風(fēng)電軸承~風(fēng)機(jī)大型化重塑新發(fā)展格局

1、風(fēng)電零部件系列專題（一）：風(fēng)電軸承-風(fēng)機(jī)大型化重塑新發(fā)展格局風(fēng)電領(lǐng)域的軸承應(yīng)用占比為 6%，包括偏變和傳動系統(tǒng)軸承兩大類軸承是用途較為廣泛的機(jī)械設(shè)備零部件，主要作用是支撐旋轉(zhuǎn)軸或其它運(yùn)動體，引導(dǎo)轉(zhuǎn)動或移動運(yùn)動并承受由軸或軸上零件傳遞而來的載荷。軸承根據(jù)工作時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸承座之間的摩擦性質(zhì)，可分為滑動軸承和滾動軸承兩類，其中滾動軸承是軸承工業(yè)的主要產(chǎn)品，通常所說的軸承，一般指滾動軸承。軸承的主機(jī)配套類型較多，風(fēng)電軸承是其中一類，在下游應(yīng)用領(lǐng)域中，汽車領(lǐng)域應(yīng)用占比為 40，電工軸承占比 15，機(jī)床軸承占比10，工程機(jī)械軸承占比 7，風(fēng)電軸承是第五大類別，約占軸承總需求量的 6。圖 1：我國軸承下游

2、應(yīng)用領(lǐng)域需求占比汽車軸承電工軸承機(jī)床軸承工程機(jī)械軸承風(fēng)電軸承冶金軸承機(jī)器人軸承農(nóng)機(jī)軸承其他8.25%3.23%3.79%6.31% 40.19%6.31%6.89%10.33%14.70%資料來源：華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)，軸承產(chǎn)業(yè)鏈的上游原材料主要是軸承鋼以及少部分的非金屬材料，大多數(shù)軸承廠商會選擇采購部分零部件以生產(chǎn)軸承，零部件主要包括內(nèi)圈外圈、滾動體、保持器和密封圈。全球軸承市場幾乎被瑞典、德國、日本、美國四個國家的八家大型軸承企業(yè)壟斷。瑞典斯凱孚、德國舍弗勒、日本恩斯克等八家軸承企業(yè)在國際軸承市場的市場占有率合計(jì)達(dá)到 70以上，而國內(nèi)企業(yè)主要占據(jù)中低端市場。下游應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，只要涉及旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)械結(jié)構(gòu)

3、就需要軸承來起到支撐和減小摩擦的作用，因此軸承廣泛應(yīng)用于幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域，汽車、電工、機(jī)床為國內(nèi)軸承的前三大應(yīng)用領(lǐng)域，風(fēng)電是第五大應(yīng)用領(lǐng)域。圖 2：軸承產(chǎn)業(yè)鏈資料來源：風(fēng)電工況惡劣，對軸承的可靠性要求較高，因此風(fēng)電軸承相較其他應(yīng)用領(lǐng)域具有更高的技術(shù)復(fù)雜度，是風(fēng)電領(lǐng)域國產(chǎn)化難度較高的兩大部件之一，另一個是控制系統(tǒng)。以雙饋式風(fēng)機(jī)為例，風(fēng)電軸承主要分變槳、偏航軸承和傳動系統(tǒng)軸承（主軸、齒輪箱及電機(jī)軸承）兩大類，每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)內(nèi)各類軸承配套數(shù)量為主軸軸承 1-2 個（小兆瓦用 1 個，大兆瓦用 2 個）、偏航軸承 1 個、變槳軸承 3 個、發(fā)電機(jī)軸承 1 套和齒輪箱軸承 1 套。各類軸承對力學(xué)特性的

4、要求不同，所用的種類有些區(qū)別，比如主軸和齒輪箱軸承用到球面滾子軸承、單排/雙排大直徑圓錐滾子軸承和圓筒形滾柱軸承等，應(yīng)用于偏航、變槳的旋轉(zhuǎn)樞軸軸承等。圖 3：風(fēng)電軸承分類資料來源：圖 4：風(fēng)電軸承結(jié)構(gòu)圖示: 新強(qiáng)聯(lián)公告,表 1：風(fēng)電軸承分類介紹風(fēng)電主軸軸承偏航軸承變槳軸承齒輪箱軸承發(fā)電機(jī)軸承支撐主軸、承載軸向徑連接機(jī)艙和塔筒，位于葉片與輪轂之間，配合齒輪箱運(yùn)行，具有配合發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)運(yùn)行，支主要功能向載荷和力矩、傳遞扭跟蹤風(fēng)向的變化，調(diào)整槳葉迎風(fēng)角度，使傳遞運(yùn)動、扭矩及變速撐軸及軸上零件，保持軸矩到增速器確保最大的發(fā)電量其達(dá)到最佳狀態(tài)等功能旋轉(zhuǎn)精度軸承使用類型調(diào)新滾子軸為主，部分使用大錐角雙列圓錐

5、的滾子軸承雙排球軸承為主雙排球軸承為主，部分獨(dú)立變槳采用三排圓柱滾子軸承球軸承，圓柱滾子軸承數(shù)量種類多，包括球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子軸承等單機(jī)所需數(shù)量1 套1 個3 個1 套1 套資料來源：風(fēng)電軸承關(guān)鍵技術(shù)體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、材料、防腐和密封等方面風(fēng)電軸承的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、材料、防腐和密封等方面，主軸軸承和齒輪箱軸承還需進(jìn)行高精度加工，偏航、變槳軸承則需要解決好游隙設(shè)計(jì)和磨削加工滾道技術(shù)等。具體來看，軸承設(shè)計(jì)對設(shè)備運(yùn)行的壽命和穩(wěn)定性有重要影響，包括針對主軸軸承的要求無故障運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá) 13*104h 以上，并具有 95以上的可靠度的設(shè)計(jì)，以及針對齒輪箱軸承的高損壞率的高載荷容量設(shè)

6、計(jì)等。比如根據(jù)不同工況適當(dāng)增大鋼球的接觸面，提高承載能力和穩(wěn)定性。材料設(shè)計(jì)方面，不同部位的軸承采用不同的材料及熱處理，如提高偏航和變槳軸承用 40CrMo 鋼的低溫（環(huán)境溫度-40-30，軸承工作溫度在-20左右）沖擊功等力學(xué)性能的熱處理方法，表面感應(yīng)淬火的淬硬層深度、表面硬度、軟帶寬度和表面裂紋的控制；齒輪箱軸承用相當(dāng)于國外 STF、HTF 鋼的研制及控制其殘余奧氏體最佳含量的研究；主軸軸承在國產(chǎn)真空脫氣鋼質(zhì)量尚存在一定差距的情況下，采用電渣重熔滲碳鋼 ZG20Cr2Ni4A制造等。其他關(guān)鍵技術(shù)包括防腐蝕與密封、偏航和變槳軸承的特殊游隙要求、偏航和變槳軸承滾道的磨削加工、主軸軸承和齒輪箱軸承

7、的高精度加工、齒輪箱軸承用保持架的改進(jìn)設(shè)計(jì)、檢測試驗(yàn)等。圖 5：風(fēng)電軸承工藝流程資料來源：以新強(qiáng)聯(lián)大功率主軸軸承核心生產(chǎn)工藝為例，以此說明風(fēng)電軸承有較多的關(guān)鍵工藝段需要核心技術(shù)支撐。新強(qiáng)聯(lián)在國內(nèi)率先設(shè)計(jì)制造出三排滾子結(jié)構(gòu)的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承，其關(guān)鍵技術(shù)在于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料設(shè)計(jì)、中頻淬火工藝設(shè)計(jì)、保持架結(jié)構(gòu)及加工方式設(shè)計(jì)、滾子結(jié)構(gòu)及加工方式設(shè)計(jì)、深孔加工方式設(shè)計(jì)和套圈調(diào)質(zhì)工藝設(shè)計(jì)等。表 2：新強(qiáng)聯(lián)三排滾子結(jié)構(gòu)的直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)主軸軸承關(guān)鍵工藝和核心技術(shù)關(guān)鍵工藝段核心技術(shù)選用 42CrNiMo 軸承鋼作套圈材料，與 42CrMo 軸承鋼相比，42CrNiMo 軸承鋼具有更高的屈服強(qiáng)度和抗

8、拉強(qiáng)度、更優(yōu)越的延展性、更強(qiáng)軸承材料淬火工藝保持架的低溫抗沖擊能力，能夠更好地適應(yīng)風(fēng)電主軸軸承的工作環(huán)境及性能要求采用三排滾道同時(shí)淬火工藝，并通過工藝控制把軟帶控制在 15mm 以內(nèi)，從而保證了淬硬層深度、硬度的均勻性和金相組織均勻性，并提高了軸承的壽命和可靠性，此項(xiàng)技術(shù)獲新型實(shí)用專利滾動體采用對數(shù)曲線滾動體，使?jié)L動體的載荷分布均勻，提高軸承的承載能力采用銅制整體結(jié)構(gòu)且?guī)в杏湍?dǎo)向楔角的保持架，材料選用鋁青銅，結(jié)構(gòu)選用整體結(jié)構(gòu)，并且通過油膜導(dǎo)向楔角使軸承工作時(shí)摩擦表面可形成充分的油膜，從而使保持架具有更強(qiáng)的耐磨性和更低的摩擦系數(shù)，此技術(shù)獲得發(fā)明專利深孔加工軸承檢驗(yàn)研究制造了專用的風(fēng)電主軸軸承試

9、驗(yàn)機(jī)，并開發(fā)了試驗(yàn)規(guī)程，能夠模擬軸承的使用不同工況，提高了產(chǎn)品檢驗(yàn)?zāi)芰?，保證了產(chǎn)品質(zhì)量由于主軸軸承套圈規(guī)格較大，導(dǎo)致其孔加工難度較大，公司不斷摸索加工工藝，目前能夠?qū)崿F(xiàn)深孔加工孔徑 36mm，鉆深超過 400mm，孔位置度 0.2mm 以內(nèi)的技術(shù)能力，此技術(shù)獲實(shí)用新型專利資料來源：新強(qiáng)聯(lián)公告，信達(dá)機(jī)械研發(fā)中心全球軸承市場主要由八大企業(yè)占據(jù)，風(fēng)電軸承更加依賴進(jìn)口軸承技術(shù)壁壘較高，我國軸承行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、研發(fā)能力、技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量、效率效益都與國際先進(jìn)水平存在較大差距，從生產(chǎn)大國到生產(chǎn)強(qiáng)國還有一定距離。全球 70 以上的軸承市場份額，由瑞典 SKF、德國 Schaeffler、日本 NSK、日本

10、 JTEKT、日本 NTN、日本 NMB、日本 NACHI、美國 TIMKEN 這四個國家八家大型跨國軸承企業(yè)所占據(jù)，其中瑞典 SKF 是全球最大的軸承廠商。高端軸承市場更是被上述企業(yè)所壟斷，我國目前主要占據(jù)軸承行業(yè)的中低端市場，本土廠商市場占有率僅 20。圖 6：2020 年全球軸承市場競爭格局八大軸承集團(tuán)中國廠商其他9.0020.0071.00資料來源：華經(jīng)情報(bào)網(wǎng)，斯凱孚：SKF 集團(tuán)總部設(shè)立于瑞典哥特堡，是軸承科技與制造的領(lǐng)導(dǎo)者。SKF 的各個機(jī)構(gòu)組織遍布 130 個國家，銷售網(wǎng)遍布全球。擁有 200 家分公司、80 家制造廠、41000位員工和 8000 家代理商和經(jīng)銷商。在產(chǎn)能方面，

11、公司每年可生產(chǎn)超過五億個軸承。在發(fā)展過程中，以節(jié)約成本、建立融洽社會關(guān)系并承擔(dān)自己的責(zé)任為行為規(guī)范，并不斷發(fā)展其他軸承公司加入，如 ITI Ball 于 2003 年加入，Kaydon、Cooper 等品牌于 2013 年加入等等。舍弗勒： 舍弗勒成立于 1946 年，旗下?lián)碛腥笃放疲篒NA、LuK 和 FAG，是全球范圍內(nèi)提供滾動軸承和滑動軸承解決方案、直線和直接驅(qū)動技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)，也是汽車行業(yè)發(fā)動機(jī)、變速箱和底盤應(yīng)用領(lǐng)域高精密產(chǎn)品與系統(tǒng)的知名供應(yīng)商。舍弗勒在全球范圍內(nèi)開發(fā)并生產(chǎn) INA 和 FAG 品牌的高質(zhì)量滾動軸承、關(guān)節(jié)軸承、滑動軸承 和直線運(yùn)動產(chǎn)品。 LuK 品牌的離合器系統(tǒng)、變速

12、箱系統(tǒng)和扭力減振器代表汽車傳動系領(lǐng)域內(nèi)眾多產(chǎn)品卓越的創(chuàng)新能力、對客戶的高度關(guān)注和極高的質(zhì)量水準(zhǔn)。日本精工株式社會：日本精工株式會（NSK）社成立于 1916 年，是日本國內(nèi)第一家設(shè)計(jì)生產(chǎn)軸承的廠商。NSK 在軸承領(lǐng)域，穩(wěn)居日本首位，同時(shí)在全世界也位居前列。另外， NSK 還利用生產(chǎn)軸承錘煉出的精密加工技術(shù)，從很早以前就開始通過向汽車零部件、精密機(jī)械產(chǎn)品、電子應(yīng)用產(chǎn)品等領(lǐng)域的進(jìn)軍，推動多方位的事業(yè)拓展。從 20 世紀(jì) 60 年代開始，積極開拓海外市場。迄今，NSK 集團(tuán)已達(dá)到在 26 個國家設(shè)有海外銷售網(wǎng)點(diǎn)共 76 個，在 12 國家建立海外生產(chǎn)基地共 40 個（截至 2010 年 3 月 12

13、 日）的規(guī)模。NSK 通過全球網(wǎng)絡(luò)，努力促進(jìn)開發(fā)能力、生產(chǎn)能力、銷售能力及經(jīng)營管理能力的相互強(qiáng)化，不斷開拓市場空間。恩梯恩: 恩梯恩成立于 1918,是日本三大軸承企業(yè)之一，2021 年銷售額達(dá) 51.01 億美元，總部設(shè)在大阪市西區(qū)，該公司主要生產(chǎn)和銷售汽車，工業(yè)機(jī)械和維修商業(yè)市場的車軸軸承，等速萬向節(jié)和精密設(shè)備。其產(chǎn)品包括機(jī)械部件，如軸承，滾珠絲杠，燒結(jié)部件等，以及外圍部件如齒輪和電機(jī)(驅(qū)動電路)，傳感器等。它還從事條件監(jiān)控系統(tǒng)(CMS)設(shè)備的銷售，滾動軸承和滑動軸承(燒結(jié)金屬，精密樹脂)的制造和銷售，以及高附加值產(chǎn)品，磁性材料和部件的開發(fā)用于混合動力車輛電源等。截至 2014 年 3 月

14、 31 日，公司擁有 76 家子公司和 20 家關(guān)聯(lián)公司。美蓓亞集團(tuán)：美蓓亞集團(tuán)于 1951 年創(chuàng)立，是日本售價(jià)微型軸承制造商。生產(chǎn)及銷售范圍囊括全球 27 個國家，具有 95 個生產(chǎn)基地。在產(chǎn)能方面，可月均生產(chǎn) 2.6 億滾珠軸承，其生產(chǎn)的全球最小的可量產(chǎn)滾珠軸承外徑僅 1.5 毫米。2021 年集團(tuán)營業(yè)額達(dá) 9884億日元。不二越集團(tuán)：不二越集團(tuán)成立于 1928 年。該公司經(jīng)營三個業(yè)務(wù)板塊，分別為機(jī)床板塊制造和銷售工具,機(jī)械加工設(shè)備和機(jī)器人等；組件板塊從事軸承,液壓設(shè)備等的制造和銷售；其他板塊從事特種鋼、運(yùn)輸和信息處理業(yè)務(wù)。捷太格特：捷太格特成立于 1921 年，包括機(jī)械和設(shè)備部門以及機(jī)床

15、部門。機(jī)械和設(shè)備部門制造和銷售轉(zhuǎn)向和驅(qū)動系統(tǒng)部件（包括電動助力轉(zhuǎn)向和液壓動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，驅(qū)動軸和四輪驅(qū)動(4WD)電子控制聯(lián)軸器）以及軸承（包括球軸承，滾子軸承，軸承單元等等）。機(jī)床部門從事磨床，切割機(jī)，加工中心，控制設(shè)備和工業(yè)熱處理爐的制造和銷售。鐵姆肯：鐵姆肯公司成立于 1899 年，是世界上最大的圓錐滾子軸承和無縫合金鋼管制造公司。主要從事生產(chǎn)和分銷圓錐滾子軸承和圓柱、球面、滾針以及精密球軸承，還生產(chǎn)動力傳輸組件及裝置以及直升機(jī)傳動系統(tǒng)、合金鋼、棒材、管材等。公司的產(chǎn)品組合包括能量傳輸零件和系統(tǒng)、設(shè)計(jì)精良的表面和外層、潤滑劑和密封件，以及售后服務(wù)。同時(shí)，公司還制造直升機(jī)變速器、高性能的精密

16、合金鋼筋條和無縫機(jī)械用管，以及加工的和半加工的鋼構(gòu)件。表 3：國外主要軸承企業(yè)基本情況國家品牌企業(yè)名稱成立時(shí)間代表性產(chǎn)品2021 收入（億美元）瑞典SKF斯凱孚1907中大型冶金礦山軸承、汽車軸承等95.29德國Schaeffler舍弗勒1946滾針軸承及液壓頂桿、中大型圓錐圓柱滾子軸承等163.94NSK日本精工株式社會1916小型低噪音軸承等70.52NTN恩梯恩1918車用等萬向節(jié)軸承、中性球軸承等53.09日本NMB美蓓亞集團(tuán)1951辦公自動化微型軸承等93.24NACHI不二越集團(tuán)1928中小型球軸承等21.05JTKET捷太格特1921汽車軸承、滾針軸承等31.74（軸承業(yè)務(wù)）美國

17、TIMKET鐵姆肯1899英制圓錐滾子軸承等41.33資料來源：相關(guān)公司公告，風(fēng)電軸承由于規(guī)格較大，技術(shù)難度高于平均，且隨著風(fēng)機(jī)大型化演進(jìn)，風(fēng)電軸承的加工難度也將持續(xù)提升。目前國內(nèi)部分廠家能夠生產(chǎn)風(fēng)電軸承，但主要集中在 2MW 及以下風(fēng)電軸承，對于 3MW 及以上風(fēng)電軸承，由于技術(shù)難度高，國內(nèi)生產(chǎn)還處于起步階段，進(jìn)口依賴度較高，中大型軸承本土產(chǎn)量占比不足 13。隨著大型化推進(jìn)，國內(nèi)風(fēng)電軸承高端市場有望持續(xù)擴(kuò)容，行業(yè)市場集中度有望提升，競爭格局有望轉(zhuǎn)好。我國風(fēng)電軸承生產(chǎn)基地大多位于傳統(tǒng)軸承、齒輪等機(jī)械加工工業(yè)基地，生產(chǎn)基地主要集中在江蘇、河南和遼寧等地。我國風(fēng)電軸承廠商均可生產(chǎn)偏航變槳軸承，部分

18、企業(yè)如瓦軸、洛軸、新強(qiáng)聯(lián)等具備制造主軸軸承和齒輪箱軸承的能力。行業(yè)主要廠商包括瓦軸、洛軸、新強(qiáng)聯(lián)、天馬軸承、京冶軸承、大冶軸承等，主要占據(jù)小功率市場。瓦軸：瓦軸集團(tuán)成立于 1938 年，在國內(nèi)外建有 9 大制造基地，擁有十大事業(yè)部, 26個全資、控股分子公司，擁有 ZWZ 和 KRW 兩大軸承品牌，公司采用國際標(biāo)準(zhǔn)，可生產(chǎn)內(nèi)徑 20 毫米至外徑 16 米十大類、各種精度等級的兩萬多種規(guī)格軸承產(chǎn)品，產(chǎn)品主要應(yīng)用于工業(yè)裝備、軌道交通、汽車車輛，風(fēng)電新能源和特種領(lǐng)域；擁有國家大型軸承工程技術(shù)研究中心、國家級企業(yè)技術(shù)中心和軸承檢測試驗(yàn)中心，在海外擁有歐洲研發(fā)中心和美國研發(fā)中心,建立了仿真計(jì)算、材料、潤

19、滑、檢測等技術(shù)創(chuàng)新平臺。洛軸：洛陽 LYC 軸承有限公司始建于 1954 年，是中國“一五”期間 156 項(xiàng)重點(diǎn)工程之一。歷經(jīng) 60 多年的建設(shè)與發(fā)展，目前產(chǎn)銷規(guī)模、配套服務(wù)能力位于中國軸承行業(yè)綜合性制造企業(yè)前列，至今仍保持著多項(xiàng)中國軸承行業(yè)紀(jì)錄。在研發(fā)方面，擁有國家首批認(rèn)定的企業(yè)技術(shù)中心，設(shè)有國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室、院士工作站、博士后科研工作站、河南省高速重載軸承工程技術(shù)研究中心及河南省軸承產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，搭建了完善的軸承研發(fā)實(shí)驗(yàn)平臺。在生產(chǎn)方面，洛軸先后通過 ISO9001、ISO14001、 TS16949、CRCC、OHSAS（歐薩斯）18001、鑒衡、美國 AAR、法國

20、 AS9100C、德國 GL 等國內(nèi)外權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證。產(chǎn)品系列涵蓋九大類型，2 萬余種，產(chǎn)品尺寸范圍從內(nèi)徑 10mm 到外徑 13.5m。擁有軌道交通車輛軸承、重大裝備專用軸承等核心技術(shù)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、軌道交通、汽車摩托車、礦山冶金、工程機(jī)械、機(jī)床電機(jī)、工業(yè)齒輪箱、醫(yī)療器械、港機(jī)船舶等領(lǐng)域。在銷售方面，洛軸建立了銷售總公司和各事業(yè)部、子公司、生產(chǎn)廠并行的營銷模式。在全國各地設(shè)有 48 個區(qū)域銷售代表處，擁有近 300 家銷售代理商，形成了區(qū)域與行業(yè)營銷并舉，各地代表處、經(jīng)銷商協(xié)同發(fā)展的營銷體系。在國際市場方面，公司在美國、印度、越南等國家設(shè)有子公司或辦事處，產(chǎn)品出口美國、德國、意大利、

21、澳大利亞、韓國、印度、越南等 70 多個國家和地區(qū)。新強(qiáng)聯(lián)： 新強(qiáng)聯(lián)成立于 2005 年。新強(qiáng)聯(lián)以大型回轉(zhuǎn)支承產(chǎn)品和風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航變槳軸承及主軸承產(chǎn)品研發(fā)、制造、銷售為主，是服務(wù)于風(fēng)力發(fā)電、海工裝備、港口機(jī)械、船用機(jī)械、盾構(gòu)機(jī)設(shè)備等行業(yè)的創(chuàng)新型龍頭企業(yè)。公司獲得發(fā)明和實(shí)用新型專利 79 項(xiàng)，公司自主研制與應(yīng)用的 2MW 永磁直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)三排圓柱滾子主軸承以及盾構(gòu)機(jī)系列刀盤主軸承于 2012 年通過中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定，分別榮獲中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)三等獎和二等獎，填補(bǔ)國內(nèi)空白，達(dá)到國際先進(jìn)水平。新強(qiáng)聯(lián)是國內(nèi)目前唯一批量生產(chǎn)大兆瓦直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)三排圓柱滾子主軸承的企業(yè)，公司也

22、是國內(nèi)率先使用無軟帶淬火技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)大兆瓦風(fēng)機(jī)雙列圓錐滾子主軸承的龍頭企業(yè)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電主軸承國產(chǎn)替代進(jìn)口。公司是國內(nèi)生產(chǎn)超大直徑重載回轉(zhuǎn)支承的重點(diǎn)企業(yè)，在特大型重載回轉(zhuǎn)支承的研發(fā)和制造領(lǐng)域獨(dú)樹一幟，始終處于行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位，產(chǎn)品得到了行業(yè)內(nèi)專家和客戶的一致認(rèn)可；在盾構(gòu)機(jī)設(shè)備領(lǐng)域，公司成功研制盾構(gòu)機(jī)刀盤主軸承，一舉打破了以往國內(nèi)客戶一直依賴進(jìn)口產(chǎn)品的局面。天馬軸承：浙江天馬軸承集團(tuán)有限公司位于湖州莫干山高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)通航制造小鎮(zhèn)。擁有 30 年的發(fā)展歷史，公司注冊資本 20.7 億元，是一家大型軸承企業(yè)。公司主導(dǎo)產(chǎn)品有十大類共 8000 多個品種的軸承產(chǎn)品。產(chǎn)品按類別有：短圓柱滾子軸承（單雙列、四

23、列）、深溝球軸承、圓錐滾子軸承、調(diào)心滾子與調(diào)心球軸承、角接觸球軸承（單雙列）、推力滾子與推力球軸承、非標(biāo)軸承等；按應(yīng)用領(lǐng)域有：鐵路貨車、客車與軌道交通軸承、汽車軸承（新能源）、風(fēng)電軸承、船舶軸承、機(jī)床軸承、機(jī)械軸承、冶金軋機(jī)軸承、電機(jī)軸承等。京冶軸承：北京京冶軸承股份有限公司成立于 2001 年 01 月 21 日，產(chǎn)品范圍涵蓋制造軸承、冶金及通用機(jī)械零部件、包裝機(jī)械、軸承表面處理、開發(fā)軸承、冶金及通用機(jī)械零部件、包裝機(jī)械；銷售方面，除銷售自產(chǎn)產(chǎn)品，業(yè)務(wù)包括貨物進(jìn)出口、技術(shù)進(jìn)出口及代理進(jìn)出口。煙臺天成：煙臺天成機(jī)械有限公司成立于 2015 年 11 月，公司注冊資金 1 億元，總投資 6 億元

24、人民幣。公司將致力于新能源裝備制造，專注于回轉(zhuǎn)支承的研發(fā)與制造，可提供中心滾道直徑 200mm-5000mm 范圍的各類回轉(zhuǎn)支承。公司主要產(chǎn)品為風(fēng)力發(fā)電用變槳與偏航軸承。大冶軸承：大連冶金軸承股份有限公司成立于 1984 年，設(shè)有鐵路專用線，是國內(nèi)外冶金鋼鐵、水泥建材、礦山機(jī)械、傳動機(jī)械、工程機(jī)械、石油機(jī)械、煤炭機(jī)械、港口機(jī)械、造紙機(jī)械、軍工機(jī)械、風(fēng)電設(shè)備等重大裝備配套軸承的專業(yè)制造商，產(chǎn)品全部擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，具有 10 大類型、5000 多個品種、200 多萬套軸承的年生產(chǎn)能力。在研發(fā)方面，是國家首批認(rèn)定的高新技術(shù)企業(yè)，擁有中國合格評定國家認(rèn)可委員會認(rèn)可的檢測實(shí)驗(yàn)中心、遼寧省企業(yè)技術(shù)中心、

25、大連市兆瓦級風(fēng)電軸承工程實(shí)驗(yàn)室和技術(shù)研究中心。在生產(chǎn)方面，先后購置 100 余條自動化生產(chǎn)線，自 2003 年起使用先進(jìn)的 ERP 信息網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)、PLM 技術(shù)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、MES 生產(chǎn)管理系統(tǒng)等智能系統(tǒng)，使產(chǎn)品生命周期的每一環(huán)節(jié)得到嚴(yán)苛把控，極大提升了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。洛陽新能：洛陽新能軸承制造有限公司成立于 2006 年 5 月 26 日，是以軸承開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、銷售、服務(wù)為一體的高新技術(shù)企業(yè)。在研發(fā)方面，公司擁有 2 個省級研發(fā)平臺，建有仿真計(jì)算實(shí)驗(yàn)室；風(fēng)電軸承檢測中心通過中國合格評定國家認(rèn)可委員會 CNAS 認(rèn)證，具備獨(dú)立的對外檢測資質(zhì)。在生產(chǎn)方面，公司產(chǎn)品生產(chǎn)采用先進(jìn)的大型數(shù)控設(shè)備

26、，主要產(chǎn)品兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配套軸承，在全國各地得到廣泛應(yīng)用。公司年產(chǎn)量為 8000套軸承，產(chǎn)品加工尺寸從 0.5m-6.0m，產(chǎn)品加工精度最高可達(dá) P4 級。表 4：國內(nèi)主要風(fēng)電軸承制造廠商業(yè)務(wù)基本情況產(chǎn)品布局軸承廠商基本情況主軸軸承偏航軸承變槳軸承齒輪箱軸承發(fā)電機(jī)軸承瓦軸國內(nèi)最大的軸承技術(shù)與產(chǎn)品研發(fā)和制造基地洛軸國內(nèi)最早研制生產(chǎn)軸承的企業(yè)主要從事大型高端回轉(zhuǎn)支承的研發(fā)、生產(chǎn)和銷新強(qiáng)聯(lián)售，產(chǎn)品主要包括風(fēng)電主軸軸承、偏航軸承、變槳軸承、盾構(gòu)機(jī)軸承及關(guān)鍵零部件國內(nèi)大型軸承企業(yè)，主導(dǎo)產(chǎn)品有十大類共 8000天馬軸承多個品種的軸承選擇風(fēng)電軸承行業(yè)的領(lǐng)先企業(yè)，業(yè)務(wù)以風(fēng)電軸承、冶京治軸承金設(shè)備軸承、礦山

27、設(shè)備軸承等大型、特大型、超大型軸承產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)及銷售為主煙臺天成主營風(fēng)電大直徑軸承設(shè)計(jì)與制造國內(nèi)外冶金鋼鐵、水泥建筑、礦山機(jī)械、傳動機(jī)大冶軸承械、工程機(jī)械、港口機(jī)械、軍工機(jī)械、風(fēng)電設(shè)備等重大裝備配套軸承的專業(yè)制造商洛陽新能主要生產(chǎn)與風(fēng)力發(fā)電機(jī)組配套的偏航軸承、變槳、轉(zhuǎn)盤軸承資料來源：相關(guān)公司公告，主軸軸承：主要由八大集團(tuán)壟斷，小兆瓦主軸軸承本土企業(yè)占有一席之地，大兆瓦逐步突破。主軸技術(shù)壁壘最高，在各類軸承中的集中度也是最高的，主要軸承品牌集中在德國、瑞典、日本等八大品牌。2020 年全球風(fēng)電主軸軸承市場前三家企業(yè)分別是舍弗勒、斯凱孚和 NTN，三家企業(yè)的市占率分別是 29、24、12，合計(jì)占

28、比達(dá) 65，本土企業(yè)在小兆瓦的主軸軸承領(lǐng)域已經(jīng)形成銷售，洛軸和瓦軸的市場份額分別為 4、4，且份額呈現(xiàn)逐步提升的態(tài)勢，未來隨著風(fēng)機(jī)大型化趨勢，主軸軸承市場集中度也有望持續(xù)提升。0%1%4%4%8%29%9%24%12%圖 7：2020 年全球風(fēng)電主軸軸承市場格局9%資料來源：電氣風(fēng)電公告，德國舍弗勒瑞典SKF 日本NTN 日本KOYO美國Timken德國羅特艾德中國洛軸中國瓦軸捷克ZKL其他本土企業(yè)在大功率風(fēng)機(jī)主軸軸承領(lǐng)域的技術(shù)追趕從未停止，和國外八大品牌的技術(shù)差距也在不斷縮小。本土企業(yè)中新強(qiáng)聯(lián)、瓦軸、洛軸等企業(yè)在大兆瓦主軸軸承領(lǐng)域已經(jīng)形成逐步形成銷售，主軸領(lǐng)域的國產(chǎn)化步伐在不斷加快。表 5：

29、國內(nèi)企業(yè)主軸軸承研發(fā)和市場推廣進(jìn)度國內(nèi)主要主軸軸承企業(yè)主軸軸承研發(fā)和市場推廣進(jìn)度3MW 主軸軸承已實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)， 5.5MW 主軸軸承也已開始批量供貨。2021 年募資 14.6 億元新建生產(chǎn)線項(xiàng)目，新強(qiáng)聯(lián)瓦軸洛軸主要生產(chǎn) 3.0MW 及以上大功率風(fēng)力發(fā)電主機(jī)主軸軸承、偏航軸承和變槳軸承，達(dá)產(chǎn)后預(yù)計(jì)年產(chǎn) 3-4MW 主軸軸承 1200個， 4-6MW 主軸軸承 300 個。2021 年完成 4.XMW 平臺風(fēng)機(jī)單列圓錐主軸軸承的研制，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，典型樣件順利出產(chǎn)并通過國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)主要企業(yè)驗(yàn)收。2016 年研制的國內(nèi)首套 6MW 風(fēng)電主軸軸承通過驗(yàn)收。 2021 年 9 月成功研制國內(nèi)首臺

30、 7MW 海上風(fēng)電主軸軸承，已具備大兆瓦系列風(fēng)電軸承等整臺套風(fēng)電軸承解決方案。天馬軸承2021 年 8 月研制的國內(nèi)首臺 8MW 海上風(fēng)電主軸承正式下線。2019 年實(shí)現(xiàn)了 4.0MW 級主軸軸承的批量交付， 2021 年與大連理工大學(xué)聯(lián)合成立智能軸承聯(lián)合研究中心，開展“大大冶軸承兆瓦海上風(fēng)電智能化主軸承研制及應(yīng)用”等項(xiàng)目研究。京冶軸承2022 年 1 月完成了海上 5.5/7.0MW 風(fēng)電主軸軸承的設(shè)計(jì)與試制，其產(chǎn)品制造達(dá)到了國內(nèi)行業(yè)先進(jìn)水平。：相關(guān)公司公告，齒輪箱軸承、偏航變槳軸承：齒輪箱軸承目前的國產(chǎn)化程度較低，尤其在大功率風(fēng)機(jī)領(lǐng)域進(jìn)口依賴度更高，主要是由于齒輪箱的工況更加惡劣，鑒于高昂

31、的維保成本，對齒輪箱軸承的穩(wěn)定性和可靠性要求更高。偏航變槳軸承在小兆瓦風(fēng)機(jī)領(lǐng)域基本已經(jīng)完成國產(chǎn)替代，在大兆瓦領(lǐng)域國產(chǎn)化率相對較低。此外，風(fēng)機(jī)大型化趨勢下，大功率風(fēng)機(jī)逐步采用獨(dú)立變槳，替代傳統(tǒng)的統(tǒng)一變槳方案，對變槳軸承的要求也進(jìn)一步提高，獨(dú)立變槳軸承迎來變革，競爭格局也有望重塑，為提前有布局的企業(yè)帶來新的業(yè)績增長點(diǎn)。風(fēng)機(jī)大型化帶動軸承技術(shù)迭代，獨(dú)立變槳有望成為主流1、獨(dú)立變槳系統(tǒng)相較統(tǒng)一變槳能夠提高機(jī)組的運(yùn)行可靠性風(fēng)機(jī)大型化趨勢明確，隨風(fēng)機(jī)功率增加，軸承規(guī)格提高，技術(shù)難度提升，除此以外，變槳控制技術(shù)也有望迎來革新。風(fēng)機(jī)功率增加，直接帶來葉片長度、掃風(fēng)面積和垂直高度差的增加，進(jìn)而導(dǎo)致風(fēng)輪面內(nèi)載荷不

32、平衡，目前多數(shù)機(jī)組葉片槳距調(diào)節(jié)方式為統(tǒng)一變槳控制。統(tǒng)一變槳控制的機(jī)組在運(yùn)行過程中面臨湍流、風(fēng)切變等外部氣動條件時(shí)，每個葉片接受一個大小相同的變槳命令來調(diào)節(jié)槳距角，以確保機(jī)組保持額定狀態(tài)，無法實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪載荷平衡，并會因此引起傳動鏈的震動，最終會增加機(jī)組疲勞載荷，從而導(dǎo)致機(jī)組制造成本的增加、安全穩(wěn)定性的下降和使用壽命的縮短。為解決機(jī)組載荷不平衡的問題，獨(dú)立變槳技術(shù)的研究應(yīng)運(yùn)而生。獨(dú)立變槳技術(shù)通過在統(tǒng)一變槳的基礎(chǔ)上，以單個葉片上的受力狀況或風(fēng)速條件為輸入，單獨(dú)為每個葉片給定各自的槳距角附加值，從而使各個葉片的受力狀況趨于一致，從而減小由湍流、風(fēng)切變等外部因素引起的風(fēng)輪面內(nèi)載荷不平衡以及機(jī)組振動，從而降

33、低整機(jī)疲勞載荷，降低機(jī)組制造成本，提高機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性。2、獨(dú)立變槳需要更高級別的變槳軸承，大型化驅(qū)動逐步成為主流獨(dú)立變槳系統(tǒng)包括液壓變槳距系統(tǒng)和電動變槳距系統(tǒng)兩種。液壓變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有變距力矩大、響應(yīng)快、便于布置和集成等優(yōu)點(diǎn)，但由于需要用到液壓油，容易受到寒冷和漏油的困擾；電動變槳距執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于采用三個變槳伺服電機(jī)驅(qū)動，因此具有變距力矩大、結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，不存在漏油的風(fēng)險(xiǎn)。就目前的發(fā)展情況來看，大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)展的趨勢是采用電動變槳距系統(tǒng)。電動式獨(dú)立變槳系統(tǒng)可以使 3 個葉片獨(dú)立實(shí)現(xiàn)變槳距。變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)位于輪毅內(nèi)，風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)風(fēng)速等信號給定槳距信號，槳距信號通過穿過主軸的光纖傳遞

34、給變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)，3 個變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別驅(qū)動個葉片進(jìn)行變槳。每個葉片的變槳執(zhí)行機(jī)構(gòu)均包括蓄電池、變槳控制器、伺服電機(jī)和減速機(jī)，均安裝輪毅內(nèi)。在輪毅與機(jī)艙連之間還安裝有一個總電氣開關(guān)盒。由于輪毅和機(jī)艙之間存在相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，變槳系統(tǒng)的所有通信光纖和電纜都要依靠集電環(huán)與機(jī)艙內(nèi)的主控制器連接。集電環(huán)裝在變速箱輸入軸的出口端。單個葉片變槳距裝置一般包括控制器、伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、減速機(jī)、變距軸承、傳感器、角度限位開關(guān)、蓄電池、變壓器等。伺服驅(qū)動器用于驅(qū)動伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)變距角度的精確控制。傳感器可以是電機(jī)編碼器和葉片編碼器。電機(jī)編碼器測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速，葉片編碼器測量當(dāng)前的槳距角，與電機(jī)編碼器實(shí)現(xiàn)冗余控制。蓄電池是出于系統(tǒng)安全考慮的備用電源。圖 8：風(fēng)電獨(dú)立變槳系統(tǒng)示意圖（以電動式獨(dú)立變槳為例）資料來源：大型