
01、基本情況
絲杠作為機械部件,主要功能是將旋轉運動轉化為直線運動,電機通過聯軸器帶動絲杠軸轉動,絲杠軸上的螺母在螺紋驅動下實現直線往復運動,從而將電機旋轉力矩轉化為直線驅動力。梯形絲杠,結構簡單,成本低,傳動效率及精度不高,通常用于機床、礦山等領域。在絲杠和螺母減裝入滾珠作為中間傳動件減小運動摩擦,就是滾珠絲杠,適用于高精密傳動領域。
本文的主角行星滾柱絲杠,則是用滾柱代替滾珠,能夠承受更高負載、具備更高轉速及精度。是小體積、長壽命、高性能條件下機電伺服系統執行機構的最優選擇。與普通滾柱絲杠相比,行星滾柱絲杠的適合載荷約為其3~5倍,使用壽命也高達15倍,多被應用于工業制造、航天航空、醫療設備以及軍事等領域的各種精密機械和自動化設備中。
02、產業鏈
行星滾柱絲杠作為一種高精度、高性能的傳動裝置,采用緊湊的行星齒輪結構,整體裝置體積較小,便于集成到空間有限的設備中。在毛坯成型、精密機加工、熱處理、精密磨加工以及探傷等主要生產工藝與軸承相似。
需要指出的是,高精度絲杠的原材料需要特種金屬,大都為軸承鋼和低碳合金鋼等材料。絲杠軸的加工技術分為冷軋和研磨兩種,冷軋法的退火工藝和研磨法的螺紋切割為加工難點。設備決定了精度和效率,磨床是絲杠加工的核心設備,另外還有旋風銑、熱處理、校直等設備。
03、市場及主要企業
前面說到,行星滾柱絲杠在高精密傳動領域都有相應的使用,微型行星滾柱絲杠,目前的主要迫切場景是人形機器人。在該行業行業,行星滾柱絲杠可以為人形機器人的關節提供穩定而精確的動力傳輸,完成更準確和平穩的關節運動,從而模擬人體的各種動作,如行走、跑步、跳躍等。而且行星滾柱絲杠做得越小越可以增加線性執行器空間利用率,為靈巧手等狹小空間精確控制提供線性執行器方案。也是近期行業關注的熱點。
對行星滾柱絲杠而言,目前國內行星滾柱絲杠市場主要被國外廠商占據。這些企業也多是絲杠行業的傳統龍頭。舍弗勒,全球絲杠龍頭,占據絕對主導地位,旗下瑞士GSA、瑞士Rollvis、瑞典Ewellix分列全球前三。斯凱孚在全球軸承制造與創新領域居全球領先地位。日本精工(NSK)日本首家也是日本最大的軸承制造商,研發出世界最大的高負載能力的超大型滾珠絲杠。日本THK,世界首家通過滾動接觸開發直線運動方法的公司,也是成為世界上第一家開發了直線導軌的公司,全球最大滾珠絲杠廠商。美國慕格(Moog)全球精密運動控制系統的領先集成商,高精度行星滾柱絲杠領域有超過三十年的經驗。國內的企業,鼎智科技,以微特電機為主要構成的定制化精密運動控制解決方案提供商,微型行星滾柱絲桿的研發與生產上已有里程碑式達成。新劍傳動,省級首臺套,建有國內行星滾柱絲杠首條批量化生產線,在汽車行業首先進行了應用。諾仕機器人專注行星滾柱絲杠及配套執行器模組的設計、生產和制造,剛剛完成數千萬天使融資。五洲新春軸承行業規模較大的生產企業,微型滾珠絲杠方面樣品開發成功,公司股價因此連續6個漲停,但公司公告表示靈巧手方面尚未批量供貨。另外北特科技、雙林股份、貝斯特、恒力液壓、上銀科技、山東博特、銀泰科技、南京工藝等都有相關的產品。
04、幾個觀點
1.看企業數量就知道,行業中低端國內供應問題不大,競爭激烈,企業得靠技術創新和成本控制來不斷提升競爭力。
2.高端行星滾柱絲杠在多領域有廣泛應用,目前依靠進口,國內市場大,需求明確。
3.高端行星滾柱絲杠在材料、工藝、設備等方面都有較高的壁壘,且相關加工設備也面臨卡脖子風險。
4.即使是已研制出相應產品的企業一致性批量生產的能力還需要驗證。產品整體成本高,如何降本也是重點。
5.相比于低空經濟,汽車之后最大的產業,人形機器人被認為更有可能實現。行業目前用的單價為萬元級別,有著很大的降本空間。