人形机器人行业系列报告（六）：轴承新领域新机遇轴承国产化前景广阔

国际轴承厂市占率领先，国内轴承产业加速发展，轴承行业未来成长空间广阔。轴承是机械运转的重要零部件，其主要功能在于减少摩擦、引导旋转以及承受载荷。根据轴承运转时产生摩擦力性质的不同，可将轴承分为滑动轴承和滚动轴承，其中滚动轴承应用更为广泛。从竞争格局来看，全球轴承市场基本被八大国际厂2022年八大厂商全球市占率（按收入）达到75%，主要因为其发展历史更为悠Research，2023年全球轴承市场规模为1209.8亿美元，并预计23-30年CAGR约为9%，其中中国是主要市场之一。根据中国轴承工业协会，2021年我国轴承行业营收为2278亿元。未来有望受益于人形机器人快速放量、风电轴承国产替代趋势等，我国轴承行业具有广阔的成长空间。轴承是人形机器人产业链的重要关节部件，主要应用于减速器、丝杠和电机环节。长期来看，人形机器人未来有望快速放量，其产业链各环节市场潜力较大，人形机器人的不断发展有望推动减速器、丝杠、电机配套轴承需求量提升。人形机器人各环节所选用的主流轴承类型种类多样，以特斯拉OptimusGen-2机器人为例，我们梳理了其所用零部件的配套轴承类型，如谐波减速器主要选用交叉滚子轴承、柔性轴承，行星减速器主要选用深沟球轴承、滚针轴承，行星滚柱丝杠主要选用深沟球轴承、四点接触球轴承，空心杯电机主要选用深沟球轴承、滑动轴承。根据我们测算，当人形机器人销量达到百万台级别时，行星滚柱丝杠、谐波减速器的市场空间将超过百亿元人民币，空心杯电机和行星减速器的市场空间也有较大提升，以上环节配套轴承的使用量有望迎来较大的发展空间。轴承是风机核心零部件，降本压力下其国产替代加速。由于风电轴承具备以下特点：技术难度高且在风机中发挥着重要作用、在风机中的价值量占比不高但附加值高、国产替代与技术升级加强轴承持续成长能力，因此其具有较强的抗通缩属性。风电轴承包括主轴轴承、偏航变桨轴承以及齿轮箱轴承，其中主轴轴承和齿轮箱轴承具有较大的国产替代空间。根据ResearchandMarkets，2022年全球风电轴承市场规模为68亿美元，并预计22-28年CAGR约为12.76%。根据我们测算，我国风电轴承市场规模有望在2025年超330亿元人民币，其中主轴轴承、偏航变桨轴承、齿轮箱轴承市场规模分别为81.4221.34%，主要受益于我国风电需求高景气所带来的较为广阔的成长空间，以及持续推进的国产替代进程。投资建议：随着人形机器人放量、风电产业链降本压力持续，轴承行业具有较大的成长空间和国产替代空间。目前海外轴承企业在市场份额、技术水平、产品能力方面均较强，国产公司正不断深化自身能力，提升产品水平，为未来成长和国产替代打下坚实基础。建议关注1）轴承公司：五洲新春、长盛轴承、新强联、双飞集团、崇德科技、恒润股份、创元科技2）轴承滚子公司：五洲新春、力星股份。风险分析：人形机器人发展不及预期风险；国内风电建设不及预期风险；竞争加剧风险。20%0%-20%-40%-60%2023/03/062023/07/05202电力设备(申万)沪深300 ）（）（电力设备新能源电力设备新能源 6 6 2.1、减速器轴承：以谐波减速器中的交叉滚子轴承和柔性轴承为主 2.4、人形机器人快速发展推动轴承需求增长 4.3、新强联 电力设备新能源电力设备新能源 6 7 8 9 9 电力设备新能源电力设备新能源 7 电力设备新能源电力设备新能源 电力设备新能源电力设备新能源轴承的主要功能在于减少摩擦、引导旋转以及承受载荷。轴承在机器的运转中发挥着两大作用：第一，能够减轻旋转的轴与旋转支撑部分之间的摩擦，以此减少能量的消耗，从而使得旋转更加顺畅；第二，作用在旋转轴与旋转支撑部分之间，在保护旋转支撑部分的同时，也能将旋转轴保持在正确的位置。根据轴承运转时产生摩擦力性质的不同，可将轴承分为滑动轴承和滚动轴承。滑动轴承的运动方式是滑动，起关键作用的是其制作材料，运行时平稳、无噪音，但起动时阻力相对较大，一般应用于低速重载工况场景。滚动轴承的运动方式则是滚动，由于滚动体的存在，其更能减轻摩擦，减少旋转能量的消耗，因此应用更为广泛。根据GrandViewResearch，若将轴承分为滚珠轴承、滚子轴承、滑动轴承和其它轴承，2022年全球轴承市场中滚珠轴承（滚动轴承的一种）市资料来源：捷太格特官网，光大证券研究所滑动轴承和滚动轴承根据其特点，各有优劣。从性能的角度来看，滚动轴承在运转性能方面表现更为优秀，其阻尼和功耗均较小，并且拥有更高的精度；而滑动轴承由于其更大的接触面积和一致性，因此具备更大的抗高冲击载荷和负载能力，这些优点使得滑动轴承在需要更大的抗振荡运动损伤的应用中成为首选。从经济性的角度来看，滑动轴承中应用最广泛的自润滑轴承成本更低，并且相较于需要润滑的滚动轴承来说，其往往无需或只需要少量的润滑，因此其维护成本电力设备新能源电力设备新能源自润滑轴承随转速增高而降低一定转速下，随转速增高而增大小大小一般高小决定于材料耐磨性决定于启动次数决定于轴承材料最好可以好好好好不敏感好成本最低资料来源：长盛轴承招股说明书，光大证券研究所整理滑动轴承滑动轴承也称为径向轴承或套筒轴承，具有圆柱形结构并且没有滚动部件，通常应用在具有旋转或滑动轴部件的机器中。滑动轴承由金属或塑料制成，固定和移动表面具有滑动摩擦力，并由油膜相隔开，可以使用油或石墨等润滑剂来减少轴与其旋转的孔之间的摩擦。滑动轴承通常用于滑动、振荡、旋转、摆动和往复运电力设备新能源电力设备新能源滑动轴承的分类方式：根据工作时轴套和轴颈表面间所呈现摩擦状态的不同，可将滑动轴承分为流体润滑（摩擦）轴承（如动压轴承、静压轴承）、关节轴承和自润滑轴承，其中自润滑轴承又分为非完全流体润滑（摩擦）轴承、无润滑（干摩擦）轴承，比如传统含油轴承、固体润滑轴承等。滑动轴承滑动轴承 关节轴承关节轴承自润滑轴承自润滑轴承•完全油润滑工作含油轴承体润滑如铜合金、巴氏合金等金属+非金属含油轴承体润滑如铜合金、巴氏合金等金属+非金属•形成永久性固体润滑固体润滑结合膜，无需或减少加油•利用孔隙含油增加润滑性能•耐磨性和耐温等级差•适合高速低载•易发生断油失效 金属固• 金属固固体润滑固体润滑资料来源：长盛轴承招股说明书，光大证券研究所整理自润滑轴承是指用自润滑材料制作或在材料中预先加入润滑剂，在工作时可以不加或长时期不必加润滑剂的滑动轴承。预先加入润滑剂的情形下，随着轴承的运行，润滑剂会通过滑动层中的孔释放出来，从而润滑轴承表面。根据应用要求（例如工作温度润滑剂可以是液体（油）或固体（石墨，MoS2，铅）。自润滑轴承具有以下优点：（1）结构简单、质量轻、耐磨性能好、使用寿命长，不仅能简化机械的设计和结构，降低成本，还可提高机械性能和可靠性，延长使用寿命；（2）无需额外供油装置，节省组装费用及耗时，大（3）免加油或少加油，大幅降低润滑油的使用量与设备的维护保养费，也免除了因供油不足造成的风险；（4）运行平稳、噪音低，无需废油回收处理，有利于工作环境的改善；（5）有适量的弹塑性，能将应力分布在较宽的接触面上，提高轴承的承载能力；（6）静动摩擦系数相近，能消除低速下的爬行，从而保证机械的工作精度；（7）运转过程中能形成固体转移膜，保护磨轴，无咬轴现象；（8）对磨轴的硬度要求低，可使用未经调质处理的轴，降低了配套零件的加工难度。电力设备新能源电力设备新能源资料来源：长盛轴承招股说明书，光大证券研究所整理滚动轴承典型的滚动轴承一般由套圈（内圈和外圈）、滚动体和保持架构成，有些轴承还带有密封件。套圈约占成品轴承成本的35%，是其中价值最高的配件。内圈与轴配合一起旋转，外圈与轴承座配合起支撑作用。滚动体位于内圈与外圈之间，由保持架使其保持一定间隔，从而进行圆滑地滚动。资料来源：SKF官网，光大证券研究所轴承装配是滚动轴承生产过程中的最后工序，对轴承性能具有重要的影响。轴承的各个零件（外圈、内圈、滚动体和保持架）需要经过多种工序加工，最后再装配成轴承产品。按不同的技术要求，可以装配成各种精度、各种游隙和其他特殊要求的轴承产品。电力设备新能源电力设备新能源资料来源：孚科轴承官网，光大证券研究所滚动轴承的分类方式：滚动轴承按承受负荷时作用于套圈与滚动体之间的负荷方向与垂直于轴承中心线的平面所形成角度的不同，主要分为向心轴承和推力轴承两大类；按滚动体结构的不同，可分为球轴承（滚珠轴承）和滚子轴承；按滚动体的列数，可以分为单列、双列和多列。球轴承按套圈结构可分为深沟球轴承、角接触球轴承、推力球轴承等，滚子轴承按滚子形状可分为圆柱滚子轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、调心滚子轴承等。资料来源：捷太格特官网，光大证券研究所电力设备新能源电力设备新能源轴承产业链梳理：轴承的上游主要是原材料和零部件，其中原材料包括轴承钢和改性塑料、工业陶瓷等非金属材料，零部件环节则包括套圈、滚动体、保持架等生产企业。中游的轴承行业以国外厂商为主，国际高端轴承产品及制造技术基本被瑞典、德国、日本和美国垄断，中国的优势企业通过持续研发，正在陆续打开高端轴承市场。部分轴承厂商也会生产零部件供自己使用，比如天马股份自产滚子、五洲新春自产套圈和滚子等。轴承的下游应用领域广泛，包括汽车、家用电器、风电、机器人等行业。上游原材料上游原材料上游零部件上游零部件非金属材料滚动体滚动体纺织机纺织机机器人机器人拖拉机拖拉机工程机械工程机械矿山机械矿山机械河钢石钢济源钢铁沙钢集团建龙北满道恩股份金发科技鑫达集团金沃股份海宁上通优必胜绍兴旭日绵广濑精密机械浙江辛子精工力星股份天马股份（自用）保持架保持架密封件密封件瓦房店轴承洛阳轴承新强联国机精工天马股份五洲新春人本集团万向钱潮京冶轴承崇德科技长盛轴承斯凯孚SKF捷太格特JTEKT铁姆肯TIMKEN资料来源：光大证券研究所绘制汽车是轴承的主要应用领域，风电轴承市场正在快速发展。2020年轴承行业的下游应用领域中，汽车、家用电器和电机分别以37.40%、12.40%和10.60%的比例（按市场规模金额）占据前三。根据下文中我们对中国风电轴承（主要是主轴轴承、偏航变桨轴承和齿轮箱轴承）市场规模的测算，2020年中国风电轴承的市场规模约为126.34亿元，以头豹研究院统计的2020年中国轴承行业市场规模2890亿元为基础，可测算得到我国轴承应用在风电领域的占比约为4.37%。工程和矿山机资料来源：头豹研究院，光大证券研究所整理；注：2020年中国风电轴承市场规模为光大证券研究所测算电力设备新能源电力设备新能源全球轴承市场规模成长空间广阔。根据GrandViewResearch，2023年全球轴承市场规模为1209.8亿美元，并预计到2030年将达到2266.0亿美元，23-30年CAGR约为9%；其中2023年亚太地区份额为40%，GrandViewResearch预计亚太地区轴承市场规模将快速增长，到2030年将超过982.0亿美元，并且中国是主要市场之一。我国轴承行业具有广阔的成长空间期。我国轴承行业的营业收入在2019年有所下降，一是国内以汽车为首的轴承配套机械产品产量大幅下降，轴承内需市场受到压抑，二是国际受中美贸易争端以及国际贸易保护主义抬头，轴承出口也受到抑制。2021年受益于军工领域高增速以及风电轴承国产替代趋势，我国轴承行0资料来源：GrandViewResearch，光大证券研究所整理资料来源：中国轴承工业协会，金沃股份招股说明书，光大证券研究所整理电力设备新能源电力设备新能源全球轴承市场基本被八大国际厂商垄断。在全球范围内，八大轴承企业呈现多头捷太格特（JTEKT）、恩梯恩（NTN）、美蓓亚（NMB）和不二越（NACHI美国的铁姆肯（TIMKEN以及德国的舍弗勒（Schaeffler）。2022年八大轴承企业的全球市占率达到75%（按市场规模金额，下同），相比之下，中国厂商市场份额仅为20%；中国轴承市场呈现集中度较低的格局，2021年万向钱潮、人本股份、洛轴营收分别为143.22亿元、91.21亿元、51.08亿元，而当年我国轴承工业营业收入达2278亿元。其他,5%国内企业,八大轴承企业,75%资料来源：万达轴承招股说明书，光大证券研究所整理0万向钱潮人本股份洛轴新强联五洲新春瓦轴B长盛轴承资料来源：wind，中国轴承工业协会，河南省企业国有资产交易监测平台，光大证券研究所；单位：亿元国际化战略是八大跨国轴承公司的基本发展战略。世界八大跨国轴承公司在全球建立了多个销售网络与生产企业，在中国均有投资生产轴承以及相关产品的工厂。除此之外，随着投资规模的扩大和投资水平的提升，八大跨国公司开始在华建立地区总部和技术中心，将运营管理中心和技术中心转移到中国，其设立的中国总部基地和中国工程技术中心规模大、起点高。外资轴承企业的在华投资地点主要选择在经济比较发达的东南部和沿海地区，主要以长三角地区为主，并且其技术中心均采取和中国知名高等院校合作方式进行。心---资料来源：各公司财报，各公司官网，中国轴承工业协会，光大证券研究所整理电力设备新能源电力设备新能源国际轴承公司产品矩阵丰富，我们以斯凯孚（SKF）和铁姆肯（TIMKEN）为例。斯凯孚（SKF）成立于1907年，总部位于瑞典哥德堡。公司主要产品包括滚动轴承、滑动轴承、工业密封件和汽车密封件等，并且还提供包括润滑管理、人工智能、无线状态监测和智能再制造等领域的产品、整体解决方案和服务，帮助客户有效减少摩擦、延长设备正常运行时间、提高设备性能。斯凯孚在1912年便进入中国市场，通过代理商开始在华业务。1997年，斯凯孚（中国）有限公司正式成立，在中国进行了从生产制造、技术研发、市场进入、乃至采购与供应链的端到端整体布局。公司计划到2025年，在中国实现80%-90%业务的全价值链本地化布局。采矿和建筑设备、农业和林业机械、叉车和太阳能杆端轴承和轴套具有可靠性高、使用寿命长以及最个圈环通常包含一个齿轮。两个环中具有连接孔，连接简单快捷。轴承的滚道和滚动部件（以及保持设备的整体功率效率也得到提升；轴主动定位和内-擦，增加灵活性并提供高运行精度。这些轴系统、机器人、天文仪器和机床等。与标准承相比，SKF的设计效率可以显著节省空薄型截面轴承、超级薄型截面轴承、定制薄型件件资料来源：斯凯孚官网，光大证券研究所整理电力设备新能源电力设备新能源HenryTimken、H.H.Timken和WilliamTimken三人在1899年创立了Timken滚子轴承与车轴公司。HenryTimken的圆锥滚子轴承专利是铁姆肯公司赖以发展的基础，自1899年以来，公司通过创新和收购大幅拓展了产品组合。截至20世纪20年代，铁姆肯公司已为80%的美国汽车提供轴承，并迅速拓展到了新的工业市场。铁姆肯在摩擦管理、动力传动和材料等科学领域拥有精深的专业知识，能够提供以客户为中心的创新解决方案，深受全球用户的广泛认可。20世纪初，铁姆肯通过在英国签订的许可协议首次打入海外市场，继而在60年代及之后的几十年里实现了大规模海外扩张，如今已通过全球的网络为世界各地的客户和市场提供服务。铁姆肯公司于1992年进入中国市场。铁姆肯在中国不但已建立起强大的业务团队，还投资兴建了具有世界级生产或服务能力的制造基地。在大中华区铁姆肯已拥有员工超3600名，在全国主要城市设有14个各级办事机构，并建立了5家轴承制造基地和3家动力传动产品制造基地，1家培训中心和多个物流、工程技术以及增值工业服务中心，全面满足全球客户尤其是中国客户的需求。的环境下也可从容应对径向载荷凑的设计中承载高径向和轴向载PhiladelphiaGear传动装置、资料来源：铁姆肯官网，光大证券研究所整理电力设备新能源电力设备新能源我国轴承产业形成了五大产业聚集区。中国经过几十年的发展，轴承产业具有重要的区域发展特色，主要形成了以瓦房店、洛阳、浙江东部、苏锡常（长三角）和山东聊城五个轴承产业集群。（1）瓦房店轴承基地：是中国最大的轴承行业基地，被称为“中国轴承之都”，轴承产品主要是大型、特大型设备轴承；（2）洛阳轴承行业基地：是我国技术积累最深刻的轴承行业集聚区，拥有专业的轴承研究所，以及唯一有轴承专业的河南科技大学，产品主要是中型、大型、高档的主要设备轴承；（3）浙东轴承产业聚集区：拥有完整的工业布局与先进的生产设备，轴承产品多是中小型、中型；（4）苏锡常轴承行业基地：以差异化发展为特点，定位“专精特新”，生产的轴承主要用于轻工业；（5）聊城轴承行业基地：是我国最大的轴承保持器生产基地和最大的轴承贸易聚集地，全产业布局，现已形成以轴承生产、装配和销售为一体的临清市烟店轴承市场。持资料来源：金沃股份招股说明书，光大证券研究所整理当前国产化进程下，我国轴承发展已取得较大突破，但仍在轴承材料、专用设备方面存在壁垒。作为高精度的机械部品，轴承综合了材料科学、热处理技术、数控技术等多种技术。（1）轴承材料层面：轴承钢成为制约我国轴承行业高质量发展的主要因素之一。轴承常用材料一般分为金属材料、多孔质金属材料和非金属材料三大类型，而轴承钢作为当前最常用的轴承材料之一，具有高强度、耐腐蚀、耐高温等优点，适用于各类型轴承的制造。行业内当前应用的轴承钢主要包括高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢、中碳轴承钢和无磁轴承钢六类。①碳铬轴承钢：兴澄特钢已能按GB/T18254-2016标准第二等级高级优质钢进行批量生产，占其产量的65%以上，第一等级特级优质钢目前也已开始生产和电力设备新能源电力设备新能源②渗碳轴承钢、中碳轴承钢：国内已达到国外同类产品水平，欧美、日本在华企业已开始批量使用；③不锈轴承钢、高温轴承钢、无磁轴承钢：国内技术质量水平与国际水平有一定差距，具体表现在质量的一致性、性能稳定性和特种轴承个性化需求满足度。总体来看，当前我国轴承钢的技术质量水平已取得长足进步，但与国际先进水平相比仍存在一定差距。在轴承钢抗疲劳性能因素与失效机制的定量研究及评价技术、对碳化物与疲劳寿命关系的研究等方面仍与国际先进水平存在一定差实施，但在新标准规定的超高洁净钢、特级优质钢生产和特钢厂质量管理和质量控制不严，轴承钢材存在钢材表面缺陷、在研制对应轴承要求的钢种方面的意愿和能力较差，影响了轴承行业对不资料来源：中轴协轴承工业，光大证券研究所整理热处理是保证轴承精度、性能、寿命和可靠性的重要环节。作为轴承加工的重要专用设备，随着主机对配套轴承性能提出越来越高的要求，轴承热处理设备方面也需要有很大的提升。《中国热处理行业“十四五”发展规划纲要》表示，“十三五”期间，我国热处理装备和工艺材料制造已基本达到或接近国际先进水平，但较发达国家仍存在差距，主要表现在：设备稳定性差、热处理工件质量的离散性大，自动化与信息化程度低，功能不全面，产业线集成能力不足等方面。全行业能实现精密控制的自动化、数字化生产装资料来源：中国热处理行业协会，前瞻产业研究院，光大证券研究所整理电力设备新能源电力设备新能源磨削加工是轴承生产的关键工序。轴承生产过程中，所耗用的磨削加工劳动量约占总劳动量的60磨削加工成本占整个轴承生产成本的15％以上。轴承磨削加工包含磨削、超精、研磨等，目前国内磨削过程多采用单机加工，部分发展较好的企业已建设自动化生产线。当前我国磨削、超精加工技术有了较大改进，宽无心外圆磨削、沟（滚）道超精工艺及支沟磨沟工艺已普遍应用，但相比国外轴承磨超加工工艺还存在较大差距，具体表现为：国外先进的轴承制造企业中，端面、外径磨削采用CNC数控自动送料，磨削速度达45m/s；沟道、内径磨削已全部采用CNC数控机床，生产过程实现全线自动化，全部工序由计算机集中控制，砂轮线速度达到60m/s；SKF磨加工工序的内沟磨削速度已达到120m/s，特别是使用性能优良的CBN砂轮使其具备较高的生产效率。电力设备新能源电力设备新能源轴承是人形机器人产业链的重要关节部件，主要应用于减速器、丝杠和电机等环节。根据不同的核心零部件，轴承的使用类型也较为复杂。特斯拉发布OptimusGen-2人形机器人产品演示，长期来看，人形机器人的市场潜力较大，人形机器人的不断发展有望推动减速器、丝杠、电机配套轴承需求量提升。减速器是人形机器人中核心的动力传达机构，可以类比做人的关节。减速器在原动机和执行机构之间起到匹配转速和传递转矩的作用，主要有精密行星减速器、谐波减速器、RV减速器等类别。特斯拉Optimus机器人中，包含了14个谐波减速器和12个行星减速器，减速器占整体价值量的比例高达17%。资料来源：科峰智能招股说明书谐波减速器轴承谐波减速器具有体积小、精度高的优势。谐波减速器是一种靠波发生器使柔轮产生可控的弹性变形波，通过其与刚轮的相互作用，实现运动和动力传递的传动装置，其构造主要由带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）、带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）、波发生器三个基本构件组成。谐波传动技术突破了机械传动采用刚性构件的模式，使用了一个柔性构件来实现机械传动，具有传动精度高、体积小的优点，非常适合应用于人形机器人的线性关节等部位。资料来源：绿的谐波招股说明书资料来源：绿的谐波招股说明书电力设备新能源电力设备新能源谐波减速器轴承包括刚性轴承和柔性轴承两大类型。刚性轴承为交叉圆柱滚子结构，根据其使用场合分为外圈分体、内圈整体，外圈、内圈都是整体两大类，滚动体为圆柱滚子，互成90°垂直排列在V型滚道中，这种结构的轴承可同时承受轴向载荷、径向载荷和倾覆力矩等各个方向的载荷，轴承具有高精度、高刚性以及复合承载能力。柔性轴承主要承受交变应力，由于其壁厚比较薄，在与凸轮配合时发生一定的变形，内外圈、滚动体均采用高碳铬轴承钢，保持器采用尼龙整体式保持器。资料来源：鸿元轴承官网资料来源：鸿元轴承官网行星减速器行星减速器是传动效率最高的齿轮传动结构。行星齿轮传动机构主要由行星齿轮、行星架和太阳轮构成的行星齿轮传动机构。精密行星减速器工作时，通常是伺服电机等原动机驱动太阳轮旋转，太阳轮与行星轮的啮合驱动行星轮产生自转；同时，由于行星轮另外一侧与减速器壳体内壁上的环形内齿圈啮合，最终行星轮在自转驱动下将沿着与太阳轮旋转相同方向在环形内齿圈上滚动，形成围绕太阳轮旋转的“公转”运动。太阳轮和齿圈存在齿数差，从而达到减速目的。资料来源：科峰智能招股说明书电力设备新能源电力设备新能源行星减速器轴承包括深沟球轴承、滚针轴承等。从行星减速器的结构来看，主要由齿圈、中心轮、行星轮、行星架、轴承等零件构成。出力轴承和入力轴承是行星减速器的主轴承，通常选用深沟球轴承；滚针轴承则是行星减速器行星轮轴承的主流选择。资料来源：电动葫芦厂家官网RV减速器轴承RV减速器由一个行星齿轮减速机的前级和一个摆线针轮减速机的后级组成。RV传动是在传统针摆行星传动的基础上发展而来，具有体积小、质量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点。RV减速器比谐波减速器具有更高的疲劳强度、刚度和寿命，并且其运动精度不会随着使用时间增长而显著降低，RV减速器因为诸多优点被广泛应用于工业机器人等领域，在先进机器人传动中有逐渐取代谐波减速器的发展趋势。行星齿轮行星齿轮针齿壳针齿壳曲柄轴曲柄轴输入轴输入轴摆线轮针齿针齿输出轴输出轴资料来源：东龙工具官网，光大证券研究所电力设备新能源电力设备新能源随着机器人行业迅速发展，RV减速器及其所用轴承的要求越来越高。RV减速器用轴承主要有薄壁角接触球轴承、薄壁圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、薄壁深沟角接触球轴承是RV减速器的主轴承，几乎承受了全部外载荷。角接触球轴承作为RV减速器的主轴承，是其中的关键部件，通常采用非标设计；主轴承位于减速器外壳与行星架之间，受到减速器外壳与行星架之间的相互作用力，包括轴向力、径向力及倾覆力矩。此外，RV减速器中还有圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、深沟球轴承。偏心轴支承轴承选用圆锥滚子轴承，主要作用为支承曲柄轴，中和由保持架产生的阻碍曲柄轴旋转的作用力；摆线轮支承轴承多数选用圆柱滚子轴承，用于支承摆线轮圆周运动；太阳轮支承轴承一般为薄壁深沟球轴承，主要起精确定位减速器太阳轮位置的作用。资料来源：王东峰《工业机器人RV减速器专用精密轴承技术分析》资料来源：王东峰《工业机器人RV减速器专用精密轴承技术分析》丝杠是将旋转运动转化为直线运动的传动元件，为关节提供精准的定位和运动控制。丝杠类型主要包括滚珠丝杠和行星滚柱丝杠等：滚珠丝杠由丝杆轴和螺母组成，其中螺母又由钢球、预压片、反向器、防尘器等组成；行星滚柱丝杠主要由丝杠、滚柱、螺母、内齿圈、保持架和弹性挡圈组成，依靠多个滚柱与丝杠、螺母之间的螺纹啮合传动来将伺服电机的旋转运动转化为直线运动，其滚柱通过保持架均匀的分布在丝杠、螺母之间。滚珠螺母滚珠螺母滚珠丝杠滚珠资料来源：沈阳中捷众创智能装备有限公司微信公众号丝杠丝杠螺母弹性挡圈齿圈保持架滚柱资料来源：王家健《行星滚柱丝杠运动原理及有限元分析》电力设备新能源电力设备新能源特斯拉人形机器人使用行星滚柱丝杠，其中轴承选用深沟球轴承和四点接触球轴承。根据特斯拉AIDay2022，其线性执行器方案由无框力矩电机+行星滚柱丝杠+力矩传感器+位置传感器+轴承+编码器构成，其中轴承选用深沟球轴承和四点接触球轴承的组合，分别位于行星滚柱丝杠的两端。力传感器力传感器定子反向滚柱丝杠深沟球轴承位置传感器四点接触球轴承磁体行星滚柱资料来源：特斯拉AIDAY2022，光大证券研究所整理人形机器人中使用最多的为空心杯电机和力矩电机。电机按照控制方式分类，可以分为伺服电机、步进电机。电机按照驱动方式分类，可以分为直流电机和交流电机。直流电机中，按照线圈类型分类，可以分为有铁芯的电机和空心杯电机；按照换向方式分类，可以分为有刷电机和无刷电机。特斯拉Optimus机器人中，包含了28个无框力矩电机和12个空心杯电机，电机占整体价值量的比例高达资料来源：光大证券研究所整理电力设备新能源电力设备新能源空心杯电机是一种微型伺服电动机。它可以利用永磁铁产生磁场，从而实现直流供电。与传统电机的不同之处在于，空心杯电机采用的是无铁芯转子。无铁芯转子的结构使得空心杯电机具有以下优点：（1）重量大幅降低，从而降低了电机的转动惯量2）消除了由于铁芯形成涡流造成的电能损耗3）降低了转子自身的机械能损耗。人形机器人灵巧手使用的电机是空心杯电机。特斯拉人形机器人Optimus的灵巧手采用经典的6电机驱动方案，即由空心杯电机+驱动器+减速器+编码器组成，拇指是采用双电机驱动弯曲和侧摆，其余四指各用一个电机带动。4×1个/根拇指电机1×2个/根资料来源：特斯拉AIDAY2022，光大证券研究所整理资料来源：因时机器人公众号及官网空心杯电机主要选用深沟球轴承或滑动轴承。以鸣志电器的空心杯电机产品为例，有刷空心杯电机中为两个滑动轴承，成本和技术难度要低于滚动轴承；无刷空心杯电机中为两个滚珠轴承，通常为深沟球轴承，具备高稳定性、高精度、低摩擦等特性，在国内技术较为成熟。资料来源：鸣志电器官网资料来源：鸣志电器官网电力设备新能源电力设备新能源无框力矩电机是一种以输出扭矩为衡量指标的无框架式永磁电机，不含轴承结构。无框力矩电机的原理与传统的永磁电机相同，不同点主要在于结构上：无框力矩电机没有轴、轴承、外壳或端盖，只有转子和定子两个部件。转子通常是内部部件，由带永磁体的旋转钢圆环组件构成，直接安装在机器轴上；定子是外部部件，齿轮外部环绕钢片和铜绕组，以产生紧密攀附在机器壳体内的电磁力。资料来源：科尔摩根官网根据我们的梳理，人形机器人各环节所选用的主流轴承类型情况如下：（1）减速器：谐波减速器选用交叉滚子轴承、柔性轴承；行星减速器选用深沟球轴承、滚针轴承；RV减速器选用角接触球轴承、圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承、深沟球轴承；（2）丝杠：行星滚柱丝杠选用深沟球轴承、四点接触球轴承；（3）电机：空心杯电机选用深沟球轴承、滑动轴承。资料来源：光大证券研究所整理电力设备新能源电力设备新能源人形机器人快速发展有望推动轴承需求进一步增长。根据我们在2024年1月15日外发的《人形机器人：加速发展，全面进击——人形机器人行业系列报告（一）》中以特斯拉Optimus零部件构成所进行的测算，当人形机器人销量达到百万台级别时，行星滚柱丝杠、谐波减速器的市场空间将超过百亿元人民币，空心杯电机和行星减速器的市场空间也有较大提升。在此背景之下，以上环节的轴承使用量亦将迎来较大的发展空间。资料来源：特斯拉官网，光大证券研究所根据步科股份、绿的谐波、鸣志电器等公司公告及官网数据整理、测算；注：具体测算过程详见2024年1月15日外发报告《人形机器人：加速发展，全面进击——人形机器人行业系列报告（一）》电力设备新能源电力设备新能源风电轴承具有较强的抗通缩属性。在陆上风电已经平价，且海上风电逐渐接近平价的背景下，风电产业链迎来一定的降本压力。风电轴承作为风电产业链中重要的环节，不可避免地面临着一定的降本压力，但相对于产业链中其它部分环节，风电轴承具有较强的抗通缩属性，主要因为其具有以下三大要素：技术难度高且在风机中发挥着重要作用、在风机中的价值量占比不高但附加值高、国产替代与技术升级加强轴承持续成长能力。 风力发电机中不同类型的轴承发挥着不同的作用。风电机组轴承一般包括1套主轴轴承、1个偏航轴承和3个变桨轴承、1套发电机轴承。双馈和半直驱技术路线的风机还会有1套齿轮箱轴承，而直驱技术路线的风机有多级变速功能，无需齿轮箱。主轴轴承支承着轮毂及叶片，传递扭矩到增速器；偏航和变桨轴承分别适时调整风机和桨叶迎风方向；齿轮箱轴承与发电机轴承各自配合着齿轮箱与发电机的正常运转。资料来源：WindpowerEngineering&Development，光大证券研究所主轴轴承偏航轴承变桨轴承位于风力发电机的齿轮箱中位于风机的发电机中支承轮毂及叶片，传递扭矩到承载风机主传主轴、增速器的重力载荷风机迎风方向使其达最佳状态等承，逐渐以滚子轴承取代球承、圆锥滚子轴承、四点接深沟球轴承资料来源：何加群《论我国重大技术装备轴承的自出安全可控》，国际新能源网，光大证券研究所整理齿轮箱,23.54%其他,38.23%叶片及主材,主轴,3.21%发电机,5.98%机舱罩,1.81%变流器,4.22%齿轮箱,23.54%其他,38.23%叶片及主材,主轴,3.21%发电机,5.98%机舱罩,1.81%变流器,4.22%电力设备新能源风电轴承在风机中发挥着重要作用，其质量和稳定性要求较高。由于风力发电机的工况条件恶劣，温度、湿度和轴承载荷变化很大，风速较大且带有冲击载荷，因此要求风电轴承具有良好的密封和润滑性能、耐冲击、长寿命和高可靠性(故障极少)。并且风机安装在高处，检修难度较高，与风机中其它零部件相比轴承的更换与维修难度更大、替换成本更高，对运维维保的影响较大，因此要求轴承具有更高的质量与稳定性。 （2）在风机中的价值量占比不高，降本优先级较低轴承在风机中的价值量占比决定其降本压力较小。根据电气风电招股说明书，2020年轴承在其原材料采购金额中占比约为8.00%，比轴承高的是叶片、齿轮箱和发电器，占比分别为20.45%、10.61%和8.51%。三一重能招股说明书披露的2021年轴承（回转支承）占其原材料采购金额的5.55%。轴承在风机中成本占比不高，抗通缩属性较强。从各风机厂商原材料采购金额可基本位于5%左右；以海上风电机组为主的电气风电轴承成本占比较高，在8%左右。因此，在风机面临降本压力的背景下，轴承的降本优先级要次于前三大价值量占比的零部件环节，具有较强的抗通缩属性。叶片,20.45%其他,43.68%齿轮箱,10.61%发电机,8.51%主轴,2.18%变流器,4.70%罩,变流器,4.70%资料来源：电气风电招股说明书，光大证券研究所整理轴承（回转支轴承（回转支资料来源：三一重能招股说明书，光大证券研究所整理8%6%4%2%0%20152016 资料来源：各公司招股说明书，光大证券研究所整理80%60%40%20%0%电力设备新能源80%60%40%20%0%电力设备新能源 （3）国产替代与技术升级加强轴承持续成长能力相比于风机的其他零部件环节，轴承的国产化率仍有较大提升空间。根据WoodMackenzie统计的数据，2019年我国风电主轴轴承和偏航变桨轴承的国产化率分别为33%、50%，而其他零部件环节的国产化率均在50%以上。全球主要轴承供应商已在中国进行大规模投资，以满足中国风电行业日益增长的需求，同时中国国内公司也正在研发攻克高端轴承技术，并投资扩大各类风电轴承的生产能力。未来风电轴承的国产化率有望进一步提高，有益于国内轴承企业的发展。国内份额国外份额资料来源：WoodMackenzie，光大证券研究所整理风电机组朝着大型化方向迅猛发展，技术含量较高的风电轴承迎来技术升级的需求。大尺寸意味着更高的载荷，加上轴承转速高、运行时间长，这些都要求必须对轴承的设计、材料、冷热处理工艺、检测、试验等进行全面升级，也对生产设备和检测设备提出更为苛刻的要求。技术的升级意味着风电轴承具有较强的持续成长能力，进一步提升了风电轴承的抗通缩属性。3.2、主轴轴承：性价比优势推动国产替主轴轴承是风力发电机组核心部件之一，有多种类型。由于风电轴承往往不需要太高的转速，但需要具有较强的承载能力与刚性，因此常用的主轴轴承类型包括调心滚子轴承、单列圆锥滚子轴承和双列圆锥滚子轴承。新强联于2012年在国内率先设计制造出三排圆柱滚子结构的直驱式风机主轴轴承，并成为当时国内唯一制造商。风机需要根据不同的配置方案及应用场景，选取合适的主轴轴承类型。良优优优优良优优/良/良优弱弱弱弱优优良良良资料来源：捷太格特官网，光大证券研究所整理电力设备新能源电力设备新能源不同的主轴轴承配置方案具有不同的特点。根据风电机组的单机功率、整体结构、工况、制造成本、安装工艺等因素，并且综合考虑各种轴承类型和布局的优缺点，主轴轴承需采用不同的配置。主要的配置类型有三点式支承、两点式支承和单点式支承，其中三点式支承一般用于中低兆瓦的风机上，两点式支承则适用于大兆瓦机型，单点式支承中采用三排圆柱滚子轴承也可应用于大兆瓦风机。资料来源：俞黎萍《风电机组主轴承选型与设计分析》，光大证券研究所资料来源：俞黎萍《风电机组主轴承选型与设计分析》，光大证券研究所两个单列圆锥滚子轴承的两点式支承在成本与结构上具有优势。随着风机功率的增大，单支承的三排圆柱滚子主轴轴承和双列圆锥滚子轴承受到载荷分布、整机成本等诸多因素的影响，有所不足。而两个单列圆锥滚子轴承的两点式支承将受力分散至两端，结构更为简单，在开发难度与造价成本上有所降低，未来在得到应用验证后或将成为主流配置方案。新强联于2020年成功研发了海上7MW直驱式风力发电机双支承单列圆锥滚子轴承，各项指标达到国外同类产品水平。加资料来源：何加群《论我国重大技术装备轴承的自出安全可控》，俞黎萍《风电机组主轴承选型与设计分析》，光大证券研究所整理主轴轴承可靠性要求高，验证周期较长主轴轴承的可靠性对机组的稳定运行起到至关重要的作用。风力发电机的主轴轴承是叶片和轮毂的连接部件，其工作环境恶劣，长期在低速重载工况下运行，在使用过程中要承受大小和方向均不规律变化的载荷，且往往要求有20年以上的使用寿命。相较于偏航、变桨轴承，主轴轴承技术、加工难度更大，一旦出现质量问题，其更换的费用较高，造成的损失远大于收益，因此对于主轴轴承的质量和可靠性要求较高。电力设备新能源电力设备新能源由于主轴轴承的更换与维修成本较高，因此其需要较长的验证期，以保证设计思路与制造工艺不存在问题。与海外品牌相比，国产主轴轴承欠缺的是应用验证的积累。国内主轴轴承起步晚，市场影响力相对有限，产品应用时间短于国外轴承供应商。近年来国产主轴轴承逐渐开始得到广泛应用，若在验证期内能够证明其质量的稳定，有望成为国产替代的重要推力。性价比优势是主轴轴承国产替代的核心推动力国产主轴轴承的价格普遍低于海外品牌，更具价格优势。根据三一重能公告中披露的采购数据，从2.0MW到4.0MW的国产主轴轴承价格均低于海外品牌SKF的采购价格，其中SKF的4.0MW主轴轴承比国产贵约47%。因此在保证质量的前提下，使用国产轴承能够降低较多主机厂商的成本，更具性价比优势。30502.0MW2.5MW3.0MW4.0MWSKF洛轴/瓦轴资料来源：三一重能公司公告，光大证券研究所整理；注：价格数据为三一重能2020年和2021年上半年采购均价的平均值8765432102.0MW2.5MW3.0MW4.0MWSKF洛轴/瓦轴资料来源：三一重能公司公告，光大证券研究所整理；注：价格数据为三一重能2020年和2021年上半年采购均价的平均值主轴轴承国产替代大势所趋。海外轴承品牌发展历程较为深远，其拥有雄厚的技术底蕴和丰富的经验。近年来风电主机厂受降本压力的影响，各零部件环节都在寻求降本途径。风电轴承作为国产化率较低的环节，其国产替代空间较大。其中主轴轴承从设计到生产制造，国内和国外产品的差距在逐渐缩小，这也推动其国产化率迅速提升。我国陆上风电主轴轴承的国产化率在2019年仅为15%，2022年洛轴预计其可提高到40%。5%主轴轴承（陆上）国产化率资料来源：北极星风力发电网，洛轴，光大证券研究所整理；注：2022年数据为洛轴预计电力设备新能源电力设备新能源国内主轴轴承企业有望享受量价齐升从量的角度看，我国风电需求的强劲与国产替代趋势两个因素有望进一步提升国产主轴轴承的需求量。根据国家能源局的数据，2023年国内风电新增装机量为75.90GW，同比增长101.70%；并且近年来我国新能源基地建设持续推进，将带动国内风电装机规模持续扩大，我国风电需求的强劲为风电主轴轴承广阔的市场空间提供了基础。同时，在国产替代的趋势下，国内主轴轴承厂商有望进一步提升市场占有率，国产需求量迎来增长机会。从价的角度看，平均单机功率的提升带动主轴轴承价格上升。主轴轴承是风电机组中技术壁垒较高的轴承，风电机组大型化发展对技术含量高的主轴轴承提出了更为苛刻的要求，因此其技术附加值随单机功率的上升而迅速提升。根据三一重5.0MW的则上升至27.88万元，价格呈现几何式增长，单位价格也从3.10万元/MW上升至5.58万元/MW。近年来我国风机单机功率提升迅速，2022年海上和陆上平均单机容量已分别达到7.4MW和4.3MW。在风机单机功率逐渐提升的大背景下，风电主轴轴承价格有望迅速上升，进而促进其市场规模扩张。8765432105.65.63.9资料来源：CWEA，光大证券研究所504.984.383.105.583.25资料来源：三一重能公司公告，光大证券研究所多家企业已在大兆瓦主轴轴承上实现突破。国内多家厂商对风电主轴轴承产品进行布局，包括新强联、瓦轴、洛轴、国机精工等，其中国机精工旗下的轴研科技已成功下线10MW陆上和18MW海上风电主轴轴承。国内厂商在大兆瓦主轴轴承上的技术研发能力已逐渐与海外品牌缩小差距，随着主机厂对国产品牌认可度的提升，已有产品布局的国内企业有望获得更多的市场份额。资料来源：各公司官网，各公司公告，国际风力发电网，国际能源网，光大证券研究所整理5012.954.005012.954.00电力设备新能源偏航变桨系统是现代大型风电机组重要组成部分,作为功率控制和转速控制的执行部件,对机组的运行和安全起到至关重要的作用。偏航系统又称对风装置，能通过偏航驱动等操作带动齿圈旋转，进而通过轴承带动机舱旋转来使其迎风角度改变，最后让风机转至跟随风向变化的相应位置。变桨系统能根据风速的变化，通过变桨轴承来控制叶片的方向，把握风轮的转动速度，进而在一定程度上调整风机的输出功率。偏航变桨轴承一般采用单排或双排四点接触球转盘轴承，新强联率先成功研制的三排圆柱滚子轴承应用在独立变桨技术上，具有更高的刚性和承载能力。偏航变桨轴承的价格随单机功率增加而上升，其毛利率比主轴轴承低。根据新强为12.95、17.98、25.88万元，均价与单MW价格均随单机功率增加明显上升。为充分，因此毛利率水平相对较低。2020年新强联的主轴轴承和偏航变桨轴承的毛利率分别为48.83%和22.32%，其偏航变桨轴承毛利率显著低于主轴轴承资料来源：新强联2021年定增募集说明书，光大证券研究所整理30%48.83%资料来源：新强联2021年定增募集说明书，光大证券研究所整理电力设备新能源电力设备新能源独立变桨有望成为主流的风电变桨技术。从成本的角度来看，虽然独立变桨系统比统一变桨系统有更高的投资成本，但其在发电效率上的提升以及运行维护成本上的优化能够带来一定的经济性。综合来看，独立变桨技术或将为风机带来一定的成本降幅。目前独立变桨技术的渗透率仍处于较低的水平，在风机降本压力的从功能优化的角度来看，独立变桨技术在多方面优于传统的统一变桨技术，具体体现在以下几个方面：（1）独立变桨控制（IPC）在负载平衡方面发挥着重要作用。统一变桨使各叶片桨距角同步调整至相同角度，而独立变桨能够独立动态地调节三个叶片的变桨角度，使每个叶片能够获取不同的目标位置。独立变桨系统不仅能调节风机速度进而控制输出功率，还能在紧急情况下通过转动叶片来使桨叶停止运作。此外，针对风机运转时叶片承受的周期性弯曲力、塔筒承受的扭曲偏航力矩和弯曲倾覆力矩，独立变桨能够进行更好的负载缓解。资料来源：MOOG官网，光大证券研究所资料来源：MOOG官网，光大证券研究所（2）独立变桨在发电性能和轮毂受力载荷波动上优于统一变桨。对于2MW的风力发电机分别进行统一变桨和独立变桨的性能分析，可以看出独立变桨发电功率的波动要比统一变桨的小，表明独立变桨的发电性能更为稳定。在风机的受力载荷上，独立变桨的载荷波动幅值也比统一变桨的小，在受载更为稳定的情况下，能够降低风力发电机的载荷，减少维护费用并延长风机的使用寿命。资料来源：《独立变桨控制对大功率风力发电机受载的影响》金鑫，光大证券研究所资料来源：《独立变桨控制对大功率风力发电机受载的影响》金鑫，光大证券研究所电力设备新能源电力设备新能源国内部分厂商已有针对独立变桨技术的轴承产品。传统的统一变桨技术多采用四点接触球轴承，而独立变桨技术采用刚性与承载能力更强的三排圆柱滚子轴承。目前具备三排圆柱滚子变桨轴承产品的厂商包括新强联、洛轴和成都天马等。新强联于2019年率先研制出三排圆柱滚子独立变桨轴承并实现批量生产，洛轴和成都天马则是在2021年先后推出三排滚子变桨轴承产品。在独立变桨技术渗透率逐渐提升的背景下，以上厂商有望以先发优势获得市场份额。资料来源：各公司官网，各公司公告，国际能源网，CWEA，光大证券研究所整理齿轮箱是风力发电机组中的关键部件，用于增速以达到发电所需转速。风电机组主轴的转速较低，往往难以达到发电机发电所要求的转速，因此需要通过齿轮箱的增速作用来实现。由于风机齿轮箱的应用环境存在多种限制，因此要求其体积小、重量轻、性能优良、运行可靠且故障率低。风机齿轮箱多是采用行星-平行轴混合传动的紧凑结构形式，常用结构包括一级行星两级平行式传动、两级行星一级平行式传动。资料来源：三六机械官网风机技术的发展趋势决定了齿轮箱轴承具有较大的发展空间。齿轮箱结构仅在双馈和半直驱风机中存在，直驱式风机中没有齿轮箱结构。半直驱兼顾双馈和直驱风机的特点，其应用占比近年有所提高；而双馈技术较为成熟，经济性高，始终保有较高的渗透率。目前风电机组呈现双馈、半直驱和直驱三种技术路线并行的发展趋势，在这种格局下，齿轮箱的需求表现坚挺，齿轮箱轴承具有较大的发展电力设备新能源电力设备新能源齿轮箱轴承的国产化率较低。风电轴承的国产替代发展趋势表现为从偏航变桨轴承到主轴轴承，再到齿轮箱轴承。目前主轴轴承的国产化率处于快速提升阶段，而齿轮箱轴承的国产化率仍处于较低的水平，我们认为主要有以下两点原因：（1）齿轮箱轴承工况与主轴轴承不一样，有一定的开发风险轴承是齿轮箱中最薄弱的环节之一。齿轮箱输入端（低速轴）为低速重载工况，一般采用带挡边的满装圆柱滚子轴承；中间级和高速轴一般采用圆柱滚子加两个配对圆锥轴承，圆柱滚子轴承承受径向载荷，配对圆锥滚子轴承承受轴向载荷和径向载荷。风机的振动会传导至轴承滚道内产生磨损毛刺，破坏轴承滚道的润滑，因此风机齿轮箱的故障大多由轴承失效引起。与主轴轴承相比，齿轮箱轴承在技术、生产工艺和加工设备等方面均有所差异，因此存在一定的开发风险。资料来源：三六机械官网，光大证券研究所（2）齿轮箱轴承价格低，降本压力较小轮箱轴承单价分别为2.05万元、3.87万元，折合成单MW价格约为0.46万元偏航变桨轴承的价格。并且与齿轮箱中其他零部件对比，轴承的价值量占比低于输出轴的价值量占比。因此在风电轴承环节考虑通过国产替代进行降本时，齿轮箱轴承的优先级低于主轴轴承。98765432109.009.003.873.002.056.67轴承齿轮输出轴资料来源：新强联2022年可转债募集说明书，光大证券研究所整理；单位：万元电力设备新能源电力设备新能源国产风电齿轮箱轴承逐渐开始布局。随着风机向大功率发展，对于齿轮箱轴承的工艺要求有所提高，因此其价值量逐渐提高。国内的风电轴承厂商开始重点布局齿轮箱轴承，可进一步提高风电零部件市场份额，抓住风电市场扩容机遇，满足客户对大型风电零部件的需求，同时能够实现风电偏航变桨轴承、主轴轴承和风电齿轮箱轴承业务的协同发展。由于齿轮箱轴承在设计方面与主轴轴承没有本质差异，因此研发难度较小，国产替代进程有望加快。资料来源：新强联公告，大连日报，北极星风力发电网，光大证券研究所整理全球风电轴承市场规模2022年全球风电轴承市场规模超450亿元人民币，22-28年CAGR约13%。随着风电机组在设计和制造方面的技术不断进步，其单机容量持续提高，这对风电轴承的质量和耐用性提出了更高的要求。轴承作为风电机组的重要组成部分，其市场规模有望随着全球陆上和海上风电的不断发展而增长。根据ResearchandMarkets的数据，2022年全球风电轴承市场规模为68亿美元，折合人民币约456亿元（结合2022年汇率水平，按“美元/人民币=6.70”汇率进行折算0 36.026.0 4.488.497.0106.0109.072.568.8 46.354.632.0 6.2 8.86.9201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E陆上新增装机海上新增装机0资料来源：ResearchandMarkets；单位：亿美元国内风电轴承市场规模我们对国内风电轴承（主轴轴承、偏航变桨轴承、齿轮箱轴承）的市场规模进行了测算，具体的测算方法以及其中涉及的假设如下：电力设备新能源电力设备新能源（1）国内风电轴承需求的假设国内风电轴承总需求：假设当年国内风电新增吊装容量为当年国内风电轴承需求根据我们在2024年1月5日外发报告《重点布局“海风+出海”，逻辑共振助力成长—泰胜风能（300129.SZ）投资价值分析报告》中的预测，23-25年我国陆风、海风新增装机容量分别为60/65/70GW、7/10/12GW，则此处我们假设23-25年国内风电轴承需求量分别为67/75/82GCWEA，2022年四个功率段占比（按容量）分别为3.10%/46.30%/43.00%/100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%3.90%7.60%3.15%20.27%10.00%3.90%7.60%3.15%20.27%20.00%34.00%40.00%34.00%43.00%55.00%60.00%56.64%60.00%50.00%62.10%46.30%35.00%19.94%20.00%19.94%10.00%3.10%20203MW以下2021202220203MW以下20212022资料来源：CWEA，光大证券研究所预测（2）国内各功率段风电轴承价格假设承国产化率仍不高，因此假设这两个价格分别代表3MW以下和3-5MW（不含偏航变桨轴承：参考新强联2021年发布的定增募集说明书中披露的数据，假设一个3-5MW的偏航变桨轴承价格约为3.3-5MW价格低30%，约为2.56万元/MW。考虑到大功率机型可能采用独立变为5.12万元/MW和7.17万元/MW。一台风机中包括1个偏航轴承和3个变桨齿轮箱轴承：参考新强联2022年发布的可转债募集说明书中披露的数据，假设电力设备新能源电力设备新能源假设主轴轴承和齿轮箱轴承每年价格下降3%；而偏航变桨轴承由于独立变桨技术渗透率的提高，每年价格下降速度较慢，假设为1%。由此可以得到主轴轴承、偏航变桨轴承、齿轮箱轴承的价格如下表：资料来源：三一重能公告，新强联公告，光大证券研究所测算（3）国内风电轴承市场规模测算针对齿轮箱轴承，由于目前呈现双馈、半直驱、直驱三种技术路线同时竞争的形式，假设2/3的风机具有齿轮箱结构，1/3的风机没有齿轮箱结构。在综合以上假设的前提下，可以测算得到2020-2025年国内风电轴承市场规模为21.34%，其中偏航变桨轴承的市场规模占比较大。资料来源：三一重能公告，新强联公告，光大证券研究所测算电力设备新能源电力设备新能源随着人形机器人放量、风电产业链降本压力持续，轴承行业具有较大的成长空间和国产替代空间。目前海外轴承企业在市场份额、技术水平、产品能力方面均较强，国产公司正不断深化自身能力，提升产品水平，为未来行业快速成长和国产替代打下坚实基础。建议关注：（1）轴承公司：五洲新春、长盛轴承、新强联、双飞集团、崇德科技、恒润股份、创元科技；（2）轴承滚子公司：五洲新春、力星股份。------7资料来源：Wind，光大证券研究所整理，股价时间为2024-03-05；盈利预测数据均来源于Wind一致预期五洲新春成立于1999年，前身为浙江五洲新春集团有限公司，实际控制人为张峰、俞越蕾夫妇。公司深耕精密制造技术，主要业务为轴承、精密机械零部件和汽车安全系统、热管理系统零部件的研发、生产和销售，轴承产业链技术完整，主要产品为轴承套圈和成品轴承，为国内外汽车、电机、机械设备等产业提供主机配套产品。资料来源：五洲新春公司公告，光大证券研究所绘制电力设备新能源电力设备新能源公司风电产品涵盖滚子、成品轴承以及球坯，风电滚子产品处于行业领先地位。公司生产的风电滚子能够应用于风机的变桨轴承、主轴轴承和齿轮箱轴承。公司在高端风电轴承滚子的研发上持续突破，不断扩大陆风轴承滚子市场，并在海风大兆瓦轴承滚子系列产品上率先实现批量生产和进口替代。公司与新强联、瓦轴、洛轴、轴研科技等主要风电轴承厂商都有合作关系，同时公司还取得了罗特艾德、轴研科技等客户海风大兆瓦轴承滚子订单，并实现量产。未来在国内风电持续保持高景气的背景下，公司风电滚子订单有望快速增长。积极响应国家战略，为风电行业配套满滚子轴承可满足高径向承载，高加资料来源：五洲新春官网，光大证券研究所整理公司高度关注机器人产业发展趋势，凭借全产业链优势和技术储备，加快机器人相关业务的下游市场开拓。在轴承业务方面，公司已经研发成功机器人谐波减速器柔性薄壁轴承、RV减速器圆锥滚子轴承及各类定制化球轴承，短期内实现柔性薄壁轴承对大族谐波、中大力德等谐波减速器厂商的送样，同时积极研发交叉滚子轴承以推进机器人轴承业务在下游市场的发展。在丝杠业务方面，公司前瞻性地布局新能源汽车转向系统中所需滚珠丝杠中最关键的丝杠螺母轴承组件；公司已经与主流机器人系统供应商在机器人轴承及滚柱丝杠、滚珠丝杠等领域开展深入的技术交流，T型螺纹丝杠已完成开发并向客户送样，行星滚柱丝杠零部件也已向下游重要客户多次送样，公司未来有望在机器人领域持续取得突破并交付相关样品。公司将重点跟踪机器人下游客户和最终用户的技术发展路线，将相关领域的产品研发作为未来发展的重点方向。柔性轴承最大径向变形量满足机器人3、优化的内部结构设计，满足谐波减速器结资料来源：五洲新春官网，光大证券研究所整理风险提示：产品研发与验证不及预期；客户开拓不及预期；原材料价格波动风险。电力设备新能源电力设备新能源浙江长盛滑动轴承股份有限公司始创于1995年，实际控制人为孙志华。长盛轴承是国内自润滑轴承头部厂商，国家级专精特新“小巨人”企业。公司主营六类自润滑轴承，主要产品包括双金属自润滑轴承、金属塑料自润滑轴承、金属基自润滑轴承、塑料自润滑轴承等，广泛应用于工程机械、汽车、能源、港口机械、塑料机械、农业机械等行业。同时，公司具备风电滑动轴承和滚柱丝杠技术储备，完善产品矩阵，拓展行业第二曲线。资料来源：长盛轴承招股说明书，光大证券研究所整理在风电领域，公司积极布局风力发电自润滑轴承，持续推进扩产。适应于风电机组单机容量大型化的趋势，风电轴承的承载能力要求将不断增加。由于滑动轴承相较于滚动轴承具备更大的抗高冲击载荷和负载能力，因此未来风电轴承有望呈现“以滑代滚”的发展趋势。2022年长盛轴承定增项目计划扩建年产14000套风力发电自润滑轴承项目，助力公司把握风电行业的发展机遇。在下游风电需求有望保持高景气的背景下，风电滑动轴承具备广阔的市场空间和良好的发展机遇。在机器人领域，公司积极推进滚珠丝杠相关业务的开拓，未来有望应用于人形机器人。公司滚珠丝杠产品主要应用于商用车变速箱，乘用车制动转向及驻车系统。2022年公司定增项目计划扩建年产3万套滚珠丝杠项目，目前公司已经取得商用车主机厂定点，并且未来将积极探索人形机器人方面应用的业务机会。风险提示：新能源车销量和风电装机不及预期；客户开拓不及预期；原材料价格波动风险。电力设备新能源电力设备新能源洛阳新强联回转支承股份有限公司成立于2005年，实际控制人为肖争强、肖高强。新强联为风力发电机组、盾构机等高端装备配套轴承的主要制造企业，是服务于风力发电、海工装备、港口机械、盾构机设备等行业的创新型龙头企业，产品涵盖主轴轴承、偏航轴承、变桨轴承以及机组零部件等风电机组器件，在大兆瓦三排圆柱滚子发电机主轴承、双列圆锥滚子主轴承、单列圆锥滚子主轴承、调心滚子主轴承，三排独立变桨轴承等产品中，技术位居行业前列。资料来源：新强联公司公告，光大证券研究所整理新强联的主要产品包括风电主轴轴承、偏航轴承、变桨轴承。公司在大功率产品研发和产业化步伐方面处于行业领先优势。公司掌握多项核心生产技术，在风电轴承方面包括三排滚子结构大功率风力发电机组主轴轴承的设计制造技术、海上风力发电机组无软带双列圆锥滚子主轴轴承的设计制造技术。新强联在风电轴承的国产替代中处于领先地位。新强联生产的直驱式三排滚子风电主轴轴承和双列圆锥滚子风电主轴轴承均已量产并向明阳智能、东方电气和哈电风能等客户供应，获得了下游整机客户的认可。主轴轴承和偏变轴承扩产项目投产，产能逐渐释放。2021年新强联通过向特定对象发行股票募集资金14.6亿元，其中9.35亿元投资于“3.0MW及以上大功率风力发电主机配套轴承生产线建设项目”。根据新强联2021年定增募集说明书，该项目达产后年产主轴