丝杠行业分析:精密传动部件机器人中必不可少,国产替代蓄势待发.pdf
- 上传者:知识控
- 时间:2024/03/25
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丝杠行业分析:精密传动部件机器人中必不可少,国产替代蓄势待发。丝杠:精密传动部件,下游应用广泛。丝杠是一种可以使旋转运动变成直线 运动的传动副零件,其优势在于高速运动下保证定位精准,丝杠对于精度以 及强度要求都较高,原因在于丝杠不仅需要精确地确定工作台位置从而将旋 转运动变为直线运动,还需要传导动力,在精度、强度、耐磨性等方面均提 出较高要求,故而丝杠的加工工艺以及原材料都有较高要求。
丝杠下游应用较为广泛,可以广泛应用于数控机床、机器人关节、汽车之中。 其中,在对于丝杠性能要求方面,机床最高、机器人次之、汽车则要求最低。 滚珠丝杠:性能优于滑动丝杠,国产替代空间较大。滚珠丝杠是数控机床的 核心部件。相较于滑动丝杠,滚珠丝杠具备几大特点:首先,滚珠丝杠依靠 滚珠进行滚动摩擦,而滑动丝杠进行的是滑动摩擦,这也导致其摩擦力较大, 容易磨损;其次,由于滚动摩擦系数小于滑动摩擦,滚珠丝杠的传动效率相 较于滑动丝杠更高;最后,当丝杠传动效率大于 50%时,没有自锁性,小于 35%时将出现自锁性,因而滚珠丝杠不具备自锁性,滑动丝杠可能产生自锁 性。
滚珠丝杠下游应用丰富,可用于自动化机器人领域,作为精确线性传动动力 以及同时承受高负载的角色。从我国滚动功能部件的市场格局来看,日本、 欧洲企业主导高端市场,日本、欧洲企业合计市场份额高达 90%。
我们认为,滚珠丝杠下游应用丰富,未来随着机器人行业的进一步拓展有望 持续带动滚珠丝杠需求不断上升,市场不断扩大,目前国内企业相较于海外 头部企业尚存在一定差距,市占率较低,未来随着技术壁垒逐步被打破,国 内企业有望在高端滚珠丝杠市场进一步拓展,国产替代有望进一步上升。
行星滚柱丝杠:人形机器人中必不可少,未来市场空间广阔。相较于滚珠丝 杠以及滑动丝杠,行星滚柱丝杠具备传动效率更高(可达 90%)、承载能力 最大、速度最高等优势,其下游可主要应用于航天器、望远镜登高精度控制 系统,机床、数控机床、精密机器人、半导体设备等。 行星滚柱丝杠技术壁垒较高,国内原材料、工艺及设备均存在一定差距。
首先,原材料方面:在原材料的选择方面,国内企业大多采用马氏体不锈钢, 其抗腐蚀性以及硬度有缺陷,而国外大多数领先的行星滚柱丝杠企业大多选 择采用加入 Mo 元素的合金,性能更强。此外,在高端的 Cr/Mo 合金方面, 我国企业也尚且与海外存在一定差距。
其次,在工艺方面:螺纹的制造工艺主要为轧制和磨削两种,其中磨削是加 工高精度丝杠螺纹的主要方法,其精度等级范围在 C0-C5,但生产效率低, 成本较高,轧制可批量生产,价格低,但精度最高为 C5。目前国际束流企业 如 Ewwllix、Rollvis、GSA 等大多采用磨削工艺。
最后,在设备方面:高精度磨床可以提升加工精度,丝杠磨床的可磨直径、 螺纹距离和最大螺旋升角较高,主要用于丝杠整体的磨削。目前国产磨床可以满足 C3-C4 精度的中端丝杠加工,但批量加工高端丝杠(C0-C2)时,存 在出品不稳定现象。 我们认为,行星滚柱丝杠将成为人形机器人中的新增量,有望持续受益于人 形机器人的带动,但目前行星滚柱丝杠在原材料、制造工艺以及设备均存在 一定的壁垒,未来随着国产企业技术的不断进步,有望进一步拓展市场份额。
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