平行同向双螺杆挤出机：技术原理、选型指南与行业应用全解析

一、产品定义与核心优势

平行同向双螺杆挤出机（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。两根螺杆采用等径啮合设计，同向旋转，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。螺杆、筒体采用“积木式”结构，有很好的互换性，可根据物料加工工艺的不同任意组合使用。

与单螺杆挤出机相比，平行同向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 | 平行同向双螺杆 | 平行异向双螺杆 | 单螺杆挤出机 |
|---------|--------------|--------------|-------------|
| 螺杆数量 | 两根同向旋转螺杆 | 两根反向旋转螺杆 | 一根螺杆 |
| 转速范围 | 300～1200 r/min（高速） | 10～50 r/min（低速） | 100～300 r/min |
| 自洁性 | 优异（相互刮擦） | 差 | 无 |
| 混合能力 | 分散+分布混合兼备 | 以输送为主 | 主要靠摩擦拖曳，能力弱 |
| 停留时间分布 | 窄 | 较窄 | 宽 |
| 排气性能 | 优异 | 一般 | 一般 |
| 典型应用 | 共混改性、造粒、反应挤出 | PVC管材/型材直接成型 | 挤出成型 |

核心优势总结： 平行同向双螺杆挤出机采用积木式原理设计，可根据加工物料体系与工艺配方要求对长径比、机筒结构、螺杆排列、换网方式、排气孔数量及位置、喂料方式、电气控制系统等进行合理优化和配置。同向旋转产生强烈剪切和捏合作用，螺杆相互刮擦实现自清洁，物料不易残留。

二、工作原理与技术特性

2.1 工作原理

平行同向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。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，避免物料包轴、结壁 |
| 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 |
| 良好排气脱挥 | 随着螺杆旋转物料表面不断更新，更有利于挥发分的脱除 |
| 可控停留时间 | 物料停留时间可控，可根据工艺需要调整 |

2.2 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

| 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，真空度可达-0.09MPa |
| 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、产品分类与技术参数

3.1 产品分类

平行同向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（B系列） | 标准扭矩，适用于常规配混 |
| 扭矩等级 | 高扭矩型（D系列，扭矩等级8-14） | 强化传动箱体，处理高粘度物料 |
| 扭矩等级 | 超高扭矩型（Max系列，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 |
| 转速等级 | 高转速（600-900 rpm） | 高产出需求 |
| 转速等级 | 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 |
| 应用层级 | 中试型（Φ25-50mm） | 用于放大验证 |
| 应用层级 | 工业量产型（Φ50-135mm） | 用于规模化生产 |
| 应用层级 | 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 |
| 结构形式 | 整体式 | 传统结构，适用于特定用途 |

3.2 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。以下是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 |
| 长径比 L/D | 24 ～ 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 |

3.3 长径比与产量参考

| 长径比范围 | 适用场景 | 说明 |
|-----------|---------|------|
| 24~32 | 常规配混 | 短流程，低能耗 |
| 32~48 | 通用改性 | 应用最广 |
| 48~64 | 反应挤出、高填充 | 长流程，停留时间长 |

四、主流型号规格详解

4.1 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。

数据来源：SHJ系列公开参数

4.2 TE系列（通用系列）

TE系列主机螺杆为同向旋转，具有优异的分散混炼性能，整机设计采用积木式原理。

数据来源：TE系列公开参数

4.3 TSSK系列（同向平行双螺杆）

TSSK系列具有优异的混合性能、良好的自洁性能和灵活的模块化组合特性。

数据来源：TSSK系列公开参数

4.4 TSSK高扭型系列

数据来源：TSSK高扭型公开参数

4.5 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 | 20-95 | 5-1500 | 标准 | 国内主流，应用广泛 |
| TE | 20-135 | 1-2500 | 标准-高扭矩 | 规格齐全，覆盖面广 |
| TSSK | 20-92 | 2-1200 | 标准/高扭 | 普通型+高扭型并行 |
| CHT（南京科锐） | 16-160 | 0.05-3000+ | B/D/Max三级 | 覆盖三级扭矩，特色工艺领先 |

五、结构组成与核心部件

5.1 主要组成部分

平行同向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 |

5.2 积木式螺杆的核心优势

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 |
| 局部更换 | 磨损部件可单独更换，无需整体报废 |

5.3 共混改性专用螺纹元件

| 元件类型 | 功能 | 典型应用 |
|---------|------|---------|
| 输送螺纹 | 物料输送与建压 | 各段通用 |
| 啮合块（30°/45°/60°/90°） | 剪切与分散混合 | 填料分散、共混 |
| 齿形盘 | 分布混合与分流

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