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机械行业一周解一惑系列:丝杆与直线导轨 高精密直线运动核心部件 最新


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本周关注:长盛轴承、秦川机床、华中数控、精测电子、巨星科技

本周核心观点:关注人形机器人产业催化及通用复苏

丝杆与直线导轨:高精密直线运动核心部件。丝杆是一种机械传动元件,通常用于将旋转运动转换为线性运动,主要由丝杆和螺母两部分组成。目前市场主流产品包括滚珠丝杆、梯形丝杆与行星滚柱丝杆。直线导轨要由导轨和导向块两部分组成,导轨一般由钢或铝等材料制成,而导向块则一般由滑块、滑板等部件组成,通过在导轨上滑动实现对工件的定位和运动控制。丝杆与直线导轨广泛应用于数控机床、自动化生产线、医疗器械、机器人、半导体等高精密机械等领域。

滚珠丝杆:高精密丝杆代表,2022 年预计全球近20 亿美元,中国近30 亿元。滚珠丝杠组件由内螺纹螺母和螺杆组成,当滚珠丝杠作为主动体时,螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动。国内将滚珠丝杠分为定位滚珠丝杠副(P)和传动滚珠丝杠(T)两种,精度等级主要分为七个等级,即1/2/3/4/5/7/10 级,1 级精度最高,依次逐渐降低。国外产品一般不分传动还是定位,一律以C0~C10 或具体数值表示,一般来说,通用机械或普通数控机械选C7(任意300 行程内定位误差±0.05)或以下,高精度数控机械选C5(±0.018)以上C3(±0.008)以下,光学或检测机械选C3 以上。目前全球主要的滚珠丝杆厂商有NSK、THK、SKF 等,CR5 市占率达到约46%,日本和欧洲滚珠丝杆企业占据了全球约70%份额。国内主要玩家包括中国台湾的上银、银泰,中国大陆的汉江、南京工艺,德国的力士乐以及日本的THK、NSK。在中低端滚珠丝杆领域,中国台湾和中国大陆的企业已经实现了大规模的国产替代,而在高端市场领域,德国和日本的头部占据了90%的份额,国产化空间较大。

行星滚柱丝杆:丝杆里的塔尖,2022 年全球规模约6.5 亿元,国内约1.1亿元,欧洲企业占绝对优势。行星滚柱丝杆以丝杆旋转作为驱动,通过丝杆与滚柱之间的螺旋运动,由滚柱带动螺母做直线运动,行星滚柱丝杆主要由丝杆、螺母和滚柱组成。行星滚柱丝杆承载力强(比同规格滚珠丝杆副高出3 倍以上,最高超过10 倍)、体积小(在相同载荷的情况下,行星滚柱丝杆体积比滚珠丝杆小1/3 的空间)、精度高(315mm 行程下,导程精度KL5=±0.005mm,导程精度KL10(标准)=±0.01mm)。但目前行星滚柱丝杆价格较高(国内均价约1.1万元/支)导致目前需求场景并不多,参考IHS Market 预测,2022 年全球行星滚柱丝杆市场规模约6.5 亿元,国内约1.1 亿元。目前全球参与市场竞争的厂家主要有: SKF、 Rollvis、 GSA、 Rexroth、 CMC、南京工艺、济宁博特、优仕特等。

直线导轨:常见的线运动装置,2020 年全球20 亿美元,国内约5.2 亿美元。参考QY Research 预测,2020 年全球直线导轨市场达到20.1 亿美元,预计2027 年将达到28.6 亿美元,国内2020 年约5.16 亿美元,预计到2027 年将达8.21 亿美元。目前国内直线导轨的高端市场被瑞士施耐博格、德国INA、力士乐、日本NSK、THK 等品牌瓜分,中端市场则主要是中国台湾上银和银泰的天下,国内主要企业有高新凯特、南京工艺、山东博特、汉江机床等,但整体实力与海外差距较大。

投资建议:建议关注布局滚珠丝杆领域的鼎智科技、秦川机床、贝斯特、长盛轴承、恒立液压等。

风险提示:行业需求偏弱风险、生产设备及原材料采购风险。

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