双螺杆挤出机生产工艺改进研究

雷念臣

摘要：双螺杆挤出机高产出、低能耗及高适应性等优势受到各个配混行业的青睐，其优异的混合效果、以及连续、稳定的工艺过程使其不断的拓展其市场应用，具有广阔的发展前景。在适应细分领域的应用时，我们需要对双螺杆的设计、加工、工艺进行改进，提高其竞争优势。在了解双螺杆挤出机的生产原理、加工流程基础上，对其生产工艺进行创新与改进，促使其生产效率的提高。

关键词：双螺杆挤出机；生产工艺；改进措施

中国产业调研网发布的“2020-2026年中国双螺杆挤出机市场深度剖析及未来走势预测报道”指出，双螺杆挤出机市场发展前景大好，对其行业竞争格局深度分析，加强改进生产工艺，提升其竞争优势。双螺杆挤出机应顺应时代发展需求，基于生产加工行业的发展需求，应对双螺杆挤出机的生产工艺改进升级，提升其生产效率。

1.双螺杆挤出机工艺概况

1.1挤出原理

同向双螺杆挤出机理主要是通过两根全啮合几何形状螺杆的同向旋转，将物料强制向前泵送挤出，物料从A螺杆流入B螺杆的过程中，B螺杆螺棱将A螺杆上的物料完全刮除到B螺杆上，物料再次回到A、B螺杆交叉区背A螺杆刮除到A螺杆螺槽内，物料在筒体内延A/B螺杆做8字前进运动。物料在螺杆的轴向方向是连续贯通状态。

通过两根螺杆的同向旋转运动，产生螺杆和螺杆之间的拖曳、挤压的作用，螺杆和筒体之间的挤压作用实现对物料的塑化，分散分布混合。

双螺杆的设计采用了积木式筒体以及积木式螺杆元件，通过螺杆元件中输送元件通过导程的变化来实现物料输送的变化，通过啮合块不同宽度、角度的变化实现对物料分散、分布性能的变化，当然也有其他结构的螺杆元件；例如密炼元件，齿形元件等；积木式的螺杆、筒体结构充分满足了很多混合工艺的需求。

单螺杆与双螺杆挤出机对比中，后者加料更加便利、物料输送效率更高，且耗能低，排气顺畅，这些优势促使双螺杆挤出机的应用更加广泛。

1.2生产加工

双螺杆挤出机设备在生产加工的环节中，主要是对塑料材质的物品进行加工。以氯丁橡胶生产加工为例，在加工环节中，其主要是通过电解质凝聚工艺与冷冻转鼓凝聚工艺共同完成。该机器在初次加工氯丁橡胶时，生产加工工艺不成熟，经过技术改造后生产工艺得到推广应用。在这个生产加工环节中，主要改进技术是增加了冷却箱，原有的双螺杆挤出机在生产橡胶制品时温度高达120℃，在没有冷却箱的作用下，只能采取自然冷却，冷却速度缓慢。基于此，不仅会影响到生产加工效率，同时会引起产品质量隐患。

1.3生产工艺流程

双螺杆挤出机在生产过程中，主要是按照生产工艺流程来完成，其主要流程为加压、混合、脱水、干燥等处理。以氯丁橡胶生产工艺流程为例，首先，需要单螺杆泵对生产的产品进行加压处理。其次，将生产的产品输送到双螺杆挤出机的混合环节中，确保其与凝聚剂混合。其中凝聚剂是一种溶液，由氯化钙与氯化氢共同组成，借助凝聚剂的作用将其混合处理，确保生产的产品在破乳后能够形成凝胶颗粒。最后，通过加压、脱水与干燥等环节的加工处理，可以将其干燥后挤出成胶绳，通过冷却箱的冷却处理后，对其进行切块与包装，生产工艺流程结束^[2]。

2.双螺杆挤出机生产工艺改进措施

2.1冷却箱的改进

其一，合理设置冷却箱各种数据。双螺杆挤出机的改进方向重点放在冷却箱改进上面，在改进中首要目的是对基础参数进行设计，确保冷却箱的运行符合当前生产加工需求。首先，在设计基础参数中，主要是以生产氯丁橡胶加工工艺为例。由于氯丁橡胶产量为1300kg/h，其形状为带状，规格600cm×10mm，氯丁橡胶生产后进入到冷却箱的温度应设置为70℃。其次，从冷却箱中取出成品时，成品温度应在20℃以上，冷却箱内、外部温度分别设置为5℃、30℃。氯丁橡胶的导热系数应设置为0.256W/（m·c℃），空气的比热应设置为1.00kJ/（kg·℃）。

其二，结构组成。双螺杆挤出机增加冷却箱设备进行生产加工处理中，其冷却箱结构主要包括排湿风机、胶带、主驱动电极、隔板、散热器等部件，

其三，运行流程。一方面，冷却箱内设有湿度控制与排风装置，可以快速促使产品的冷却，提高生产效率，减少冷量损失。借助隔热板形成循环风，确保产品得到较好的散热效果。另一方面，借助支撑杆与链条进行输送，线速度为80m/min，合理设置主电机功率，确保数据在7.5kW左右，有利于提高输送速度与效率。通过对主电机频率的合理调节，能够确保双螺杆挤出机与冷却箱的同步运行。并借助支撑杆的作用，维持接触箱与冷却箱之间的安全距离，避免粘连发生，提升产品生产质量。同时配备4台散热器，并内部设有零度冷冻盐水，可以达到快速冷却的效果^[3]。

2.2侧加料装置的改进

在改进双螺杆挤出机的整体性能中，通过侧加料装置的改进技术来完成。在传统侧加料装置中，主要是在该装置上游部位安置排气口，借助双螺杆旋转力输送物料，确保物料达到机器内部。物料依赖螺杆向前输送，之后进行热熔处理，在混炼环节借助捏合元件处理。根据传统侧加料装置的运行情况进行实践分析，其存在一定的不足。在物料增加的情况下，一侧加料口的物料填满后另一侧加料口会出现一定的空余空间。填料时会夹杂空气，会占用填料空间，导致填料量相对较少。基于此，应及时对侧加料装置进行改进，提高其运行效率。

其一，避免空气渗入。在侧加料口的上游安置排气口，采用导程螺杆替代原有的螺杆部件，侧加料斗应一分为二，将排气与加料口区分开，在物料填充的时候，可以压实物料，促使物料中夹杂的空气通过前半部分的加料排气口完全排出。

其二，侧加料口留有空间。在侧加料装置中，可以在一侧加料口设置自由空间，能够满足实际的物料填充需求。设计人员需要在原有的机器基础上增加大导程螺杆元件，将非对称螺杆元件安置在加料口上游。同时，在另一端加料口安置反向开槽元件，确保物料输送时能够顺利进入主加料口，并沿着螺杆向前推进与受热熔融处理。在非对称元件部位，确保物料正处于熔融状态，并借助该元件的作用，改变其分布状态。确保物料一部分反向输送的同时，另一部分物料可以同步反向输送，在这个过程中，确保一部分物料在反向输送的作用下形成空腔，在一定程度上增加物料的填充料，优化该机器的生产工艺与效率，在提升产品质量的同时，可以确保投入生产的可行性^[4]。

2.3涂覆级聚丙烯工艺的改进

在双螺杆挤出机生产涂覆级聚丙烯工艺的时候，其成品流动速率为25-45g/10min，波动起伏较大。在原有的生产工艺中，主要采取降解与制备母料、涂覆级聚丙烯制备两种方式进行生产加工处理。一是在降解与制备母料中，主要是将引发剂与聚丙烯材料相互混合，混合时间为4-6min。通过双螺杆挤出机的运转，对聚丙烯物料进行连续挤出、塑化处理。之后冷却水槽与风干机对物料进行冷却与风干处理，并将物料输送到切粒机环节，筛选成品作为母料。二是制备涂覆级聚丙烯时，聚丙烯原料与成品物料混合搅拌，在机器中给予连续塑化与熔融处理，产出的熔融物料借助冷却水槽与风干机进行冷却与风干处理，并采用切粒机对其进行切块处理。三是生产工艺全过程的优化。采用双料口代替单料口模式，确保双料口同时运行。在实际改造中，需要在双料口底部垫上防震片，避免由于机器运行震动引起的位移。同时，固定支架，进一步解决震荡移位问题，优化填料环节。通过对其改造与升级，可以实现物料在规定要求的温度范围下完成各个生产加工工艺流程，如混合、挤出与剪切等环节，有利于提高产品质量。

结语

总之，通过对双螺杆挤出机的生产工艺升级与改进，对推动物料生产加工质量与效率具有明显促进作用，可以优化工艺流程。在改进过程中，应从多角度进行设计与分析，切实解决当前生产工艺中存在的问题与难点，提升双螺杆挤出机的竞争优势。

参考文献

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