SJSH-104×50同向雙螺桿擠出機的結構特點與研究

王雯瑤

（大連橡膠塑料機械有限公司，遼寧　大連　116033）

SJSH-104×50同向雙螺桿擠出機的結構特點與研究

王雯瑤

（大連橡膠塑料機械有限公司，遼寧大連116033）

將介紹SJSH-104×50同向雙螺桿擠出機結構組成及特點，各關鍵件：螺桿安裝、螺旋元件、捏合盤等在裝配加工中出現(xiàn)的問題及解決方法。

擠出機；螺旋元件；積木式螺桿型式；機筒

擠出成型在塑料制品成型加工工業(yè)中占很重要的地位，雙螺桿擠出機是在擠出機機筒中并排地安裝兩根螺桿的一種擠出機，它是在單螺桿擠出機的基礎上發(fā)展起來的。因在擠出生產(chǎn)的實踐中反映出，單螺桿擠出機易于加工粒料，而對那些粉料則不易加工，特別是形狀不規(guī)則的、或含有濕度大的懸浮料、乳劑料、或分子量很高因而黏度高的料等，實際無法加工，且混煉效果差。雙螺桿擠出機規(guī)避了單螺桿的種種缺陷，適合各種粉料及黏度高的料生產(chǎn)加工。

雙螺桿擠出機主要適用于連續(xù)化生產(chǎn)如：主造粒生產(chǎn)線、塑料擠出同步拉伸膜生產(chǎn)線、管材、電纜、單絲等。生產(chǎn)效率高，塑料注射機的產(chǎn)量遠比塑料擠出機的產(chǎn)量大，但據(jù)統(tǒng)計，各國用擠出法加工的塑料大約占塑料產(chǎn)量的40%~60%，可見其生產(chǎn)率高方面占有絕對的優(yōu)勢。

本文介紹的SJSH-104×50同向雙螺桿擠出機是應用于塑料擠出同步拉伸膜生產(chǎn)線，將石腦油和PE及其他添加劑，通過機筒的加料口注入機筒內，然后經(jīng)過輸送、壓縮、混煉、塑化、排氣和均化等過程，由機頭擠出薄厚均勻的膜片，再經(jīng)過牽引、拉伸等工序，最終出成品膜。

1　SJSH---104×50同向雙螺桿擠出機結構特點

本機主要由驅動電機、減速器及潤滑系統(tǒng)、擠出系統(tǒng)、機筒冷卻裝置及管路、底座等組成（見圖1）。

圖1　同向雙螺桿擠出機示意圖

工作原理：兩根螺桿通過連接套分別與減速機的長短輸出軸相連接。將物料送入機筒內，在兩根同向轉動的螺桿作用下，物料不斷向前移動。物料在向前移動的過程中，不斷受兩根螺桿的嚙合與剪切，達到均勻混煉與塑化。塑化好的物料經(jīng)機筒出口處入機頭并成型。

1.1機筒、螺桿結構特點

機筒、螺桿（螺桿由螺桿頭、螺旋元件，芯軸等組成）均采用特殊鋼材制造。通過特殊處理和精加工后，具有很高的硬度和抗耐磨性能。機筒上分為開口機筒和封閉機筒，使用中可以根據(jù)工藝要求靈活選擇位置。機筒內部有“S”形的流道，使冷卻水能充分流通降低機筒溫度，從而保證物料溫度。機筒是組合成金屬夾套結構，內層為離心澆鑄的硬質合金層，經(jīng)精細加工后，具體耐磨、耐蝕、成本低等優(yōu)點（見圖2）。

圖2　機筒示意圖

螺桿采用積木式結構。螺桿芯軸是一根漸開線花鍵軸，螺旋元件、捏合盤等是漸開線花鍵內孔，定心準確，互換性好。使用中可以任意按不同的物料及工藝配方組合出理想的螺桿結構，達到預期的塑化效果，實現(xiàn)一機多能。在螺旋元件破損的情況下，也可隨意方便地更換損壞的螺旋元件或者捏合盤，這樣不僅解決了螺桿的專用于通用的矛盾，同時也將螺桿的維修成本降至最低。螺桿的捏合盤的牙形采用螺旋結構，使物料在某些區(qū)段有效容積較以前更大；兩根螺桿的嚙合元件和螺旋元件采用小間隙嚙合，有效地提供整個生產(chǎn)線的產(chǎn)量。（見圖3、圖4）。

圖3　捏合塊示意圖

圖4　螺旋元件示意圖

芯軸和螺旋元件采用漸開線花鍵后，不但提高了芯軸的強度，而且使芯軸根徑相對增大，且花鍵軸的彎曲強度和接觸強度大大提高。由于花鍵軸及孔的加工精度相對要求較高，使螺旋元件組合后定心準確、互換可靠，最大限度地保證了產(chǎn)品的質量。

1.2力矩限制器工作原理及特點

為了保證設備正常運轉，同向雙螺桿擠出機中在減速器和電機之間安裝了力矩過載保護器，防止當負載過大，超出額定力矩時對電機造成不必要的損失，保證設備的正常運轉。

力矩限制器的工作原理：當過載達到所設的打滑力矩時，滾珠離開了凹坑，使驅動端部件與從動端部件之間產(chǎn)生打滑，從而避免了因過載引起的損害。移動環(huán)作“S”形的軸向移動，使安裝的接近開關發(fā)出信號，從而控制或切斷動力源（見圖5）。

圖5　力矩限制器原理圖

1.3減速器及潤滑系統(tǒng)結構特

加速器采用一級減速，然后分兩軸輸出扭矩。長輸出軸經(jīng)一級減速直接輸出扭矩，端軸輸出是經(jīng)一級減速后，再經(jīng)兩級變速和扭矩分流的方式傳遞扭矩。本減速器的齒輪采用低碳合金，經(jīng)滲碳淬火處理，精加工后，其齒面通過磨制而成；傳動軸是選用特殊合金鋼制造，軸承選用INA和NSK公司的產(chǎn)品。

減速器潤滑系統(tǒng)由低噪音的擺線齒輪油泵帶動。在吸油管路上有雙聯(lián)濾油器和壓差開關，當壓差小于設定值時，壓差開關發(fā)出報警訊號。這時及時切換到另一濾油器上，使流暢通。在齒輪油泵的出油管路上裝有油冷卻器溫度及壓力表。

1.4機筒冷卻裝置及管路

機筒冷卻裝置安裝位置在機器外部。其管路系統(tǒng)的聯(lián)接可根據(jù)用戶廠房布置情況自行配備。該裝置主要由水泵、熱交換器、膨脹箱等組成。膨脹箱設在冷卻系統(tǒng)上方，主要為該系統(tǒng)補充損失的循環(huán)水，操作人員定期通過視鏡查看該箱的水位，水量不足時應及時補充。該管路上裝有一個電接點溫度計，當水溫達到設定值時立即報警，人工打開熱交換器上的進水閥，通入冷卻水，使循環(huán)水冷卻，當循環(huán)水溫度冷卻到電接點溫度計的下限時，停止冷卻水進入。循環(huán)水從泵中出來經(jīng)管路被送到機筒進行冷卻，在管路中設有電磁閥、止回閥及截止閥。電磁閥由溫控系統(tǒng)控制，每個電磁閥控制各自加熱段中的機筒溫度。

2　螺旋元件、捏合盤在加工過程中的難點及處理方法

2.1材料選擇

螺旋元件和捏合盤做為擠出機的核心部件，從材料選擇到加工過程都有很大的難度，首先根據(jù)工況的要求材料的必須是耐磨、耐蝕，高強度，經(jīng)過篩選最終選擇高級氮化鋼，用于高耐磨性，高疲勞極限和較高強度、熱處理后表面氮化后硬度800~960 HV10以上。

2.2安裝出現(xiàn)的問題及解決方法

螺桿和螺旋元件裝配完成后總長度約5 000 mm，螺旋元件和捏合盤共50多個，每個螺旋元件導程不同，配合間隙也不同，導程越小配合間隙要求越小，大導程間隙約1.2~1.6 mm,小導程間隙約：0.4~0.65 mm，螺旋元件數(shù)量多，往往配合都有誤差，常常達不到設計的要求，總出現(xiàn)干涉，出現(xiàn)這種情況只能讓工人手工打磨，這樣不但破壞了氮化層，還影響了加工的精度。

螺桿是由螺旋元件、捏合盤、芯軸、螺桿頭等組合而成，精度要求高、形位公差嚴、要求完全達到互換，否則備件就不能使用。

分析原因有兩個：一個是螺旋元件加工的精度不夠，螺桿又太長，自然放置都會出現(xiàn)彎曲變形，直線度無法保證；二是螺桿的放置方法不正確，增大了螺桿的彎曲變形。

結合安裝中出現(xiàn)的問題和分析的原因，做了以下的改進：

（1）在加工過程中將螺桿的裝配圖和零件圖同時下發(fā)給機加操作者，讓他們了解螺旋元件、捏合盤和螺桿之間的裝配關系。

（2）為了保證螺旋元件、捏合盤的互換性，在加工工藝過程中，我們將螺旋元件安排在N6車床上加工，芯軸、捏合盤安排在五面銑床上用編程序的方法加工，用特殊工裝加工，從而保證了質量，達到螺旋元件的互換性。

（3）螺桿加工后注意放置的方法，不能在螺桿的兩端放置墊塊，要每隔1 000 mm，放置一個墊塊，這樣減小了螺桿的彎曲變形。

3　結束語

綜上所述， SJSH-104×50同向雙螺桿擠出機是效率高，功耗低，結構簡單，使物料能夠充分的捏合、剪切、混煉和穩(wěn)定擠出。采用的積木式螺桿更是適合不同的物料要求，所以其應用推廣前景十分廣闊。

（R-03）

山東臨沂膠合板出口總額達10.02億美元 居全國第一

2016年9月9日，記者從山東臨沂出入境檢驗檢疫局獲悉，今年1~7月，臨沂市出口膠合板1.93萬批、10.02億美元，同比增長分別為14.21%、4.74%，出口貨值全國第1，約占全國出口總值的30%。

據(jù)悉，臨沂市是最大的木制板材生產(chǎn)基地，2011年1月被中國林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會授予“中國板材之都”稱號。2015年1月，以出口膠合板為主體的臨沂國家級出口木制品質量安全示范區(qū)獲得質檢總局批準，這是全國第1批國家級出口木制品示范區(qū)，也是山東省第一家國家級出口木制品示范區(qū)。

近年來，臨沂檢驗檢疫局加強示范區(qū)建設鞏固提升工作，全力促進膠合板出口。目前，已有116家三類企業(yè)提升為二類企業(yè)，通過提升企業(yè)類別來降低查驗比例，提高通關放行速度。該局創(chuàng)立“三分離”檢驗檢疫監(jiān)管模式，提升監(jiān)管有效性，流程時長由原來的1.45天，縮短到現(xiàn)在的0.46天。

摘編自“中國塑料機械網(wǎng)”

Characteristics and research on the mechanism of SJSH-104X50 co-rotating twin screw extruder

TQ323.5

1009-797X(2016)20-0001-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.20.001

王雯瑤（1983-），女，工程師，現(xiàn)主要從事塑料機械設備的設計工作。

2016-09-07