嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)

1935年意大利的Roberto Colombo研制出世界上首個嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)后。自從其誕生后，經(jīng)過半個多世紀(jì)的不斷改進(jìn)和完善，它便以其積木式結(jié)構(gòu)帶來的多變性和適應(yīng)性以及優(yōu)異的混合性能，在成型、共混、改性、反應(yīng)擠出等聚合物加工過程中得到了廣泛應(yīng)用。

擠出機(jī)的核心部件是螺桿，嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)一般分為固體輸送、熔融、排氣、熔體輸送等功能段。至今為止，研究主要集中在熔體輸送段，已經(jīng)有了成熟的理論體系和數(shù)理模型，有了很多有意義的研究成果；固體輸送段和熔融段由于物料在該段的狀態(tài)還不能由現(xiàn)有方程和數(shù)理模型很好的描述，所以理論研究成果較少，主要依靠經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

目前，嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)向著高轉(zhuǎn)速、大扭矩、更高的熔融塑化效率、更優(yōu)的混合質(zhì)量、更低的能耗方向發(fā)展。也就是說，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，如何在更低的能耗下，獲得更高的生產(chǎn)能力，是雙螺桿擠出機(jī)制造商和用戶所共同追求的目標(biāo)。

20世紀(jì)80年代，我國開始較為廣泛的應(yīng)用雙螺桿擠出機(jī)，相對于西方國家（美、德、意、英、日等）起步較晚。隨后，我國一些廠家開始生產(chǎn)制造雙螺桿擠出機(jī)。但是最初的設(shè)計(jì)基本是依靠引進(jìn)國外技術(shù)。到20世紀(jì)90年代初，我國雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計(jì)制造發(fā)展很快，形成了雙螺桿擠出機(jī)制造熱。目前國內(nèi)所生產(chǎn)的雙螺桿擠出機(jī)的規(guī)格已由中小型開始向大型發(fā)展，制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)并形成系列，年產(chǎn)量達(dá)幾百臺套。但在雙螺桿擠出機(jī)的設(shè)計(jì)、制造水平和機(jī)器的整體質(zhì)量方面，與國外先進(jìn)國家生產(chǎn)的雙螺桿擠出機(jī)還有不小差距，這主要表現(xiàn)在獨(dú)立設(shè)計(jì)能力較弱，不少廠家的產(chǎn)品是測繪和仿制的，設(shè)計(jì)出水平較高的機(jī)器較少。

目前國內(nèi)嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)方面研究工作做的較多的單位主要有：甘肅蘭州天華設(shè)計(jì)院，北京化工大學(xué)，SEI等單位，制造主要是大連橡塑還有南京科亞。

從結(jié)構(gòu)上講，嚙合同向雙螺桿的螺槽為非封閉結(jié)構(gòu)，本身有利于物料流通混合，物料從加料口到一根螺桿后，在摩擦拖拽下，沿著這根螺桿的螺槽前進(jìn)至下方窄間隙，受到一定壓縮后而另一根螺桿托起，并在料筒表面的摩擦拖曳下沿另一根螺槽向前輸送，當(dāng)物料前進(jìn)到上方窄間隙時，又重復(fù)此過程，只是在軸線方向上移動了一定距離，因此，物料是繞兩根螺桿是螺旋“∞”形流動。從一根螺桿中沿螺槽流來的物料，一部分進(jìn)入第二根螺桿的一個螺槽中，而另一部分到另一螺槽中（一分為二）在每一個“∞”形流程（即通過一個導(dǎo)程）中這個過程要進(jìn)行兩次，即物料受到4次分割；通過兩個導(dǎo)程后，物料則受到16次分割，當(dāng)通過10個導(dǎo)程后，則物料將受到上百萬次（2）的分割。另外，在嚙合區(qū)物料將受到強(qiáng)力的局部剪切作用，再加上螺桿間和螺桿與機(jī)筒內(nèi)壁間存在的間隙所產(chǎn)生的漏流，使同向嚙合型雙螺桿產(chǎn)生很好的混合效果。

另外，由于嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)的兩根螺桿在嚙合區(qū)間隙處的速度方向相反，它使得在嚙合區(qū)間隙處有更優(yōu)的混合效果。首先，在嚙合區(qū)兩螺桿間的相對速度較大，從而對嚙合區(qū)中物料的剪切速率和剪切應(yīng)力也較大；其次，物料在嚙合區(qū)產(chǎn)生了較好的返混，嚙合同向雙螺桿嚙合區(qū)中因?yàn)檫吔缢俣认喾?，只有靠邊界的一小部分物料能通過徑向間隙，而中間的大部分物料卻就地折回，產(chǎn)生較大的回流量，極大的提高了分布混合能力。研究表明，在嚙合同向雙螺桿擠出機(jī)加工過程中，其一根螺桿相對于另一螺桿的運(yùn)動是繞對方做平動，因此在其嚙合區(qū)內(nèi)任意處兩螺桿的相對速度都相同，故物料在嚙合區(qū)承受基本均勻恒定的剪切速率，使得產(chǎn)生的混合更趨均勻。

常用的元件有常規(guī)螺紋元件、反向螺紋元件、捏合塊、齒形盤、S型元件、六棱柱元件等。

均可根據(jù)具體的應(yīng)用需要來進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合以達(dá)到最好的效果。

本文件規(guī)定了高轉(zhuǎn)矩同向雙螺桿擠出機(jī)用傳動箱的術(shù)語與定義、型式、基本參數(shù)與尺寸、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)及驗(yàn)收規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。 本文件適用于高轉(zhuǎn)矩同向雙螺桿擠出機(jī)用傳動箱。

①、與熱塑彈性體TPU澆注機(jī)配合使用，達(dá)到產(chǎn)量：60-120kg/h ②、平行同向雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比必須≥60：1 ③、主機(jī)螺桿為同向旋轉(zhuǎn), 具有優(yōu)異的分散混煉性能, 整機(jī)設(shè)計(jì)采用積木式原理設(shè)計(jì), 可以根據(jù)不同工藝的要求更換螺桿結(jié)構(gòu)。 ④、精密式螺桿尺寸設(shè)計(jì)，組合式模塊化全嚙合共軛式設(shè)計(jì)，螺桿與螺桿，螺桿與機(jī)筒間隙更小，充分保證物料的反應(yīng)質(zhì)量，無殘存，無滯留，無黃變。 ⑤、雙螺桿喂料系統(tǒng)定量均勻把物料加入雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)，主要包括: 料斗，喂料減速機(jī)，分配齒輪箱，輸送螺桿，變頻調(diào)速系統(tǒng)。 ⑥、螺桿結(jié)構(gòu)：實(shí)心同向全嚙合雙螺桿，螺桿材料：優(yōu)質(zhì)合金鋼，硬度高，料斗采用不銹鋼制作。 ⑦、水下造粒系統(tǒng)必須含有脫水系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)。