電主軸行業(yè)報告：電主軸應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景概述

1、電主軸專題電主軸應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景概述機械設(shè)備2022 年 5 月 14 日目 錄電主軸專題電主軸應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景概述 . 41、電主軸是一種具有優(yōu)良性能的新型主軸部件. 42、電主軸核心結(jié)構(gòu)與部件介紹 . 8表 目 錄表 1：電主軸和機械主軸的特點. 5表 2：不同軸承類型電主軸的優(yōu)缺點、技術(shù)難點和應(yīng)用領(lǐng)域. 6表 3：不同電主軸的優(yōu)缺點 . 7表 4：在按用途分類下不同電主軸的應(yīng)用及主要特征. 7表 5：電主軸主要部件的零配件構(gòu)成和主要功能. 8表 6：電主軸故障類型及其特點和原因.10圖 目 錄圖 1：廣州安大 100APS10Z30 加工中心機械主軸. 4圖 2：機械主軸外接電動機示

2、意圖 . 4圖 3：速鋒科技 SFG0406-08 電主軸 . 4圖 4：電主軸內(nèi)置電動機示意圖. 4圖 5：電主軸分類. 5圖 6：滾動軸承電主軸. 6圖 7：氣浮軸承電主軸. 6圖 8：異步型電主軸 . 6圖 9：永磁同步型電主軸. 6圖 10：按用途分類的不同電主軸實物圖 . 7圖 11：2009-2014 年全球電主軸產(chǎn)量走勢統(tǒng)計. 8圖 12：2009-2014 年全球電主軸需求量走勢統(tǒng)計. 8圖 13：電主軸結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成. 8圖 14：電主軸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖. 8圖 15：宇海機電 Z04ZJY 交流異步主軸伺服電機. 9圖 16：交流異步感應(yīng)電動機結(jié)構(gòu)圖. 9圖 17：電主軸冷卻裝

3、置運行示意圖. 9圖 18：軸承類型 .10圖 19：電主軸在數(shù)控機床中的位置及其工作狀態(tài).11請閱讀最后一頁免責聲明及信息披露 http:/3電主軸專題電主軸應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展前景概述1、電主軸是一種具有優(yōu)良性能的新型主軸部件機床主軸是在機床上帶動刀具或工件進行旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生切削運動的運動軸。按照主軸驅(qū)動方式的不同，機床主軸可分為機械主軸和電主軸兩大類。機械主軸的部件通常由主軸、軸承和傳動裝置（包括變速齒輪、皮帶或聯(lián)軸器）等組成，在機器中通過主軸電機與中間的傳動裝置帶動主軸旋轉(zhuǎn)進行工作，其輸出扭矩和功率大，但轉(zhuǎn)速、精度和平穩(wěn)性相對較差。圖 1：廣州安大 100APS10Z30 加工中心機械主軸圖

4、2：機械主軸外接電動機示意圖資料來源：廣州安大電主軸官網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心資料來源：數(shù)控工作室，信達證券研發(fā)中心電主軸的高速電機置于主軸部件內(nèi)部，是一種將機床主軸功能與電機功能從結(jié)構(gòu)上融為一體的新型主軸部件。電主軸由內(nèi)裝式電動機直接驅(qū)動，通過控制系統(tǒng)，使主軸獲得所需的工作速度和扭矩，因而也被稱為內(nèi)裝式電主軸。電主軸省去了皮帶、齒輪或聯(lián)軸器的傳動環(huán)節(jié)，將機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現(xiàn)了機床的“零傳動”，有效改善了主軸高速情況下的整體性能。圖 3：速鋒科技 SFG0406-08 電主軸圖 4：電主軸內(nèi)置電動機示意圖資料來源：數(shù)控工作室，信達證券研發(fā)中心資料來源：速鋒科技官網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心電主

5、軸相比于機械主軸，具有以下優(yōu)勢：電主軸由內(nèi)裝式電機直接驅(qū)動，因此具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、噪聲低、振動小和轉(zhuǎn)動慣量小等特點，能夠以很高的速度、加速度及定角度進行快速啟停，且動態(tài)精度和穩(wěn)定性更好，可滿足數(shù)控機床進行高速切削和精密加工的需要；由于省去了中間的變速和傳動裝置，沒有中間傳動環(huán)節(jié)的外力作用，電主軸軸承所承受的動負荷較小，其精度壽命延長；電主軸采用交流變頻和矢量控制技術(shù)，因此可在額定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)無極變速，以適應(yīng)機床工作時各種工況和負載變化的需要。電主軸具有一個功能相對完整的“主軸單元”，其獨立于機床的傳動系統(tǒng)和整體結(jié)構(gòu)，這促進了機床結(jié)構(gòu)的模塊化。電主軸廠商根據(jù)機床的用途、結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)等特征

6、形成標準化、系列化的產(chǎn)品以供機床制造商選用，改變了傳統(tǒng)機床廠商“大而全”的生產(chǎn)模式，縮短了機床的研發(fā)和生產(chǎn)周期。此外，標準化、系列化的電主軸產(chǎn)品易于形成專業(yè)化、規(guī)模化的生產(chǎn)能力，從而促進制造成本的降低。請閱讀最后一頁免責聲明及信息披露 http:/4對于并聯(lián)運動機床、五面體加工中心、小孔和微孔加工機床等高檔數(shù)控機床，由于其加工工藝和加工對象較為特殊，因此對主軸的轉(zhuǎn)速、精度以及機床的結(jié)構(gòu)都有特殊要求。電主軸憑借一體化的結(jié)構(gòu)設(shè)計和高轉(zhuǎn)速、高精度的優(yōu)異性能，有效地實現(xiàn)了某些高檔數(shù)控機床的特殊要求。表 1：電主軸和機械主軸的特點電主軸機械主軸驅(qū)動方式旋轉(zhuǎn)精度剛度由內(nèi)裝式電動機直接驅(qū)動帶動傳動和齒輪驅(qū)動

7、高低高低速度無級變速，速度快速度慢要求低低散熱要求高高成本震動小大資料來源：測控網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心根據(jù)電主軸采用軸承類型的不同可以分為滾動軸承電主軸、氣浮軸承電主軸、液體滑動軸承電主軸和磁懸浮軸承電主軸；根據(jù)電機的類型不同可以分為異步型電主軸和永磁同步型電主軸，市場上大部分電主軸采用的是交流異步感應(yīng)電動機；根據(jù)用途的不同進行分類，主要分為加工中心用電主軸、數(shù)控車床用電主軸、磨削用電主軸、鉆削用電主軸、雕銑用電主軸和特殊用電主軸。圖 5：電主軸分類資料來源：信達證券研發(fā)中心整理滾動軸承電主軸、氣浮軸承電主軸和液體滑動軸承電主軸是目前電主軸應(yīng)用廣泛的軸承類型。滾動軸承電主軸應(yīng)用最廣泛，在數(shù)控雕銑

8、機、PCB 成型機、加工中心、數(shù)控銑床、車床、內(nèi)圓磨床等領(lǐng)域應(yīng)用普遍；氣浮軸承電主軸主要應(yīng)用于高精度、高轉(zhuǎn)速、輕載荷加工領(lǐng)域，如超精密數(shù)控機床、PCB 鉆孔機、小孔磨削、高光加工等；液體滑動電主軸主要應(yīng)用于重載大功率加工及精密、超精密機床；磁懸浮軸承電主軸主要應(yīng)用于超高速加工領(lǐng)域。請閱讀最后一頁免責聲明及信息披露 http:/5圖 6：滾動軸承電主軸圖 7：氣浮軸承電主軸資料來源：昊志機電官網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心資料來源：昊志機電官網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心表 2：不同軸承類型電主軸的優(yōu)缺點、技術(shù)難點和應(yīng)用領(lǐng)域類型優(yōu)點缺點技術(shù)難點應(yīng)用領(lǐng)域摩擦阻力小、功耗小、精度高、剛度高，成本相對較低，便于系列化和標

9、準化；承載能力強，可適用較大載荷。轉(zhuǎn)速相對較低，噪音大；對軸承轉(zhuǎn)速和壽命要求較高。主要技術(shù)難點在于提高精度壽命和可靠性。應(yīng)用最廣泛，在數(shù)控雕銑機、PCB 成型機、加工中心、數(shù)控銑床、車床、內(nèi)圓磨床等領(lǐng)域應(yīng)用普遍。滾動軸承電主軸以“氣膜”作為支撐，結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小；回轉(zhuǎn)精度和極限轉(zhuǎn)速高于滾動軸承電主軸和液體滑動軸承電主軸；摩擦損耗較小，噪音低，熱穩(wěn)定性好；污染小、壽命長。以液態(tài)“油膜”作為支撐，具有顯著的“誤差均化效應(yīng)” 和阻尼減振性；回轉(zhuǎn)精度高、剛度高、磨損小、壽命長。承載能力較低；工藝要求高，維護和使用費用較高。技術(shù)難點在于如何解決氣錘振動及高速時渦動的問題。主要應(yīng)用于高精度、高轉(zhuǎn)速、輕載

10、荷加工領(lǐng)域，如超精密數(shù)控機床、PCB 鉆孔機、小孔磨削、高光加工等。氣浮軸承電主軸液體滑動電主軸磁懸浮軸承電主軸由于存在液體摩擦，驅(qū)動功率損失比滾動軸承大。主要技術(shù)難點在于控制高速時主軸的溫升和熱變形。主要應(yīng)用于重載大功率加工及精密、超精密機床。極限轉(zhuǎn)速高、無接觸、無摩擦、無損耗、壽命長；轉(zhuǎn)動時能夠自動平衡，沒有振動；不需潤滑和密封；能實現(xiàn)實時診斷和在線監(jiān)控。機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本極高；熱源多，對冷卻系統(tǒng)要求高；要求工作環(huán)境較為苛刻，使用和推廣難度大。技術(shù)難點在于如何提高動剛度和阻尼減振性能，在實現(xiàn)高速的同時保證高加工精度。主要應(yīng)用于超高速加工領(lǐng)域。資料來源：昊志機電招股說明書，信達證券研發(fā)中心異

11、步型電主軸為市場上的主流，幾乎所有電主軸都是內(nèi)置異步交流感應(yīng)電動機，其結(jié)構(gòu)較簡單，制造工藝相對成熟，安裝方便；可實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)節(jié)，但效率偏低且輸出功率偏小。永磁同步型電主軸轉(zhuǎn)矩密度高，轉(zhuǎn)動慣量小，動態(tài)響應(yīng)特性更好；噪音低且體積小，使用壽命長；啟動時電流無沖擊，負載變化時電流變化小；功率密度和效率較高，但主軸電機功率要求較高，用永磁同步電機的稀土材料成本過高。圖 8：異步型電主軸圖 9：永磁同步型電主軸資料來源：朗豪官網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心資料來源：艾諾特官網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心請閱讀最后一頁免責聲明及信息披露 http:/6表 3：不同電主軸的優(yōu)缺點類型優(yōu)點缺點當前的高速電主軸，幾乎都是內(nèi)置

12、異步交流感應(yīng)電動機；結(jié)構(gòu)較簡單，制造工藝相對成熟，安裝方便；可實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)節(jié)。效率偏低，輸出功率偏小。異步型電主軸轉(zhuǎn)矩密度高，轉(zhuǎn)動慣量小，動態(tài)響應(yīng)特性更好；噪音低，體積小，使用壽命長；啟動時電流無沖擊，負載變化時電流變化?。还β拭芏群托瘦^高。主軸電機功率要求較高，用永磁同步電機的稀土材料成本過高。永磁同步型電主軸資料來源：昊志機電招股說明書，信達證券研發(fā)中心制造加工技術(shù)不斷發(fā)展，電主軸下游應(yīng)用逐漸拓展。國外電主軸最早用于內(nèi)圓磨床，到 20 世紀 80 年代，隨著數(shù)控機床和高速切削技術(shù)的發(fā)展，電主軸開始逐漸應(yīng)用于數(shù)控銑床、加工中心等高檔數(shù)控機床。國內(nèi)對電主軸技術(shù)的開發(fā)和生產(chǎn)已經(jīng)有 50

13、 多年，在最初的 20 世紀 60 年代，電主軸的功率小且剛度低，主要用于零件內(nèi)表面磨削；我國 80 年代研制出系列高剛度、高速電主軸，廣泛應(yīng)用于內(nèi)圓磨床和機械零件制造等領(lǐng)域；90 年代以后由磨削電主軸轉(zhuǎn)向銑削電主軸，不僅能加工各種形體復(fù)雜的模具，而且開發(fā)了用于木工機械用的風冷式高速銑用電主軸，推動了高速電主軸在銑削加工中的應(yīng)用。圖 10：按用途分類的不同電主軸實物圖資料來源：昊志機電官網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心表 4：在按用途分類下不同電主軸的應(yīng)用及主要特征類型應(yīng)用主要特征具備高速、高精度、低速大扭矩特性；具備自動松拉刀功能；具備準速、準停、零速鎖定功能。加工中心用電主軸數(shù)控銑床和加工中心機床具備

14、高速、高精度、低速大扭矩特性；前后主軸端能安裝相應(yīng)的動力卡盤或旋轉(zhuǎn)油缸，并實現(xiàn)自動松開與拉緊工件功能；具備定速性能以適應(yīng)螺紋車削。數(shù)控車床用電主軸數(shù)控車床以恒轉(zhuǎn)矩電主軸為主；具備高速、高精度特性；具備高密封性。磨削用電主軸鉆削用電主軸雕銑用電主軸特殊用電主軸表面磨削加工機床鉆孔專用機床，包括印刷電路板鉆孔機軸向剛性高；具備高速、高精度特性；印刷電路板鉆孔用電主軸常用空氣動靜壓軸承（即氣浮軸承）。用于復(fù)雜曲面加工的數(shù)控雕銑機床，包括木工機械具備高速、高精度特性；換刀便捷；木工機械用電主軸一般使用空氣冷卻，具備高密封性。特殊用電主軸主要包括拉輾用電主軸、切割用電主軸、離心機用電主軸、試驗機用電主軸

15、及其它用途電主軸。資料來源：昊志機電招股說明書，信達證券研發(fā)中心全球電主軸市場將持續(xù)增長。根據(jù) Dataintelo 統(tǒng)計，2021 年全球 PCB 行業(yè)電主軸市場規(guī)模為 32 億美元，2021年2030 年年均復(fù)合增長率為 6.4%。電主軸的生產(chǎn)集中在歐洲、北美和亞太地區(qū)。亞太地區(qū)是全球最大的銷售請閱讀最后一頁免責聲明及信息披露 http:/7收入?yún)^(qū)域，2017 年占比約為 45.45%。隨著數(shù)控機床普及率的提高，電主軸憑借優(yōu)異性能，逐漸成為市場主流。機床工具行業(yè)日益增長的需求規(guī)模和持續(xù)加快的產(chǎn)業(yè)升級也為電主軸行業(yè)提供了良好的發(fā)展契機和廣闊的發(fā)展空間。全球電主軸產(chǎn)量及需求量逐年提升，增長速度

16、保持穩(wěn)定。2013 年全球電主軸產(chǎn)量為 88.1 萬支，2014 年全球電主軸產(chǎn)量增長至 95.5 萬支，產(chǎn)量較上年同期增長 8.4%。2014 年電主軸需求量為 91 萬支，較 2013 年同期增長8.2%。2009-2014 年全球電主軸需求年均復(fù)合增長率為 8.80%?？傮w來看，全球電主軸的產(chǎn)量以及需求量均保持穩(wěn)定增長。圖 11：2009-2014 年全球電主軸產(chǎn)量走勢統(tǒng)計圖 12：2009-2014 年全球電主軸需求量走勢統(tǒng)計電主軸產(chǎn)量（萬支）增長率電主軸需求量（萬支）增長率1201008060402000.120.110080604020014%12%10%8%0.080.060.0

17、40.0206%4%2%0%200920102011201220132014200920102011201220132014資料來源：智研咨詢，信達證券研發(fā)中心資料來源：智研咨詢，信達證券研發(fā)中心2、電主軸核心結(jié)構(gòu)與部件介紹電主軸的主要結(jié)構(gòu)包括無外殼電機、主軸、軸承、主軸單元殼體、驅(qū)動模塊和冷卻裝置等，從組件上來區(qū)分，則包括軸芯組件、高速電機、支撐部件、冷卻系統(tǒng)、氣缸組件、拉刀組件和氣封組件，其具體結(jié)構(gòu)和構(gòu)成因不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)π阅芤蟮牟町愑兴煌?。其中，高速電機包括定子、轉(zhuǎn)子兩部分，是電主軸驅(qū)動系統(tǒng)核心部件之一，其作用主要為驅(qū)動軸芯實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)。電機的轉(zhuǎn)子與主軸通過采用壓配方法形成一體，主軸則

18、由前后軸承支撐。電機的定子通過冷卻套安裝于主軸單元的殼體中。冷卻系統(tǒng)包括由機體、冷卻通路、鋁水套等零配件組成的冷卻循環(huán)通道，是電主軸冷卻散熱部分的核心部件之一，負責限制主軸單元內(nèi)的溫度升高。圖 13：電主軸結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)成圖 14：電主軸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖資料來源：高速電主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能研究，信達證券研發(fā)資料來源：數(shù)控機床網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心中心表 5：電主軸主要部件的零配件構(gòu)成和主要功能名稱結(jié)構(gòu)與主要功能包括軸芯、轉(zhuǎn)子等零配件，為高速旋轉(zhuǎn)件，是電主軸結(jié)構(gòu)部分的核心部件之一，關(guān)系到電主軸偏擺、振動、電機性能等重要性能指標；工藝上對形狀、尺寸精度、位置公差精度要求極高。包括定子、轉(zhuǎn)子兩部分，是電主軸

19、驅(qū)動系統(tǒng)核心部件之一，其作用主要為驅(qū)動軸芯（轉(zhuǎn)子）實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)，關(guān)系到電主軸的最高轉(zhuǎn)速、功率、扭矩、電流等性能指標。軸芯組件高速電機支撐部件包括精密軸承、軸承座、內(nèi)/外環(huán)壓蓋、預(yù)緊碟形彈簧等零配件，是電主軸旋轉(zhuǎn)支撐系統(tǒng)核心部件之一，其作用主要為支撐軸芯（轉(zhuǎn)子）實現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)；軸承極限轉(zhuǎn)速關(guān)系電主軸最高轉(zhuǎn)速，軸承精請閱讀最后一頁免責聲明及信息披露 http:/8度等級關(guān)系到電主軸靜剛度和軸芯回轉(zhuǎn)精度。包括由機體、冷卻通路、鋁水套等零配件組成的冷卻循環(huán)通道，是電主軸冷卻散熱部分的核心部件之一。電主軸大部分熱量由循環(huán)冷卻通道帶走，保證電主軸各項性能指標穩(wěn)定；針對各種不同類型高速電機，冷卻通道設(shè)計需要大

20、量測試和實驗數(shù)據(jù)作為依據(jù)。冷卻系統(tǒng)由活塞、缸體、推桿、氣缸頂蓋、復(fù)位彈簧等零配件組成，是電主軸拉刀系統(tǒng)核心部件之一，其結(jié)構(gòu)多為單作用或雙作用形式，其工作壽命和可靠性關(guān)系到電主軸拉刀系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由夾頭、拉桿、夾頭碟簧、調(diào)節(jié)墊片等零配件組成，是電主軸拉刀系統(tǒng)核心部件之一，其工作壽命和可靠性關(guān)系到電主軸拉刀力大小、偏擺、振動等性能指標。氣缸組件拉刀組件包括中心出氣密封和主軸前端防護氣密封兩個部分，由防護蓋、軸套、軸承座、機體、鋁水套、拉桿、氣缸等相關(guān)零件組成，是電主軸防塵密封核心部件之一；其中，中心出氣密封的作用是防止更換刀具時刀具冷卻液、金屬粉顆粒進入軸芯內(nèi)部，從而影響主軸偏擺、振動、夾持力等性

21、能；主軸前端防護氣密封采用環(huán)形氣密封和機械密封組合形式，防止刀具冷卻液、金屬粉顆粒進入主軸內(nèi)部，影響主軸前端軸承旋轉(zhuǎn)精度和使用壽命。氣封組件資料來源：昊志機電招股說明書，信達證券研發(fā)中心電主軸的電動機均采用交流異步感應(yīng)電動機。由于電主軸用于高速加工機床，啟動時需在短時間里從靜止升速至每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)乃至數(shù)十萬轉(zhuǎn)，啟動轉(zhuǎn)矩大，因而啟動電流要超出普通電機額定電流 57 倍。其驅(qū)動方式包括變頻器驅(qū)動和矢量控制驅(qū)動器驅(qū)動。變頻器的驅(qū)動控制特性為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動，輸出功率與轉(zhuǎn)矩成正比。機床最新的變頻器采用先進的晶體管技術(shù)，可實現(xiàn)主軸的無級變速。而矢量控制驅(qū)動器的驅(qū)動控制為：在低速端為恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動，在中、高速端為恒功

22、率驅(qū)動。圖 15：宇海機電 Z04ZJY 交流異步主軸伺服電機圖 16：交流異步感應(yīng)電動機結(jié)構(gòu)圖資料來源：宇海機電官網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心資料來源：汽車動力總成，信達證券研發(fā)中心由內(nèi)部熱量堆積而產(chǎn)生的熱變形是影響電主軸加工質(zhì)量的主要因素之一，冷卻裝置是防止熱變形的重要結(jié)構(gòu)。由于電主軸將電機集成于主軸單元中，在運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生大量熱量而引起溫升，使電主軸的熱態(tài)特性和動態(tài)特性變差，因此必須使電主軸的溫度恒定在一定值內(nèi)。機床目前一般采取強制循環(huán)油冷卻的方式對電主軸的定子及主軸軸承進行冷卻，即將經(jīng)過油冷卻裝置的冷卻油強制性地在主軸定子外和主軸軸承外循環(huán)，帶走主軸高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量。此外，為了減少電主軸軸承的

23、發(fā)熱，還必須對主軸軸承進行合理的潤滑。圖 17：電主軸冷卻裝置運行示意圖資料來源：電工之家，信達證券研發(fā)中心滾珠軸承是市場上電主軸應(yīng)用最廣泛的軸承。因為電主軸的最高轉(zhuǎn)速取決于軸承的功能、大小、布置和潤滑方法，請閱讀最后一頁免責聲明及信息披露 http:/9所以所用軸承必須具有高速性能好、動負荷承載能力高、潤滑性能好、發(fā)熱量小等優(yōu)點。電主軸軸承主要包括滾珠軸承、滑動軸承、空氣軸承和磁懸浮軸承。目前市場上應(yīng)用最廣泛的為滾動體是陶瓷材料的滾珠軸承，這主要是因為陶瓷具有密度小，剛度好，熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點。而滑動軸承發(fā)熱量大，空氣軸承不適用于大功率場合，因此使用率不及滾珠軸承。磁懸浮軸承由于電磁測控系統(tǒng)

24、復(fù)雜，所以價格十分昂貴，未能得到廣泛應(yīng)用。但其高速性能好、精度高、容易實現(xiàn)診斷和在線監(jiān)控，因此未來隨著技術(shù)的發(fā)展，磁懸浮軸承有望得到發(fā)展。圖 18：軸承類型資料來源：億昇科技，信達證券研發(fā)中心電主軸由數(shù)十種精密零部件組裝而成，技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且故障頻率較高。電主軸對于各零配件的材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造精度和裝配工藝有很高的要求，需要多種技術(shù)的綜合運用，使得轉(zhuǎn)速、動態(tài)性能、加工精度和使用壽命處于最佳狀態(tài)。電主軸的故障頻率較高，據(jù)昊志機電統(tǒng)計，PCB 鉆孔機和成型機電主軸過質(zhì)保期后（一般為一年）的年下機率一般為 30%-70%左右，正常條件下其維護、保養(yǎng)或檢修周期為 15 個月左右。電主軸的

25、故障大致可分為機械故障和電氣故障兩大類，主要故障包括溫升過高、剛性差、振動大、精度差、啟動困難和掉速。表 6：電主軸故障類型及其特點和原因故障類型故障特點及其原因油霧型電主軸外殼最熱點溫升超過 25，油脂型電主軸外殼最熱點溫升超過 30應(yīng)視作異常。造成主軸溫升過高的原因很多，主要規(guī)類為裝配原因、潤滑原因、制造質(zhì)量原因、電氣原因和使用原因。主軸配裝予負荷量值偏??；軸承與主軸軸殼前座孔配合間隔過大；主軸前后鎖緊爆母松動；配用砂輪桿過于細長，與轉(zhuǎn)軸配裝部位間隙過大造成接長桿接觸剛性差；主軸軸承調(diào)整墊研配失誤；主軸后端滾動導(dǎo)套或滑套與座孔、軸承座間出現(xiàn)較大間隙。溫升過高剛性差振動大精度差啟動困難掉速主

26、軸選裝軸承低劣，振動值大，或軸承精度保持性差、耐用度差；主軸長期使用后轉(zhuǎn)軸發(fā)生變形，原有平衡精度被破壞；主軸上所安裝的旅轉(zhuǎn)零件同心度差、配合間隔過大；裝配不當，造成主軸軸承糖度受損；主軸予負荷過小，內(nèi)裝彈簧斷裂變形；主軸砂輪桿過于細長主軸電機定子內(nèi)外徑不同心、造成定轉(zhuǎn)子間氣障嚴重不均勻；轉(zhuǎn)子籠條松動、接觸不良成出現(xiàn)斷條現(xiàn)象。主軸配裝的軸承質(zhì)量太差；轉(zhuǎn)軸嚴重彎曲，喪失原有制造精度；主軸零件精度差，無法保證組裝精度；裝配時軸承被壓偏；砂輪桿質(zhì)量差，無配合精度；主軸的端軸承座孔尺寸大，配合間隙過松；矛負荷量值太小或由于某件零件卡死，予負荷加不上；主軸前后螺母松動，造成軸向率動嚴重。電氣原因有配套電源

27、容量太小(不匹配)；工頻電網(wǎng)電壓嚴重不足；靜止變頻器啟動保護未調(diào)整到最佳值；電主軸電機氣隙過?。浑娭鬏S定子接線錯誤；電主軸轉(zhuǎn)子嚴重斷條；電主軸電機定子斷線。機械原因有電主軸予負荷量值過大；油脂潤滑型的電主軸使用的油脂過稠，注油量過滿；電主軸各旋轉(zhuǎn)零件與固定零件間發(fā)生碰擦。在正常工作時，增加主軸的阻力矩會使電主軸轉(zhuǎn)速略微下降，一般這種轉(zhuǎn)差應(yīng)控制在 2-5%之內(nèi)。若主軸承載時，轉(zhuǎn)速明顯下降，甚至發(fā)生堵轉(zhuǎn)現(xiàn)象，應(yīng)視為掉速現(xiàn)象。造成上述掉速現(xiàn)象的主要原因有主軸轉(zhuǎn)子籠條斷裂或接觸不良；電主軸與中頻電源電壓不匹配（中頻電源供電電壓過低）。資料來源：鼎奇主軸官網(wǎng)，信達證券研發(fā)中心電主軸技術(shù)水平的高低和質(zhì)量的

28、優(yōu)劣直接決定和影響著機床的品質(zhì)、性能、工作效率及運行穩(wěn)定性。數(shù)控機床主要由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機床本體及其他輔助系統(tǒng)組成。其中傳動系統(tǒng)是實現(xiàn)機床主運動的系統(tǒng)，功能是將電動機的原動力轉(zhuǎn)換成可供主軸上刀具切削加工的切削力矩和切削速度。傳動系統(tǒng)應(yīng)具有較大的調(diào)速范圍、較高的精度及剛度，并盡可能降低噪聲，從而獲得最佳的加工效率和加工精度。而電主軸作為將電動機與主軸從結(jié)構(gòu)上融為一體的新型傳動方式，省去了傳動環(huán)節(jié)，是數(shù)控機床傳動系統(tǒng)的重大變革。請閱讀最后一頁免責聲明及信息披露 http:/ 10圖 19：電主軸在數(shù)控機床中的位置及其工作狀態(tài)資料來源：昊志機電招股說明書，信達證券研發(fā)中心請

29、閱讀最后一頁免責聲明及信息披露 http:/ 11分析師聲明負責本報告全部或部分內(nèi)容的每一位分析師在此申明，本人具有證券投資咨詢執(zhí)業(yè)資格，并在中國證券業(yè)協(xié)會注冊登記為證券分析師,以勤勉的職業(yè)態(tài)度,獨立、客觀地出具本報告；本報告所表述的所有觀點準確反映了分析師本人的研究觀點；本人薪酬的任何組成部分不曾與，不與，也將不會與本報告中的具體分析意見或觀點直接或間接相關(guān)。免責聲明信達證券股份有限公司(以下簡稱“信達證券”)具有中國證監(jiān)會批復(fù)的證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格。本報告由信達證券制作并發(fā)布。本報告是針對與信達證券簽署服務(wù)協(xié)議的簽約客戶的專屬研究產(chǎn)品，為該類客戶進行投資決策時提供輔助和參考，雙方對權(quán)利與義務(wù)均有嚴格約定。本報告僅提供給上述特定客戶，并不面向公眾發(fā)布。信達證券不會因接收人收到本報告而視其為本公司的當然客戶?？蛻魬?yīng)當認識到有關(guān)本報告的電話、短信、郵件提示僅為研究觀點的簡要溝通，對本報告的參考使用須以本報告的完整版本為準。本報告是基于信達證券認為可靠的已公開信息編制，但信達證券不保證所載信息的準確性和完整性。本報告所載的意見、評估及預(yù)測僅為本報告最初出具日的觀點和判斷，本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會出