构，主要起输送作用。 等深、等距、槽宽等于棱宽、纵横向皆封 闭的输送元件 正位移能力强 混合作用差 用于固体输送和熔体输送
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双螺杆挤出机的工作原理
（1）异向双螺杆对物料的输送 机理 ⑤ 两螺杆间存在间隙，两螺杆产生分离力更大。
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双螺杆挤出机的工作原理
压缩段
（1）异向双螺杆对物料的输送机理 ⑥ 异向双螺杆挤出机的设计及操作特点 两螺杆主要设计成螺纹式： 有正向螺纹、反向螺纹和特种螺纹之安排 两螺杆之间的间隙： 间隙越小，剪切速率越大，分散混合效果好,但 两螺杆的分离力大。 间隙越大，剪切速率越小，但通过量越大，分 布混合效果好。
只讨论全啮合式双螺杆挤出机输送机理。
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双螺杆挤出机的工作原理
1、加料段（全啮合型） （1）异向双螺杆对物料的输送机理 ① 特点（形成C形室沿螺杆轴向移动）
共轭纵横向全封闭的矩形螺槽，异向旋转
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双螺杆挤出机的工作原理
（1）异向双螺杆对物料的输送机理 分开看：两根旋向不同的双螺杆 合着看：啮合区 一根螺杆螺棱插入另一根螺槽中，把两个 连续的螺旋通道分割成一段段的封闭“C” 形室，室数与螺纹圈数相同。 动 作：螺杆转动， “C”形室前移（轴向移动） 螺杆转动一圈， “C”形室前移一个导程的 距离。
锥形双螺杆挤出机-型材-003
KMD 2-50KK
1000mm 3250mm 1275mm 2110mm 1700kg
KMD 2-60KK
1000mm 3650mm 1275mm 2330mm 2280kg
相关参数
KMD 2-50KK
KMD 2-60KK
冷却水消耗量
约 1.2 m3/h
约 1.2 m3/h
模头加热功率
● 管材挤出生产
第二章：挤出机使用说明
2-11
减速齿轮箱及分配齿轮箱（KMD 2-40KK 及 KMD 2-50KK 适用） 主电机通过减速齿轮箱与分配齿轮箱将动力传至螺杆并带动螺杆转动。
1. 减速齿轮箱
2. 分配齿轮箱
减速齿轮箱及分配齿轮箱（KMD 2-60KK）
1. 减速齿轮箱
2. 分配齿轮箱
注意 不同型号的挤出机所配的齿轮箱的型号均不相同，因此，您设备上的 齿轮箱外形可能与图中的不一样。
2-1
挤出机型号
本说明书适用于下列型号的双螺杆挤出机
挤出机型号 KMD 2-50KK KMD 2-60KK
挤出机型号构成说明 挤出机的型号带有以下含义：
KMD 2-xxKK
锥形双螺杆 螺杆最小直径 双螺杆挤出机 克劳斯玛菲（Krauss-Maffei）
2-2
第二章：挤出机使用说明
挤出生产线的构成方案 您可按您的需要来选择您所需的挤出生产线： 挤出机的应用范围：
机筒冷却装置
油泵流量（压力为 8 bar 时） 16 升/分钟
冷却介质
导热油
电机功率
0.55Kw
水消耗量
约 600 升/小时
螺杆温控装置
加热功率
6Kw
冷却功率
7Kw
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双螺杆挤出机构造及主要零件
双螺杆挤出机的零部件组成与单螺杆挤出机的零部件组成根本相似。
两种挤出机不同之处是双螺杆挤出机的机筒内有两根螺杆、加料局部采用螺旋强制向机筒内供料，螺杆用轴承的规格和布置比拟复杂。
双螺杆挤出机的组成零部件位置如图1所示。
图1 双螺杆挤出机主要零部件组装位置
1—连接法兰；2—分流板；3—机筒；4—电阻加热；5—双螺杆；
6—螺旋加料装置；7—料斗；8—螺杆轴承；9—齿轮减速箱；
10—传送带；11—电动机；12—机架
1、螺杆构造
双螺杆中的螺杆构造类型有多种，在双螺杆挤出机的分类中，有旋向不同螺杆及螺杆组合啮合与否型螺杆；以螺杆的螺纹局部组成和螺杆的外形分类，还有多种类型。
(1) 按螺杆的螺纹局部组成分可分为整体式螺杆和组合式螺杆。
①整体式螺杆整体式螺杆中可分为螺纹局部外圆直径完全一样的圆柱形螺杆和外圆直径逐渐缩小的圆锥形螺杆。
圆柱形螺杆中又分为螺杆的螺距从加料段至均化段逐渐变小型螺杆和螺纹距不变、而螺纹棱宽度由加料段至均化段逐渐加大变宽型螺杆。
②组合式螺杆组合式螺杆是指螺杆的螺纹局部由几个不同形式的螺纹单元组合而成，这些螺纹单元装在一根带有长键的轴上
或组装在六角形芯轴上，成为一根挤塑某种塑料的专用螺杆。
啮合型同向旋转双螺杆构造多采用组合式螺杆。
(2) 按两根螺杆的轴心线平行与否分双螺杆又分为两根螺杆直径一样、组装后两根螺杆的轴心线平行的圆柱形螺杆和两根螺杆
直径由大到小逐渐变化、组装后两根螺杆轴心线不平行的圆锥形螺杆。
这两种螺杆的外形构造如图2所示。
图2 圆柱形和圆锥形双螺杆的外形构造
2、机筒构造
双螺杆挤出机的机筒构造和单螺杆挤出机的机筒构造形式一样，也分整体式机筒和分段组合式机筒。
机筒构造形式如图3所示。
图3 双螺杆挤出机的机筒构造
1一排气口；2—进料口
在双螺杆挤出机中，啮合异向旋转双螺杆和锥形双螺杆挤出机一般多采用整体式机筒；只有少数大型挤出机采用分段组合式机筒，目的是为了方便机械加工和节省一些较贵重的合金钢材。
啮合同向旋转双螺杆挤出机多数采用分段式机筒。
分段式机筒分成长度相等的几段，有的机筒上开有加料口，有的机筒上开有排气口，有的机筒上开有添加剂口，然后用螺钉把各段连接成双螺杆的组合机筒。
3、双螺杆的承受轴向力用轴承布置
双螺杆在挤出工作时产生的轴向力和单螺杆在挤出工作时产生的轴向力相似或高于单螺杆挤出时的轴向力，这么
大的轴向力应需要较大规格的轴承来承当，但是，由于双螺杆的工作布置限制了承受螺杆轴力用轴承的布置空间，所以轴承布置有多种方案。
这里只介绍两种常见轴承布置方案。
图4是圆柱形双螺杆用止推轴承的布置实例。
由于轴承的规格较大，把两根螺杆用轴承错位布置，以适应轴承布置空间缺乏
的限制。
这种轴承布置的两根螺杆的轴向力分配均匀，轴承承受的轴向力相等，工作时两根螺杆的轴向位移量也一样，保证了两根螺杆工作的正常啮合。
图4 圆柱形双螺杆用止推轴承错位布置构造
1-螺杆；2—传动轴；3，6—深沟球轴承；4一弹性元件；5—推力滚子轴承；7—压盖
图5所示是圆锥形双螺杆用止推轴承的布置。
锥形双螺杆啮合工作时，它尾部的轴承部位空间较大，那么轴承的布置比拟紧凑。
图5 圆[FS:PAGE]锥形双螺杆用轴承的布置
1一螺杆连接轴套；2，4一圆柱滚子轴承；3—斜齿轮；5，6—圆锥滚子轴承
4 、加料装置
根据双螺杆挤出机挤塑原料的特点与工作条件要求，双螺杆挤出机的加料装置应采用强制计量加料方式为机筒供料。
强制计量加料装置构造如图6所示。
这种供料装置像一台独立工作的单螺杆挤出机，转动输送原料的螺杆由直流电动机通过蜗杆蜗轮减速箱的输出轴带动。
螺杆输送原料的转速、输送料量的大小，由双螺杆挤出机的双螺杆工作转速、机筒温度、成型制品用模具内的熔料压力和成型制品的用料量来决定，根据制品用料量的需要，可随时调整。
加料装置中的螺纹杆上螺纹，可以是单头或双头，一般应用较多的是单头螺纹。
图6 双螺杆挤出机用加料装置构造
1—螺杆轴承；2—蜗杆蜗轮减速装置；3—料斗；4—机筒；5—螺杆
如果原料为粉状，为防止料斗中原料产生“架桥〞现象，应注意在此种情况下的料斗中要加螺旋搅拌装置。