王雯瑤

（大連橡膠塑料機(jī)械有限公司，遼寧　大連　116033）

SJSH-104×50同向雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與研究

王雯瑤

（大連橡膠塑料機(jī)械有限公司，遼寧大連116033）

將介紹SJSH-104×50同向雙螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)，各關(guān)鍵件：螺桿安裝、螺旋元件、捏合盤(pán)等在裝配加工中出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方法。

擠出機(jī)；螺旋元件；積木式螺桿型式；機(jī)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(jī)是在擠出機(jī)機(jī)筒中并排地安裝兩根螺桿的一種擠出機(jī)，它是在單螺桿擠出機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。因在擠出生產(chǎn)的實(shí)踐中反映出，單螺桿擠出機(jī)易于加工粒料，而對(duì)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(shí)際無(wú)法加工，且混煉效果差。雙螺桿擠出機(jī)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(jī)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(jī)的產(chǎn)量遠(yuǎn)比塑料擠出機(jī)的產(chǎn)量大，但據(jù)統(tǒng)計(jì)，各國(guó)用擠出法加工的塑料大約占塑料產(chǎn)量的40%~60%，可見(jiàn)其生產(chǎn)率高方面占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

本文介紹的SJSH-104×50同向雙螺桿擠出機(jī)是應(yīng)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(guò)機(jī)筒的加料口注入機(jī)筒內(nèi)，然后經(jīng)過(guò)輸送、壓縮、混煉、塑化、排氣和均化等過(guò)程，由機(jī)頭擠出薄厚均勻的膜片，再經(jīng)過(guò)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(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

本機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器及潤(rùn)滑系統(tǒng)、擠出系統(tǒng)、機(jī)筒冷卻裝置及管路、底座等組成（見(jiàn)圖1）。

圖1　同向雙螺桿擠出機(jī)示意圖

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

1.1機(jī)筒、螺桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

機(jī)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(guò)特殊處理和精加工后，具有很高的硬度和抗耐磨性能。機(jī)筒上分為開(kāi)口機(jī)筒和封閉機(jī)筒，使用中可以根據(jù)工藝要求靈活選擇位置。機(jī)筒內(nèi)部有“S”形的流道，使冷卻水能充分流通降低機(jī)筒溫度，從而保證物料溫度。機(jī)筒是組合成金屬夾套結(jié)構(gòu)，內(nèi)層為離心澆鑄的硬質(zhì)合金層，經(jīng)精細(xì)加工后，具體耐磨、耐蝕、成本低等優(yōu)點(diǎn)（見(jiàn)圖2）。

圖2　機(jī)筒示意圖

螺桿采用積木式結(jié)構(gòu)。螺桿芯軸是一根漸開(kāi)線花鍵軸，螺旋元件、捏合盤(pán)等是漸開(kāi)線花鍵內(nèi)孔，定心準(zhǔn)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(jié)構(gòu)，達(dá)到預(yù)期的塑化效果，實(shí)現(xiàn)一機(jī)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(pán)，這樣不僅解決了螺桿的專(zhuān)用于通用的矛盾，同時(shí)也將螺桿的維修成本降至最低。螺桿的捏合盤(pán)的牙形采用螺旋結(jié)構(gòu)，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(gè)生產(chǎn)線的產(chǎn)量。（見(jiàn)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(kāi)線花鍵后，不但提高了芯軸的強(qiáng)度，而且使芯軸根徑相對(duì)增大，且花鍵軸的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度大大提高。由于花鍵軸及孔的加工精度相對(duì)要求較高，使螺旋元件組合后定心準(zhǔn)確、互換可靠，最大限度地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

1.2力矩限制器工作原理及特點(diǎn)

為了保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同向雙螺桿擠出機(jī)中在減速器和電機(jī)之間安裝了力矩過(guò)載保護(hù)器，防止當(dāng)負(fù)載過(guò)大，超出額定力矩時(shí)對(duì)電機(jī)造成不必要的損失，保證設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

力矩限制器的工作原理：當(dāng)過(guò)載達(dá)到所設(shè)的打滑力矩時(shí)，滾珠離開(kāi)了凹坑，使驅(qū)動(dòng)端部件與從動(dòng)端部件之間產(chǎn)生打滑，從而避免了因過(guò)載引起的損害。移動(dòng)環(huán)作“S”形的軸向移動(dòng)，使安裝的接近開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)，從而控制或切斷動(dòng)力源（見(jiàn)圖5）。

圖5　力矩限制器原理圖

1.3減速器及潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特

加速器采用一級(jí)減速，然后分兩軸輸出扭矩。長(zhǎng)輸出軸經(jīng)一級(jí)減速直接輸出扭矩，端軸輸出是經(jīng)一級(jí)減速后，再經(jīng)兩級(jí)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(guò)磨制而成；傳動(dòng)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(rùn)滑系統(tǒng)由低噪音的擺線齒輪油泵帶動(dòng)。在吸油管路上有雙聯(lián)濾油器和壓差開(kāi)關(guān)，當(dāng)壓差小于設(shè)定值時(shí)，壓差開(kāi)關(guān)發(fā)出報(bào)警訊號(hào)。這時(shí)及時(shí)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(jī)筒冷卻裝置及管路

機(jī)筒冷卻裝置安裝位置在機(jī)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(shè)在冷卻系統(tǒng)上方，主要為該系統(tǒng)補(bǔ)充損失的循環(huán)水，操作人員定期通過(guò)視鏡查看該箱的水位，水量不足時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充。該管路上裝有一個(gè)電接點(diǎn)溫度計(jì)，當(dāng)水溫達(dá)到設(shè)定值時(shí)立即報(bào)警，人工打開(kāi)熱交換器上的進(jìn)水閥，通入冷卻水，使循環(huán)水冷卻，當(dāng)循環(huán)水溫度冷卻到電接點(diǎn)溫度計(jì)的下限時(shí)，停止冷卻水進(jìn)入。循環(huán)水從泵中出來(lái)經(jīng)管路被送到機(jī)筒進(jìn)行冷卻，在管路中設(shè)有電磁閥、止回閥及截止閥。電磁閥由溫控系統(tǒng)控制，每個(gè)電磁閥控制各自加熱段中的機(jī)筒溫度。

2　螺旋元件、捏合盤(pán)在加工過(guò)程中的難點(diǎn)及處理方法

2.1材料選擇

螺旋元件和捏合盤(pán)做為擠出機(jī)的核心部件，從材料選擇到加工過(guò)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(qiáng)度，經(jīng)過(guò)篩選最終選擇高級(jí)氮化鋼，用于高耐磨性，高疲勞極限和較高強(qiáng)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(wèn)題及解決方法

螺桿和螺旋元件裝配完成后總長(zhǎng)度約5 000 mm，螺旋元件和捏合盤(pán)共50多個(gè)，每個(gè)螺旋元件導(dǎo)程不同，配合間隙也不同，導(dǎo)程越小配合間隙要求越小，大導(dǎo)程間隙約1.2~1.6 mm,小導(dǎo)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(dá)不到設(shè)計(jì)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(pán)、芯軸、螺桿頭等組合而成，精度要求高、形位公差嚴(yán)、要求完全達(dá)到互換，否則備件就不能使用。

分析原因有兩個(gè)：一個(gè)是螺旋元件加工的精度不夠，螺桿又太長(zhǎng)，自然放置都會(huì)出現(xiàn)彎曲變形，直線度無(wú)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(jié)合安裝中出現(xiàn)的問(wèn)題和分析的原因，做了以下的改進(jìn)：

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

（2）為了保證螺旋元件、捏合盤(pán)的互換性，在加工工藝過(guò)程中，我們將螺旋元件安排在N6車(chē)床上加工，芯軸、捏合盤(pán)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(zhì)量，達(dá)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(gè)墊塊，這樣減小了螺桿的彎曲變形。

3　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述， SJSH-104×50同向雙螺桿擠出機(jī)是效率高，功耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yīng)用推廣前景十分廣闊。

（R-03）

山東臨沂膠合板出口總額達(dá)10.02億美元 居全國(guó)第一

2016年9月9日，記者從山東臨沂出入境檢驗(yàn)檢疫局獲悉，今年1~7月，臨沂市出口膠合板1.93萬(wàn)批、10.02億美元，同比增長(zhǎng)分別為14.21%、4.74%，出口貨值全國(guó)第1，約占全國(guó)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(guó)林產(chǎn)工業(yè)協(xié)會(huì)授予“中國(guó)板材之都”稱(chēng)號(hào)。2015年1月，以出口膠合板為主體的臨沂國(guó)家級(jí)出口木制品質(zhì)量安全示范區(qū)獲得質(zhì)檢總局批準(zhǔn)，這是全國(guó)第1批國(guó)家級(jí)出口木制品示范區(qū)，也是山東省第一家國(guó)家級(jí)出口木制品示范區(qū)。

近年來(lái)，臨沂檢驗(yàn)檢疫局加強(qiáng)示范區(qū)建設(shè)鞏固提升工作，全力促進(jìn)膠合板出口。目前，已有116家三類(lèi)企業(yè)提升為二類(lèi)企業(yè)，通過(guò)提升企業(yè)類(lèi)別來(lái)降低查驗(yàn)比例，提高通關(guān)放行速度。該局創(chuàng)立“三分離”檢驗(yàn)檢疫監(jiān)管模式，提升監(jiān)管有效性，流程時(shí)長(zhǎng)由原來(lái)的1.45天，縮短到現(xiàn)在的0.46天。

摘編自“中國(guó)塑料機(jī)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(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)工作。

2016-09-07