双螺杆挤出机技术说明书

文档编号：TECH-SE-2025-0715

版本：V3.2

适用机型：SHJ-52B 同向平行双螺杆挤出机

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一、产品概述

SHJ-52B 型双螺杆挤出机是一款基于同向啮合原理设计的高效能混炼挤出设备，螺杆公称直径为52mm，长径比（L/D）可在32:1至56:1范围内灵活选配。该机型专为高分子材料改性、填充母粒制备、色母粒加工及可降解塑料造粒等工艺场景开发，具备高扭矩、高转速、高产量（产能区间80~450kg/h）的"三高"特性。设备整体采用模块化积木式设计，螺杆套筒组合形式可依据配方工艺自由重组，适配实验室研发、中试放大至工业化连续生产等多重需求。

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二、工作原理

本设备采用两根平行同向旋转的螺杆轴，通过啮合区的高剪切应力与熔体输送作用，实现多相体系的连续混合与分散。

- 物料输送： 螺距不等的螺纹块组合形成正位移输送能力，避免物料在机筒内打滑滞留。
- 熔融塑化： 捏合块与齿形盘元件产生高剪切区域，使聚合物快速熔融并均化温度场。
- 分散混合： 通过改变捏合块错列角（30°、45°、60°、90°），调节剪切强度，实现纳米填料或颜料的微观级分散。
- 排气脱挥： 设置1~3个真空排气口，配合反向螺纹元件建立低压区，有效抽除水分、单体和低分子挥发物。

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三、技术参数表

| 参数项目 | 数值/范围 | 备注 |
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| 螺杆直径（mm） | 52 | 花键芯轴，氮化钢基体 |
| 螺杆长径比（L/D） | 32~56 | 可分段组合 |
| 螺杆最高转速（rpm） | 600 | 变频调速 |
| 主机功率（kW） | 90~132 | 交流变频电机 |
| 最大扭矩（N·m/轴） | 180 | 齿轮箱保护扭矩 |
| 产量范围（kg/h） | 80~450 | 视物料而定 |
| 加热功率（kW） | 约28 | 铸铝加热器，陶瓷加热可选 |
| 加热区段数 | 8~12 | 独立温控区 |
| 冷却方式 | 水冷/风冷 | 电磁阀自动PID调节 |
| 中心距（mm） | 42.5 | 啮合区最小间隙0.4mm |

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四、核心结构组成

4.1 传动系统

- 高精度硬齿面齿轮箱，齿轮材质20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度≥58HRC。 - 花键轴采用专用合金钢（38CrMoAlA）氮化处理，氮化深度≥0.4mm。 - 配置过载保护装置（扭矩限制器）与润滑油强制循环冷却系统。

4.2 螺杆芯轴与螺纹元件

- 螺纹元件采用W6Mo5Cr4V2高速钢工具钢，整体真空淬火至62~64HRC。 - 标准螺纹元件类型：输送螺纹（导程28/36/44/56mm）、捏合块（厚度4/6/8/12mm）、齿形盘（齿数22/32）、反向螺纹（导程14/20mm）。 - 芯轴采用渐开线花键连接，端面贴合定位，拆装便捷。

4.3 机筒

- 合金钢（40Cr）基体内衬耐磨双金属层（硬度≥62HRC），或整体采用Hastelloy C-276耐腐蚀合金（针对含卤素阻燃剂体系）。 - 机筒分段制造，每段长度4D（D为螺杆直径），采用法兰螺栓连接，密封圈材质为铜基石墨复合垫。 - 首段筒体设有加料口，中段可配置侧喂料口（用于玻纤或碳酸钙）及液体注入口。

4.4 加料系统

- 失重式计量称（精度±0.5%），双螺旋给料，料斗容积50L。 - 主喂料口采用强制冷却水套，防止物料架桥或黏附。 - 可选配侧向强制喂料机或液体计量泵，实现多组分精确配比。

4.5 温控系统

- 每个加热区配置K型热电偶，PID智能温控仪表，控温精度±1℃。 - 冷却管路采用304不锈钢硬管，电磁阀响应时间≤0.5s，防止温度过冲。

4.6 切粒系统（后置选配）

- 风冷热切粒：模面温度180~250℃，切刀转速可调，颗粒长度2~4mm。 - 水下拉条切粒：适用于高填充或高黏度物料，需配套冷却水槽与吹干机。

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五、操作流程与规范

5.1 开机前检查

- 检查各润滑点油位，齿轮箱油温低于40℃方可启动。 - 手动盘车（转动联轴器）2~3圈，确认无卡阻异响。 - 检查加热器电源及热电偶连接是否完好，确认各温控表无报警。

5.2 升温与保温

- 按工艺设定各区温度（典型PP改性：一区170℃，二区190℃，三区200℃，机头210℃）。 - 升温速率≤5℃/min，达到设定温度后保温至少30分钟，确保筒体热透。

5.3 启动与投料

- 启动润滑油泵，待油压稳定（0.2~0.4MPa）后启动主电机。 - 空转转速设定为30~50rpm，检查电流是否平稳。 - 开启喂料机，初始喂料量设定为额定产量的60%，逐渐提升至设定值。 - 观察扭矩表、熔体压力表（正常范围5~15MPa，超25MPa报警），调整转速与喂料匹配。

5.4 稳定运行与监控

- 每30分钟记录一次各段温度、扭矩、压力及电流数据。 - 检查真空排气口是否有异常冒料，视情况调整反向螺纹组合或真空度（-0.06~-0.09MPa）。 - 定期（每2小时）取样检查塑化质量与分散均匀度。

5.5 停机与清理

- 停止喂料，将螺杆转速降至100rpm，注入清洗料（如纯PP或PE）运行5~10分钟。 - 待机头压力降至2MPa以下，停止主电机，关闭加热电源。 - 拆下机头与模面，趁热清理残留物，使用铜铲或专用清理刷，严禁使用钢质硬物刮伤内壁。

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六、安全操作要点

1. 高温防护： 机筒及机头表面温度可高达300℃，必须设置隔热罩，操作员应佩戴耐高温手套，避免烫伤。
2. 旋转部件： 联轴器、切粒刀盘等部位设置防护罩，设备运行期间严禁打开。
3. 电气安全： 设备必须可靠接地，检修时严格执行断电、挂牌、上锁程序。
4. 压力保护： 机头处安装熔体压力传感器与防爆片（爆破压力30MPa），防止堵料导致超压。
5. 有害气体： 加工含氟或含氯聚合物时，必须开启车间局部排风，操作人员佩戴活性炭呼吸防护口罩。

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七、维护与保养建议

| 维护周期 | 保养项目 | 操作要点 |
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| 每日 | 润滑检查 | 检查齿轮箱油位，目视有无泄漏；清理加料口粉尘 |
| 每周 | 冷却系统 | 清洗冷却水箱滤网，检查水管接头渗漏 |
| 每月 | 电气检查 | 紧固接线端子，检测加热器绝缘电阻（≥1MΩ） |
| 每季度 | 螺杆磨损测量 | 测量螺纹元件外径，磨损量超0.3mm需更换 |
| 每半年 | 齿轮箱油分析 | 化验油样中金属颗粒含量，必要时换油（L-CKD320齿轮油） |
| 每年 | 全面检修 | 拆检螺杆套筒，检查花键间隙，更换密封件 |

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八、常见故障与对策

| 故障现象 | 可能原因 | 排除方法 |
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| 扭矩过高 | 加料量过大、机头滤网堵塞、塑化不良 | 降低喂料量，清理机头，提高加工温度 |
| 熔体压力波动大 | 螺杆组合不合理、加料不均匀 | 调整捏合块位置，检修喂料螺旋 |
| 产品有气泡 | 真空度不足、水分含量高 | 检查真空管路密封，原料预干燥 |
| 电流异常波动 | 主轴承磨损、螺杆同心度偏差 | 停机检测轴承间隙，校直芯轴 |
| 螺杆抱死 | 金属异物进入、长时间停机未清理 | 拆机取出异物，严格执行停机清洗流程 |

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九、工艺应用范围

- 工程塑料增强改性： PA6/PA66+30%玻纤，此工艺需配置侧向玻纤口。
- 阻燃母粒制备： 十溴二苯乙烷/三氧化二锑体系，需选用耐腐蚀筒体。
- 生物降解材料加工： PBAT、PLA共混改性，需控制加工温度在160~180℃区间。
- 粉末涂料/热熔胶生产： 高填充比（≤65%）无机盐均匀分散。

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十、安装与调试条件

- 基础要求： 设备基础应承重≥5吨/平方米，水平度≤0.1mm/m。
- 公用工程： 需提供冷却水（0.3~0.4MPa，流量≥60L/min），压缩空气（0.6MPa）。
- 电气接入： AC380V/50Hz，三相五线制，总功率约160kW，需配置独立配电柜。

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结语

SHJ-52B 型双螺杆挤出机通过精密螺杆几何设计与柔性组合策略，能在广阔工艺窗口内稳定实现高分子材料的均质混炼。操作人员应深入理解螺杆元件功能与物料流变特性的匹配关系，并严格遵循维护计划，方可最大化设备的服役寿命与生产效能。本说明书作为通用技术指引，特定物料的详细工艺参数请参照对应工艺配方卡执行。

联系人：赵经理

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