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机械设备行业深度报告：丝杠：直线传动精密部件，人形机器人与汽车智能化带来历史性新机遇
- 2023-09-20 10:10:30上传人：断夏**on
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丝杠是将旋转运动转换为直线运动的精密传动部件，行星滚柱丝杠性能最优根据结构不同，丝杠可分为梯形丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠，行星滚柱丝杠是丝杠所有品类中性能最优异的子类。以价值量和竞争格局分类，梯形丝杠和C7-C10级滚珠丝杠属于中低端丝杠，产品价格低，国内成熟供货。C3-C5级行星滚柱丝杠与滚珠丝杠为中高端丝杠，国产化率低于30%。C0-C3级别的行星滚柱丝杠和滚珠丝杠为高端丝杠，制造难度大
- 1、 丝杠是将旋转运动转换为直线运动的精密传动部件
- 1.1 、 行星滚柱丝杠是丝杠品类中性能最优异的子类
- 1.2 、 成熟工艺、设备储备与高质量原材料是生产高端丝杠的三大壁垒
- 1.3 、 日欧企业占据我国高端丝杠市场 90% 的份额，国产替代空间大
- 2、 下游需求高增， 2030 年我国丝杠行业有望达 747 亿元规模
- 2.1 、 汽车智能化升级， 2030 年国内车载丝杠市场有望增长至 389 亿元
- 2.2 、 特斯拉人形机器人有望为行星滚柱丝杠带来百亿新市场
- 2.3 、 机床产业高端化升级有望拉动机床用滚珠丝杠市场规模翻倍
- 2.4 、 工程机械电动节能化趋势助力行星滚柱丝杠渗透率提升
- 2.5 、 其他要求精准直线运动的领域：医疗、半导体、航空航天等
- 3、 产业机遇来临，从相对优势看主要国产参与者竞争实力
- 3.1 、 五洲新春：轴承套圈、汽车空调管理零部件供货特斯拉
- 3.2 、 长盛轴承：主营滑动轴承，滚珠丝杠产品应用于新能源车 EPB 系统
- 3.3 、 恒立液压：国内液压件龙头，定增投资滚珠 /滚柱丝杠电动缸
- 3.4 、 贝斯特：深耕精密零部件加工，汽车、机床客户资源助力滚珠丝杠业务拓展
- 3.5 、 恒而达：以金属切削刀具为主业，拓展直线导轨业务
- 3.6 、 科峰智能（ IPO 申报）：精密行星减速器隐形冠军，行星滚柱丝杠小批量生产
- 3.7 、 新剑传动（未上市）：率先实现国产行星滚柱丝杠量产突破，供货主流车厂
- 3.8 、 人本股份（ IPO 申报）：国内汽车轴承主要供应商，具备滚珠丝杠技术储备
- 3.9 、 南京工艺（未上市）：滚珠丝杠供货海外数控机床巨头
- 4、 丝杠行业迎资本开支潮，国产设备供应商受益
- 4.1 、 秦川机床：同时具备螺纹磨床与滚珠丝杠量产能力
- 4.2 、 日发精机：国产轴承磨床龙头，数控螺纹磨床进入试磨阶段
- 4.3 、 恒进感应（北交所）：中高端数控感应热处理设备国产替代先锋
- 5、 风险提示
- 图 1： 行星滚柱丝杠是丝杠品类中性能最优异的子类，根据应用场景不同可分为四类
- 图 2： 滚珠丝杠在丝杠和 螺母之间使用滚珠来实现高效率传动
- 图 3： 梯形丝杠结构简单、传动效率低
- 图 4： 按照不同下游领域，丝杠可分为消费级、工业级和航天级丝杠
- 图 5： 行星滚柱丝杠以及滚珠丝杠的主要生产流程
- 图 6： 中国大陆厂商占国内高端滚珠丝杠市场的 5%
- 图 7： 中国大陆厂商占国内中端滚珠丝杠市场的 30%
- 图 8： 国产厂商位于国内丝杠市场第三梯队，主要生产中低端丝杠
- 图 9： 智能汽车、人形机器人等新需求拉动下，丝杠行业迎来高增长
- 图 10： 使用滚珠丝杠的 EHB 系统结构剖面
- 图 11： 第二代 i-booster 使用一级滚珠丝杠替代二级蜗轮蜗杆进行减速
- 图 12： 西门子 EMB 系统使用 1根滚珠丝杠
- 图 13： 电子驻车系统使用滚珠丝杠副或螺纹副
- 图 14： 线控转向系统（ SBW ）使用 1根滚珠丝杠
- 图 15： 特斯拉机器人灵巧手使用微型行星滚柱丝杠
- 图 16： 特斯拉机器人线性执行器使用行星滚柱丝杠
- 图 17： 滚珠丝杠在工业机器人市场的应用
- 图 18： 数控机床 X、 Y、Z轴分别安装一个高精度滚珠丝杠
- 图 19： 行星滚柱丝杠被视为真正能够替代液压系统的控制部件
- 图 20： 电动、节能化趋势推动行星滚柱丝杠电动缸对液压缸的替代
- 图 21： 滚珠丝杠与行星滚柱丝杠在医疗器械领域广泛使用
- 图 22： 光刻机驱动平台结构图
- 图 23： 日本、欧洲以及国产厂商生产的采用精密滚珠丝杠副的 X-Y探针台
- 图 24： 轴承的主要生产流程
- 图 25： 国产丝杠行业参与者按照优势不同可分为三类
- 图 26： 公司自主研发生产高精度数控丝杠磨床、数控螺纹磨床
- 表 1： 根据价值量分类，丝杠可分为高端、中高端、中低端丝杠
- 表 2： 机床用丝杠属于工业级丝杠，一般根据机床精度要求的不同选择 P1 -P5 级滚珠丝杠
- 表 3： 我们预计， 2030 年，国内应用于乘用车线控底盘的丝杠市场规模将相比 2023 年扩大 5.1 倍
- 表 4： 特斯拉机器人全身 14 个旋转关节 14 个线性关节 12 个空心杯关节
- 表 5： 当特斯拉人形机器人产量达到 200 万台时，带来 327 亿元行星滚柱丝杠市场
- 表 6： 2023 年我国机床用滚珠丝杠市场空间约 97 亿元， 2030 年有望增长至 190.6 亿元
- 表 7： 行星滚柱丝杠在工程机械、注塑机领域渗透率低，渗透率提升速度受制于成本
- 表 8： 恒而达在金属材料与热处理领域形成技术体系
- 表 9： 移动机器人为公司产品第一大下游， 2021 -2022 年海康威视为公司第一大客户
- 表 10： 人本股份轴承产品应用于下游龙头客户
- 表 11： 丝杠前道设备基本实现国产化，后道设备国产替代空间大
- 表 12： 截至 2022 年年报，公司滚珠丝杠淬火自动线项目处于功能测试验证阶段
- 表 13： 下游新需求为丝杠产业带来增长机遇，丝杠厂商和设备厂商有望迎接高增长
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