絲杠行業(yè)分析研究

絲杠行業(yè)分析研究1.絲杠是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化的精密傳動(dòng)部件絲杠是實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)化的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，常見(jiàn)絲杠品類包括梯形螺紋絲杠、滾珠絲杠和行星滾柱絲杠，性能逐一提升。①梯形螺紋絲杠依靠滑動(dòng)摩擦進(jìn)行傳動(dòng)，價(jià)格低廉，但導(dǎo)程精度、傳動(dòng)效率等性能較差，一般用于工作要求低的場(chǎng)景，目前已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代；②滾珠絲杠由絲桿、滾珠、預(yù)壓片、防塵器等部件構(gòu)成，通過(guò)內(nèi)置滾珠的滾動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，具有傳動(dòng)精度/效率高等優(yōu)勢(shì)；③行星滾柱絲杠由絲杠、螺母、滾柱、內(nèi)齒圈、保持架等部件構(gòu)成，通過(guò)滾柱與絲杠、螺母間的螺紋嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。由于各部件受力接觸面積更大，因此其承載能力更強(qiáng)、工況適應(yīng)性強(qiáng)，還具有體積小、壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。1.1.滾珠絲杠通過(guò)滾珠實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，應(yīng)用場(chǎng)景廣泛滾珠絲杠通過(guò)滾動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，具有傳動(dòng)效率高、使用壽命長(zhǎng)、工作精度高等優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用場(chǎng)景廣泛。滾珠絲杠又稱滾珠絲杠副、滾珠絲桿，由絲桿、滾珠、預(yù)壓片、防塵器等零部件構(gòu)成。滾珠絲杠通過(guò)滾動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，具有傳動(dòng)效率高、工作精度高等優(yōu)點(diǎn)，是智能自動(dòng)化設(shè)備、數(shù)控機(jī)床等行業(yè)的關(guān)鍵傳動(dòng)、定位、執(zhí)行元件。但在工作過(guò)程中，滾珠會(huì)互相碰撞，并在末端急速轉(zhuǎn)向，因此滾珠絲杠在高轉(zhuǎn)速條件下面臨傳動(dòng)效率降低、噪音大等問(wèn)題，如何有效維持性能并減少體積、通過(guò)熱處理工藝改進(jìn)延長(zhǎng)使用壽命是滾珠絲杠的重點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)滾珠循環(huán)方式劃分，滾珠絲杠可分為內(nèi)循環(huán)/外循環(huán)式滾珠絲杠：內(nèi)循環(huán)式滾珠絲杠具有尺寸小、傳動(dòng)效率高、耐用等優(yōu)點(diǎn)，但承載能力較低、加工步驟相對(duì)復(fù)雜。內(nèi)循環(huán)采用反向器實(shí)現(xiàn)滾珠循環(huán)，滾珠始終與絲杠保持接觸。在該結(jié)構(gòu)下，螺母尺寸較小，反向器固定牢靠、剛性好且不易磨損，滾珠數(shù)目少且工作流暢性好，因此傳動(dòng)效率高。其缺點(diǎn)是不能做成多頭螺紋的滾珠絲杠副，反向器的回珠槽是三坐標(biāo)空間曲面，加工步驟較復(fù)雜。因此其適用于空間緊湊、承載能力小的場(chǎng)景。外循環(huán)式滾珠絲杠具有承載能力大、制造工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但面臨尺寸大、噪音大等問(wèn)題。外循環(huán)是滾珠在循環(huán)過(guò)程結(jié)束后通過(guò)螺母外表面的螺旋槽或插管返回絲杠螺母間重新進(jìn)入循環(huán)，滾珠在循環(huán)過(guò)程中有時(shí)與絲杠脫離接觸，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承載能力大、抗沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但由于滾道焊接處難以做到平滑，滾珠滾動(dòng)平穩(wěn)性相對(duì)更差，易發(fā)生卡珠現(xiàn)象。根據(jù)加工工藝方式劃分，滾珠絲杠可分為磨削/軋制型滾珠絲杠：磨削工藝下，滾珠絲杠的精度高，可用于高精度設(shè)備的定位部件，但生產(chǎn)效率低、價(jià)格相對(duì)更高。磨削是按照基準(zhǔn)統(tǒng)一原則，通過(guò)熱處理、車削、磨削等超20道工序?qū)z杠進(jìn)行加工，制造精度可高至P1級(jí)，適合用于高精度設(shè)備的定位部件，但生產(chǎn)效率低。軋制工藝下，滾珠絲杠的生產(chǎn)效率高、價(jià)格低，但精度低、壽命短，多用于承擔(dān)傳動(dòng)職能。軋制是通過(guò)冷加工工藝模具制造絲杠，自動(dòng)化程度高，批量生產(chǎn)后成本低、生產(chǎn)效率高，但制造精度相對(duì)較低，一般只能在設(shè)備中作傳動(dòng)部件。1.2.行星滾柱絲杠是性能最優(yōu)異的絲杠品類行星滾柱絲杠通過(guò)滾柱與絲杠、螺母間的螺紋嚙合來(lái)傳遞動(dòng)力。行星滾柱絲杠由絲杠、螺母、滾柱、內(nèi)齒圈、保持架等零部件構(gòu)成。以標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠為例，其作用原理是：電機(jī)帶動(dòng)絲杠繞自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠通過(guò)螺紋嚙合使6-12個(gè)滾柱圍繞絲杠進(jìn)行行星運(yùn)動(dòng)，滾柱通過(guò)螺紋嚙合推動(dòng)螺母，與螺母一同沿軸線進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)。內(nèi)齒圈固定于螺母上，用于確保滾柱與螺母一同軸向移動(dòng)。相較于梯形絲杠與滾珠絲杠，行星滾柱絲杠具有高承載能力、高工況適應(yīng)性、小體積、高精度、長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)，是綜合性能最為優(yōu)異的絲杠品種：承載能力強(qiáng)：在傳動(dòng)過(guò)程中，行星滾柱絲杠各部件的受力接觸面積為線接觸，大于滾珠絲杠的點(diǎn)接觸，因此承載能力更強(qiáng)，動(dòng)載/靜載顯著高于滾珠絲杠。高工況適應(yīng)性：行星滾柱絲杠在惡劣工作環(huán)境下適應(yīng)力強(qiáng)，其可適應(yīng)的工作環(huán)境溫度范圍是滾珠絲杠的2倍。體積小：在同載荷的情況下，行星滾柱絲杠的體積比滾珠絲杠小1/3，更適用于空間狹小的應(yīng)用場(chǎng)景。使用壽命長(zhǎng)：根據(jù)赫茲定律，行星滾柱絲杠使用壽命可達(dá)滾珠絲杠的15倍。傳動(dòng)效率高：盡管傳動(dòng)效率低于滾珠絲杠，但在潤(rùn)滑良好的情況下仍可達(dá)到90%。精度高：行星滾柱絲杠的絲杠軸是小導(dǎo)程角的非圓弧螺紋，可通過(guò)調(diào)整螺紋頭數(shù)等方式使導(dǎo)程達(dá)到微米級(jí)，實(shí)現(xiàn)精密微進(jìn)給；而滾珠絲杠受滾珠直徑限制，精度常為毫米級(jí)。噪音低：行星滾珠絲杠的噪音來(lái)源于滾柱兩端正時(shí)齒輪機(jī)構(gòu)的嚙合，頻率高，噪音低。行星滾柱絲杠的缺點(diǎn)主要在于其高制備難度及高售價(jià)。絲杠軸外螺紋與絲杠螺母的內(nèi)螺紋均需精磨以實(shí)現(xiàn)超高精度與長(zhǎng)壽命，其價(jià)格也顯著高于滾珠絲杠。以滾柱相對(duì)于絲杠、螺母的運(yùn)動(dòng)關(guān)系劃分，行星滾柱絲杠可分為標(biāo)準(zhǔn)式/反向式/循環(huán)式/差動(dòng)式/軸承環(huán)式滾柱絲杠。其中標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠應(yīng)用場(chǎng)景最廣泛，其他幾類滾柱絲杠均以其為基礎(chǔ)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的需求而相應(yīng)演變：反向式結(jié)構(gòu)緊湊，但螺母加工難度高：螺母為動(dòng)力輸入構(gòu)件繞軸線旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)螺紋嚙合驅(qū)動(dòng)滾柱圍繞絲杠做行星運(yùn)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)滾柱與絲杠沿軸線的直線運(yùn)動(dòng)。在該結(jié)構(gòu)下，可將螺母作為電機(jī)轉(zhuǎn)子，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)和直線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)融合設(shè)計(jì)，形成空間緊湊的一體式機(jī)電作動(dòng)器。在該結(jié)構(gòu)下，由于螺母長(zhǎng)度決定行程，而較長(zhǎng)螺母的內(nèi)螺紋磨制難度高，因此反向行星滾柱絲杠的制備壁壘較高。循環(huán)式精度高，適用于醫(yī)療器械、光學(xué)儀器等領(lǐng)域：相較于標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠，取消滾柱端齒與內(nèi)齒圈，增加了讓滾柱在螺母內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周后回到初始位置的凸輪環(huán)結(jié)構(gòu)，螺母在凸輪處沿軸向開(kāi)有凹槽。滾柱在絲杠和螺母間做行星運(yùn)動(dòng)和軸向移動(dòng)，每繞絲杠軸線旋轉(zhuǎn)一周就在凸輪作用下被擋入螺母凹槽與絲杠脫開(kāi)嚙合，然后在軸向上回到起始位置再重新與絲杠嚙合并循環(huán)往復(fù)。其核心優(yōu)勢(shì)在于小導(dǎo)程，多數(shù)國(guó)外制造商可生產(chǎn)低至1mm導(dǎo)程的產(chǎn)品，適用于醫(yī)療器械、光學(xué)精密儀器等領(lǐng)域。差動(dòng)式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)更低，但不適用于重載場(chǎng)景：相較于標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠，取消滾柱端齒與內(nèi)齒圈，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)潔。螺母內(nèi)無(wú)螺紋，但其兩端有凹槽。滾柱的螺紋直徑呈“中間大、兩頭小”，以實(shí)現(xiàn)與絲杠、螺母凹槽的嚙合。在該結(jié)構(gòu)下，螺母與絲杠的直徑不同，因此螺母與絲杠的移動(dòng)速度不同。差動(dòng)式行星滾柱絲杠的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)更低，但也更易打滑，在重載情況下易出現(xiàn)可靠性降低等問(wèn)題。軸承環(huán)式承載力極高、傳動(dòng)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高：結(jié)構(gòu)與行星滾柱絲杠類似但更復(fù)雜，滾柱呈環(huán)槽狀，只繞軸線固定轉(zhuǎn)動(dòng)；螺母上去除內(nèi)齒圈并增加殼體、端蓋、推力圓柱滾子軸承等部件，推力圓柱滾子軸承顯著提升承載力并減少各構(gòu)件間的磨損，適用于石油化工等場(chǎng)景。1.3.梯形螺紋絲杠通過(guò)滑動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)梯形螺紋絲杠依靠滑動(dòng)摩擦實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，傳動(dòng)效率較低，應(yīng)用于工作要求較低的場(chǎng)景。梯形螺紋絲杠的螺旋形式是一種普通的等腰梯形，依靠滑動(dòng)摩擦進(jìn)行傳動(dòng)，因此其連續(xù)工作發(fā)熱嚴(yán)重，傳動(dòng)效率約為26%-46%，一般適用于大負(fù)載但工作要求很低的應(yīng)用場(chǎng)合，目前已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代。2.高端絲杠制備壁壘高，國(guó)內(nèi)外差距顯著，潛在替代空間廣2.1.高精度絲杠的壁壘主要集中于生產(chǎn)工藝、加工設(shè)備及原材料絲杠對(duì)精度、強(qiáng)度、耐磨性、可靠性等方面有很高要求，主要制備壁壘包括加工工藝、設(shè)備、原材料等三方面。螺紋加工、熱處理等為核心加工工序，需要深刻knowhow積淀，具備相關(guān)技術(shù)積淀的企業(yè)更具優(yōu)勢(shì)；生產(chǎn)設(shè)備主要依賴進(jìn)口且售價(jià)昂貴、交付期長(zhǎng)，資金實(shí)力強(qiáng)、較早布局絲杠領(lǐng)域的企業(yè)將占得先機(jī)。行星滾柱絲杠與滾珠絲杠存在類似的物理構(gòu)造，二者的螺紋加工方式主要包括磨削加工、旋風(fēng)銑削、車削、滾壓成形等。目前海外巨頭通過(guò)磨削與滾壓成形進(jìn)行加工，國(guó)內(nèi)主要采用切削方式生產(chǎn)滾柱，采用磨削加工絲杠螺紋。而滾壓成形具備較高的技術(shù)壁壘，目前全球范圍內(nèi)僅有少數(shù)海外廠商能夠通過(guò)滾壓成形實(shí)現(xiàn)行星滾柱絲杠的規(guī)模量產(chǎn)。高精度、高一致性的螺紋的加工壁壘較高，依賴相關(guān)工作人員的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。行星滾柱絲杠通過(guò)螺紋牙之間的嚙合實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)及載荷傳遞，并通過(guò)齒輪嚙合實(shí)現(xiàn)滾柱正確裝配，因此螺紋及齒輪的加工精度對(duì)其裝配、傳動(dòng)及承載特性具備重要影響，而滾柱、絲杠、螺母上高精度、高一致性的螺紋存在較大的加工難度，依賴于儀器操作員與工程師的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。熱處理對(duì)絲杠成品零件的制造質(zhì)量、精度具有較大影響，需要深刻knowhow積淀。主要分為預(yù)備熱處理與最終熱處理。預(yù)備熱處理的作用是改善絲杠切削性能、消除殘余應(yīng)力、為最終熱處理做準(zhǔn)備，而最終熱處理的作用是提高螺紋表面硬度及耐磨性。根據(jù)《循環(huán)式行星滾柱絲杠副的設(shè)計(jì)》，熱處理后的GCr15高碳鉻軸承鋼的屈服強(qiáng)度提升3-5倍，硬度提升2-3倍，機(jī)械強(qiáng)度及剛度顯著提升。熱處理工藝需要深刻knowhow積淀，國(guó)內(nèi)廠商近年來(lái)已取得一定進(jìn)步，但在工藝參數(shù)選擇等方面仍與海外有一定差距，導(dǎo)致絲杠的精度及可靠性落后于海外。行星滾柱絲杠制備的核心設(shè)備包括高精度螺紋磨床等，依賴進(jìn)口且造價(jià)昂貴、交付周期長(zhǎng)，資金實(shí)力較強(qiáng)且布局較早的企業(yè)更具優(yōu)勢(shì)。行星滾柱絲杠已有成熟制備方案，核心設(shè)備包括旋風(fēng)銑設(shè)備、螺紋磨床等，主要依賴進(jìn)口且造價(jià)昂貴。旋風(fēng)銑設(shè)備是一種用于加工大型螺紋的高效能精密專用設(shè)備，可加工淬硬鋼等難以加工的材料。目前旋風(fēng)銑床主要依賴國(guó)外引進(jìn)，南京工藝于2004年首次引進(jìn)德國(guó)公司的PW160型CNC旋風(fēng)硬銑機(jī)床，2009年又引進(jìn)其PW300HP型1000mmCNC旋風(fēng)硬銑機(jī)床，可精銑出整體800mm以上的大型滾珠絲杠副。而漢江機(jī)床自主研發(fā)出HJO92型旋風(fēng)銑床，單次銑長(zhǎng)度最大可達(dá)800mm。而螺紋磨床用于加工行星滾柱絲杠的螺紋，對(duì)絲杠的精度有重要影響，目前主要依賴進(jìn)口。由于相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備售價(jià)高昂，且交付期較長(zhǎng)，因此我們認(rèn)為具備較強(qiáng)資金實(shí)力、在絲杠行業(yè)布局較早的公司或具備一定優(yōu)勢(shì)。滾珠絲杠常采用GCr15高碳鉻軸承鋼作為原材料。滾珠絲杠在工作時(shí)承受復(fù)雜的交變載荷、交變應(yīng)力的作用，易產(chǎn)生彎曲扭轉(zhuǎn)組合變形，因此滾珠絲杠的滾道、軸頸必須具備高精度、高強(qiáng)度、高剛度、強(qiáng)耐磨性等良好的工程力學(xué)性能。滾珠絲杠通常采用GCr15高碳鉻軸承鋼作為材料，其在淬火加低溫回火后具備硬度高、組織均勻、耐磨性強(qiáng)、解除疲勞強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也有塑性一般、切削性能中等、焊接性能差、回火脆性等缺點(diǎn)，因此需要在磨削滾珠絲杠粗加工前進(jìn)行預(yù)先熱處理，通過(guò)球化退火把GCr15材料中的碳化物球化，得到在鐵素體基體上均勻分布的球狀或顆粒狀碳化物組織，降低材料組織硬度，提高材料塑性機(jī)能，改善材料金屬切削機(jī)加工性能。行星滾柱絲杠的絲杠/螺母與滾柱分別選取合金結(jié)構(gòu)鋼50CrMo4/GCr15高碳鉻軸承鋼作為原材料。在行星滾柱絲杠的運(yùn)行過(guò)程中，絲杠螺母滾柱的螺紋滾道會(huì)受到連續(xù)、周期、頻繁的振動(dòng)及摩擦，導(dǎo)致絲杠工件由于工作溫度升高而出現(xiàn)滾道磨損、熱變形等失效形式，因此需要選取硬度高、耐磨性強(qiáng)、承載力強(qiáng)及溫度適應(yīng)性良好的材料，還需要考慮材料的切削性能及經(jīng)濟(jì)性。根據(jù)《航天精密傳動(dòng)機(jī)構(gòu)行星滾柱絲杠的設(shè)計(jì)與研究》，絲杠常選用合金結(jié)構(gòu)鋼50CrMo4，其強(qiáng)度和淬透性比35CrMo更好，調(diào)質(zhì)后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性良好，高溫情況下仍有高蠕變強(qiáng)度和持久強(qiáng)度；螺母和滾柱選取GCr15高碳鉻軸承鋼，其綜合性能良好，淬火和回火后具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性和高的接觸疲勞壽命，熱加工變形性能和切削加工性能均較好。南京工藝行星滾柱絲杠副在淬火后的硬度可達(dá)HRC58以上，主要應(yīng)用于伺服電動(dòng)缸。2.2.國(guó)內(nèi)在絲杠領(lǐng)域研究起步較晚，高端絲杠較海外差距顯著受益于學(xué)界持續(xù)研究、政策支持等因素，我國(guó)滾珠絲杠迅速發(fā)展，但高端產(chǎn)品仍較海外存在顯著差距。滾珠絲杠起源于19世紀(jì)末，1940年美國(guó)通用公司將其用于汽車方向盤轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)后開(kāi)始被廣泛使用。1965年滾珠絲杠在數(shù)控車床上的應(yīng)用取得突破性進(jìn)展，助力加快機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。滾珠絲杠的發(fā)展方向從“敏捷省能傳動(dòng)”向“高速度、高精度和高可靠性傳動(dòng)”演進(jìn)。國(guó)內(nèi)自20世紀(jì)50年代開(kāi)展大量滾珠絲杠相關(guān)研究，于1964年自主研制出第一套滾珠絲杠副，在國(guó)內(nèi)學(xué)界持續(xù)研究、有限元分析相關(guān)軟件成熟、政策支持等因素推動(dòng)下，我國(guó)滾珠絲杠迅速發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)中低檔產(chǎn)品已接近持平海外同類競(jìng)品，而高端產(chǎn)品與海外巨頭仍有顯著差距。當(dāng)前海外廠商可穩(wěn)定生產(chǎn)C1級(jí)滾珠絲杠，而國(guó)內(nèi)廠商可穩(wěn)定生產(chǎn)C2級(jí)滾珠絲杠，尚無(wú)法穩(wěn)定供應(yīng)C1級(jí)產(chǎn)品。歷經(jīng)超80年的研究歷程，海外龍頭構(gòu)建了行星滾柱絲杠的全面理論體系與成熟產(chǎn)品矩陣。瑞典發(fā)明家CarlBrunoStrandgren于1942年申請(qǐng)行星滾柱絲杠的第一個(gè)發(fā)明專利，并于十多年后優(yōu)化設(shè)計(jì)了帶螺旋升角的滾柱絲杠，為海外學(xué)術(shù)界此后的大量相關(guān)研究奠定理論基礎(chǔ)。WilliamJ.Roantree和OliverSaari分別在1968年和1986年設(shè)計(jì)了差動(dòng)式行星滾柱絲杠和軸承環(huán)型行星滾柱絲杠。1987年，大冢次郎等對(duì)標(biāo)準(zhǔn)式的三大構(gòu)件進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)和軸向剛性分析。1996年，美國(guó)LemorP等推導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)式的承載能力和傳動(dòng)效率等計(jì)算公式。當(dāng)前行星滾柱絲杠理論研究主要集中于結(jié)構(gòu)參數(shù)、嚙合特性、運(yùn)動(dòng)學(xué)、承載特性、摩擦及效率等方向。目前，德國(guó)Schaeffler、瑞士Rollvis、瑞典SKF、德國(guó)INA、美國(guó)Exlar、瑞士GSA、英國(guó)PowerJack、德國(guó)LTK等國(guó)外龍頭均在行星滾柱絲杠的精度等級(jí)、潤(rùn)滑維護(hù)、應(yīng)用平臺(tái)等領(lǐng)域形成理論體系，積累大量生產(chǎn)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，形成針對(duì)下游各行業(yè)的成熟產(chǎn)品系列，但由于技術(shù)封鎖，行星滾柱絲杠的設(shè)計(jì)、制造、裝配等關(guān)鍵技術(shù)尚未公開(kāi)。國(guó)內(nèi)關(guān)于行星滾柱絲杠的研究起步較晚，國(guó)內(nèi)企業(yè)盡管已實(shí)現(xiàn)小批量量產(chǎn)，但產(chǎn)品參數(shù)及品種均落后于海外，尚處于初級(jí)階段。國(guó)內(nèi)關(guān)于行星滾柱絲杠的研究起步于20世紀(jì)90年代，學(xué)界從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)分析、接觸特性等方面進(jìn)行相關(guān)研究并收獲一定成果。目前的基礎(chǔ)理論研究仍處于初步階段，尚未形成系統(tǒng)理論成果，在傳動(dòng)效率、性能分析、試驗(yàn)研究等方面的研究相對(duì)不足，因此盡管如博特精工、優(yōu)勵(lì)聶夫、揚(yáng)州眾孚等公司均已實(shí)現(xiàn)行星滾柱絲杠的小批量生產(chǎn)，但在傳動(dòng)效率、承載能力、精度、壽命、尺寸、生產(chǎn)一致性等指標(biāo)上落后于海外，產(chǎn)品品種及應(yīng)用范圍也顯著小于國(guó)外。中國(guó)大陸企業(yè)在滾珠絲杠中低端市場(chǎng)占據(jù)一定份額，但在高端市場(chǎng)的市占率仍較低。根據(jù)金屬加工公眾號(hào)，中國(guó)臺(tái)灣的上銀、銀泰在國(guó)內(nèi)中低端滾珠絲杠市場(chǎng)占據(jù)主要份額，而力士樂(lè)、THK、NSK等日德廠商基本壟斷國(guó)內(nèi)中高端滾珠絲杠市場(chǎng)。漢江機(jī)床、南京工藝等中國(guó)大陸企業(yè)在中低端市場(chǎng)占據(jù)一定份額，但在高端市場(chǎng)的市占率僅5%，在加工制造水平、生產(chǎn)規(guī)模都顯著落后于海外龍頭。近年來(lái)，隨著國(guó)產(chǎn)高端滾珠絲杠性能不斷提升，疊加價(jià)格優(yōu)勢(shì)，高端滾珠絲杠國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程持續(xù)推進(jìn)。國(guó)內(nèi)滾柱絲杠市場(chǎng)仍由海外廠商主導(dǎo)，國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)有限。根據(jù)《E公司滾柱絲杠產(chǎn)品營(yíng)銷策略研究》，Rollvis和GSA各占據(jù)國(guó)內(nèi)滾柱絲杠市場(chǎng)26%的份額，Ewellix占據(jù)14%的份額，而南京工藝、博特精工各占8%的份額，且產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景集中于軍工行業(yè)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)持續(xù)加大行星滾柱絲杠的相關(guān)研究，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研積極合作。2009年之前，每年全球行星滾柱絲杠的專利申請(qǐng)數(shù)量不超過(guò)15項(xiàng)，且多來(lái)源于日本、德國(guó)、瑞士等國(guó)，申請(qǐng)人主要包括德國(guó)舍弗勒、瑞典SKF等海外巨頭；而2010年至今，專利申請(qǐng)數(shù)量迅速增長(zhǎng)，其中我國(guó)專利申請(qǐng)量顯著提升，覆蓋領(lǐng)域涉及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、絲杠及螺母螺紋的加工制造、傳動(dòng)精度及效率測(cè)量、剛度特性試驗(yàn)等。國(guó)內(nèi)如博特精工、漢江機(jī)床等企業(yè)積極聯(lián)合南京理工大學(xué)等高校進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究。我們認(rèn)為，隨著國(guó)內(nèi)企業(yè)不斷收獲行星滾柱絲杠的理論研究成果，理論體系與產(chǎn)品矩陣有望持續(xù)完善，并實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)行星滾柱絲杠的規(guī)模量產(chǎn)。3.市場(chǎng)空間擴(kuò)容，高端絲杠國(guó)產(chǎn)替代持續(xù)推進(jìn)3.1.滾珠絲杠：機(jī)床絲杠國(guó)產(chǎn)替代及汽車智能化趨勢(shì)方興未艾滾珠絲杠的主要應(yīng)用場(chǎng)景是機(jī)床，汽車、機(jī)器人與生產(chǎn)線等領(lǐng)域也具備廣闊應(yīng)用空間。從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，滾珠絲杠的上游包括鋼材等原材料及絲杠、螺母等零部件，而下游應(yīng)用領(lǐng)域主要包括數(shù)控機(jī)床、航空航天、汽車等領(lǐng)域，其中機(jī)床是最主要的應(yīng)用場(chǎng)景。隨著制造業(yè)向數(shù)字化、智能化的轉(zhuǎn)型升級(jí)，滾動(dòng)功能部件在汽車、機(jī)器人與生產(chǎn)線領(lǐng)域等的應(yīng)用也將逐步增加。適用于不同應(yīng)用場(chǎng)景的滾珠絲杠精度等級(jí)各不相同，機(jī)床精度要求最高，工業(yè)機(jī)器人、通用機(jī)械等領(lǐng)域的精度要求相對(duì)不高。根據(jù)南京工藝官網(wǎng)，數(shù)控機(jī)床的精度等級(jí)覆蓋P1-T10，以P1-P5為主，其中磨床與坐標(biāo)鏜床主要使用P3級(jí)以上的滾珠絲杠；半導(dǎo)體/印刷版制造設(shè)備的細(xì)分環(huán)節(jié)存在分化：曝光設(shè)備、引線焊接機(jī)、探測(cè)器所需精度等級(jí)在P1-P2，而化學(xué)處理設(shè)備的精度等級(jí)相對(duì)較低；工業(yè)機(jī)器人、通用機(jī)械專用機(jī)械的精度等級(jí)集中在P3-T10，精度等級(jí)相對(duì)不高；而冶金設(shè)備機(jī)械、電動(dòng)注塑機(jī)、橡塑機(jī)械的精度等級(jí)相對(duì)較低。3.1.1.機(jī)床用滾珠絲杠市場(chǎng)空間穩(wěn)步增長(zhǎng)，高端絲杠國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程提速機(jī)床是國(guó)家裝備制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)裝備，國(guó)產(chǎn)機(jī)床高端化發(fā)展提速。作為高端裝備“工業(yè)母機(jī)”，數(shù)控機(jī)床是國(guó)家裝備制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)裝備，其品質(zhì)對(duì)各類裝備的性能與精度有直接影響。2015年以來(lái)，國(guó)產(chǎn)中高端數(shù)控機(jī)床發(fā)展提速，根據(jù)滾動(dòng)功能部件用戶調(diào)查分析報(bào)告，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)采用的中高端滾珠絲杠副部件的精度集中于P1-P3和P3-P5，合計(jì)占比達(dá)88.3%，印證了我國(guó)中高端數(shù)控機(jī)床裝備水平正逐步提升。受益于新能源、精密模具等新興行業(yè)崛起，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)空間穩(wěn)步增長(zhǎng)。隨著精密模具、新能源、航空航天、軌道交通、3D打印、生物醫(yī)藥等高度依賴數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)制造的新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起，數(shù)控機(jī)床空間穩(wěn)步增長(zhǎng)。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院，預(yù)計(jì)2022/2026年我國(guó)數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)空間分別為4024/5148億元，2021-2026年CAGR達(dá)6.7%。機(jī)床作為“工業(yè)母機(jī)”受國(guó)家高度關(guān)注，出臺(tái)相關(guān)政策支撐行業(yè)快速發(fā)展。機(jī)床作為“工業(yè)母機(jī)”，是智能制造裝備的重要基礎(chǔ)，其發(fā)展水平高低是我國(guó)從制造大國(guó)到制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵指標(biāo)。當(dāng)前，國(guó)家及各地方政府對(duì)智能裝備、數(shù)控機(jī)床等產(chǎn)業(yè)都表現(xiàn)出高度的重視，制定并實(shí)施了一系列促進(jìn)行業(yè)發(fā)展的法規(guī)及產(chǎn)業(yè)政策。滾珠絲杠用于實(shí)現(xiàn)機(jī)床工作臺(tái)、刀架的精密進(jìn)給。在數(shù)控機(jī)床中，滾珠絲杠接受伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)床工作臺(tái)、刀架的橫向、縱向精密進(jìn)給，是保證其制造精度、系統(tǒng)剛性、加工精度保持性的最核心部件，也是軍民兩用高端裝備的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件。機(jī)床的一套運(yùn)行機(jī)構(gòu)通常由兩道滾動(dòng)直線導(dǎo)軌與一根滾珠絲杠構(gòu)成。盡管全球多數(shù)機(jī)床廠傾向于自產(chǎn)自制主軸、擺頭等功能部件，但基本外采滾動(dòng)功能部件。受益于機(jī)床高端化發(fā)展，機(jī)床用滾珠絲杠市場(chǎng)空間持續(xù)增長(zhǎng)。根據(jù)科德數(shù)控與紐威數(shù)控的招股說(shuō)明書，2018-2020年傳動(dòng)部件采購(gòu)成本占營(yíng)收的平均占比分別為14.6%、11.5%、12.5%，隨著機(jī)床高端化發(fā)展，對(duì)傳動(dòng)精度的要求逐步提升，假定2021年起每年占比提升0.2%；通常滾珠絲杠在機(jī)床傳動(dòng)部件中的價(jià)值量占比20%-30%，我們假定滾珠絲杠在傳動(dòng)部件中的價(jià)值量占比約為25%，測(cè)算得2022年國(guó)內(nèi)機(jī)床用滾珠絲杠市場(chǎng)規(guī)模約61億元。近年國(guó)內(nèi)滾動(dòng)功能部件產(chǎn)品性能穩(wěn)步提升、進(jìn)步顯著，與海外差距或加速收窄。根據(jù)2020年第三屆滾動(dòng)功能部件用戶調(diào)查分析報(bào)告，國(guó)產(chǎn)滾動(dòng)功能部件的優(yōu)勢(shì)主要集中于價(jià)格及服務(wù)，性能優(yōu)勢(shì)從2011年的第4位升至第3位，且82.7%的被調(diào)查下游用戶認(rèn)為國(guó)內(nèi)中高端滾動(dòng)功能部件進(jìn)步較大/進(jìn)步很大。近年來(lái)國(guó)產(chǎn)滾珠絲杠副在中高端應(yīng)用場(chǎng)景的使用比例顯著提升，國(guó)產(chǎn)替代持續(xù)推進(jìn)。根據(jù)第二屆/第三屆滾動(dòng)功能部件用戶調(diào)查分析報(bào)告，2020年采用中高端國(guó)產(chǎn)滾珠絲杠副的比例為40%-59%的公司占比由2011年的14升至34.3%，采用中高端進(jìn)口滾珠絲杠副的比例為80%-100%的公司占比由2011年的52%降至7.1%。我們認(rèn)為隨著國(guó)內(nèi)滾動(dòng)功能部件廠商持續(xù)研發(fā)，推動(dòng)提升絲杠產(chǎn)品性能，國(guó)內(nèi)廠商在高端滾珠絲杠領(lǐng)域的市占率或持續(xù)提升。3.1.2.汽車智能化趨勢(shì)下，車用滾珠絲杠市場(chǎng)空間擴(kuò)容電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子駐車系統(tǒng)、線控制動(dòng)系統(tǒng)等汽車零部件的滲透率提升或?qū)⑻凉L珠絲杠的應(yīng)用規(guī)模。滾珠絲杠憑借高精度、傳動(dòng)效率高等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于汽車各類傳動(dòng)系統(tǒng)中。隨著汽車智能化發(fā)展，電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電子駐車系統(tǒng)、線控制動(dòng)系統(tǒng)等汽車零部件的滲透率有望持續(xù)提升，進(jìn)一步抬升滾珠絲杠市場(chǎng)空間。電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）：隨著新能源汽車對(duì)續(xù)航里程的需求持續(xù)提升，齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（R-EPS）有望憑借大扭矩推力、高傳動(dòng)效率持續(xù)提升滲透率，從而提升滾珠絲杠在電能源汽車中的應(yīng)用。電子駐車系統(tǒng)（EPB）：當(dāng)前EPB制動(dòng)鉗主要包括螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)及滾珠絲杠傳動(dòng)，其中滾珠絲杠傳動(dòng)在傳動(dòng)效率、運(yùn)行平穩(wěn)性、使用壽命等方面更具優(yōu)勢(shì)，多用于中高端車型。滾珠絲杠將受益于EPB滲透率及滾珠絲杠在EPB中的滲透率提升。線控制動(dòng)：從傳動(dòng)原理來(lái)看，電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)（EMB）與電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)（EHB）均使用滾珠絲杠以獲得結(jié)構(gòu)緊湊、高精度、低噪音等優(yōu)勢(shì)。3.2.行星滾柱絲杠：有望替代滾珠絲杠及液壓傳動(dòng)，人形機(jī)器人抬升空間上限行星滾柱絲杠的應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，目前主要運(yùn)用于軍工、航空航天等重載領(lǐng)域。行星滾柱絲杠具備高響應(yīng)速度、高承載等優(yōu)勢(shì)，因此應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，可作為大推力電動(dòng)缸的關(guān)鍵傳動(dòng)零部件，應(yīng)用于軍工、航空航天、通用自動(dòng)化、食品加工與包裝、汽車、醫(yī)療機(jī)械、機(jī)床、石油化工、核工業(yè)等領(lǐng)域。目前受制于其高昂價(jià)格，主要應(yīng)用于軍工、壓力機(jī)床、鋼鐵等有重載需求的特殊場(chǎng)景。根據(jù)《行星滾柱絲杠電動(dòng)缸應(yīng)用現(xiàn)狀》，行星滾柱絲杠電動(dòng)缸的應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在國(guó)防、汽車、冶金等領(lǐng)域。國(guó)防：應(yīng)用于航天飛行器姿態(tài)控制、導(dǎo)彈發(fā)射架姿態(tài)控制、坦克炮桿隨動(dòng)系統(tǒng)和起落架收放等；汽車：以引進(jìn)美國(guó)EXLAR產(chǎn)品為主，應(yīng)用于壓裝、裝配和焊接等生產(chǎn)線上；通用自動(dòng)化：在地毯網(wǎng)布編制設(shè)備中，利用行星滾柱絲杠電動(dòng)缸易于精確位置控制的特點(diǎn)，完成靈活多變的圖案設(shè)計(jì)及編制加工；能源及控制：用于調(diào)節(jié)閥控制和輔助設(shè)備舉升。行星滾柱絲杠的市場(chǎng)規(guī)模相對(duì)較小，未來(lái)或穩(wěn)定增長(zhǎng)。盡管行星滾柱絲杠具備高承載等優(yōu)異性能，是諸多應(yīng)用場(chǎng)景的優(yōu)質(zhì)選擇，但由于高制造壁壘、高昂售價(jià)、存在替代方案等因素，行星滾柱絲杠的市場(chǎng)規(guī)模較小。根據(jù)PersistenceMarketResearch,2023年全球行星滾柱絲杠的市場(chǎng)規(guī)模約3億美元，未來(lái)隨著制造水平的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)高速、高精、高承載部件的需求不斷提升，疊加國(guó)內(nèi)廠商規(guī)模量產(chǎn)后推動(dòng)售價(jià)下降，行星滾柱絲杠市場(chǎng)空間有望以6.4%的復(fù)合年均增長(zhǎng)率增至2033年的5.57億美元。3.2.1.行星滾柱絲杠有望替代滾珠絲杠及液壓傳動(dòng)行星滾柱絲杠兼具高承載、高精度、長(zhǎng)壽命、小體積等優(yōu)勢(shì)，更適用于高承載要求、高工況穩(wěn)定性要求的應(yīng)用場(chǎng)景，有望在多領(lǐng)域替代滾珠絲杠及液壓傳動(dòng)。目前，典型的直線機(jī)構(gòu)包括齒輪齒條、直線電機(jī)、氣動(dòng)缸、液壓缸、滾珠絲杠和行星滾柱絲杠。相較于滾珠絲杠，行星滾柱絲杠具有高承載、長(zhǎng)壽命、高精度、高穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)，有望在大噸位注塑機(jī)、自沖鉚設(shè)備、伺服壓力機(jī)設(shè)備、航空航天等存在高承載要求、工況復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景與醫(yī)療器械、光學(xué)儀器等存在高精度、小導(dǎo)程需求的應(yīng)用場(chǎng)景替代滾珠絲杠。相較于傳統(tǒng)液壓傳動(dòng)設(shè)備，行星滾柱絲杠電動(dòng)缸無(wú)油液泄露的污染問(wèn)題，更易維護(hù)，還兼具高承載、高精度、快響應(yīng)、高效率、低能耗、小體積等優(yōu)點(diǎn)，是液壓傳動(dòng)設(shè)備在機(jī)床、石油化工、航空航天、船舶、電力、工程機(jī)械等行業(yè)的理想替代產(chǎn)品。行星滾柱絲杠在制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等汽車工業(yè)領(lǐng)域具備廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景。電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)（EMB）使用電信號(hào)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，具有響應(yīng)速度快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，相較于電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)（EHB）去除繁雜的液壓部件，整體結(jié)構(gòu)更緊湊，同時(shí)避免真空助力器和制動(dòng)管道破損泄露風(fēng)險(xiǎn)和制動(dòng)液泄露問(wèn)題。此外，EMB便于維修和日常養(yǎng)護(hù)，大大減少整車質(zhì)量，提升汽車燃油經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前EHB為行業(yè)主流，EMB尚在研發(fā)改進(jìn)中，但發(fā)展前景廣闊。此外，行星滾柱絲杠還有望應(yīng)用于后輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（iRWS）、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（SBW）等汽車工業(yè)領(lǐng)域，替代現(xiàn)有的技術(shù)體系成為主流技術(shù)方向。3.2.2.人形機(jī)器人：受益于產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程提速，進(jìn)一步打開(kāi)百億市場(chǎng)空間特斯拉人形機(jī)器人契合“機(jī)器換人”的發(fā)展趨勢(shì)，潛在應(yīng)用場(chǎng)景及發(fā)展空間廣闊。特斯拉人形機(jī)器人一經(jīng)推出就引起市場(chǎng)廣泛關(guān)注。隨著我國(guó)人口紅利消退，勞動(dòng)供給減少，用工成本上行，“機(jī)器換人”也成為了近年的發(fā)展新趨勢(shì)。人形機(jī)器人由于接近人體構(gòu)造，工作場(chǎng)景適應(yīng)能力強(qiáng)，被認(rèn)為是未來(lái)替代人類從事的各類危險(xiǎn)、重復(fù)或無(wú)聊工作的最可能選擇，發(fā)展前景廣闊。盡管當(dāng)前人形機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景相對(duì)有限，但產(chǎn)業(yè)端也在持續(xù)推進(jìn)其在工業(yè)制造、醫(yī)療、養(yǎng)老、安全應(yīng)急等領(lǐng)域的應(yīng)用。特斯拉人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程持續(xù)提速。自2021年特斯拉首次公布人形機(jī)器人項(xiàng)目以來(lái)，Optimus的進(jìn)步肉眼可見(jiàn)。在2023年5月的特斯拉股東大會(huì)上，特斯拉人形機(jī)器人更是展現(xiàn)了不少精準(zhǔn)操作的能力，產(chǎn)品落地并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化似乎漸行漸近。根據(jù)23H1特斯拉財(cái)報(bào)電話會(huì)議，目前特斯拉已制作約10個(gè)Optimus機(jī)器人，預(yù)計(jì)明年在特斯拉工廠進(jìn)行實(shí)用性測(cè)試?；谔厮估瓝碛谐墒斓碾妱?dòng)車產(chǎn)業(yè)鏈，且人形機(jī)器人與汽車等行業(yè)在零部件上可得到有效復(fù)用，我們認(rèn)為特斯拉人形機(jī)器人有望于2025年實(shí)現(xiàn)小批量量產(chǎn)，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程進(jìn)一步提速。未來(lái)特斯拉人形機(jī)器人能否能實(shí)現(xiàn)馬斯克“大規(guī)模生產(chǎn)、且售價(jià)低于2萬(wàn)美元”的目標(biāo)，我們認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步與降本是核心，應(yīng)用場(chǎng)景的開(kāi)拓進(jìn)展也是需要重點(diǎn)關(guān)注的方面。Optimus機(jī)器人采用反向式行星滾柱絲杠方案。特斯拉Optimus人形機(jī)器人的關(guān)節(jié)主要由執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)，包括14個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器、14個(gè)線性執(zhí)行器與12個(gè)手關(guān)節(jié)執(zhí)行器。我們根據(jù)關(guān)節(jié)位置及輸出形式判斷，特斯拉人形機(jī)器人中：肩關(guān)節(jié)使用3個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器；軸關(guān)節(jié)使用1個(gè)線性執(zhí)行器；腕關(guān)節(jié)使用1個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和2個(gè)線性執(zhí)行器；髖關(guān)節(jié)使用2個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器和1個(gè)線性執(zhí)行器；膝關(guān)節(jié)使用1個(gè)線性執(zhí)行器；踝關(guān)節(jié)使用2個(gè)線性執(zhí)行器；軀干使用2個(gè)旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器。Optimus機(jī)器人采用反向式行星滾柱絲杠方案，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、承載力大等優(yōu)勢(shì)，可用于線性執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)傳動(dòng)的精準(zhǔn)控制，助力機(jī)器人執(zhí)行復(fù)雜精細(xì)的任務(wù)。Optimus產(chǎn)業(yè)化落地后有望為行星滾柱絲杠開(kāi)拓超百億的增量市場(chǎng)空間。我們假定特斯拉Optimus機(jī)器人線性執(zhí)行器全部采用反向式行星滾柱絲杠，測(cè)算在Optimus發(fā)展的不同產(chǎn)業(yè)階段可為行星滾柱絲杠創(chuàng)造的增量空間。根據(jù)阿里巴巴1688網(wǎng)等報(bào)價(jià)，當(dāng)前Rollvis行星滾柱絲杠售價(jià)在1.2-2萬(wàn)元之間，假定行星滾柱絲杠實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，并隨著工藝完善、規(guī)模效應(yīng)而不斷降低生產(chǎn)成本及售價(jià)。測(cè)算得當(dāng)Optimus機(jī)器人銷量達(dá)100萬(wàn)臺(tái)時(shí)，對(duì)應(yīng)的行星滾柱絲杠增量市場(chǎng)空間達(dá)140億元。展望未來(lái)，根據(jù)馬斯克采訪言論，未來(lái)特斯拉人形機(jī)器人產(chǎn)量將達(dá)百萬(wàn)臺(tái)，在技術(shù)成熟、成本進(jìn)一步下探的情況下，其遠(yuǎn)期數(shù)量可能超過(guò)人類，行星滾柱絲杠將迎來(lái)廣闊空間。而國(guó)內(nèi)廠商憑借完善產(chǎn)業(yè)鏈配套與較低的人工成本，有望成為特斯拉人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)低成本產(chǎn)業(yè)化的核心力量。從絲杠的制備壁壘來(lái)看，我們認(rèn)為具備絲杠制備相關(guān)技術(shù)積淀、具備資金實(shí)力、較早布局絲杠業(yè)務(wù)的企業(yè)有望乘人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程推進(jìn)的東風(fēng)而充分受益。4.重點(diǎn)公司分析4.1.恒立液壓：國(guó)內(nèi)液壓行業(yè)龍頭，積極布局滾珠絲杠/行星滾柱絲杠公司是國(guó)內(nèi)液壓行業(yè)龍頭，產(chǎn)品系列豐富。公司是國(guó)內(nèi)液壓件龍頭，產(chǎn)品系列包括高壓油缸、高壓泵塞泵、液壓多路閥、工業(yè)閥、液壓系統(tǒng)、液壓測(cè)試臺(tái)及高精密液壓鑄件等。液壓元件及系統(tǒng)是大型機(jī)械核心傳動(dòng)裝置，公司下游領(lǐng)域包括行走機(jī)械、地下掘進(jìn)設(shè)備、海工海事機(jī)械、特種車輛、新能源等，客戶包括卡特彼勒、日本神鋼、久保田建機(jī)、三一重工、徐工機(jī)械、中鐵工程等全球知名主機(jī)廠商。公司精密加工制造技術(shù)底蘊(yùn)深厚，積極布局線性驅(qū)動(dòng)器等新業(yè)務(wù)，預(yù)計(jì)24Q2實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。電動(dòng)缸是液壓缸的升級(jí)產(chǎn)品，采用機(jī)械結(jié)構(gòu)傳動(dòng)，具有清潔、能效高、性能穩(wěn)定、精度高等優(yōu)勢(shì)，在特定場(chǎng)景下能夠替代液壓缸及氣動(dòng)缸，市場(chǎng)前景廣闊。經(jīng)過(guò)多年研發(fā)，公司具備高精密液壓鑄造技術(shù)、摩擦焊接技術(shù)、熱處理技術(shù)、高壓密封技術(shù)、測(cè)試技術(shù)和先進(jìn)機(jī)加工工藝技術(shù)等技術(shù)積淀，還具備較高的工藝集成能力與深厚工藝基礎(chǔ)數(shù)據(jù)積累，擁有生產(chǎn)滾珠絲杠的技術(shù)、工藝及設(shè)備基礎(chǔ)，積極布局液壓行業(yè)替代升級(jí)技術(shù)。2023年1月，公司以56.4元/股非公開(kāi)發(fā)行3546萬(wàn)股，募資約20億元投向線性驅(qū)動(dòng)器、超大重型油缸等項(xiàng)目。建成后將形成年產(chǎn)10.4萬(wàn)根標(biāo)準(zhǔn)滾珠絲桿電動(dòng)缸、4500根重載滾珠絲桿電動(dòng)缸、750根行星滾柱絲桿電動(dòng)缸、10萬(wàn)米標(biāo)準(zhǔn)滾珠絲桿、10萬(wàn)米重載滾珠絲桿的產(chǎn)能。根據(jù)公司2023半年報(bào)，線性驅(qū)動(dòng)器項(xiàng)目處于基建中，預(yù)計(jì)24Q2實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。4.2.貝斯特：渦輪增壓器零部件國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，憑借相關(guān)技術(shù)積淀切入滾珠絲杠賽道公司是國(guó)內(nèi)渦輪增壓器零部件領(lǐng)先企業(yè)，三梯次產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)驅(qū)動(dòng)成長(zhǎng)。公司專注于精密零部件與智能裝備及工裝產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)及銷售，并將業(yè)務(wù)向高端航空裝備制造及工業(yè)自動(dòng)化裝備延伸，目前形成“精密加工為特長(zhǎng)、鑄造產(chǎn)業(yè)為支撐、智能裝備為驅(qū)動(dòng)”的三梯次產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)發(fā)展：第一梯次，渦輪增壓器業(yè)務(wù)為公司主營(yíng)業(yè)務(wù)，積極向增程式、混動(dòng)汽車零部件拓展；第二梯次，定位電動(dòng)汽車、氫燃料汽車核心零部件，向新能源汽車零部件賽道進(jìn)行轉(zhuǎn)型升級(jí)；第三梯次，全面布局直線滾動(dòng)功能部件，向“工業(yè)母機(jī)”新賽道切入。憑借精密零部件生產(chǎn)技術(shù)積淀全面布局滾動(dòng)功能部件，滾珠絲杠等產(chǎn)品已下線并進(jìn)行送樣驗(yàn)證。公司充分發(fā)揮工裝夾具、智能裝備等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及汽車行業(yè)的生產(chǎn)管理體系優(yōu)勢(shì)，以全資子公司宇華精機(jī)為獨(dú)立平臺(tái)，全面布局直線滾動(dòng)功能部件，大力開(kāi)拓高端機(jī)床、半導(dǎo)體裝備、自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)、機(jī)器人等市場(chǎng)。公司積極吸引具有海內(nèi)外知名企業(yè)工作經(jīng)歷的專業(yè)技術(shù)/管理人才加盟，并結(jié)合公司深耕智能裝備等領(lǐng)域多年培養(yǎng)的自身技術(shù)人員，打造了經(jīng)驗(yàn)豐富、技能過(guò)硬的技術(shù)團(tuán)隊(duì)。此外，公司引進(jìn)約300臺(tái)生產(chǎn)及檢測(cè)等進(jìn)口設(shè)備，配套軟件及系統(tǒng)、公輔系統(tǒng)等30余套，項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后將具備年產(chǎn)15萬(wàn)套高精度滾珠絲杠副及24.8萬(wàn)米高精度滾動(dòng)導(dǎo)軌副部件的生產(chǎn)能力。根據(jù)公司投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表230908，23H1高精度滾珠絲杠副、直線導(dǎo)軌副等產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)首臺(tái)套下線，部分產(chǎn)品已送樣戰(zhàn)略客戶進(jìn)行驗(yàn)證。4.3.秦川機(jī)床：可實(shí)現(xiàn)滾珠絲杠及其精加工設(shè)備量產(chǎn)，技術(shù)積淀國(guó)內(nèi)領(lǐng)先公司在絲杠及其生產(chǎn)設(shè)備螺紋磨床等領(lǐng)域均具備深厚技術(shù)積淀，滾珠絲杠市占率國(guó)內(nèi)領(lǐng)先。公司專業(yè)從事機(jī)床工具制造，是我國(guó)機(jī)床工具行業(yè)品類最多、精密復(fù)雜程度最高、產(chǎn)業(yè)鏈最完整、綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)顯著的企業(yè)之一，在齒輪加工機(jī)床、加工中心、車削中心、螺紋磨床、復(fù)雜刀具等領(lǐng)域處于國(guó)內(nèi)第一梯隊(duì)，旗下核心產(chǎn)品包括磨齒機(jī)、螺紋磨床、數(shù)控機(jī)床、外圓磨床、加工中心等?？毓勺庸緷h江機(jī)床建于1965年，是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)唯一一家螺紋磨床定點(diǎn)生產(chǎn)商，具備國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的精密螺紋加工技術(shù)，滾珠絲杠產(chǎn)品可應(yīng)用于五軸機(jī)床、新能源汽車、自動(dòng)化等高端制造領(lǐng)域。公司使用自制螺紋磨床制備滾珠絲杠，通過(guò)技改推動(dòng)設(shè)備及絲杠的精度持續(xù)提升，積極擴(kuò)張滾珠絲杠的產(chǎn)能。公司在絲杠的制備過(guò)程中，除立式加工中心、數(shù)控車床、鉆床等部分粗加工通用設(shè)備采用外購(gòu)，精加工全部為自主研發(fā)制造的螺紋磨床。截至23H1，漢江機(jī)床SGK7432×20/1高精度數(shù)控絲杠磨床磨削精度能穩(wěn)定達(dá)到P1級(jí)，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。通過(guò)對(duì)螺紋磨床的高效升級(jí)改造，公司絲杠精度由P1升至P0級(jí)，通過(guò)配置自制設(shè)備可提升30%的效率，從而縮減15%的成本?！靶履茉雌囶I(lǐng)域滾動(dòng)功能部件研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化建設(shè)項(xiàng)目”于2025年達(dá)產(chǎn)后，滾珠絲杠/精密螺桿副產(chǎn)能將由10萬(wàn)件/年提升至38萬(wàn)件/年。4.4.五洲新春：國(guó)內(nèi)軸承優(yōu)質(zhì)企業(yè)，汽車用滾珠絲杠進(jìn)展迅速國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的軸承制造商，在熱處理等加工工藝與原材料上具備一定優(yōu)勢(shì)。公司依托軸承核心關(guān)聯(lián)技術(shù)逐步向風(fēng)電滾子等產(chǎn)品拓展，主營(yíng)產(chǎn)品涉及軸承、精密機(jī)械零部件與汽車安全系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)零部件，是國(guó)內(nèi)少數(shù)涵蓋精密鍛造、制管、冷成形、機(jī)加工、熱處理、磨加工、裝配的軸承、精密零部件全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)。公司軸承磨前技術(shù)全球先進(jìn)，是國(guó)內(nèi)軸承行業(yè)進(jìn)口替代最具實(shí)力與潛力的企業(yè)之一，與軸承套圈、風(fēng)電、汽車等下游領(lǐng)域的頭部客戶均有合作關(guān)系。在技術(shù)方面，公司擁有多年的精密制造經(jīng)驗(yàn)，在熱處理技術(shù)與冷成形加工等方面擁有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的自主創(chuàng)新能力；在材料方面，公司與國(guó)內(nèi)特種鋼材供應(yīng)商中信特鋼合作多年，成功積累對(duì)特種鋼材添加微量元素的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。汽車用滾珠絲杠或于23H2量產(chǎn)，機(jī)器人用絲杠有望于23H2交付樣品。公司重點(diǎn)跟蹤機(jī)器人下游客戶與最終用戶的技術(shù)發(fā)展路線，研發(fā)生產(chǎn)機(jī)器人軸承及滾珠絲杠等零部件。根據(jù)公司公告，公司自2021年就開(kāi)始研發(fā)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)絲杠螺母軸承組件，23H1成功研發(fā)出新能源汽車電子助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EPS）中控制精度最高的齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（REPS）所需的絲杠螺母軸承組件、新能源汽車電子駐車（EPB）、電子機(jī)械剎車（EMB）及電子液壓剎車系統(tǒng)（EHB）等領(lǐng)域滾珠絲杠產(chǎn)品。近期公司與現(xiàn)有及潛在客戶就滾珠絲杠進(jìn)行積極溝通，部分產(chǎn)能將于23H2實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，成為公司業(yè)績(jī)的又一增長(zhǎng)極。此外，公司與主流機(jī)器人系統(tǒng)供應(yīng)商在滾珠絲杠、滾柱絲杠等領(lǐng)域開(kāi)展技術(shù)交流，有望于23H2取得突破并交付樣品。4.5.長(zhǎng)盛軸承：國(guó)內(nèi)自潤(rùn)滑軸承先行者，加碼汽車用滾珠絲杠國(guó)內(nèi)自潤(rùn)滑軸承頭部企業(yè)，技術(shù)積淀深厚，客戶資源豐富優(yōu)質(zhì)。公司主營(yíng)產(chǎn)品為自潤(rùn)滑軸承、低摩擦副零部件及相關(guān)精密鑄件，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、汽車、能源、港口機(jī)械等行業(yè)。經(jīng)過(guò)多年研發(fā)積累，公司掌握減摩材料、高分子聚合物等核心技術(shù)，摩擦學(xué)材料研發(fā)經(jīng)驗(yàn)豐富，并積極拓展延伸相關(guān)應(yīng)用技術(shù)。公司產(chǎn)品定位中高端市場(chǎng)，已進(jìn)入卡特彼勒、利勃海爾、沃爾沃、杰西博、日立建機(jī)、小松、現(xiàn)代等全球知名主機(jī)廠的供應(yīng)體系，并與美馳、克諾爾、伯爾克、三一集團(tuán)、海天精工等企業(yè)建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作。定增加碼滾珠絲杠，開(kāi)啟第二成長(zhǎng)曲線。公司于2022年9月發(fā)布定增預(yù)案，擬投資2.65億元用于擴(kuò)建年產(chǎn)自潤(rùn)滑軸承及滾珠絲杠產(chǎn)能，建成后將實(shí)現(xiàn)3萬(wàn)套滾珠絲杠的年產(chǎn)能。根據(jù)公司2023年7月6日投資者關(guān)系活動(dòng)記錄表，公司滾珠絲杠主要用于商用車變速箱、乘用車制動(dòng)、轉(zhuǎn)向及駐車系統(tǒng)，目前已取得商用車主機(jī)廠定點(diǎn)，并積極開(kāi)拓乘用車用戶，預(yù)計(jì)今年有望得到汽車客戶的量產(chǎn)計(jì)劃。未來(lái)公司會(huì)將滾珠絲杠在人形機(jī)器人中的應(yīng)用納入重要日程。4.6.恒而達(dá)：金屬切削刀具為主業(yè)，直線導(dǎo)軌業(yè)務(wù)推進(jìn)迅速金屬切削刀具小巨人，憑借熱處理、金屬加工技術(shù)積淀切入滾動(dòng)功能部件行業(yè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備自制。公司以金屬切削刀具及配套智能數(shù)控裝備、高精度滾動(dòng)功能部件為主業(yè)，經(jīng)過(guò)多年研發(fā)積淀，在金屬材料與熱處理工藝取得創(chuàng)新突破，擁有多套自制自動(dòng)化設(shè)備，成功實(shí)現(xiàn)重型模切工具國(guó)產(chǎn)替代，重型模切工具多年市占率居首。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研與技術(shù)探索，疊加公司在熱處理、金屬加工工藝上的技術(shù)積淀，公司將高精度滾動(dòng)功能部件（直線導(dǎo)軌副）列入產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃并于2022年正式啟動(dòng)產(chǎn)業(yè)化。公司利用智