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丝杠与导轨安装视频,丝杠和导轨如何配合使用

来源:头条 作者: chanong
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(民生证券制作的报告)

1丝杠和直线导轨:丝杠是高精度直线运动的核心部件,是机械传动元件,通常用于将旋转运动转换为直线运动。它主要由螺杆和螺母两部分组成。螺钉是母线的螺纹细长部分,螺母是母线外侧的螺纹部分。当您转动螺杆时,螺母会沿螺杆的方向移动。螺杆具有多种特性,广泛应用于机械传动装置中。 1)滑动摩擦系数小:丝杠与螺母之间的滑动摩擦系数较小,保证直线运动的平稳性和精度。较低的滑动摩擦系数使螺母更容易沿着丝杠移动,从而减少了电机和手轮所需的功率。 2)效率高:将旋转运动转化为直线运动,螺杆传动效率高,能耗低。螺杆的高效率增加了机械传动的稳定性和可靠性。 3)使用寿命长:丝杠采用钢材等高强度金属制成,保证了较长的运行和使用寿命。丝杠的强度和耐用性降低了设备故障和维修成本。 4)可逆:螺杆方向可自由调节,使设备适应不同的作业需要。丝杠的可逆性允许在不改变传动系统的情况下灵活适应不同的应用。 5)控制方便:丝杠的控制非常简单,可以用电机控制,也可以用手轮控制。这种控制程序可以通过编程等电子手段实现自动化,进一步提高设备的生产效率和精度。丝杠作为机械传动元件广泛应用于各种生产工艺中,由于其滑动摩擦系数低、效率高、使用寿命长、可逆性、易于控制等优点,是理想的传动元件之一。目前,丝杠广泛应用于机场、轨道交通系统、自动化设备、机器人、制造系统等行业。 1.1 螺纹可分为滚珠丝杠/滚柱丝杠/T型丝杠常见的螺纹可分为三角丝杠、梯形丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠四种: 1)三角丝杠:普通丝杠也叫。这些螺钉具有等边三角形齿,用于连接和紧固。 2)梯形螺杆:螺旋形状为一般等腰梯形/滑动摩擦,传动效率为26-46%,适用于木工机械、包装机械等,国产化率也比较充足。 3)滚珠丝杠:滚珠链在丝杠轴与螺母之间产生滚动摩擦,传动效率达90%以上,广泛应用于机床、电子机械、机器人等。低于60%。 %。 4)行星滚柱丝杠:据李凯等人《精密行星滚柱丝杠的传动特性》介绍,行星滚柱丝杠通过在主丝杠上布置大量行星滚柱,综合了行星轮、滚珠丝杠、滚针轴承等的优点。虽然杆传动过程中的接触面和传力效率略低于滚珠丝杠,但如果润滑条件良好,可以达到90%以上。国内的研究、应用和大规模量产尚处于早期阶段。

2 滚珠丝杠:高精度丝杠的代表2.1 滚珠丝杠由丝杠轴和螺母组成,1898年首次在螺母和丝杠之间加入钢珠,改变了传统丝杠的滑动接触方式拧入滚动接触。有人尝试过。滚动摩擦代替滑动摩擦,将螺母内钢珠的旋转运动转化为直线运动,将扭矩转化为重复的轴向力,改善了传统螺丝定位不良、易损坏的问题。螺母的凹槽内有许多由铬钢制成的小球。当球在螺母中循环时,球在螺杆下方提供平滑的运动,并且当球在螺母中循环时,偏转器或返回系统将球固定住。滚珠丝杠组件由内螺纹螺母和螺杆组成,螺母的螺旋槽与螺杆的螺旋槽相匹配。当使用滚珠丝杠作为主动物体时,螺母根据相应规格的导程将丝杠的旋转角度转换为直线运动,这是通过螺母座将被动工件连接到螺母来实现的。相应的直线运动。滚珠丝杠与电机配合使用时,效率高达90%。非常精确,每英尺精确到千分之几英寸。滚珠丝杠用于许多行业的精密控制,包括航空航天、计算机、电子、汽车和医疗行业。丝杠的主要作用是将旋转运动转变为直线运动,或者将扭矩转变为轴向重复力,但它也具有高精度、可逆性、高效率等特点,提高了精度,在强度和强度方面表现出优异的性能。耐磨性。所有这些都有非常高的要求,因此从毛坯到成品的整个过程都必须仔细考虑。目前,滚珠丝杠是行业的主流产品,与普通丝杠(梯形丝杠)相比,在自锁性、传动速度、使用寿命和传动效率等方面具有明显的优势。滚珠丝杠副。又称滚珠螺杆、滚珠螺杆、或滚珠螺杆。滚珠丝杠由丝杠轴和螺母组成,螺母由钢珠、预紧产品、反向器、防尘罩等组成。

滚珠丝杠是Acme丝杠的进一步延伸和发展,其重要意义在于将轴承从滑动运动改为滚动运动。常见的滚珠丝杠有自润滑滚珠丝杠、静音滚珠丝杠、高速滚珠丝杠、重载滚珠丝杠等。 -工作用滚珠丝杠等。滚珠丝杠从循环系统的角度来看有内循环和外循环之分。内循环是指滚珠在循环过程中始终与丝杠接触,外循环是指滚珠偶尔与丝杠接触。联系。这意味着你是。循环过程中不与螺杆接触。滚珠丝杠具有较低的摩擦阻力,因此被广泛应用于各种工业设备和精密设备中。 2.2丝杠精度:在中国大陆有7级,而在JIS中,精度等级、轴向游隙、额定载荷、导程、丝杠轴外径、长度等分为6级。 1)精度等级(精度一般指导程精度):滚珠丝杠根据使用范围和要求分为定位滚珠丝杠副(P)和传动滚珠丝杠副(T)两种。有7个级别:1/2/3/4/5/7/10。 1 级精度最高,精度逐渐下降。 JIS等级精度分为C0、C1、C3、C5、C7、C10 6种,一般机械及一般CNC机械则选择C7(300行程内定位误差0.05)以下。高精度CNC机床请选择C5(0.018)以上、C3(0.008)以下;光学/检测机床请选择C3以上。但现在台湾出现了两种精度:C2和C6。 2)轴向间隙:滚珠丝杠螺母与丝杠轴之间的轴向间隙值一般约为00.12毫米,这个轴向间隙影响物体运动的再现性(通常为00.02毫米) 。 3) 允许轴向载荷:允许轴向载荷是指保证丝杠轴安全地承受可能导致压曲的载荷的载荷。施加在丝杠轴上的最大轴向载荷应小于许用轴向载荷。 4)许用转速:滚珠丝杠的转速由所需的进给量和滚珠丝杠导程决定,因此必须小于许用转速。滚珠丝杠的允许转速小于临界转速的80%,这与丝杠轴的固有振动是一致的。 5)寿命:滚珠丝杠的寿命是指直到滚珠滚道和滚珠因交变应力而疲劳并开始剥落为止的总转数、时间和距离。 6)导程:滚珠螺母相对于滚珠丝杠旋转一圈(2弧度或360)时的行程。常见的丝杠导程有4、5、6、8、10、12、16、20、32、40、50、60、80、100mm。 2.3下游以机床注塑机机械行业为主,从产业链来看,上游为滚珠丝杠原材料及零部件,原材料主要包括钢材等,下游应用领域为数控2.4 2022年全球滚珠丝杠市场规模约为20亿美元,中国约为30亿元人民币2.4.1 MarketWatch预计2022年全球滚珠丝杠市场规模约为200亿美元。预计将达到1亿美元。特别是航空母舰、航空航天、汽车工业、模具制造、光电、仪器仪表等应用行业对高速、高精度、高质量加工的需求不断增加。满足滚珠丝杠更大规模、更高端的市场需求。具体来说,据华晶产业研究院数据显示,2021年全球滚珠丝杠市场规模将达到17.5亿美元,同比增长6.0%,2015年至2021年年均复合增长率为6.2%。华晶产业研究院预测,2022年全球市场规模将达到18.59亿美元。据MarketWatch估计,2028年全球滚珠丝杠市场预计将达到30.83亿美元。

2.4.2华精产业研究院预计,2022年中国滚珠丝杠市场规模将接近30亿元。从国内市场规模来看,中国是滚珠丝杠产品的重要消费市场之一。 2019年国内滚珠丝杠市场市场规模为30亿元,约占全球总量的20%,预计2021年这一比例将提升至22.9%。据华精产业研究院数据显示,预计2021年我国滚珠丝杠市场规模将达到25亿元,2022年将达到28亿元。从国内行业供需情况来看,滚珠丝杠副需求超过产量,行业供需缺口明显。据华精产业研究院统计,2021年我国滚珠丝杠(滚珠丝杠副)产量将达到983万套,需求量将达到1406万套。从价格走势来看,近年来日本二次滚珠丝杠行业市场竞争加剧,国内企业进入中高端产品市场,国外品牌积极抢占市场份额。行业市场竞争明显加剧,行业整体市场价格呈现明显下降趋势。据华精产业研究院数据显示,国内滚珠丝杠价格将从2014年均价225元/套下降至2021年181元/套,市场价格预计将下降至180元/套。 2022年下降速度将会放缓。 2.5 日本高档滚珠丝杠国产化率较低2.5.1 世界市场竞争格局为了实现高速加工和高精度加工,除了加强机床的结构刚性设计外,需要开发高速主轴系统和高速进给系统的组合才能实现高速材料切削工艺,这更多地需要企业的制造和设计能力。 2021年,全球主要滚珠丝杠制造商包括NSK、THK、SKF等,CR5的市场份额达到46%左右,主要由欧洲和日本占据。华精产业研究院数据显示,滚珠丝杠制造商以日本、欧洲为主。全球市场份额约为70%。 2.5.2 中国市场竞争格局从2021年国内滚珠丝杠市场来看,主要厂商有台湾的上海银泰、银泰,大陆的韩江、南京工艺,德国力士乐、日本等,其中包括THK、THK等。日本精工株式会社。在中低档滚珠丝杠领域,台湾和大陆企业已实现大规模国产替代,而在高端市场,德国和日本占据90%的市场份额,留有广阔空间为了本地化.

3、行星滚柱丝杠:丝杠中的尖顶行星滚柱丝杠,通过丝杠的旋转来带动,通过丝杠与滚柱之间的螺旋运动,滚柱带动螺母做直线运动。行星滚柱丝杠主要由丝杠、螺母、滚柱组成。螺钉和螺母为大螺距螺纹。行星滚轮通常是单螺纹的。滚轮两端有螺纹齿,与滚轮的螺纹齿相啮合。它是一个内齿轮。传动原理类似于行星齿轮系。该螺钉类似于太阳齿轮。滚子充当行星齿轮,螺母充当齿圈。当螺杆旋转时,滚子进行行星运动。它在绕丝杠旋转的同时,还利用丝杠传动原理使丝杠旋转,将该运动转换为螺母的直线往复运动。行星滚柱丝杠分为四种不同的结构类型。 1)固定滚柱螺母运动型(RGT):该类型的行星滚柱丝杠由以下部件组成:长螺纹主轴、螺纹滚柱、螺纹螺母、轴承盖和齿套。轴向载荷通过螺纹主轴通过螺纹滚子传递至螺纹螺母。该系统由螺纹滚子齿和两个齿套同步。与滚珠轴承保持架类似,轴承盖在螺杆外圆周上的螺纹滚子之间提供距离。 2)循环滚柱螺母运动型(RGTR):这种类型的行星滚柱丝杠由以下部件组成:长螺纹主轴、螺纹滚柱、螺纹螺母、保持架和凸轮挡圈。此类行星滚柱丝杠具有螺纹滚柱的机械回程功能。这种运动学(复位)允许行星滚柱丝杠副具有非常小的导程、坚固的螺纹结构和高承载能力。这也允许具有较大公称直径的丝杠具有较小的导程。与滚珠轴承中的滚珠类似,螺纹滚子由围绕主轴圆周的保持架固定到位。在保持架旋转一圈的过程中,螺纹滚子被凸轮从主螺纹径向提升并进入主轴螺母的凹槽中。在该凹槽中,循环是通过使螺纹滚子在螺纹轴上向后缩回一圈来完成的。 3)固定滚柱螺母倒置型(RGTI):此类行星滚柱丝杠由以下部件组成:长光轴螺纹主轴、螺纹滚柱、长螺纹螺母、轴承盖、齿套。带有逆向工程的RGTI 是RGT 的逆向工程版本。基本上,它具有与RGT相同的特性,但还具有高负载能力和定位精度。与RGT 不同的是,在此设计中,主轴的螺纹滚子通过轴承盖和齿轮圈固定到位并同步。这种倒置设计具有光滑的圆柱形主轴,没有连续的螺纹轮廓。因此,系统可以通过带有径向轴密封圈的主轴得到良好的密封。 4)循环滚柱螺母可逆型(RGTRI):此类行星滚柱丝杠由以下部件组成:长光轴螺纹主轴、螺纹滚柱、长螺纹螺母、保持架和凸轮挡圈。 RGTRI 是RGTR 的逆向工程。与RGTR的唯一区别是带有螺纹滚子的保持架和用于缩回螺纹滚子的凹槽位于主轴上而不是螺母上。得益于滚柱回程功能原理,RGTRI还具有较小的螺距和更强的螺纹牙形。光滑的圆柱形主轴也适用于这种反向设计的密封系统。

3.1承载能力强、体积小、精度高1)承载能力高:行星滚柱丝杆为线接触,增加的接触面大大提高了承载能力和刚性。因此,与同规格的滚珠丝杠副相比,实现了3倍以上(最高10倍)的高刚性和高负载能力。 2)耐冲击:抗冲击载荷能力强,工作可靠。 3)体积小:相同载荷下,行星滚柱丝杠的体积为滚珠丝杠体积的1/3。 4)高速度:最高线速度可达2000mm/s,输入转速可达5000rpm以上。最大加速度达到3g。 5)低噪音:避免回程装置对DN值的限制,实现小导程高速驱动,DN140,000,Vmax60m/min,角加速度7.000r/s^2,低振动,低噪音。 6)精度高:丝杠轴为小导程角的非圆丝杠,因此导程精度高,可实现精密微进给。导程精度KL5=0.005mm,导程精度KL10(标准)=0.01mm。 (行程315mm) 7)寿命长:根据赫兹压力定律可以得出,行星滚柱丝杠所能承受的静载荷是滚珠丝杠的3倍,寿命是滚珠丝杠的15倍。球。拧紧。 3.2目前下游行业主要是医疗自动化和汽车行业的直线传动领域,市场典型技术包括液压传动、滚珠丝杠传动、凸轮连杆传动、链条传动等。与这些传统的传动方式相比,滚柱丝杠具有更高的功率密度比、更高的运行精度、更强的速度和加速能力、更高的刚性和安全性、更长的使用寿命,并且能承受严酷的工况,对不同工况的适应性更好。受到越来越多设备制造商的支持。 3.3 2022年滚柱丝杠全球产值约为6.5亿元,国内产值约为1亿元。滚柱丝杠是市场上相对小众的传动产品,由于产能及前期市场推广不足,国内数量目前使用该产品的客户有限。 2022年,全球行星滚珠丝杠市场规模为6.5亿元,国内市场规模约为1.1亿元。但从整个工业市场来看,我们看到该产品的市场增长还是比较强劲的。此外,特斯拉的人形机器人有望带来新的机遇。 2019年发布的线性驱动产品市场研究报告,参考IHS市场预测,包含滚柱丝杠产品的市场预测。 3.4 欧洲占据绝对优势,日本国内性能差异明显3.4.1 世界市场以欧洲企业为主,滚柱丝杠生产厂家相对于一般滚珠丝杠产品数量较少,各品牌规模较小从特点和定位来看,它们的细分市场也有很大差异。此外,相对分散的目标市场也使得现有的少数产品品牌难以形成市场合力,深入开拓大市场来快速扩大螺丝销量。目前,全球生产滚柱丝杠并参与市场竞争的主要厂商有SKF(瑞典)、Rollvis(瑞士)、GSA(瑞士)、Rexroth(德国)、CMC(美国)、南京科技(中国大陆)等。济宁博特(中国大陆)、优仕特(中国台湾)。除了这些品牌外,Moog(美国)和Power Jacks(英国)也有滚柱丝杠生产能力,但其产品不出口,主要用于电动缸等自有产品。 Rollvis(瑞士):Rollvis成立于1970年,总部位于瑞士日内瓦,是一家专业设计和制造滚柱丝杠的制造商。产品推广商标为“Rollvis Swiss”。

公司向市场推出的产品系列较为齐全,几乎可以提供直径5mm至245mm、导程0.1mm至50mm全范围的磨削级高精度产品。 Rollvis产品主要应用于航空航天、军工装备、钢铁冶金等领域,近年来已批量供应电动缸等一般工业应用。 GSA(瑞士):GSA成立于1982年,总部位于瑞士伯尔尼,是一家专业设计和制造滚柱丝杠的制造商。产品推广商标为“GSA Swiss”。与Rollvis类似,GSA拥有多种丝杠尺寸,能够在市场上提供直径从5毫米到245毫米、导程从0.5毫米到50毫米的产品系列。 GSA是目前市场上价格最具竞争力的研磨级滚柱螺杆品牌,价格低于Rollvis,产品质量水平和性能略低于Rollvis。力士乐(德国):公司及品牌隶属于博世力士乐集团,是一家大型工业产品公司,主要生产液压系统、变速箱、电控技术和机电一体化产品。力士乐提供直线传动技术领域的产品,如直线导轨、滚珠丝杠、滚柱丝杠、电动缸、直线运动模块等,其中滚柱丝杠产品在过去10年中已经推出了采用滚压成型技术的产品。一个新产品。虽然满足了客户追求经济效益的需求,但不能用于要求高精度、长寿命的场合。南京技术(国内):直径范围为30/39/48/60mm,导程范围为10/15/20mm,主要应用于伺服电动缸领域。 Bot Seiko(国产):直径范围为24/30/36/39/48/63mm,导程范围为4-36mm。

4 直线导轨:一般直线运动装置4.1 直线导轨由导轨和导向块组成。直线导轨是机械加工中常见的机械结构,主要由导轨和导向块组成。已建成。导轨一般采用钢或铝等材料制成,具有一定的硬度和刚性。另一方面,导向块一般由滑块、滑板等在导轨上滑动的部件组成,以实现定位和运动控制。工作的。直线导轨机械结构简单、稳定可靠,广泛应用于数控机床、自动生产线、医疗设备等领域。直线导轨的主要性能参数: 精度:直线导轨的精度是指运动部件在导轨上的定位精度,通常用直线度、平行度、垂直度等参数来表示。刚度:直线导轨的刚度是指其承受变形的能力,即承载载荷时不发生过度的弯曲或偏转,从而影响运动部件的运动精度。常用的度量包括刚度系数和刚度矩阵。负载能力:直线导轨的负载能力是指直线导轨能够承受的最大负载,通常用额定负载、静负载等参数来表示。寿命:直线导轨的寿命是指在规定的负载和使用条件下,能保持恒定性能和寿命的时间,通常用使用寿命、预期寿命等参数来表示。 摩擦力:直线导轨的摩擦力是指直线导轨的摩擦力。直线导轨的摩擦系数。导轨与运动部件之间的摩擦力通常用滑动摩擦系数、滚动摩擦系数等参数来表示。选择性能良好的直线导轨,需要考虑使用环境、负载、速度、精度等诸多因素。 4.2下游直线导轨厂家采购的主要零部件及原材料为精密电子机械机床自动化设备,主要包括轴承钢、钢球等。钢材价格的波动将对公司的生产成本产生重大影响。中国经济持续快速增长,为直线导轨产品提供了巨大的市场空间。近年来,随着我国电力行业、数据通信行业、城市轨道交通行业、船舶行业、汽车行业等行业的不断扩大,直线导轨的应用领域也日益扩大。 4.3 2020年全球直线导轨市场约为20亿美元,国内市场约为5.2亿美元4.3.1 2020年全球直线导轨市场约为20亿美元,参见QY Research数据,World Linear Guides市场达到2.01美元预计2020年将达到286亿美元,预计2027年将达到286亿美元,复合年增长率为4.65%。 4.3.2 2020年中国直线导轨市场规模约5.2亿美元中国直线导轨行业近年来发展迅速,国外各大企业与中国企业成立合资企业,在中国建立生产基地,约8,966条直线导轨投入市场2020年,中国大陆产量为1,000台,预计到2027年将增至约14,897,000台。据QY Research数据显示,2020年中国直线导轨市场生产消费规模约为5.16亿美元,到2027年,中国直线导轨市场规模将达到8.21亿美元,全球市场占比预计约为28.67%总数的。 4.4 高端细分市场以德国、日本企业为主,中端细分市场以台湾企业为主4.4.1 全球市场竞争格局直线导轨市场竞争格局集中,主要厂商集中在该行业包括德国制造商雷克斯(Rex),其中包括博世(Bosch),这些公司包括罗斯、日本THK、日本IKO、NSK、德国舍弗勒集团等,都拥有较高的技术能力和生产能力,可以满足多个领域的市场需求。此外,相对较小的本地制造商在市场中发挥着重要作用。

4.4.2 中国市场竞争环境目前,国内高端直线导轨市场主要分为瑞士施内伯格、德国INA、力士乐、日本NSK、THK两大品牌,市场主要以台湾上海上银为主。公司。中国大陆主要企业有高科凯特、南京科技、山东博特、韩江机床、上海中恒、大连高金、浙江斯凯石、浙江新一石、浙江海天等,但其综合实力明显逊色于海外企业。尽管直线导轨的市场需求巨大,但国内品牌企业却很少,仍然无法与国际品牌企业竞争。对日本NSK、台湾上海银、南京工艺、美优精工进行分析:南京工艺的精度标准与日本NSK、台湾上海银一致,而按照国际标准,南京工艺只能达到目前的水平。 2-5.目前无法达到Level 1 根据NSK和Join的情况,Level 1主要适用于机床的磨床和放电机、半导体制造设备的检测器、切片机、划片机,Beaute Seiko还没有达到平版印刷机、测量仪器、三维测量仪器等达到一级水平。

5 人形机器人引领丝杠空间5.1 特斯拉擎天柱引领人形机器人潮流特斯拉人形机器人擎天柱是本轮全球人形机器人行业的潮流引领者。马斯克在2021 年Tesla AI Day 上展示了Tesla Bot 的大致形状。然而,特斯拉机器人当时还只是一个概念,动作展览由工作人员穿着特殊的紧身服装,假装成机器人表演舞蹈动作。一年后,2022年特斯拉AI Day上,人形机器人擎天柱亮相,并缓缓走出去迎接观众。当擎天柱首次亮相时,在没有连接或备份的情况下只能走几步。 2023年5月,在特斯拉股东大会上,马斯克公布了Teslabot的最新进展。特斯拉机器人现在可以顺利行走,特斯拉的人形机器人现在不仅可以行走,还可以灵活地拾取和放置物体。 2023年7月,在特斯拉第二季度业绩发布会上,马斯克表示,特斯拉已经生产了10个人形机器人。步行测试计划于今年11 月进行,实际测试计划于明年在特斯拉工厂进行。 5.2 Tesla Optimus 线性关节选型螺丝方案Tesla 在2022 AI Day 上展示了其Optimus 关节组件,可以执行28 种人类常见动作,例如举起手臂、弯曲右膝等。这28 个自由度由14 个线性执行器和14 个旋转关节组成。从公布的内部结构可以看出,Optimus的旋转关节采用了谐波减速器方案,线性关节采用了行星滚柱丝杠+梯形丝杠方案,14个线性关节中有10个采用了行星关节。使用。滚柱丝杠解决方案,四种精选梯形丝杠解决方案。马斯克大胆表示,一旦Optimus成熟上市,更多人想要拥有一台或多台,这个数字可能会达到100亿甚至200亿台,我是这么预测的。如果这种情况成为现实,将对螺丝行业产生重大影响。

6 国内企业加速布局,国产化进程加速6.1 恒力液压:恒力液压正在规划增产扩产,是国内领先、世界一流的国产液压企业。以机械加工技术为重点,掌握了高精度液压铸造技术、摩擦焊技术、热处理技术、高压密封技术、检测技术、先进加工技术等精密加工/制造工艺和核心技术。公司计划2021年非公开发行募集资金14亿元,投资建设直线驱动项目,项目建成后将形成年产标准滚珠丝杠电动缸、大型滚珠丝杠电动缸、大型滚珠丝杠电动缸10.4万台的产能。气缸,气缸数量为4,500 个。滚珠丝杠电动缸,750个行星滚轮,丝杠电动缸产能,标准滚珠丝杠10万米,强力滚珠丝杠10万米。近年来,随着液压行业的发展,液压产品的数量和种类不断增加,同时也对高压、智能化、精密化、集成化、高精度等技术要求提出了更高的要求。绿色。电动缸具有性能可靠、动作灵敏、运行平稳、推拉力相同、对环境适应性好等诸多优点,未来将在一定程度上取代传统的液压缸、气动缸。未来,随着工业自动化程度的不断提高,电动缸产品的应用场景将更加广泛,市场需求也将稳步增长。滚珠丝杠是最常用的机械传动元件之一。其基本部件包括轴、螺母以及它们之间的螺纹球。其主要功能是将旋转运动转换为直线运动或将扭矩转换为轴向重复运动。具有高精度、可逆性、高效率等特点,广泛应用于数控机床、精密机床、工业机械、电子机械及航空航天工业等领域的工业设备和精密设备。博世力士乐是液压行业的全球领导者,也是滚珠丝杠市场的主要参与者,其他全球主要制造商包括台湾的上银科技在内。

黑田精密工业、日本 NSK、 德国舍弗勒等公司。我国滚动功能部件制造厂商众多,但多数企业只能生产品种单 一、技术含量不高的中低档产品,制造工艺水平与国外相比存在一定差距,目前尚 未形成国际影响力的品牌,自主品牌有待进一步突破。6.2 贝斯特:新设子公司专攻丝杠导轨公司自成立以来,一直专注于精密零部件和智能装备及工装产品的研发、生产 及销售,并且,公司还利用在智能装备及工装领域的各类先发优势,将业务延伸至 高端航空装备制造以及工业自动化装备领域。2023H1,公司实现收入 6.34 亿元, 同比增 29.42%,归母净利润 1.3 亿元,同比增 62.08%。公司目前业务分为三大 板块:一、各类精密零部件、智能装备及工装夹具等原有业务;二、新能源汽车零 部件业务,重点布局新能源汽车轻量化结构件、高附加值精密零部件以及氢燃料电 池汽车核心部件等产品;三、工业母机领域,全面布局直线滚动功能部件,产品包 括:高精度滚珠/滚柱丝杠副、高精度滚动导轨副等。 2022 年 1 月,公司设立全资子公司“无锡宇华精机有限公司”,充分发挥公 司在工装夹具、智能装备、工业自动化集成等领域的技术优势和在汽车行业的生产 管理体系优势,全面布局直线滚动功能部件(产品包括:高精度滚珠/滚柱丝杠副、 高精度滚动导轨副等),瞄准高端机床领域、半导体装备产业、自动化产业、机器 人领域等市场进行大力开拓,高举高打,快速切入“工业母机”新赛道。目前,公 司生产的滚珠丝杠副、直线导轨副等产品首台套已实现成功下线,部分产品已在送 样验证过程中。 6.3 鼎智科技:微特电机龙头,深度布局丝杠公司是以微特电机为主要构成的定制化精密运动控制解决方案提供商,主要 从事线性执行器、混合式步进电机、直流电机、音圈电机及其组件等产品的设计、 研发、生产和销售,公司以客户需求为导向,将成熟技术方案向客户进行推广应用, 并针对特定需求开展定制化产品开发。公式产品广泛应用于医疗诊断设备、生命科 学仪器等医疗器械领域,以及机器人、流体控制、精密电子设备等工业自动化领域。 公司线性执行器(丝杠步进电机)产品以步进电机为主要构成,通过丝杠与电 机转子直接连接,并配备螺母通过与丝杠的相对位移实现电机旋转运动向直线运 动的转化,从而使得电机提供简单有效的直线运动。该产品将运动的转换过程在电 机本体完成,无需额外配置皮带、齿轮齿条、联轴器等部件来实现旋转运动到直线 运动的转换,大幅节省零部件采购成本和系统组装时间,有效解决了因多次转接造 成的精度损失,从而提高结构空间的利用率和定位精度。公司线性执行器产品结构简单、紧凑,根据客户需要可提供多种解决方案类型。 根据结构划分,该产品可分为外部驱动式、贯通轴式和固定轴式线性执行器产品, 满足客户不同结构设计的需要;根据传动电机种类及传动螺母类型,产品可分为滑 动丝杠线性执行器、滚珠丝杠线性执行器和永磁电机线性执行器三大类,满足不同 客户在控制精度、输出推力等方面的需求。此外,公司根据客户需要,为其提供加 装刹车、编码器、空心轴等定制化服务,并可以成套模组方式为其提供系统性产品。6.4 秦川机床:子公司汉江机床专注于滚珠丝杠多年公司子公司汉江机床专注于滚珠丝杠多年,定增继续扩大产能。公司 2022 年 滚珠丝杠产能为 10 万件/年,滚动直线导轨产能为 5 万米/年,对应产值约 1.51 亿元。近期定增项目达产后,项目增加滚珠丝杠/精密螺杆副产能 28 万件/年、滑 动直线导轨产能 13 万米/年,参考相关产品市场价格,预计实现收入约 5 亿元。 滚珠丝杠、滚动直线导轨新增产能比分别为 280%和 260%。新增产能较多主要系 近年来子公司汉江机床滚珠丝杠、滚动直线导轨产品精度较高的竞争优势逐步强 化,实现进口替代,从而获得更大下游需求空间。(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)精选报告来源:【未来智库】。「链接」
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1丝杠和直线导轨:丝杠是高精度直线运动的核心部件,是机械传动元件,通常用于将旋转运动转换为直线运动。它主要由螺杆和螺母两部分组成。螺钉是母线的螺纹细长部分,螺母是母线外侧的螺纹部分。当您转动螺杆时,螺母会沿螺杆的方向移动。螺杆具有多种特性,广泛应用于机械传动装置中。 1)滑动摩擦系数小:丝杠与螺母之间的滑动摩擦系数较小,保证直线运动的平稳性和精度。较低的滑动摩擦系数使螺母更容易沿着丝杠移动,从而减少了电机和手轮所需的功率。 2)效率高:将旋转运动转化为直线运动,螺杆传动效率高,能耗低。螺杆的高效率增加了机械传动的稳定性和可靠性。 3)使用寿命长:丝杠采用钢材等高强度金属制成,保证了较长的运行和使用寿命。丝杠的强度和耐用性降低了设备故障和维修成本。 4)可逆:螺杆方向可自由调节,使设备适应不同的作业需要。丝杠的可逆性允许在不改变传动系统的情况下灵活适应不同的应用。 5)控制方便:丝杠的控制非常简单,可以用电机控制,也可以用手轮控制。这种控制程序可以通过编程等电子手段实现自动化,进一步提高设备的生产效率和精度。丝杠作为机械传动元件广泛应用于各种生产工艺中,由于其滑动摩擦系数低、效率高、使用寿命长、可逆性、易于控制等优点,是理想的传动元件之一。目前,丝杠广泛应用于机场、轨道交通系统、自动化设备、机器人、制造系统等行业。 1.1 螺纹可分为滚珠丝杠/滚柱丝杠/T型丝杠常见的螺纹可分为三角丝杠、梯形丝杠、滚珠丝杠、行星滚柱丝杠四种: 1)三角丝杠:普通丝杠也叫。这些螺钉具有等边三角形齿,用于连接和紧固。 2)梯形螺杆:螺旋形状为一般等腰梯形/滑动摩擦,传动效率为26-46%,适用于木工机械、包装机械等,国产化率也比较充足。 3)滚珠丝杠:滚珠链在丝杠轴与螺母之间产生滚动摩擦,传动效率达90%以上,广泛应用于机床、电子机械、机器人等。低于60%。 %。 4)行星滚柱丝杠:据李凯等人《精密行星滚柱丝杠的传动特性》介绍,行星滚柱丝杠通过在主丝杠上布置大量行星滚柱,综合了行星轮、滚珠丝杠、滚针轴承等的优点。虽然杆传动过程中的接触面和传力效率略低于滚珠丝杠,但如果润滑条件良好,可以达到90%以上。国内的研究、应用和大规模量产尚处于早期阶段。

2 滚珠丝杠:高精度丝杠的代表2.1 滚珠丝杠由丝杠轴和螺母组成,1898年首次在螺母和丝杠之间加入钢珠,改变了传统丝杠的滑动接触方式拧入滚动接触。有人尝试过。滚动摩擦代替滑动摩擦,将螺母内钢珠的旋转运动转化为直线运动,将扭矩转化为重复的轴向力,改善了传统螺丝定位不良、易损坏的问题。螺母的凹槽内有许多由铬钢制成的小球。当球在螺母中循环时,球在螺杆下方提供平滑的运动,并且当球在螺母中循环时,偏转器或返回系统将球固定住。滚珠丝杠组件由内螺纹螺母和螺杆组成,螺母的螺旋槽与螺杆的螺旋槽相匹配。当使用滚珠丝杠作为主动物体时,螺母根据相应规格的导程将丝杠的旋转角度转换为直线运动,这是通过螺母座将被动工件连接到螺母来实现的。相应的直线运动。滚珠丝杠与电机配合使用时,效率高达90%。非常精确,每英尺精确到千分之几英寸。滚珠丝杠用于许多行业的精密控制,包括航空航天、计算机、电子、汽车和医疗行业。丝杠的主要作用是将旋转运动转变为直线运动,或者将扭矩转变为轴向重复力,但它也具有高精度、可逆性、高效率等特点,提高了精度,在强度和强度方面表现出优异的性能。耐磨性。所有这些都有非常高的要求,因此从毛坯到成品的整个过程都必须仔细考虑。目前,滚珠丝杠是行业的主流产品,与普通丝杠(梯形丝杠)相比,在自锁性、传动速度、使用寿命和传动效率等方面具有明显的优势。滚珠丝杠副。又称滚珠螺杆、滚珠螺杆、或滚珠螺杆。滚珠丝杠由丝杠轴和螺母组成,螺母由钢珠、预紧产品、反向器、防尘罩等组成。

滚珠丝杠是Acme丝杠的进一步延伸和发展,其重要意义在于将轴承从滑动运动改为滚动运动。常见的滚珠丝杠有自润滑滚珠丝杠、静音滚珠丝杠、高速滚珠丝杠、重载滚珠丝杠等。 -工作用滚珠丝杠等。滚珠丝杠从循环系统的角度来看有内循环和外循环之分。内循环是指滚珠在循环过程中始终与丝杠接触,外循环是指滚珠偶尔与丝杠接触。联系。这意味着你是。循环过程中不与螺杆接触。滚珠丝杠具有较低的摩擦阻力,因此被广泛应用于各种工业设备和精密设备中。 2.2丝杠精度:在中国大陆有7级,而在JIS中,精度等级、轴向游隙、额定载荷、导程、丝杠轴外径、长度等分为6级。 1)精度等级(精度一般指导程精度):滚珠丝杠根据使用范围和要求分为定位滚珠丝杠副(P)和传动滚珠丝杠副(T)两种。有7个级别:1/2/3/4/5/7/10。 1 级精度最高,精度逐渐下降。 JIS等级精度分为C0、C1、C3、C5、C7、C10 6种,一般机械及一般CNC机械则选择C7(300行程内定位误差0.05)以下。高精度CNC机床请选择C5(0.018)以上、C3(0.008)以下;光学/检测机床请选择C3以上。但现在台湾出现了两种精度:C2和C6。 2)轴向间隙:滚珠丝杠螺母与丝杠轴之间的轴向间隙值一般约为00.12毫米,这个轴向间隙影响物体运动的再现性(通常为00.02毫米) 。 3) 允许轴向载荷:允许轴向载荷是指保证丝杠轴安全地承受可能导致压曲的载荷的载荷。施加在丝杠轴上的最大轴向载荷应小于许用轴向载荷。 4)许用转速:滚珠丝杠的转速由所需的进给量和滚珠丝杠导程决定,因此必须小于许用转速。滚珠丝杠的允许转速小于临界转速的80%,这与丝杠轴的固有振动是一致的。 5)寿命:滚珠丝杠的寿命是指直到滚珠滚道和滚珠因交变应力而疲劳并开始剥落为止的总转数、时间和距离。 6)导程:滚珠螺母相对于滚珠丝杠旋转一圈(2弧度或360)时的行程。常见的丝杠导程有4、5、6、8、10、12、16、20、32、40、50、60、80、100mm。 2.3下游以机床注塑机机械行业为主,从产业链来看,上游为滚珠丝杠原材料及零部件,原材料主要包括钢材等,下游应用领域为数控2.4 2022年全球滚珠丝杠市场规模约为20亿美元,中国约为30亿元人民币2.4.1 MarketWatch预计2022年全球滚珠丝杠市场规模约为200亿美元。预计将达到1亿美元。特别是航空母舰、航空航天、汽车工业、模具制造、光电、仪器仪表等应用行业对高速、高精度、高质量加工的需求不断增加。满足滚珠丝杠更大规模、更高端的市场需求。具体来说,据华晶产业研究院数据显示,2021年全球滚珠丝杠市场规模将达到17.5亿美元,同比增长6.0%,2015年至2021年年均复合增长率为6.2%。华晶产业研究院预测,2022年全球市场规模将达到18.59亿美元。据MarketWatch估计,2028年全球滚珠丝杠市场预计将达到30.83亿美元。

2.4.2华精产业研究院预计,2022年中国滚珠丝杠市场规模将接近30亿元。从国内市场规模来看,中国是滚珠丝杠产品的重要消费市场之一。 2019年国内滚珠丝杠市场市场规模为30亿元,约占全球总量的20%,预计2021年这一比例将提升至22.9%。据华精产业研究院数据显示,预计2021年我国滚珠丝杠市场规模将达到25亿元,2022年将达到28亿元。从国内行业供需情况来看,滚珠丝杠副需求超过产量,行业供需缺口明显。据华精产业研究院统计,2021年我国滚珠丝杠(滚珠丝杠副)产量将达到983万套,需求量将达到1406万套。从价格走势来看,近年来日本二次滚珠丝杠行业市场竞争加剧,国内企业进入中高端产品市场,国外品牌积极抢占市场份额。行业市场竞争明显加剧,行业整体市场价格呈现明显下降趋势。据华精产业研究院数据显示,国内滚珠丝杠价格将从2014年均价225元/套下降至2021年181元/套,市场价格预计将下降至180元/套。 2022年下降速度将会放缓。 2.5 日本高档滚珠丝杠国产化率较低2.5.1 世界市场竞争格局为了实现高速加工和高精度加工,除了加强机床的结构刚性设计外,需要开发高速主轴系统和高速进给系统的组合才能实现高速材料切削工艺,这更多地需要企业的制造和设计能力。 2021年,全球主要滚珠丝杠制造商包括NSK、THK、SKF等,CR5的市场份额达到46%左右,主要由欧洲和日本占据。华精产业研究院数据显示,滚珠丝杠制造商以日本、欧洲为主。全球市场份额约为70%。 2.5.2 中国市场竞争格局从2021年国内滚珠丝杠市场来看,主要厂商有台湾的上海银泰、银泰,大陆的韩江、南京工艺,德国力士乐、日本等,其中包括THK、THK等。日本精工株式会社。在中低档滚珠丝杠领域,台湾和大陆企业已实现大规模国产替代,而在高端市场,德国和日本占据90%的市场份额,留有广阔空间为了本地化.

3、行星滚柱丝杠:丝杠中的尖顶行星滚柱丝杠,通过丝杠的旋转来带动,通过丝杠与滚柱之间的螺旋运动,滚柱带动螺母做直线运动。行星滚柱丝杠主要由丝杠、螺母、滚柱组成。螺钉和螺母为大螺距螺纹。行星滚轮通常是单螺纹的。滚轮两端有螺纹齿,与滚轮的螺纹齿相啮合。它是一个内齿轮。传动原理类似于行星齿轮系。该螺钉类似于太阳齿轮。滚子充当行星齿轮,螺母充当齿圈。当螺杆旋转时,滚子进行行星运动。它在绕丝杠旋转的同时,还利用丝杠传动原理使丝杠旋转,将该运动转换为螺母的直线往复运动。行星滚柱丝杠分为四种不同的结构类型。 1)固定滚柱螺母运动型(RGT):该类型的行星滚柱丝杠由以下部件组成:长螺纹主轴、螺纹滚柱、螺纹螺母、轴承盖和齿套。轴向载荷通过螺纹主轴通过螺纹滚子传递至螺纹螺母。该系统由螺纹滚子齿和两个齿套同步。与滚珠轴承保持架类似,轴承盖在螺杆外圆周上的螺纹滚子之间提供距离。 2)循环滚柱螺母运动型(RGTR):这种类型的行星滚柱丝杠由以下部件组成:长螺纹主轴、螺纹滚柱、螺纹螺母、保持架和凸轮挡圈。此类行星滚柱丝杠具有螺纹滚柱的机械回程功能。这种运动学(复位)允许行星滚柱丝杠副具有非常小的导程、坚固的螺纹结构和高承载能力。这也允许具有较大公称直径的丝杠具有较小的导程。与滚珠轴承中的滚珠类似,螺纹滚子由围绕主轴圆周的保持架固定到位。在保持架旋转一圈的过程中,螺纹滚子被凸轮从主螺纹径向提升并进入主轴螺母的凹槽中。在该凹槽中,循环是通过使螺纹滚子在螺纹轴上向后缩回一圈来完成的。 3)固定滚柱螺母倒置型(RGTI):此类行星滚柱丝杠由以下部件组成:长光轴螺纹主轴、螺纹滚柱、长螺纹螺母、轴承盖、齿套。带有逆向工程的RGTI 是RGT 的逆向工程版本。基本上,它具有与RGT相同的特性,但还具有高负载能力和定位精度。与RGT 不同的是,在此设计中,主轴的螺纹滚子通过轴承盖和齿轮圈固定到位并同步。这种倒置设计具有光滑的圆柱形主轴,没有连续的螺纹轮廓。因此,系统可以通过带有径向轴密封圈的主轴得到良好的密封。 4)循环滚柱螺母可逆型(RGTRI):此类行星滚柱丝杠由以下部件组成:长光轴螺纹主轴、螺纹滚柱、长螺纹螺母、保持架和凸轮挡圈。 RGTRI 是RGTR 的逆向工程。与RGTR的唯一区别是带有螺纹滚子的保持架和用于缩回螺纹滚子的凹槽位于主轴上而不是螺母上。得益于滚柱回程功能原理,RGTRI还具有较小的螺距和更强的螺纹牙形。光滑的圆柱形主轴也适用于这种反向设计的密封系统。

3.1承载能力强、体积小、精度高1)承载能力高:行星滚柱丝杆为线接触,增加的接触面大大提高了承载能力和刚性。因此,与同规格的滚珠丝杠副相比,实现了3倍以上(最高10倍)的高刚性和高负载能力。 2)耐冲击:抗冲击载荷能力强,工作可靠。 3)体积小:相同载荷下,行星滚柱丝杠的体积为滚珠丝杠体积的1/3。 4)高速度:最高线速度可达2000mm/s,输入转速可达5000rpm以上。最大加速度达到3g。 5)低噪音:避免回程装置对DN值的限制,实现小导程高速驱动,DN140,000,Vmax60m/min,角加速度7.000r/s^2,低振动,低噪音。 6)精度高:丝杠轴为小导程角的非圆丝杠,因此导程精度高,可实现精密微进给。导程精度KL5=0.005mm,导程精度KL10(标准)=0.01mm。 (行程315mm) 7)寿命长:根据赫兹压力定律可以得出,行星滚柱丝杠所能承受的静载荷是滚珠丝杠的3倍,寿命是滚珠丝杠的15倍。球。拧紧。 3.2目前下游行业主要是医疗自动化和汽车行业的直线传动领域,市场典型技术包括液压传动、滚珠丝杠传动、凸轮连杆传动、链条传动等。与这些传统的传动方式相比,滚柱丝杠具有更高的功率密度比、更高的运行精度、更强的速度和加速能力、更高的刚性和安全性、更长的使用寿命,并且能承受严酷的工况,对不同工况的适应性更好。受到越来越多设备制造商的支持。 3.3 2022年滚柱丝杠全球产值约为6.5亿元,国内产值约为1亿元。滚柱丝杠是市场上相对小众的传动产品,由于产能及前期市场推广不足,国内数量目前使用该产品的客户有限。 2022年,全球行星滚珠丝杠市场规模为6.5亿元,国内市场规模约为1.1亿元。但从整个工业市场来看,我们看到该产品的市场增长还是比较强劲的。此外,特斯拉的人形机器人有望带来新的机遇。 2019年发布的线性驱动产品市场研究报告,参考IHS市场预测,包含滚柱丝杠产品的市场预测。 3.4 欧洲占据绝对优势,日本国内性能差异明显3.4.1 世界市场以欧洲企业为主,滚柱丝杠生产厂家相对于一般滚珠丝杠产品数量较少,各品牌规模较小从特点和定位来看,它们的细分市场也有很大差异。此外,相对分散的目标市场也使得现有的少数产品品牌难以形成市场合力,深入开拓大市场来快速扩大螺丝销量。目前,全球生产滚柱丝杠并参与市场竞争的主要厂商有SKF(瑞典)、Rollvis(瑞士)、GSA(瑞士)、Rexroth(德国)、CMC(美国)、南京科技(中国大陆)等。济宁博特(中国大陆)、优仕特(中国台湾)。除了这些品牌外,Moog(美国)和Power Jacks(英国)也有滚柱丝杠生产能力,但其产品不出口,主要用于电动缸等自有产品。 Rollvis(瑞士):Rollvis成立于1970年,总部位于瑞士日内瓦,是一家专业设计和制造滚柱丝杠的制造商。产品推广商标为“Rollvis Swiss”。

公司向市场推出的产品系列较为齐全,几乎可以提供直径5mm至245mm、导程0.1mm至50mm全范围的磨削级高精度产品。 Rollvis产品主要应用于航空航天、军工装备、钢铁冶金等领域,近年来已批量供应电动缸等一般工业应用。 GSA(瑞士):GSA成立于1982年,总部位于瑞士伯尔尼,是一家专业设计和制造滚柱丝杠的制造商。产品推广商标为“GSA Swiss”。与Rollvis类似,GSA拥有多种丝杠尺寸,能够在市场上提供直径从5毫米到245毫米、导程从0.5毫米到50毫米的产品系列。 GSA是目前市场上价格最具竞争力的研磨级滚柱螺杆品牌,价格低于Rollvis,产品质量水平和性能略低于Rollvis。力士乐(德国):公司及品牌隶属于博世力士乐集团,是一家大型工业产品公司,主要生产液压系统、变速箱、电控技术和机电一体化产品。力士乐提供直线传动技术领域的产品,如直线导轨、滚珠丝杠、滚柱丝杠、电动缸、直线运动模块等,其中滚柱丝杠产品在过去10年中已经推出了采用滚压成型技术的产品。一个新产品。虽然满足了客户追求经济效益的需求,但不能用于要求高精度、长寿命的场合。南京技术(国内):直径范围为30/39/48/60mm,导程范围为10/15/20mm,主要应用于伺服电动缸领域。 Bot Seiko(国产):直径范围为24/30/36/39/48/63mm,导程范围为4-36mm。

4 直线导轨:一般直线运动装置4.1 直线导轨由导轨和导向块组成。直线导轨是机械加工中常见的机械结构,主要由导轨和导向块组成。已建成。导轨一般采用钢或铝等材料制成,具有一定的硬度和刚性。另一方面,导向块一般由滑块、滑板等在导轨上滑动的部件组成,以实现定位和运动控制。工作的。直线导轨机械结构简单、稳定可靠,广泛应用于数控机床、自动生产线、医疗设备等领域。直线导轨的主要性能参数: 精度:直线导轨的精度是指运动部件在导轨上的定位精度,通常用直线度、平行度、垂直度等参数来表示。刚度:直线导轨的刚度是指其承受变形的能力,即承载载荷时不发生过度的弯曲或偏转,从而影响运动部件的运动精度。常用的度量包括刚度系数和刚度矩阵。负载能力:直线导轨的负载能力是指直线导轨能够承受的最大负载,通常用额定负载、静负载等参数来表示。寿命:直线导轨的寿命是指在规定的负载和使用条件下,能保持恒定性能和寿命的时间,通常用使用寿命、预期寿命等参数来表示。 摩擦力:直线导轨的摩擦力是指直线导轨的摩擦力。直线导轨的摩擦系数。导轨与运动部件之间的摩擦力通常用滑动摩擦系数、滚动摩擦系数等参数来表示。选择性能良好的直线导轨,需要考虑使用环境、负载、速度、精度等诸多因素。 4.2下游直线导轨厂家采购的主要零部件及原材料为精密电子机械机床自动化设备,主要包括轴承钢、钢球等。钢材价格的波动将对公司的生产成本产生重大影响。中国经济持续快速增长,为直线导轨产品提供了巨大的市场空间。近年来,随着我国电力行业、数据通信行业、城市轨道交通行业、船舶行业、汽车行业等行业的不断扩大,直线导轨的应用领域也日益扩大。 4.3 2020年全球直线导轨市场约为20亿美元,国内市场约为5.2亿美元4.3.1 2020年全球直线导轨市场约为20亿美元,参见QY Research数据,World Linear Guides市场达到2.01美元预计2020年将达到286亿美元,预计2027年将达到286亿美元,复合年增长率为4.65%。 4.3.2 2020年中国直线导轨市场规模约5.2亿美元中国直线导轨行业近年来发展迅速,国外各大企业与中国企业成立合资企业,在中国建立生产基地,约8,966条直线导轨投入市场2020年,中国大陆产量为1,000台,预计到2027年将增至约14,897,000台。据QY Research数据显示,2020年中国直线导轨市场生产消费规模约为5.16亿美元,到2027年,中国直线导轨市场规模将达到8.21亿美元,全球市场占比预计约为28.67%总数的。 4.4 高端细分市场以德国、日本企业为主,中端细分市场以台湾企业为主4.4.1 全球市场竞争格局直线导轨市场竞争格局集中,主要厂商集中在该行业包括德国制造商雷克斯(Rex),其中包括博世(Bosch),这些公司包括罗斯、日本THK、日本IKO、NSK、德国舍弗勒集团等,都拥有较高的技术能力和生产能力,可以满足多个领域的市场需求。此外,相对较小的本地制造商在市场中发挥着重要作用。

4.4.2 中国市场竞争环境目前,国内高端直线导轨市场主要分为瑞士施内伯格、德国INA、力士乐、日本NSK、THK两大品牌,市场主要以台湾上海上银为主。公司。中国大陆主要企业有高科凯特、南京科技、山东博特、韩江机床、上海中恒、大连高金、浙江斯凯石、浙江新一石、浙江海天等,但其综合实力明显逊色于海外企业。尽管直线导轨的市场需求巨大,但国内品牌企业却很少,仍然无法与国际品牌企业竞争。对日本NSK、台湾上海银、南京工艺、美优精工进行分析:南京工艺的精度标准与日本NSK、台湾上海银一致,而按照国际标准,南京工艺只能达到目前的水平。 2-5.目前无法达到Level 1 根据NSK和Join的情况,Level 1主要适用于机床的磨床和放电机、半导体制造设备的检测器、切片机、划片机,Beaute Seiko还没有达到平版印刷机、测量仪器、三维测量仪器等达到一级水平。

5 人形机器人引领丝杠空间5.1 特斯拉擎天柱引领人形机器人潮流特斯拉人形机器人擎天柱是本轮全球人形机器人行业的潮流引领者。马斯克在2021 年Tesla AI Day 上展示了Tesla Bot 的大致形状。然而,特斯拉机器人当时还只是一个概念,动作展览由工作人员穿着特殊的紧身服装,假装成机器人表演舞蹈动作。一年后,2022年特斯拉AI Day上,人形机器人擎天柱亮相,并缓缓走出去迎接观众。当擎天柱首次亮相时,在没有连接或备份的情况下只能走几步。 2023年5月,在特斯拉股东大会上,马斯克公布了Teslabot的最新进展。特斯拉机器人现在可以顺利行走,特斯拉的人形机器人现在不仅可以行走,还可以灵活地拾取和放置物体。 2023年7月,在特斯拉第二季度业绩发布会上,马斯克表示,特斯拉已经生产了10个人形机器人。步行测试计划于今年11 月进行,实际测试计划于明年在特斯拉工厂进行。 5.2 Tesla Optimus 线性关节选型螺丝方案Tesla 在2022 AI Day 上展示了其Optimus 关节组件,可以执行28 种人类常见动作,例如举起手臂、弯曲右膝等。这28 个自由度由14 个线性执行器和14 个旋转关节组成。从公布的内部结构可以看出,Optimus的旋转关节采用了谐波减速器方案,线性关节采用了行星滚柱丝杠+梯形丝杠方案,14个线性关节中有10个采用了行星关节。使用。滚柱丝杠解决方案,四种精选梯形丝杠解决方案。马斯克大胆表示,一旦Optimus成熟上市,更多人想要拥有一台或多台,这个数字可能会达到100亿甚至200亿台,我是这么预测的。如果这种情况成为现实,将对螺丝行业产生重大影响。

6 国内企业加速布局,国产化进程加速6.1 恒力液压:恒力液压正在规划增产扩产,是国内领先、世界一流的国产液压企业。以机械加工技术为重点,掌握了高精度液压铸造技术、摩擦焊技术、热处理技术、高压密封技术、检测技术、先进加工技术等精密加工/制造工艺和核心技术。公司计划2021年非公开发行募集资金14亿元,投资建设直线驱动项目,项目建成后将形成年产标准滚珠丝杠电动缸、大型滚珠丝杠电动缸、大型滚珠丝杠电动缸10.4万台的产能。气缸,气缸数量为4,500 个。滚珠丝杠电动缸,750个行星滚轮,丝杠电动缸产能,标准滚珠丝杠10万米,强力滚珠丝杠10万米。近年来,随着液压行业的发展,液压产品的数量和种类不断增加,同时也对高压、智能化、精密化、集成化、高精度等技术要求提出了更高的要求。绿色。电动缸具有性能可靠、动作灵敏、运行平稳、推拉力相同、对环境适应性好等诸多优点,未来将在一定程度上取代传统的液压缸、气动缸。未来,随着工业自动化程度的不断提高,电动缸产品的应用场景将更加广泛,市场需求也将稳步增长。滚珠丝杠是最常用的机械传动元件之一。其基本部件包括轴、螺母以及它们之间的螺纹球。其主要功能是将旋转运动转换为直线运动或将扭矩转换为轴向重复运动。具有高精度、可逆性、高效率等特点,广泛应用于数控机床、精密机床、工业机械、电子机械及航空航天工业等领域的工业设备和精密设备。博世力士乐是液压行业的全球领导者,也是滚珠丝杠市场的主要参与者,其他全球主要制造商包括台湾的上银科技在内。

黑田精密工业、日本 NSK、 德国舍弗勒等公司。我国滚动功能部件制造厂商众多,但多数企业只能生产品种单 一、技术含量不高的中低档产品,制造工艺水平与国外相比存在一定差距,目前尚 未形成国际影响力的品牌,自主品牌有待进一步突破。6.2 贝斯特:新设子公司专攻丝杠导轨公司自成立以来,一直专注于精密零部件和智能装备及工装产品的研发、生产 及销售,并且,公司还利用在智能装备及工装领域的各类先发优势,将业务延伸至 高端航空装备制造以及工业自动化装备领域。2023H1,公司实现收入 6.34 亿元, 同比增 29.42%,归母净利润 1.3 亿元,同比增 62.08%。公司目前业务分为三大 板块:一、各类精密零部件、智能装备及工装夹具等原有业务;二、新能源汽车零 部件业务,重点布局新能源汽车轻量化结构件、高附加值精密零部件以及氢燃料电 池汽车核心部件等产品;三、工业母机领域,全面布局直线滚动功能部件,产品包 括:高精度滚珠/滚柱丝杠副、高精度滚动导轨副等。 2022 年 1 月,公司设立全资子公司“无锡宇华精机有限公司”,充分发挥公 司在工装夹具、智能装备、工业自动化集成等领域的技术优势和在汽车行业的生产 管理体系优势,全面布局直线滚动功能部件(产品包括:高精度滚珠/滚柱丝杠副、 高精度滚动导轨副等),瞄准高端机床领域、半导体装备产业、自动化产业、机器 人领域等市场进行大力开拓,高举高打,快速切入“工业母机”新赛道。目前,公 司生产的滚珠丝杠副、直线导轨副等产品首台套已实现成功下线,部分产品已在送 样验证过程中。 6.3 鼎智科技:微特电机龙头,深度布局丝杠公司是以微特电机为主要构成的定制化精密运动控制解决方案提供商,主要 从事线性执行器、混合式步进电机、直流电机、音圈电机及其组件等产品的设计、 研发、生产和销售,公司以客户需求为导向,将成熟技术方案向客户进行推广应用, 并针对特定需求开展定制化产品开发。公式产品广泛应用于医疗诊断设备、生命科 学仪器等医疗器械领域,以及机器人、流体控制、精密电子设备等工业自动化领域。 公司线性执行器(丝杠步进电机)产品以步进电机为主要构成,通过丝杠与电 机转子直接连接,并配备螺母通过与丝杠的相对位移实现电机旋转运动向直线运 动的转化,从而使得电机提供简单有效的直线运动。该产品将运动的转换过程在电 机本体完成,无需额外配置皮带、齿轮齿条、联轴器等部件来实现旋转运动到直线 运动的转换,大幅节省零部件采购成本和系统组装时间,有效解决了因多次转接造 成的精度损失,从而提高结构空间的利用率和定位精度。公司线性执行器产品结构简单、紧凑,根据客户需要可提供多种解决方案类型。 根据结构划分,该产品可分为外部驱动式、贯通轴式和固定轴式线性执行器产品, 满足客户不同结构设计的需要;根据传动电机种类及传动螺母类型,产品可分为滑 动丝杠线性执行器、滚珠丝杠线性执行器和永磁电机线性执行器三大类,满足不同 客户在控制精度、输出推力等方面的需求。此外,公司根据客户需要,为其提供加 装刹车、编码器、空心轴等定制化服务,并可以成套模组方式为其提供系统性产品。6.4 秦川机床:子公司汉江机床专注于滚珠丝杠多年公司子公司汉江机床专注于滚珠丝杠多年,定增继续扩大产能。公司 2022 年 滚珠丝杠产能为 10 万件/年,滚动直线导轨产能为 5 万米/年,对应产值约 1.51 亿元。近期定增项目达产后,项目增加滚珠丝杠/精密螺杆副产能 28 万件/年、滑 动直线导轨产能 13 万米/年,参考相关产品市场价格,预计实现收入约 5 亿元。 滚珠丝杠、滚动直线导轨新增产能比分别为 280%和 260%。新增产能较多主要系 近年来子公司汉江机床滚珠丝杠、滚动直线导轨产品精度较高的竞争优势逐步强 化,实现进口替代,从而获得更大下游需求空间。(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)精选报告来源:【未来智库】。「链接」

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