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圖目錄圖1:滾軸與動承結(jié)對比 6圖2:滑軸結(jié)示圖 7圖3:滑軸的類式 8圖4:自滑承材結(jié)構(gòu)優(yōu)點 9圖5:滾軸的部構(gòu)拆解 9圖6:軸各部加工序 10圖7:滾軸分向軸承推軸兩類 10圖8:軸產(chǎn)鏈況理 11圖9:2020年國承業(yè)下應(yīng)領(lǐng)占(市場模額) 11圖10:球承場模 12圖國承業(yè)收入增情況 12圖12:2022全軸場市率況按場模金) 13圖13:2021中主承企營情況 13圖14:承削超藝過程 18圖15:波速結(jié)意圖 19圖16:波速運(yùn)意圖 19圖17:元承CSD波減器叉子承 20圖18:元承HYR性軸承 20圖19:密星速構(gòu)示圖 20圖20:星速結(jié)零部拆圖 21圖減器構(gòu)意圖 21圖減器承分類 22圖減器各軸承裝置意圖 22圖24:珠杠構(gòu)圖 22圖25:星柱杠示意圖 22圖26:斯拉Optimus人形機(jī)人性行器 23圖27:機(jī)分類 23圖28:斯拉Optimus人形機(jī)人部視圖 24圖29:時器靈及微伺電缸 24圖30:志器刷杯電結(jié)圖 24圖31:志器刷杯電結(jié)圖 24圖32:框矩機(jī)造 25圖33:類軸在中的置 27圖34:2020電風(fēng)材料購額比 28圖35:2021三重材料購額比 28圖36:同司軸原材采金比對比 28圖37:2019國風(fēng)造中零件產(chǎn)率況 29圖38:點支:軸+輪中軸承 30圖39:點支:圓錐子+柱子30圖40:內(nèi)商與SKF主軸軸價對(元) 31圖41:內(nèi)商SKF主軸軸單MW價對(元/MW) 31圖42:國上電軸承產(chǎn)率 31圖43:國增上上風(fēng)機(jī)平單容(MW) 32圖44:軸承格單MW格單功增而上升 32圖45:強(qiáng)雙四觸球承 33圖46:強(qiáng)三圓子獨(dú)變軸承 33圖47:強(qiáng)偏變承價單MW價格 33圖48:強(qiáng)偏變承與軸承利對比 33圖49:立槳制獨(dú)立節(jié)葉槳距 34圖50:機(jī)轉(zhuǎn)受主要力 34圖51:一槳獨(dú)槳發(fā)功比較 34圖52:一槳獨(dú)槳輪中載比較 34圖53:級星級軸齒箱左與級星一平軸輪() 35圖54:星系輪結(jié)構(gòu) 36圖55:強(qiáng)生的箱各部單情況 36圖56:球上海電新裝容量 37圖57:球電承規(guī)模 37圖58:同率風(fēng)承需占比 38圖59:洲春營產(chǎn)品 40圖60:盛承營產(chǎn)品 42圖61:強(qiáng)主業(yè)品 43表目錄表1:滑軸和動承的同能現(xiàn) 7表2:八國軸公營收中區(qū)發(fā)情況 13表3:斯孚(SKF)產(chǎn)品介紹 14表4:鐵肯(TIMKEN)產(chǎn)品紹 15表5:我五軸產(chǎn)聚集簡介 16表6:我軸鋼展在的題差距 17表7:中熱理備術(shù)及品工發(fā)國差距析 17表8:減器類其點對比 19表9:人機(jī)人件承情況 25表10:形器各市場間算 26表機(jī)承型特點紹 27表12:電軸承常用型其性 29表13:電軸承類型其缺點 30表14:內(nèi)企風(fēng)軸軸產(chǎn)情梳理 32表15:內(nèi)企風(fēng)航、槳承品況理 35表16:內(nèi)企風(fēng)輪箱承品況理展 37表17:臺機(jī)各承價假設(shè) 39表18:內(nèi)電承規(guī)模算 39表19:承業(yè)重市公盈與值表 40表20:洲春電產(chǎn)品紹 41表21:洲春器波減器承品紹 41表22:強(qiáng)主軸偏變承產(chǎn)目劃 44表23:強(qiáng)齒箱產(chǎn)品產(chǎn)劃 44表24:軸權(quán)更改進(jìn)情況 451、軸承:機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的重要零部件軸承在機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)在保護(hù)旋轉(zhuǎn)支撐部分的同時,也能將旋轉(zhuǎn)軸保持在正確的位置。根據(jù)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生摩擦力性質(zhì)的不同,可將軸承分為滑動軸承和滾動軸承?;瑒虞S承的運(yùn)動方式是滑動,起關(guān)鍵作用的是其制作材料,運(yùn)行時平穩(wěn)、無噪音,但起動時阻力相對較大,一般應(yīng)用于低速重載工況場景。滾動軸承的運(yùn)動方式則更為廣泛。GrandViewResearch,若將軸承分為滾珠軸承、滾子軸承、滑動軸承和其它軸承,2022(滾動軸承的一種)市場規(guī)模(按收入)占比最大,約為47.37%。圖1:滾動軸承與滑動軸承結(jié)構(gòu)對比資料來源:捷太格特官網(wǎng),滑動軸承和滾動軸承根據(jù)其特點,各有優(yōu)劣。運(yùn)動損傷的應(yīng)用中成為首選。也更低。表1:滑動軸承和滾動軸承的不同性能表現(xiàn)軸承性能滑動軸承滾動軸承自潤滑軸承流體潤滑軸承摩擦特性固體或固體、邊界、流體潤滑(摩擦)的混合狀態(tài)流體潤滑(摩擦)滾動摩擦承載能力與轉(zhuǎn)速關(guān)系隨轉(zhuǎn)速增高而降低一定轉(zhuǎn)速下,隨轉(zhuǎn)速增高而增大一般無關(guān),但極高轉(zhuǎn)速時承載能力降低運(yùn)轉(zhuǎn)性能阻尼中大小功耗大中小旋轉(zhuǎn)精度一般高高運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲小有噪音一般壽命決定于材料耐磨性決定于啟動次數(shù)決定于疲勞磨損環(huán)境適應(yīng)性能高溫決定于潤滑劑的抗氧化能力或軸承材料決定于軸承材料低溫決定于軸承材料決定于啟動轉(zhuǎn)矩決定于啟動轉(zhuǎn)矩真空最好可以可以潮濕可以好可以塵埃好可以可以輻射好受潤滑劑限制受潤滑劑限制運(yùn)動適應(yīng)性能頻繁啟動好差好頻繁改向好差好擺動可以動壓軸承不可以可以制造維護(hù)性能對制造安裝誤差的敏感性不敏感敏感敏感標(biāo)準(zhǔn)化程度好一般最好潤滑無需或少潤滑劑用量多需潤滑維護(hù)少維護(hù)經(jīng)常維護(hù)定期維護(hù)經(jīng)濟(jì)性成本最低成本較高成本較低資料來源:長盛軸承招股說明書,滑動軸承動。圖2:滑動軸承結(jié)構(gòu)示意圖資料來源:華軸網(wǎng)滑動軸承的分類方式:根據(jù)工作時軸套和軸頸表面間所呈現(xiàn)摩擦狀態(tài)的不同,可將滑動軸承分為流體潤滑(摩擦)軸承(如動壓軸承、靜壓軸承)、關(guān)節(jié)軸承和自潤滑軸承,其中自潤滑軸承又分為非完全流體潤滑(摩擦)軸承、無潤滑(干摩擦)軸承,比如傳統(tǒng)含油軸承、固體潤滑軸承等。圖3:滑動軸承的分類方式流體潤滑流體潤滑完全油潤滑工作滑動軸承關(guān)節(jié)軸承含油軸承利用孔隙含油增加潤滑性能耐磨性和耐溫等級差適合高速低載易發(fā)生斷油失效自潤滑軸承金屬固體潤滑無法斷油工作固體潤滑 如銅合金、巴合金等金屬+非金屬 ?形成永久性固體潤滑固體潤滑結(jié)合 膜,無需或減少加油資料來源:長盛軸承招股說明書,(例如工作溫度),潤滑劑可以是液體(油)或固體(石墨,MoS2,鉛)。自潤滑軸承具有以下優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、耐磨性能好、使用壽命長,不僅能簡化機(jī)械的設(shè)計和結(jié)構(gòu),降低成本,還可提高機(jī)械性能和可靠性,延長使用壽命;無需額外供油裝置,節(jié)省組裝費(fèi)用及耗時,大幅降低制造成本;了因供油不足造成的風(fēng)險;運(yùn)行平穩(wěn)、噪音低,無需廢油回收處理,有利于工作環(huán)境的改善;靜動摩擦系數(shù)相近,能消除低速下的爬行,從而保證機(jī)械的工作精度;運(yùn)轉(zhuǎn)過程中能形成固體轉(zhuǎn)移膜,保護(hù)磨軸,無咬軸現(xiàn)象;難度。圖4:自潤滑軸承的材料結(jié)構(gòu)與優(yōu)點資料來源:長盛軸承招股說明書,滾動軸承典型的滾動軸承一般由套圈(內(nèi)圈和外圈)、滾動體和保持架構(gòu)成,有些軸承還帶有密封件。套圈約占成品軸承成本的35%,是其中價值最高的配件。內(nèi)圈與軸配合一起旋轉(zhuǎn),外圈與軸承座配合起支撐作用。滾動體位于內(nèi)圈與外圈之間,由保持架使其保持一定間隔,從而進(jìn)行圓滑地滾動。圖5:滾動軸承的內(nèi)部結(jié)構(gòu)拆解資料來源:SKF官網(wǎng),(圖6:軸承各零部件加工工序資料來源:孚科軸承官網(wǎng),滾動軸承的分類方式:滾動軸承按承受負(fù)荷時作用于套圈與滾動體之間的負(fù)荷方向與垂直于軸承中心線的平面所形成角度的不同,主要分為向心軸承和推力軸承兩大類;按滾動體結(jié)構(gòu)的不同,可分為球軸承(滾珠軸承)和滾子軸承;按滾動圖7:滾動軸承分為向心軸承和推力軸承兩大類資料來源:捷太格特官網(wǎng),圖8:軸承產(chǎn)業(yè)鏈情況梳理
器、風(fēng)電、機(jī)器人等行業(yè)。上游原材料上游零部件中游軸承下游應(yīng)用上游原材料上游零部件中游軸承下游應(yīng)用軸承鋼非金屬材料套圈 滾動體國內(nèi)廠商 國外廠商汽車家用電器軸承鋼非金屬材料套圈滾動體國內(nèi)廠商國外廠商汽車家用電器中信特鋼河鋼石鋼濟(jì)源鋼鐵中天鋼鐵巨能特鋼沙鋼集團(tuán)建龍北滿南鋼股份
道恩股份金發(fā)科技鑫達(dá)集團(tuán)
金沃股份五洲新春紹興旭日綿
五洲新春天馬股份(自用)保持架保持架密封件
洛陽軸承新強(qiáng)聯(lián)國機(jī)精工天馬股份五洲新春人本集團(tuán)萬向錢潮京冶軸承崇德科技長盛軸承
斯凱孚SKF恩斯克風(fēng)電電機(jī)紡織機(jī)拖拉機(jī)工程機(jī)械礦山機(jī)械捷太格特恩梯恩NTN美蓓亞NMB風(fēng)電電機(jī)紡織機(jī)拖拉機(jī)工程機(jī)械礦山機(jī)械機(jī)器人不二越AHI鐵姆肯TIMENScl機(jī)器人資料來源:繪制汽車是軸承的主要應(yīng)用領(lǐng)域,風(fēng)電軸承市場正在快速發(fā)展。20207.010和0%的(按市場規(guī)模金額(軸軸承、偏航變槳軸承和齒輪箱軸承)市場規(guī)模的測算,2020126.342020規(guī)模28904.37%。圖9:2020年我國軸承行業(yè)下游應(yīng)用領(lǐng)域占比(按市場規(guī)模金額),.%,.%工程和礦山機(jī)械,2.40%,.%,.%,.%,.% 家用電,.%資料來源:頭豹研究院,;注:2020年中國風(fēng)電軸承市場規(guī)模為測算全球軸承市場規(guī)模成長空間廣闊。GrandViewResearch,20231209.820302266.023-30CAGR9202340%,GrandViewResearch2030982.02019到壓抑,二是國際受中美貿(mào)易爭端以及國際貿(mào)易保護(hù)主義抬頭,軸承出口也受到抑制。2021年受益于軍工領(lǐng)域高增速以及風(fēng)電軸承自主開發(fā)趨勢,我國軸承行業(yè)營收達(dá)到2278億元,增速高達(dá)18%。圖10:全球軸承市場規(guī)模 圖11:我國軸承行業(yè)營業(yè)收入及增長情況2266.01209.82266.01209.80
年 全球軸承市場規(guī)模(億美元)資料來源:GrandViewResearch, 資料來源:中國軸承工業(yè)協(xié)會,金沃股份招股說明書,(SKF(NSK捷太格特(TEKT(NTN)(NB(NCI(TIKEN(Scaeffler22年八大軸承企業(yè)的全球市占率達(dá)到75%(按市場規(guī)模金額,下同),相比之下,中國廠商市場份額僅為年萬向錢潮、人143.2291.2151.08軸2278圖12:2022年全球軸承市市占率情況(按市場規(guī)模金額) 圖13:2021年中國主要軸企業(yè)營收情況國內(nèi)企業(yè),20%
其他5%
143.2291.21143.2291.2151.0824.77 24.23 23.199.85八大軸承企業(yè),75% 0萬向錢潮人本股份 洛軸 新強(qiáng)聯(lián) 五洲新春 瓦軸B 長盛軸承資料來源:萬達(dá)軸承招股說明書, 資料來源:wind,中國軸承工業(yè)協(xié)會,河南省企業(yè)國有資產(chǎn)交易監(jiān)測平臺,;單位:億元建立了多個銷售網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)企業(yè),在中國均有投資生產(chǎn)軸承以及相關(guān)產(chǎn)品的工技術(shù)中心均采取和中國知名高等院校合作方式進(jìn)行。表2:八大國際軸承公司營收及中國區(qū)域發(fā)展情況公司稱 最新年收中國總部地點中國技術(shù)中心技術(shù)合作中國投資公司SKF(斯凱孚)2023財年1039億瑞典克朗上海黃浦上海嘉定SKF全球技術(shù)中心(中國)清華大學(xué)上海科技大學(xué)斯凱孚(中國)有限公司Schaeffler(舍弗勒)20221582023123億歐元上海嘉定上海嘉定舍弗勒中國技術(shù)中心西南交通大學(xué)舍弗勒投資(中國)有限公司TMKE()20224537億美元上海虹橋路江蘇無錫鐵姆肯中國工程技術(shù)培訓(xùn)中心河南科技大學(xué)鐵姆肯(中國)投資有限公司NSK(恩斯克)20203年3月31日9381202363867江蘇昆山江蘇昆山恩斯克(中國)研究開發(fā)有限公司西安交通大學(xué)恩斯克(中國)投資有限公司JTEKT(捷太格特)202年結(jié)日為223年3月1日1671202369222上海長寧江蘇無錫捷太格特科技研發(fā)中心(無錫)有限公司江南大學(xué)捷太格特(中國)投資有限公司NTN(恩梯恩)20303年3月31日7740202464096上海松江上海松江NTN中國技術(shù)中心北京交通大學(xué)恩梯恩(中國)投資有限公司NMB(美蓓亞)203年結(jié)日為223年3月1日1292202466721上海青浦美蓓亞三美機(jī)電技術(shù)服務(wù)(蘇州)有限公司-上海美蓓亞精密機(jī)電有限公司NACHI(不二越)2023202311302655億日元上海青浦--不二越(中國)有限公司資料來源:各公司財報,各公司官網(wǎng),中國軸承工業(yè)協(xié)會,表3:斯凱孚(SKF)產(chǎn)品介紹
(TIMKEN)為例。斯凱孚(SKF)1907公司主要產(chǎn)品包括滾動戶有效減少摩擦、延長設(shè)備正常運(yùn)行時間、提高設(shè)備性能。斯凱孚在1912年便進(jìn)入中國市場,通過代理商開始在華業(yè)務(wù)。1997(中國乃至采購與供應(yīng)鏈的端到端整體布局。公司計劃到2025年,在中國實現(xiàn)80%-90%業(yè)務(wù)的全價值鏈本地化布局。產(chǎn)品名稱產(chǎn)品介紹產(chǎn)品系列產(chǎn)品圖示滾動軸承(YSKFCooperCARB單元、SOOTNoWear滑動軸承SKF滑動軸承、回轉(zhuǎn)支撐軸承回轉(zhuǎn)支撐軸承由一個內(nèi)圈和一個外圈組成,其中一(SKF0.118m的磁浮軸承和系統(tǒng)SKF-薄型軸承薄型軸承旨在節(jié)省重量,使用更少的空間,減少摩擦,增加靈活性并提供高運(yùn)行精度。這些軸承可以滿足高要求和特定要求,通常用于航空航天、醫(yī)療系統(tǒng)、機(jī)器人、天文儀器和機(jī)床等。與標(biāo)準(zhǔn)尺寸軸承相比,SKF的設(shè)計效率可以顯著節(jié)省空間、重量和成本。薄型截面軸承、超級薄型截面軸承、定制薄型截面軸承。工業(yè)密封件密封會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生重大影響,SKF密封能大幅提升設(shè)備的容量、耐久性和性能,同時降低摩擦,延長維護(hù)間隔時間,實現(xiàn)更大價值的同時增加可持續(xù)性。徑向軸密封件、盒式密封件、耐磨襯套、履帶銷密封件、金屬面密封件、V形密封、軸向夾持式密封件。汽車密封件密封件主要用于減少摩擦、延長使用壽命、保持潤滑劑和隔絕污染物等,能夠應(yīng)用在軸承、車身、發(fā)動機(jī)、懸架等環(huán)節(jié)。eDrice資料來源:斯凱孚官網(wǎng),HenryTimkenH.H.Timken和WilliamTimken三人在1899年創(chuàng)立了TimkenHenryTimken的圓錐滾子軸承專利是鐵姆肯公司賴以發(fā)18992080%以客戶為中心的創(chuàng)新解決方案,深受全球用戶的廣泛認(rèn)可。2060服務(wù)。199236001453術(shù)以及增值工業(yè)服務(wù)中心,全面滿足全球客戶尤其是中國客戶的需求。表4:鐵姆肯(TIMKEN)產(chǎn)品介紹產(chǎn)品名稱產(chǎn)品介紹產(chǎn)品系列產(chǎn)品圖示滾動軸承(NU型、N型、NJNF型、NPNUP滑動軸承帶座軸承單元Ten帶SAFSNTEUC工業(yè)傳動產(chǎn)品Rollon、Coneve、oevedldelpaaralleodvey/TMKNTKEN資料來源:鐵姆肯官網(wǎng),我國軸承產(chǎn)業(yè)形成了五大產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。中國經(jīng)過幾十年的發(fā)展,軸承產(chǎn)業(yè)具有重要的區(qū)域發(fā)展特色,主要形成了以瓦房店、洛陽、浙江東部、蘇錫常(長三角)和山東聊城五個軸承產(chǎn)業(yè)集群。洛陽軸承行業(yè)基地:是我國技術(shù)積累最深刻的軸承行業(yè)集聚區(qū),擁有專業(yè)高檔的主要設(shè)備軸承;多是中小型、中型;軸承主要用于輕工業(yè);聊城軸承行業(yè)基地:是我國最大的軸承保持器生產(chǎn)基地和最大的軸承貿(mào)易承市場。表5:我國五大軸承產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)簡介產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)區(qū)域特點和優(yōu)勢主要品 代表業(yè)老工業(yè)基地培育的瓦房店(遼寧)軸承產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)資源雄厚、優(yōu)勢品牌帶動、國家政策支持貨車油械密軸瑞谷連威遠(yuǎn)連楊凱特承、泥械承等 樂等以產(chǎn)學(xué)研為紐帶的洛陽(河南)軸承產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合、強(qiáng)勁的研發(fā)能力、優(yōu)秀的科普基地、聯(lián)盟的中樞神經(jīng)高、、、軸產(chǎn)品 洛陽凌承軸科機(jī)精、市場經(jīng)濟(jì)催生的浙東(浙江)軸承產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)等軸承零配件以“專精特新”為特色的蘇錫常(長三角)軸承產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)無錫二軸、無錫滾動、南京軸承等勤勞沃土上成長的聊城(山東)軸承產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)聊城鄭家鎮(zhèn):中國軸承保持器之鄉(xiāng)、全產(chǎn)業(yè)布局、民營企業(yè)主導(dǎo)、工貿(mào)互補(bǔ)促進(jìn)發(fā)展各類標(biāo)準(zhǔn)軸承,內(nèi)外球面軸承、關(guān)節(jié)軸承加工設(shè)備資料來源:金沃股份招股說明書,控技術(shù)等多種技術(shù)。適用于各類型軸承的制造。行業(yè)內(nèi)當(dāng)前應(yīng)用的軸承鋼主要包括高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼、中碳軸承鋼和無磁軸承鋼六類。①碳鉻軸承鋼:興澄特鋼已能按GB/T18254-2016標(biāo)準(zhǔn)第二等級高級優(yōu)質(zhì)鋼進(jìn)行批量生產(chǎn),占其產(chǎn)量的65%以上,第一等級特級優(yōu)質(zhì)鋼目前也已開始生產(chǎn)和供貨;業(yè)已開始批量使用;差距,具體表現(xiàn)在質(zhì)量的一致性、性能穩(wěn)定性和特種軸承個性化需求滿足度。相比仍存在一定差距。表6:我國軸承鋼發(fā)展存在的問題與差距主要問題具體情況及存在的差距基礎(chǔ)研究尚待深入在軸承鋼抗疲勞性能因素與失效機(jī)制的定量研究及評價技術(shù)、對碳化物與疲勞壽命關(guān)系的研究等方面仍與國際先進(jìn)水平存在一定差距,且國標(biāo)軸承鋼碳化物圖譜與歐美標(biāo)準(zhǔn)的圖譜差異大。先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)需深入貫徹落實《高碳鉻軸承鋼》和技術(shù)和裝備良莠不齊質(zhì)量控制不嚴(yán)未形成質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制研發(fā)與應(yīng)用推廣難承鋼下貝氏體淬火的鋼種SKF24NSK公司、KOYONSJ2TFNTNKOYO150℃~180NTJ2KUJ7資料來源:中軸協(xié)軸承工業(yè),專用設(shè)備層面:作為軸承加工的重要表7:中國熱處理設(shè)備技術(shù)及產(chǎn)品和工業(yè)發(fā)達(dá)國家差距分析指標(biāo)國外領(lǐng)先水平我國水平真空退火爐有效加熱區(qū)長度30m16m真空氣淬爐裝載量10t5t真空加壓氣淬爐氣冷壓強(qiáng)2/4MPa1./.5P保護(hù)氣氛加熱裝備使用率自動化熱處理生產(chǎn)自動化生產(chǎn)已成為熱處理生產(chǎn)線的標(biāo)準(zhǔn)配置全行業(yè)能實現(xiàn)精密控制的自動化、數(shù)字化生產(chǎn)裝備不到10%真空熱處理設(shè)備單臺套周期式:爐氣壓力:10bar,最大裝爐量:50噸;連續(xù)式:爐氣壓力:20bar,最大裝爐量:20噸單臺套周期爐爐氣壓力:10bar,最大裝爐量:5噸可控氣氛熱處理設(shè)備全自動,完全燃燒排放自動化程度低,煙氣排放較大IGBT晶體管感應(yīng)加熱設(shè)備已普遍使用開始推廣使用真空清洗設(shè)備已普遍使用開始推廣使用資料來源:中國熱處理行業(yè)協(xié)會,前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,加工工藝層面:15圖14:軸承磨削、超精工藝過程資料來源:軸承雜志社(滾工藝及支溝磨溝工藝已普遍應(yīng)用,但相比國外軸承磨超加工工藝還存在較大差CNC數(shù)控自動送料,磨削速度達(dá)45m/sCNC數(shù)控機(jī)床,生60m/s;SKF120m/sCBN砂輪使其具備較高的生產(chǎn)效率。2、機(jī)器人軸承:人形機(jī)器人應(yīng)用帶來增量OptimusGen-2人的不斷發(fā)展有望推動減速器、絲杠、電機(jī)配套軸承需求量提升。性軸承為主減速器是人形機(jī)器人中核心的動力傳達(dá)機(jī)構(gòu),可以類比做人的關(guān)節(jié)。減速器在原動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起到匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用,主要有精密行星減速器、諧波減速器、RV減速器等類別。特斯拉Optimus機(jī)器人中,包含了14個諧波減速器和12個行星減速器,減速器占整體價值量的比例高達(dá)17%。表8:減速器分類及其特點對比減速器類別結(jié)構(gòu)特點優(yōu)點缺點 應(yīng)用域精密行星減速器體積比較小,主要包括行星輪、太陽輪和內(nèi)齒圈。精密行星減速器單級傳動比都在10以內(nèi),且減速級數(shù)一般不會超過3級。扭矩大、精度高、單級傳動效率高達(dá)97%2動裝置。諧波減速器主要括發(fā)器柔與輪速器工傳動度量體小,運(yùn)穩(wěn)、傳遞矩對,機(jī)器中載小小、部作時波生會生控形時依靠 傳動大。 傳動率使壽和手等節(jié)航航、柔輪剛的合遞力。 命有。 加工備醫(yī)設(shè)領(lǐng)。RV減速器主要包括兩級傳動裝置,分別為漸開線行星齒輪傳動和擺線針輪行星傳動。傳動比范圍廣,傳動效率高達(dá)結(jié)構(gòu)造度機(jī)器中載重機(jī)大大、本。 肩部大節(jié)。資料來源:科峰智能招股說明書諧波減速器軸承(剛輪(輪非常適合應(yīng)用于人形機(jī)器人的線性關(guān)節(jié)等部位。圖15:諧波減速器結(jié)構(gòu)示意圖 圖16:諧波減速器運(yùn)行示意圖資料來源:綠的諧波招股說明書 資料來源:綠的諧波招股說明書°垂直排列在V柔性軸承體式保持器。圖17:鴻元軸承CSD型諧減速器交叉滾子軸承 圖18:鴻元軸承HYR柔性軸承 資料來源:鴻元軸承官網(wǎng) 資料來源:鴻元軸承官網(wǎng)行星減速器行星減速器是傳動效率最高的齒輪傳動結(jié)構(gòu)。行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)主要由行星齒伺服電機(jī)等原動機(jī)驅(qū)動太陽輪旋轉(zhuǎn),太陽輪與行星輪的嚙合驅(qū)動行星輪產(chǎn)生自太陽輪旋轉(zhuǎn)的“公轉(zhuǎn)”運(yùn)動。太陽輪和齒圈存在齒數(shù)差,從而達(dá)到減速目的。圖19:精密行星減速器結(jié)構(gòu)示意圖資料來源:科峰智能招股說明書行星減速器軸承包括深溝球軸承、滾針軸承等。從行星減速器的結(jié)構(gòu)來看,主要由齒圈、中心輪、行星輪、行星架、軸承等零件構(gòu)成。出力軸承和入力軸承是行的主流選擇。圖20:行星減速器結(jié)構(gòu)與零部件拆分圖資料來源:電動葫蘆廠家官網(wǎng)RV減速器軸承RV間增長而顯著降低,RV圖21:RV減速器結(jié)構(gòu)示意圖行星齒輪行星齒輪針齒殼曲柄軸輸入軸擺線輪針齒輸出軸資料來源:東龍工具官網(wǎng),隨著機(jī)器人行業(yè)迅速發(fā)展,RV減速器及其所用軸承的要求越來越高。RV減速器用軸承主要有薄壁角接觸球軸承、薄壁圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承、薄壁深溝RV9-15RVRVRV力、徑向力及傾覆力矩。此外,RV偏心軸支位置的作用。圖22:RV減速器軸承的分類 圖23:RV減速器中各類軸承安裝位置示意圖資料來源:王東峰《工業(yè)機(jī)器人RV減速器專用精密軸承技術(shù)分析》 資料來源:王東峰《工業(yè)機(jī)器人RV減速器專用精密軸承技術(shù)分析》持架均勻的分布在絲杠、螺母之間。圖24:滾珠絲杠結(jié)構(gòu)示意圖 圖25:行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)示意圖滾珠螺母滾珠螺母滾珠絲杠滾珠 滾柱齒圈保持架螺母彈性擋圈資料來源:沈陽中捷眾創(chuàng)智能裝備有限公司微信公眾號 資料來源:王家健《行星滾柱絲杠運(yùn)動原理及有限元分析》承。根據(jù)特斯拉IDay2022,其線性執(zhí)行器方案由無框力矩電機(jī)行星滾柱絲杠+力矩傳感器+位置傳感器+軸承+編碼器構(gòu)成,其中軸承選用深溝球軸承和四點接觸球軸承的組合,分別位于行星滾柱絲杠的兩端。圖26:特斯拉Optimus人形機(jī)器人線性執(zhí)行器反向滾柱絲杠反向滾柱絲杠定子力傳感器深溝球軸承位置傳感器行星滾柱四點接觸球軸承磁體資料來源:特斯拉AIDAY2022,承為主Optimus包含了28個無框力矩電機(jī)和12個空心杯電機(jī),電機(jī)占整體價值量的比例高達(dá)28%。圖27:電機(jī)的分類資料來源:空心杯電機(jī)是一種微型伺服電動機(jī)。它可以利用永磁鐵產(chǎn)生磁場,從而實現(xiàn)直流供電。與傳統(tǒng)電機(jī)的不同之處在于,空心杯電機(jī)采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子。無鐵芯轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)使得空心杯電機(jī)具有以下優(yōu)點:(1)重量大幅降低,從而降低了電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量;(2)消除了由于鐵芯形成渦流造成的電能損耗;(3)降低了轉(zhuǎn)子自身的機(jī)械能損耗。人形機(jī)器人靈巧手使用的電機(jī)是空心杯電機(jī)。Optimus6手指電機(jī)拇指電機(jī)圖28:特斯拉Optimus手指電機(jī)拇指電機(jī)資料來源:特斯拉AIDAY2022, 資料來源:因時機(jī)器人公眾號及官網(wǎng)空心杯電機(jī)主要選用深溝球軸承或滑動軸承。以鳴志電器的空心杯電機(jī)產(chǎn)品為摩擦等特性,在國內(nèi)技術(shù)較為成熟。圖30:鳴志電器有刷空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)圖 圖31:鳴志電器無刷空心杯電機(jī)結(jié)構(gòu)圖資料來源:鳴志電器官網(wǎng) 資料來源:鳴志電器官網(wǎng)無框力矩電機(jī)是一種以輸出扭矩為衡量指標(biāo)的無框架式永磁電機(jī),不含軸承結(jié)構(gòu)部件,齒輪外部環(huán)繞鋼片和銅繞組,以產(chǎn)生緊密攀附在機(jī)器殼體內(nèi)的電磁力。圖32:無框力矩電機(jī)的構(gòu)造資料來源:科爾摩根官網(wǎng)根據(jù)我們的梳理,人形機(jī)器人各環(huán)節(jié)所選用的主流軸承類型情況如下:球軸承、滾針軸承;RV絲杠:行星滾柱絲杠選用深溝球軸承、四點接觸球軸承;電機(jī):空心杯電機(jī)選用深溝球軸承、滑動軸承。表9:人形機(jī)器人部件軸承情況組成件 軸承類諧波減速器交叉滾子軸承柔性軸承行星減速器深溝球軸承滾針軸承RV減速器角接觸球軸承圓錐滾子軸承圓柱滾子軸承深溝球軸承絲杠深溝球軸承四點接觸球軸承電機(jī)深溝球軸承滑動軸承資料來源:人形機(jī)器人快速發(fā)展有望推動軸承需求進(jìn)一步增長。根據(jù)我們在2024年1月15日外發(fā)的《人形機(jī)器人:加速發(fā)展,全面進(jìn)擊——人形機(jī)器人行業(yè)系列報告(一)Optimus空心杯電機(jī)和行星減速器的市場空間也有較大提升。在此背景之下,以上環(huán)節(jié)的軸承使用量亦將迎來較大的發(fā)展空間。表10:人形機(jī)器人各環(huán)節(jié)市場空間測算市場空間單機(jī)價值量(萬元)10萬臺(億元)100萬臺(億元)1000萬臺(億元)無框力矩電機(jī)3.6436.43643640行星滾柱絲杠2.8282802800諧波減速器1.9619.61961960空心杯電機(jī)0.848.484840行星減速器0.727.272720資料來源:特斯拉官網(wǎng),根據(jù)步科股份、綠的諧波、鳴志電器等公司公告及官網(wǎng)數(shù)據(jù)、測算;2024115(一》3、風(fēng)電軸承:降本壓力下自主開發(fā)加速風(fēng)電軸承具有較強(qiáng)的抗通縮屬性。在陸上風(fēng)電已經(jīng)平價,且海上風(fēng)電逐漸接近平價的背景下,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈迎來一定的降本壓力。風(fēng)電軸承作為風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈中重要的環(huán)節(jié),不可避免地面臨著一定的降本壓力,但相對于產(chǎn)業(yè)鏈中其它部分環(huán)節(jié),風(fēng)電軸承具有較強(qiáng)的抗通縮屬性,主要因為其具有以下三大要素:技術(shù)難度高且在風(fēng)機(jī)中發(fā)揮著重要作用、在風(fēng)機(jī)中的價值量占比不高但附加值高、自主開發(fā)與技術(shù)升級加強(qiáng)軸承持續(xù)成長能力。(1)技術(shù)難度高且在風(fēng)機(jī)中發(fā)揮著重要作用11311電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。圖33:各類型軸承在風(fēng)機(jī)中的位置資料來源:powerEngineering&Development,表11:風(fēng)機(jī)軸承類型及其特點介紹主軸承 偏航承 變槳承 齒輪軸承 發(fā)電軸承安裝位置在輪與片以輪與齒安裝塔頂、倉部安裝每葉的部輪位于力電的輪中 位于機(jī)發(fā)機(jī)輪箱間 轂連部位作用支承轂葉,遞矩到承載機(jī)傳系的部根據(jù)向整葉風(fēng)度風(fēng)電組軸轉(zhuǎn)較,配合電將軸動轉(zhuǎn)增速;受力荷承受重量用準(zhǔn)適地整 使其最狀態(tài) 需要合速輪進(jìn)增 化為能主軸增器重載荷 風(fēng)機(jī)風(fēng)向 速以到電需速工況特點5p(00-150p載且化、動高度 動、濕度 動、濕度 大,輸載突變 高溫(90-120℃)重載常用類型調(diào)心滾子軸承、圓錐滾子軸承單列/雙列四點接觸球轉(zhuǎn)盤雙列同徑四點接觸球轉(zhuǎn)盤軸調(diào)心滾子軸承、圓柱滾子軸等 軸承 承,漸滾軸取球承、錐子承四接深溝軸與柱子承軸承 觸球承配套數(shù)量1套 1個 3個 1套 1套資料來源:何加群《論我國重大技術(shù)裝備軸承的自出安全可控》,國際新能源網(wǎng),風(fēng)電軸承在風(fēng)機(jī)中發(fā)揮著重要作用,其質(zhì)量和穩(wěn)定性要求較高。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工況條件惡劣,溫度、濕度和軸承載荷變化很大,風(fēng)速較大且?guī)в袥_擊載荷,因此要求風(fēng)電軸承具有良好的密封和潤滑性能、耐沖擊、長壽命和高可靠性(故障極少)。并且風(fēng)機(jī)安裝在高處,檢修難度較高,與風(fēng)機(jī)中其它零部件相比軸承具有更高的質(zhì)量與穩(wěn)定性。(2)在風(fēng)機(jī)中的價值量占比不高,降本優(yōu)先級較低軸承在風(fēng)機(jī)中的價值量占比決定其降本壓力較小。根據(jù)電氣風(fēng)電招股說明書,2020年軸承在其原材料采購金額中占比約為8.00%,比軸承高的是葉片、齒輪箱和發(fā)電器,占比分別為20.45%、10.61%和8.51%。三一重能招股說明書披露的2021年軸承(回轉(zhuǎn)支承)占其原材料采購金額的5.55%。從各風(fēng)機(jī)廠商原材料采購金額可5%8%值量占比的零部件環(huán)節(jié),具有較強(qiáng)的抗通縮屬性。圖34:2020年電氣風(fēng)電原料采購金額占比 圖35:2021年三一重能原料采購金額占比,%,%,%,%,%
葉片及主材,17.46%,%機(jī)艙罩/,%
,
,%軸承,8.00%
,%,,
軸承(回轉(zhuǎn)支承),5.55%
,%資料來源:電氣風(fēng)電招股說明書, 資料來源:三一重能招股說明書,圖36:不同公司的軸承占原材料采購金額比重對比12%10%8%6%4%2%0%2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021電氣風(fēng)電軸承 一重能回轉(zhuǎn)支承明陽智能主軸和變軸承 達(dá)股份變槳軸承資料來源:各公司招股說明書,(3)自主開發(fā)與技術(shù)升級加強(qiáng)軸承持續(xù)成長能力根據(jù)Mackenzie201933%、5050%以上。全球主要軸力。未來風(fēng)電軸承的國產(chǎn)化率有望進(jìn)一步提高,有益于國內(nèi)軸承企業(yè)的發(fā)展。圖37:2019年國內(nèi)風(fēng)機(jī)制造中各零部件國產(chǎn)化率情況50%33%50%33%80%60%40%20%0%國內(nèi)份額 國外份額資料來源:WoodMackenzie,成長能力,進(jìn)一步提升了風(fēng)電軸承的抗通縮屬性。、主軸軸承:性價比優(yōu)勢推動自主開發(fā)大勢所趨2012)深溝球軸承圓柱滾子軸承調(diào)心滾子軸承單列圓錐滾子軸承雙列圓錐滾子軸承表12:風(fēng)電主軸軸承結(jié)構(gòu)常用類型及其特性)深溝球軸承圓柱滾子軸承調(diào)心滾子軸承單列圓錐滾子軸承雙列圓錐滾子軸承徑向承載能力良 優(yōu) 優(yōu) 優(yōu)優(yōu)軸向承載能力良(可雙向)略可(可雙向)略可(可雙向優(yōu)(單向承載強(qiáng))優(yōu)(可雙向)合成負(fù)荷承載能力良 略可 略可 優(yōu)優(yōu)剛性/ 良 / 良優(yōu)調(diào)心性弱 弱 極強(qiáng) 弱弱高速運(yùn)轉(zhuǎn)能力優(yōu) 優(yōu) 良 良良資料來源:捷太格特官網(wǎng),瓦機(jī)型,單點式支承中采用三排圓柱滾子軸承也可應(yīng)用于大兆瓦風(fēng)機(jī)。圖38:三點式支承:主軸軸承+齒輪箱中的軸承 圖39:兩點式支承:雙列圓錐滾子軸承+圓柱滾子軸承資料來源:俞黎萍《風(fēng)電機(jī)組主軸承選型與設(shè)計分析》, 資料來源:俞黎萍《風(fēng)電機(jī)組主軸承選型與設(shè)計分析》,13
隨著風(fēng)機(jī)功率的20207MW直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電機(jī)雙支承單列圓錐滾子軸承,各項指標(biāo)達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平。配置類型優(yōu)點缺點應(yīng)用三點式支承采用一個調(diào)心滾子軸承,與齒輪箱兩邊的彈性支承形成三點式支承兩點式支承有兩個調(diào)心滾子軸承、兩個單列圓GARB4軸系重量較大,裝配工藝相對復(fù)雜主要是雙列圓錐滾子軸承+圓瓦風(fēng)機(jī)單點式支承大多采用大錐角雙列圓錐滾子軸承,亦有采用三排圓柱滾子軸承加對于直驅(qū)機(jī)組來說,超過6MW資料來源:何加群《論我國重大技術(shù)裝備軸承的自出安全可控》,俞黎萍《風(fēng)電機(jī)組主軸承選型與設(shè)計分析》,主軸軸承可靠性要求高,驗證周期較長20和可靠性要求較高。積累。國內(nèi)主軸軸承起步晚,市場影響力相對有限,產(chǎn)品應(yīng)用時間短于國外軸承供應(yīng)商。近年來國產(chǎn)主軸軸承逐漸開始得到廣泛應(yīng)用,若在驗證期內(nèi)能夠證明其質(zhì)量的穩(wěn)定,有望成為自主開發(fā)的重要推力。性價比優(yōu)勢是主軸軸承自主開發(fā)的核心推動力露的采購數(shù)據(jù),從0W到0W的國產(chǎn)主軸軸承價格均低于海外品牌SKF的采購價格,其中SKF的4W主軸軸承比國產(chǎn)貴約7%。因此在保證質(zhì)量的前提下,使用國產(chǎn)軸承能夠降低較多主機(jī)廠商的成本,更具性價比優(yōu)勢。圖40:國內(nèi)廠商與SKF主軸軸承價格對比(萬元) 圖41:國內(nèi)廠商SKF主軸軸承單MW價格對比(萬元/MW)35 830 7625520415310 25 10.MW
.MW
.MW
.MW
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0.MW .MW .MW .MW .MWSKF 洛軸/瓦軸 SKF 洛軸/瓦軸資料來源:三一重能公司公告,;20202021
資料來源:三一重能公司公告,;注:價格數(shù)據(jù)為三一重能2020年和2021年上半年采購均價的平均值主軸軸承自主開發(fā)大勢所趨。海外軸承品牌發(fā)展歷程較為深遠(yuǎn),其擁有雄厚的技術(shù)底蘊(yùn)和豐富的經(jīng)驗。近年來風(fēng)電主機(jī)廠受降本壓力的影響,各零部件環(huán)節(jié)都在尋求降本途徑。風(fēng)電軸承作為國產(chǎn)化率較低的環(huán)節(jié),其自主開發(fā)空間較大。其中主軸軸承從設(shè)計到生產(chǎn)制造,國內(nèi)和國外產(chǎn)品的差距在逐漸縮小,這也推動其國2019年僅為40%。圖42:我國陸上風(fēng)電主軸軸承國產(chǎn)化率
47%40%32%40%32%15%10%主軸軸承(陸上)國產(chǎn)化率資料來源:北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng),洛軸,;注:2022年數(shù)據(jù)為洛軸預(yù)計國內(nèi)主軸軸承企業(yè)有望享受量價齊升從量的角度看,我國風(fēng)電需求的強(qiáng)勁與自主開發(fā)趨勢兩個因素有望進(jìn)一步提升國產(chǎn)主軸軸承的需求量。根據(jù)國家能源局的數(shù)據(jù),2023年國內(nèi)風(fēng)電新增裝機(jī)量為75.90GW,同比增長101.70%;并且近年來我國新能源基地建設(shè)持續(xù)推進(jìn),將帶動國內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,我國風(fēng)電需求的強(qiáng)勁為風(fēng)電主軸軸承廣闊的市場空間提供了基礎(chǔ)。同時,在自主開發(fā)的趨勢下,國內(nèi)主軸軸承廠商有望進(jìn)一步提升市場占有率,國產(chǎn)需求量迎來增長機(jī)會。.0W主軸軸承的均價為9W的則上升至7.880萬元/W上升至58萬元/W。近年來我國風(fēng)機(jī)單機(jī)功率提升迅速,22年海上和陸上平均單機(jī)容量已分別達(dá)到4W和4.3MW圖43:中國新增陸上和海上風(fēng)電機(jī)組平均單機(jī)容量(MW) 圖44:主軸軸承價格與單MW價格隨單機(jī)功率增加而上升7.45.64.94.27.45.64.94.24.33.93.63.83.73.83.12.42.61.8 1.81.92.1 2.119.9113.148.146.193.103.254.384.985.58
27.88765432102014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022海上 陸上
50.MW .MW .MW .MW .MW) 單M價格(萬M)資料來源:CWEA, 資料來源:三一重能公司公告,10MW18MW的提升,已有產(chǎn)品布局的國內(nèi)企業(yè)有望獲得更多的市場份額。企業(yè) 風(fēng)電軸企業(yè) 風(fēng)電軸承產(chǎn)情況新強(qiáng)聯(lián)2007W221年MW;20227月12MW瓦軸2092W201.XW2023年公司投資10億元成立風(fēng)電主軸軸承公司。洛軸2022年自主研發(fā)的國內(nèi)首套16兆瓦平臺風(fēng)電主軸軸承在洛陽順利下線交付。國機(jī)精工2023年公司旗下軸研科技自主研發(fā)的陸上10MW風(fēng)電主軸軸承順利完成裝機(jī),刷新了國產(chǎn)陸上風(fēng)電主軸軸承最大單機(jī)容量記錄;國產(chǎn)首臺18MW海上風(fēng)電主軸軸承順利下線,刷新了我國國產(chǎn)風(fēng)電主軸軸承最大單機(jī)容量的紀(jì)錄。京冶.0M、.0、.MW02年557.MW鑒定。成都天馬20218MW恒潤股份4-MW04資料來源:各公司官網(wǎng),各公司公告,國際風(fēng)力發(fā)電網(wǎng),國際能源網(wǎng),偏航變槳系統(tǒng)是現(xiàn)代大型風(fēng)電機(jī)組重要組成部分,作為功率控制和轉(zhuǎn)速控制的執(zhí)行部件對機(jī)組的運(yùn)行和安全起到至關(guān)重要的作用。偏航系統(tǒng)又稱對風(fēng)裝置,圖45:新強(qiáng)聯(lián)雙排四點接觸球軸承 圖46:新強(qiáng)聯(lián)三排圓柱滾子獨(dú)立變槳軸承 資料來源:新強(qiáng)聯(lián)官網(wǎng) 資料來源:新強(qiáng)聯(lián)官網(wǎng)根據(jù)新強(qiáng)-4W-MW-6W功率段的偏航變槳軸承均價分別12.9517.9825.88MW價格均隨單機(jī)功率增加明顯上升。48.8322.32%,其偏航變槳軸承毛利率顯著低于主軸軸承毛利率。圖47:新強(qiáng)聯(lián)偏航變槳軸承價格與單MW價格 圖48:新強(qiáng)聯(lián)偏航變槳軸承與主軸軸承毛利率對比25.8817.9812.953.7025.8817.9812.953.704.004.71.%.%.%.%25 20 15 10 5 0MW -MW -MW
0%2020年
達(dá)產(chǎn)年份價格(萬元) 單M價格(萬M) 承 偏航變槳軸承資料來源:新強(qiáng)聯(lián)2021年定增募集說明書, 資料來源:新強(qiáng)聯(lián)2021年定增募集說明書,獨(dú)立變槳有望成為主流的風(fēng)電變槳技術(shù)。從成本的角度來看,雖然獨(dú)立變槳系統(tǒng)比統(tǒng)一變槳系統(tǒng)有更高的投資成本,但其在發(fā)電效率上的提升以及運(yùn)行維護(hù)成本推動下,未來有望成為主流的應(yīng)用技術(shù)。體現(xiàn)在以下幾個方面:獨(dú)立變槳控制(IPC)在負(fù)載平衡方面發(fā)揮著重要作用。力矩和彎曲傾覆力矩,獨(dú)立變槳能夠進(jìn)行更好的負(fù)載緩解。圖49:獨(dú)立變槳控制可以獨(dú)立調(diào)節(jié)各葉片槳距 圖50:風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時受到的主要的力資料來源:MOOG官網(wǎng), 資料來源:MOOG官網(wǎng),獨(dú)立變槳在發(fā)電性能和輪轂受力載荷波動上優(yōu)于統(tǒng)一變槳。2MW圖51:統(tǒng)一變槳與獨(dú)立變槳發(fā)電功率比較 圖52:統(tǒng)一變槳與獨(dú)立變槳輪轂中心載荷比較資料來源:《獨(dú)立變槳控制對大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)受載的影響》金鑫, 資料來源:《獨(dú)立變槳控制對大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)受載的影響》金鑫,傳統(tǒng)的統(tǒng)一變槳技術(shù)多采用四20192021率逐漸提升的背景下,以上廠商有望以先發(fā)優(yōu)勢獲得市場份額。表15:國內(nèi)各企業(yè)風(fēng)電偏航、變槳軸承產(chǎn)品情況梳理企業(yè) 風(fēng)電航變槳承品況展新強(qiáng)聯(lián)2019年率先成功研制出三排圓柱滾子獨(dú)立變槳軸承,并實現(xiàn)批量生產(chǎn)瓦軸20194.5MW5.0MW批量生產(chǎn)洛軸20125MW7MW2021年批量生產(chǎn)三排滾子變槳軸承國機(jī)精工形成4.0MW以下風(fēng)電機(jī)型偏航、變槳產(chǎn)品全覆蓋京冶20145M、.4M、.0W成都天馬在2021年北京國際風(fēng)能大會上展出三排滾子變槳軸承恒潤股份2014003M8W航、變槳軸承產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)資料來源:各公司官網(wǎng),各公司公告,國際能源網(wǎng),CWEA,、齒輪箱軸承:自主開發(fā)進(jìn)程將逐漸加速小、重量輕、性能優(yōu)良、運(yùn)行可靠且故障率低。風(fēng)機(jī)齒輪箱多是采用行星-平行一級平行式傳動。圖53:一級行星兩級平行軸齒輪箱(左)與兩級行星一級平行軸齒輪箱(右)資料來源:三六機(jī)械官網(wǎng)風(fēng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢決定了齒輪箱軸承具有較大的發(fā)展空間。齒輪箱結(jié)構(gòu)僅在雙饋和半直驅(qū)風(fēng)機(jī)中存在,直驅(qū)式風(fēng)機(jī)中沒有齒輪箱結(jié)構(gòu)。半直驅(qū)兼顧雙饋和直驅(qū)空間。齒輪箱軸承的國產(chǎn)化率較低。風(fēng)電軸承的自主開發(fā)發(fā)展趨勢表現(xiàn)為從偏航變槳軸承到主軸軸承,再到齒輪箱軸承。目前主軸軸承的國產(chǎn)化率處于快速提升階段,而齒輪箱軸承的國產(chǎn)化率仍處于較低的水平,我們認(rèn)為主要有以下兩點原因:齒輪箱軸承工況與主軸軸承不一樣,有一定的開發(fā)風(fēng)險軸承是齒輪箱中最薄弱的環(huán)節(jié)之一。齒輪箱輸入端(低速軸)為低速重載工況,圖54:行星輪系齒輪傳動結(jié)構(gòu)資料來源:三六機(jī)械官網(wǎng),齒輪箱軸承價格低,降本壓力較小根據(jù)新強(qiáng)聯(lián)23-W-0W的齒2.05萬元、3.87MW0.46萬元/MW、0.48萬元/MW(分別以4.5MW、8MW進(jìn)行折算),遠(yuǎn)低于主軸軸承和偏航變槳軸承的價格。并且與齒輪箱中其他零部件對比,軸承的價值量占比低于輸出軸的價值量占比。因此在風(fēng)電軸承環(huán)節(jié)考慮通過自主開發(fā)進(jìn)行降本時,齒輪箱軸承的優(yōu)先級低于主軸軸承。圖55:新強(qiáng)聯(lián)生產(chǎn)的齒輪箱各零部件單價情況9.006.679.006.673.873.002.051.789876543210-MW -MW軸承 齒輪 輸出軸資料來源:新強(qiáng)聯(lián)2022年可轉(zhuǎn)債募集說明書,;單位:萬元國產(chǎn)風(fēng)電齒輪箱軸承逐漸開始布局。隨著風(fēng)機(jī)向大功率發(fā)展,對于齒輪箱軸承的工藝要求有所提高,因此其價值量逐漸提高。國內(nèi)的風(fēng)電軸承廠商開始重點布局齒輪箱軸承,可進(jìn)一步提高風(fēng)電零部件市場份額,抓住風(fēng)電市場擴(kuò)容機(jī)遇,滿足客戶對大型風(fēng)電零部件的需求,同時能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電偏航變槳軸承、主軸軸承和風(fēng)電齒輪箱軸承業(yè)務(wù)的協(xié)同發(fā)展。由于齒輪箱軸承在設(shè)計方面與主軸軸承沒有本質(zhì)差異,因此研發(fā)難度較小,自主開發(fā)進(jìn)程有望加快。企業(yè) 風(fēng)電輪企業(yè) 風(fēng)電輪軸承品新強(qiáng)聯(lián)2022年發(fā)布可轉(zhuǎn)債募集說明書,擬投資齒輪箱軸承及精密零部件項目,預(yù)計2024年投產(chǎn)。瓦軸20215MW蓋3-1MW國機(jī)精工20238MW8MW83810MW資料來源:新強(qiáng)聯(lián)公告,大連日報,北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng),、2025330全球風(fēng)電軸承市場規(guī)模2022450CAGR13隨Researchandarkes的數(shù)據(jù),2022年全球風(fēng)電軸承市場規(guī)模為68億美元,折合人民幣約456(2022/人民幣=6.70”匯率進(jìn)行折算),20281402022-2028CAGR12.76%。圖56:全球陸上和海上風(fēng)電新增裝機(jī)容量 圖57:全球風(fēng)電軸承市場規(guī)模0
36.036.032.026.018.018.021.18.86.24.4106.0109.0117.0122.0497.072.5 68.846.354.66.988.201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E陸上新增裝機(jī) 海上新增裝機(jī)
0
14014068源:GWEC;單位:GW 資料來源:ResearchandMarkets;單位:億美元國內(nèi)風(fēng)電軸承市場規(guī)模我們對國內(nèi)風(fēng)電軸承(主軸軸承、偏航變槳軸承、齒輪箱軸承)的市場規(guī)模進(jìn)行了測算,具體的測算方法以及其中涉及的假設(shè)如下:國內(nèi)風(fēng)電軸承需求的假設(shè)假設(shè)當(dāng)年國內(nèi)風(fēng)電新增吊裝容量為當(dāng)年國內(nèi)風(fēng)電軸承需求CWEA-2年全國風(fēng)電新增吊裝容量分別為54.43/55.92/49.83GW。20241560/65/70GW、7/10/12GW,則此處我們假設(shè)23-25年國內(nèi)風(fēng)電軸承需求量分別為67/75/82GW。各功率段風(fēng)電軸承占比:我們將風(fēng)電機(jī)組單機(jī)容量分為3MW以下/3-5MW(不含5MW)/5-7MW(不含7MW)/7MW及以上四個功率段,占比數(shù)據(jù)來源于CWEA,2022年四個功率段占比(按容量)分別為3.10%/46.30%/43.00%/7.60%。當(dāng)前我國風(fēng)機(jī)大型化持續(xù)推進(jìn),我們假設(shè)3MW以下和3-5MW(不含5MW)的機(jī)型占比逐年漸下降,7MW以上的機(jī)型占比逐年上升。圖58:不同功率段風(fēng)電軸承需求占比100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%
390%3400%6210%
315% 760%2027%4300%5664%4630%1994%
1000%5500%3500%
2000%6000%2000%
4000%5000%1000%0%2020
2021
310%2022 2023E
2024E
2025E3MW以下 35MW(不5MW) 57MW(不7MW) 7MW及以上資料來源:CWEA,預(yù)測國內(nèi)各功率段風(fēng)電軸承價格假設(shè)020年SKF的W和0W主MW4.8/MW7.3/MW,由于國內(nèi)風(fēng)電主軸軸承國產(chǎn)化率仍不高,因此假設(shè)這兩個價格分別代表3MW以下和-5W(不含5W兩個功率段的主軸軸承價格假設(shè)-7(不含7W和7W及以上40%,10.22/MW14.31/MW。2021-5W的偏航變槳軸承價格約為6萬元/W3W以下比-W價格低0%,約為6萬元/W??紤]到大功率機(jī)型可能采用獨(dú)立變-7W和7W以上偏航變槳軸承價格逐級提升0%2萬元/W和7.17萬元/W。一臺風(fēng)機(jī)中包括1個偏航軸承和3個變槳軸承,因此一套3W以下/3-W(不含5W)/-7W(不含7W)/710.25/14.64/20.50/28.69/MW。2022一個-5(不含5W的齒輪箱軸承價格為.00.48萬元/(假設(shè)平均功率為4W3W以下比-5(不含5W)單價低3%,-7MW(不含7W)和及7MW單價逐級提升0。一個風(fēng)電齒輪箱中包含約0個齒輪箱軸承,則一套3W以下/3-W(不含5W)/-7(不含7W/7MW及以上的齒輪箱軸承價格分別為6.65/9.5/13.3/18.62萬元/MW。而偏航變槳軸承由于獨(dú)立變槳技1%偏航變槳軸承、齒輪箱軸承的價格如下表:表17:單臺風(fēng)機(jī)上各類軸承價格假設(shè)2020 2021 2022 2023E 2024E 2025E主軸軸承價格(萬元/M)3MW以下4.804.664.524.384.254.123-5(M)7.307.086.876.666.466.275-7(M)10.229.919.629.339.058.787MW14.3113.8813.4613.0612.6712.29偏航變槳軸承價格(萬元/MW)3MW以下10.2510.1510.049.949.849.753-5(M)14.6414.4914.3514.2114.0613.925-7(M)20.5020.2920.0919.8919.6919.497MW28.6928.4128.1227.8427.5627.29齒輪箱軸承價格(萬元/M)3MW以下6.656.456.266.075.895.713-5(M)9.509.228.948.678.418.165-7(M)13.3012.9012.5112.1411.7711.427MW18.6218.0617.5216.9916.4815.99資料來源:三一重能公告,新強(qiáng)聯(lián)公告,測算國內(nèi)風(fēng)電軸承市場規(guī)模測算式,2/31/32020-2025126.57/162.65/167.29/234.96/280.66/332.90CAGR為21.34%,其中偏航變槳軸承的市場規(guī)模占比較大。表18:國內(nèi)風(fēng)電軸承市場規(guī)模測算2020202120222023E2024E2025E國內(nèi)主軸軸承市場規(guī)模(億元)31.9041.3042.2558.7469.4181.42國內(nèi)偏航變槳軸承市場規(guī)模(億元)66.0885.2288.35125.25151.04180.84國內(nèi)齒輪箱軸承市場規(guī)模(億元)28.5936.1236.6950.9760.2270.64國內(nèi)風(fēng)電軸承市場規(guī)模(億元)126.57162.65167.29234.96280.66332.90資料來源:三一重能公告,新強(qiáng)聯(lián)公告,測算4、投資建議隨著人形機(jī)器人放量、風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈降本壓力持續(xù),軸承行業(yè)具有較大的成長空間和自主開發(fā)空間。目前海外軸承企業(yè)在市場份額、技術(shù)水平、產(chǎn)品能力方面均較強(qiáng),國產(chǎn)公司正不斷深化自身能力,提升產(chǎn)品水平,為未來行業(yè)快速成長和自主開發(fā)打下堅實基礎(chǔ)。建議關(guān)注:(1)軸承公司:五洲新春、長盛軸承、新強(qiáng)聯(lián)、雙飛集團(tuán)、崇德科技、恒潤股份、創(chuàng)元科技;(2)軸承滾子公司:五洲新春、力星股份。領(lǐng)域證券代碼公司名稱收盤價市值領(lǐng)域證券代碼公司名稱收盤價市值凈利潤(億元)PE(X)603667.SH五洲新春(元)16.92(億元)62.362022A1.482023E1.702024E2.452025E3.202022A422023E372024E252025E19300718.SZ長盛軸承15.6746.831.022.463.093.9246191512300850.SZ新強(qiáng)聯(lián)24.2486.963.164.265.206.5328201713軸承300817.SZ雙飛集團(tuán)11.3819.870.61---32---301548.SZ崇德科技48.8629.320.911.211.552.0432241914603985.SH恒潤股份19.6786.720.952.577.1311.999134127000551.SZ創(chuàng)元科技8.1733.011.641.812.062.4020181614軸承滾子300421.SZ力星股份8.4524.850.620.911.592.6140271610資料來源:,,股價時間為2024-03-05;盈利預(yù)測數(shù)據(jù)均來源于一致預(yù)期、五洲新春1999汽車安全系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)零部件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,軸承產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)完整,主要產(chǎn)品為軸承套圈和成品軸承,為國內(nèi)外汽車、電機(jī)、機(jī)械設(shè)備等產(chǎn)業(yè)提供主機(jī)配套產(chǎn)品。圖59:五洲新春主營業(yè)務(wù)產(chǎn)品資料來源:五洲新春公司公告,繪制公司風(fēng)電產(chǎn)品涵蓋滾子、成品軸承以及球坯,風(fēng)電滾子產(chǎn)品處于行業(yè)領(lǐng)先地位。公司生產(chǎn)的風(fēng)電滾子能夠應(yīng)用于風(fēng)機(jī)的變槳軸承、主軸軸承和齒輪箱軸承。公司表20:五洲新春風(fēng)電相關(guān)產(chǎn)品介紹產(chǎn)品 產(chǎn)品產(chǎn)品 產(chǎn)品值 產(chǎn)品勢1、優(yōu)化的較大的對數(shù)(凸度)曲線,1、采用優(yōu)質(zhì)的材料加工,強(qiáng)度高,耐磨損;風(fēng)電滾子
高承載、長壽命;
2、先進(jìn)的鍛+車+磨超加工,精度高;2,產(chǎn)品加工過程經(jīng)過100%超聲波探3、自動線生產(chǎn),產(chǎn)品一致性好,成本優(yōu)勢明顯。傷、渦流探傷,確保產(chǎn)品的高可靠性。積極響應(yīng)國家戰(zhàn)略,為風(fēng)電行業(yè)配套1、采用高速鍛加工,產(chǎn)品脫碳少,塑性和強(qiáng)度高風(fēng)電球坯
生產(chǎn)球坯。
2、材料綜合利用率高,成本優(yōu)勢明顯;3、車加工余量小,金屬流線優(yōu)。1、優(yōu)化的設(shè)計,內(nèi)圈或外圈上有兩個整體式擋邊風(fēng)電齒輪箱圓柱滾子軸承
滿滾子軸承可滿足高徑向承載,高加引導(dǎo)滾子旋轉(zhuǎn),并可促進(jìn)潤滑油膜的形成,以減少速度以及高速運(yùn)行的風(fēng)電變槳要求。摩擦熱產(chǎn)生;2、滾子對數(shù)曲線輪廓設(shè)計,可以均勻分配載荷,防止?jié)L子端應(yīng)力峰值,延長使用壽命。資料來源:五洲新春官網(wǎng),相關(guān)業(yè)務(wù)的下游市場開拓。在軸承業(yè)務(wù)方面,公司已經(jīng)研發(fā)成功機(jī)器人諧波減速器柔性薄壁軸承、RV業(yè)務(wù)在下游市場的發(fā)展。人領(lǐng)域持續(xù)取得突破并交付相關(guān)樣品。公司將重點跟蹤機(jī)器人下游客戶和最終用戶的技術(shù)發(fā)展路線,將相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品研發(fā)作為未來發(fā)展的重點方向。表21:五洲新春機(jī)器人諧波減速器軸承產(chǎn)品介紹產(chǎn)品圖片產(chǎn)品價值產(chǎn)品優(yōu)勢機(jī)器人諧波減速器軸承柔性軸承最大徑向變形量滿足機(jī)器人諧波減速器傳遞扭矩的功能。1、套圈采用高純度特種優(yōu)質(zhì)軸承鋼鍛造+精加工而成;23、優(yōu)化的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計,滿足諧波減速器結(jié)構(gòu)緊湊、減速比大、精度高、噪音低的特點。資料來源:五洲新春官網(wǎng),風(fēng)險提示:產(chǎn)品研發(fā)與驗證不及預(yù)期;客戶開拓不及預(yù)期;原材料價格波動風(fēng)險。、長盛軸承浙江長盛滑動軸承股份有限公司始創(chuàng)于1995年,實際控制
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