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

图目录图1：滚轴与动承结对比 6图2：滑轴结示图 7图3：滑轴的类式 8图4：自滑承材结构优点 9图5：滚轴的部构拆解 9图6：轴各部加工序 10图7：滚轴分向轴承推轴两类 10图8：轴产链况理 11图9：2020年国承业下应领占（市场模额） 11图10：球承场模 12图国承业收入增情况 12图12：2022全轴场市率况按场模金） 13图13：2021中主承企营情况 13图14：承削超艺过程 18图15：波速结意图 19图16：波速运意图 19图17：元承CSD波减器叉子承 20图18：元承HYR性轴承 20图19：密星速构示图 20图20：星速结零部拆图 21图减器构意图 21图减器承分类 22图减器各轴承装置意图 22图24：珠杠构图 22图25：星柱杠示意图 22图26：斯拉Optimus人形机人性行器 23图27：机分类 23图28：斯拉Optimus人形机人部视图 24图29：时器灵及微伺电缸 24图30：志器刷杯电结图 24图31：志器刷杯电结图 24图32：框矩机造 25图33：类轴在中的置 27图34：2020电风材料购额比 28图35：2021三重材料购额比 28图36：同司轴原材采金比对比 28图37：2019国风造中零件产率况 29图38：点支：轴+轮中轴承 30图39：点支：圆锥子+柱子30图40：内商与SKF主轴轴价对（元） 31图41：内商SKF主轴轴单MW价对（元/MW） 31图42：国上电轴承产率 31图43：国增上上风机平单容（MW） 32图44：轴承格单MW格单功增而上升 32图45：强双四触球承 33图46：强三圆子独变轴承 33图47：强偏变承价单MW价格 33图48：强偏变承与轴承利对比 33图49：立桨制独立节叶桨距 34图50：机转受主要力 34图51：一桨独桨发功比较 34图52：一桨独桨轮中载比较 34图53：级星级轴齿箱左与级星一平轴轮（） 35图54：星系轮结构 36图55：强生的箱各部单情况 36图56：球上海电新装容量 37图57：球电承规模 37图58：同率风承需占比 38图59：洲春营产品 40图60：盛承营产品 42图61：强主业品 43表目录表1：滑轴和动承的同能现 7表2：八国轴公营收中区发情况 13表3：斯孚（SKF）产品介绍 14表4：铁肯（TIMKEN）产品绍 15表5：我五轴产聚集简介 16表6：我轴钢展在的题差距 17表7：中热理备术及品工发国差距析 17表8：减器类其点对比 19表9：人机人件承情况 25表10：形器各市场间算 26表机承型特点绍 27表12：电轴承常用型其性 29表13：电轴承类型其缺点 30表14：内企风轴轴产情梳理 32表15：内企风航、桨承品况理 35表16：内企风轮箱承品况理展 37表17：台机各承价假设 39表18：内电承规模算 39表19：承业重市公盈与值表 40表20：洲春电产品绍 41表21：洲春器波减器承品绍 41表22：强主轴偏变承产目划 44表23：强齿箱产品产划 44表24：轴权更改进情况 451、轴承：机械运转的重要零部件轴承在机器的运转中发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更为广泛。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（滚动轴承的一种）市场规模（按收入）占比最大，约为47.37%。图1：滚动轴承与滑动轴承结构对比资料来源：捷太格特官网，滑动轴承和滚动轴承根据其特点，各有优劣。运动损伤的应用中成为首选。也更低。表1：滑动轴承和滚动轴承的不同性能表现轴承性能滑动轴承滚动轴承自润滑轴承流体润滑轴承摩擦特性固体或固体、边界、流体润滑（摩擦）的混合状态流体润滑（摩擦）滚动摩擦承载能力与转速关系随转速增高而降低一定转速下，随转速增高而增大一般无关，但极高转速时承载能力降低运转性能阻尼中大小功耗大中小旋转精度一般高高运转噪声小有噪音一般寿命决定于材料耐磨性决定于启动次数决定于疲劳磨损环境适应性能高温决定于润滑剂的抗氧化能力或轴承材料决定于轴承材料低温决定于轴承材料决定于启动转矩决定于启动转矩真空最好可以可以潮湿可以好可以尘埃好可以可以辐射好受润滑剂限制受润滑剂限制运动适应性能频繁启动好差好频繁改向好差好摆动可以动压轴承不可以可以制造维护性能对制造安装误差的敏感性不敏感敏感敏感标准化程度好一般最好润滑无需或少润滑剂用量多需润滑维护少维护经常维护定期维护经济性成本最低成本较高成本较低资料来源：长盛轴承招股说明书，滑动轴承动。图2：滑动轴承结构示意图资料来源：华轴网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。图3：滑动轴承的分类方式流体润滑流体润滑完全油润滑工作滑动轴承关节轴承含油轴承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自润滑轴承金属固体润滑无法断油工作固体润滑 如铜合金、巴合金等金属+非金属 •形成永久性固体润滑固体润滑结合 膜，无需或减少加油资料来源：长盛轴承招股说明书，（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：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；无需额外供油装置，节省组装费用及耗时，大幅降低制造成本；了因供油不足造成的风险；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；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；运转过程中能形成固体转移膜，保护磨轴，无咬轴现象；难度。图4：自润滑轴承的材料结构与优点资料来源：长盛轴承招股说明书，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。图5：滚动轴承的内部结构拆解资料来源：SKF官网，（图6：轴承各零部件加工工序资料来源：孚科轴承官网，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；按滚动图7：滚动轴承分为向心轴承和推力轴承两大类资料来源：捷太格特官网，图8：轴承产业链情况梳理

器、风电、机器人等行业。上游原材料上游零部件中游轴承下游应用上游原材料上游零部件中游轴承下游应用轴承钢非金属材料套圈 滚动体国内厂商 国外厂商汽车家用电器轴承钢非金属材料套圈滚动体国内厂商国外厂商汽车家用电器中信特钢河钢石钢济源钢铁中天钢铁巨能特钢沙钢集团建龙北满南钢股份

道恩股份金发科技鑫达集团

金沃股份五洲新春绍兴旭日绵

五洲新春天马股份（自用）保持架保持架密封件

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恩斯克风电电机纺织机拖拉机工程机械矿山机械捷太格特恩梯恩NTN美蓓亚NMB风电电机纺织机拖拉机工程机械矿山机械机器人不二越AHI铁姆肯TIMENScl机器人资料来源：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。20207.010和0%的（按市场规模金额（轴轴承、偏航变桨轴承和齿轮箱轴承）市场规模的测算，2020126.342020规模28904.37%。图9：2020年我国轴承行业下游应用领域占比（按市场规模金额）,.%,.%工程和矿山机械,2.40%,.%,.%,.%,.% 家用电,.%资料来源：头豹研究院，；注：2020年中国风电轴承市场规模为测算全球轴承市场规模成长空间广阔。GrandViewResearch，20231209.820302266.023-30CAGR9202340%，GrandViewResearch2030982.02019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自主开发趋势，我国轴承行业营收达到2278亿元，增速高达18%。图10：全球轴承市场规模 图11：我国轴承行业营业收入及增长情况2266.01209.82266.01209.80

年 全球轴承市场规模（亿美元）资料来源：GrandViewResearch， 资料来源：中国轴承工业协会，金沃股份招股说明书，（SKF（NSK捷太格特（TEKT（NTN）（NB（NCI（TIKEN（Scaeffler22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年万向钱潮、人143.2291.2151.08轴2278图12：2022年全球轴承市市占率情况（按市场规模金额） 图13：2021年中国主要轴企业营收情况国内企业,20%

其他5%

143.2291.21143.2291.2151.0824.77 24.23 23.199.85八大轴承企业,75% 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：万达轴承招股说明书， 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，；单位：亿元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技术中心均采取和中国知名高等院校合作方式进行。表2：八大国际轴承公司营收及中国区域发展情况公司称 最新年收中国总部地点中国技术中心技术合作中国投资公司SKF（斯凯孚）2023财年1039亿瑞典克朗上海黄浦上海嘉定SKF全球技术中心（中国）清华大学上海科技大学斯凯孚（中国）有限公司Schaeffler（舍弗勒）20221582023123亿欧元上海嘉定上海嘉定舍弗勒中国技术中心西南交通大学舍弗勒投资（中国）有限公司TMKE（）20224537亿美元上海虹桥路江苏无锡铁姆肯中国工程技术培训中心河南科技大学铁姆肯（中国）投资有限公司NSK（恩斯克）20203年3月31日9381202363867江苏昆山江苏昆山恩斯克（中国）研究开发有限公司西安交通大学恩斯克（中国）投资有限公司JTEKT（捷太格特）202年结日为223年3月1日1671202369222上海长宁江苏无锡捷太格特科技研发中心（无锡）有限公司江南大学捷太格特（中国）投资有限公司NTN（恩梯恩）20303年3月31日7740202464096上海松江上海松江NTN中国技术中心北京交通大学恩梯恩（中国）投资有限公司NMB（美蓓亚）203年结日为223年3月1日1292202466721上海青浦美蓓亚三美机电技术服务(苏州)有限公司-上海美蓓亚精密机电有限公司NACHI（不二越）2023202311302655亿日元上海青浦--不二越（中国）有限公司资料来源：各公司财报，各公司官网，中国轴承工业协会，表3：斯凯孚（SKF）产品介绍

（TIMKEN）为例。斯凯孚（SKF）1907公司主要产品包括滚动户有效减少摩擦、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（中国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。产品名称产品介绍产品系列产品图示滚动轴承（YSKFCooperCARB单元、SOOTNoWear滑动轴承SKF滑动轴承、回转支撑轴承回转支撑轴承由一个内圈和一个外圈组成，其中一（SKF0.118m的磁浮轴承和系统SKF-薄型轴承薄型轴承旨在节省重量，使用更少的空间，减少摩擦，增加灵活性并提供高运行精度。这些轴承可以满足高要求和特定要求，通常用于航空航天、医疗系统、机器人、天文仪器和机床等。与标准尺寸轴承相比，SKF的设计效率可以显著节省空间、重量和成本。薄型截面轴承、超级薄型截面轴承、定制薄型截面轴承。工业密封件密封会对系统性能产生重大影响，SKF密封能大幅提升设备的容量、耐久性和性能，同时降低摩擦，延长维护间隔时间，实现更大价值的同时增加可持续性。径向轴密封件、盒式密封件、耐磨衬套、履带销密封件、金属面密封件、V形密封、轴向夹持式密封件。汽车密封件密封件主要用于减少摩擦、延长使用寿命、保持润滑剂和隔绝污染物等，能够应用在轴承、车身、发动机、悬架等环节。eDrice资料来源：斯凯孚官网，HenryTimkenH.H.Timken和WilliamTimken三人在1899年创立了TimkenHenryTimken的圆锥滚子轴承专利是铁姆肯公司赖以发18992080%以客户为中心的创新解决方案，深受全球用户的广泛认可。2060服务。199236001453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。表4：铁姆肯（TIMKEN）产品介绍产品名称产品介绍产品系列产品图示滚动轴承（NU型、N型、NJNF型、NPNUP滑动轴承带座轴承单元Ten带SAFSNTEUC工业传动产品Rollon、Coneve、oevedldelpaaralleodvey/TMKNTKEN资料来源：铁姆肯官网，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。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，拥有专业高档的主要设备轴承；多是中小型、中型；轴承主要用于轻工业；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承市场。表5：我国五大轴承产业聚集区简介产业聚集区区域特点和优势主要品 代表业老工业基地培育的瓦房店（辽宁）轴承产业集聚区资源雄厚、优势品牌带动、国家政策支持货车油械密轴瑞谷连威远连杨凯特承、泥械承等 乐等以产学研为纽带的洛阳（河南）轴承产业集聚区产学研紧密结合、强劲的研发能力、优秀的科普基地、联盟的中枢神经高、、、轴产品 洛阳凌承轴科机精、市场经济催生的浙东（浙江）轴承产业集聚区等轴承零配件以“专精特新”为特色的苏锡常（长三角）轴承产业集聚区无锡二轴、无锡滚动、南京轴承等勤劳沃土上成长的聊城（山东）轴承产业集聚区聊城郑家镇：中国轴承保持器之乡、全产业布局、民营企业主导、工贸互补促进发展各类标准轴承，内外球面轴承、关节轴承加工设备资料来源：金沃股份招股说明书，控技术等多种技术。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供货；业已开始批量使用；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。相比仍存在一定差距。表6：我国轴承钢发展存在的问题与差距主要问题具体情况及存在的差距基础研究尚待深入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距，且国标轴承钢碳化物图谱与欧美标准的图谱差异大。先进标准需深入贯彻落实《高碳铬轴承钢》和技术和装备良莠不齐质量控制不严未形成质量监督机制研发与应用推广难承钢下贝氏体淬火的钢种SKF24NSK公司、KOYONSJ2TFNTNKOYO150℃～180NTJ2KUJ7资料来源：中轴协轴承工业，专用设备层面：作为轴承加工的重要表7：中国热处理设备技术及产品和工业发达国家差距分析指标国外领先水平我国水平真空退火炉有效加热区长度30m16m真空气淬炉装载量10t5t真空加压气淬炉气冷压强2/4MPa1./.5P保护气氛加热装备使用率自动化热处理生产自动化生产已成为热处理生产线的标准配置全行业能实现精密控制的自动化、数字化生产装备不到10%真空热处理设备单台套周期式：炉气压力：10bar，最大装炉量：50吨；连续式：炉气压力：20bar，最大装炉量：20吨单台套周期炉炉气压力：10bar，最大装炉量：5吨可控气氛热处理设备全自动，完全燃烧排放自动化程度低，烟气排放较大IGBT晶体管感应加热设备已普遍使用开始推广使用真空清洗设备已普遍使用开始推广使用资料来源：中国热处理行业协会，前瞻产业研究院，加工工艺层面：15图14：轴承磨削、超精工艺过程资料来源：轴承杂志社（滚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CNC数控自动送料，磨削速度达45m/sCNC数控机床，生60m/s；SKF120m/sCBN砂轮使其具备较高的生产效率。2、机器人轴承：人形机器人应用带来增量OptimusGen-2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。性轴承为主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%。表8：减速器分类及其特点对比减速器类别结构特点优点缺点 应用域精密行星减速器体积比较小，主要包括行星轮、太阳轮和内齿圈。精密行星减速器单级传动比都在10以内，且减速级数一般不会超过3级。扭矩大、精度高、单级传动效率高达97%2动装置。谐波减速器主要括发器柔与轮速器工传动度量体小，运稳、传递矩对，机器中载小小、部作时波生会生控形时依靠 传动大。 传动率使寿和手等节航航、柔轮刚的合递力。 命有。 加工备医设领。RV减速器主要包括两级传动装置，分别为渐开线行星齿轮传动和摆线针轮行星传动。传动比范围广，传动效率高达结构造度机器中载重机大大、本。 肩部大节。资料来源：科峰智能招股说明书谐波减速器轴承（刚轮（轮非常适合应用于人形机器人的线性关节等部位。图15：谐波减速器结构示意图 图16：谐波减速器运行示意图资料来源：绿的谐波招股说明书 资料来源：绿的谐波招股说明书°垂直排列在V柔性轴承体式保持器。图17：鸿元轴承CSD型谐减速器交叉滚子轴承 图18：鸿元轴承HYR柔性轴承 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。图19：精密行星减速器结构示意图资料来源：科峰智能招股说明书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的主流选择。图20：行星减速器结构与零部件拆分图资料来源：电动葫芦厂家官网RV减速器轴承RV间增长而显著降低，RV图21：RV减速器结构示意图行星齿轮行星齿轮针齿壳曲柄轴输入轴摆线轮针齿输出轴资料来源：东龙工具官网，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RV9-15RVRVRV力、径向力及倾覆力矩。此外，RV偏心轴支位置的作用。图22：RV减速器轴承的分类 图23：RV减速器中各类轴承安装位置示意图资料来源：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》持架均匀的分布在丝杠、螺母之间。图24：滚珠丝杠结构示意图 图25：行星滚柱丝杠结构示意图滚珠螺母滚珠螺母滚珠丝杠滚珠 滚柱齿圈保持架螺母弹性挡圈资料来源：沈阳中捷众创智能装备有限公司微信公众号 资料来源：王家健《行星滚柱丝杠运动原理及有限元分析》承。根据特斯拉IDay2022，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。图26：特斯拉Optimus人形机器人线性执行器反向滚柱丝杠反向滚柱丝杠定子力传感器深沟球轴承位置传感器行星滚柱四点接触球轴承磁体资料来源：特斯拉AIDAY2022，承为主Optimus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28%。图27：电机的分类资料来源：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。Optimus6手指电机拇指电机图28：特斯拉Optimus手指电机拇指电机资料来源：特斯拉AIDAY2022， 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摩擦等特性，在国内技术较为成熟。图30：鸣志电器有刷空心杯电机结构图 图31：鸣志电器无刷空心杯电机结构图资料来源：鸣志电器官网 资料来源：鸣志电器官网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。图32：无框力矩电机的构造资料来源：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：球轴承、滚针轴承；RV丝杠：行星滚柱丝杠选用深沟球轴承、四点接触球轴承；电机：空心杯电机选用深沟球轴承、滑动轴承。表9：人形机器人部件轴承情况组成件 轴承类谐波减速器交叉滚子轴承柔性轴承行星减速器深沟球轴承滚针轴承RV减速器角接触球轴承圆锥滚子轴承圆柱滚子轴承深沟球轴承丝杠深沟球轴承四点接触球轴承电机深沟球轴承滑动轴承资料来源：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）Optimus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。表10：人形机器人各环节市场空间测算市场空间单机价值量（万元）10万台（亿元）100万台（亿元）1000万台（亿元）无框力矩电机3.6436.43643640行星滚柱丝杠2.8282802800谐波减速器1.9619.61961960空心杯电机0.848.484840行星减速器0.727.272720资料来源：特斯拉官网，根据步科股份、绿的谐波、鸣志电器等公司公告及官网数据、测算；2024115（一》3、风电轴承：降本压力下自主开发加速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、自主开发与技术升级加强轴承持续成长能力。（1）技术难度高且在风机中发挥着重要作用11311电机的正常运转。图33：各类型轴承在风机中的位置资料来源：powerEngineering&Development，表11：风机轴承类型及其特点介绍主轴承 偏航承 变桨承 齿轮轴承 发电轴承安装位置在轮与片以轮与齿安装塔顶、仓部安装每叶的部轮位于力电的轮中 位于机发机轮箱间 毂连部位作用支承毂叶，递矩到承载机传系的部根据向整叶风度风电组轴转较，配合电将轴动转增速；受力荷承受重量用准适地整 使其最状态 需要合速轮进增 化为能主轴增器重载荷 风机风向 速以到电需速工况特点5p（00-150p载且化、动高度 动、湿度 动、湿度 大，输载突变 高温（90-120℃）重载常用类型调心滚子轴承、圆锥滚子轴承单列/双列四点接触球转盘双列同径四点接触球转盘轴调心滚子轴承、圆柱滚子轴等 轴承 承，渐滚轴取球承、锥子承四接深沟轴与柱子承轴承 触球承配套数量1套 1个 3个 1套 1套资料来源：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，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%。从各风机厂商原材料采购金额可5%8%值量占比的零部件环节，具有较强的抗通缩属性。图34：2020年电气风电原料采购金额占比 图35：2021年三一重能原料采购金额占比,%,%,%,%,%

叶片及主材,17.46%,%机舱罩/,%

,

,%轴承,8.00%

,%,,

轴承（回转支承）,5.55%

,%资料来源：电气风电招股说明书， 资料来源：三一重能招股说明书，图36：不同公司的轴承占原材料采购金额比重对比12%10%8%6%4%2%0%2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021电气风电轴承 一重能回转支承明阳智能主轴和变轴承 达股份变桨轴承资料来源：各公司招股说明书，（3）自主开发与技术升级加强轴承持续成长能力根据Mackenzie201933%、5050%以上。全球主要轴力。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。图37：2019年国内风机制造中各零部件国产化率情况50%33%50%33%80%60%40%20%0%国内份额 国外份额资料来源：WoodMackenzie，成长能力，进一步提升了风电轴承的抗通缩属性。、主轴轴承：性价比优势推动自主开发大势所趋2012）深沟球轴承圆柱滚子轴承调心滚子轴承单列圆锥滚子轴承双列圆锥滚子轴承表12：风电主轴轴承结构常用类型及其特性）深沟球轴承圆柱滚子轴承调心滚子轴承单列圆锥滚子轴承双列圆锥滚子轴承径向承载能力良 优 优 优优轴向承载能力良（可双向）略可（可双向）略可（可双向优（单向承载强）优（可双向）合成负荷承载能力良 略可 略可 优优刚性/ 良 / 良优调心性弱 弱 极强 弱弱高速运转能力优 优 良 良良资料来源：捷太格特官网，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。图38：三点式支承：主轴轴承+齿轮箱中的轴承 图39：两点式支承：双列圆锥滚子轴承+圆柱滚子轴承资料来源：俞黎萍《风电机组主轴承选型与设计分析》， 资料来源：俞黎萍《风电机组主轴承选型与设计分析》，13

随着风机功率的20207MW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。配置类型优点缺点应用三点式支承采用一个调心滚子轴承，与齿轮箱两边的弹性支承形成三点式支承两点式支承有两个调心滚子轴承、两个单列圆GARB4轴系重量较大，装配工艺相对复杂主要是双列圆锥滚子轴承+圆瓦风机单点式支承大多采用大锥角双列圆锥滚子轴承，亦有采用三排圆柱滚子轴承加对于直驱机组来说，超过6MW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》，主轴轴承可靠性要求高，验证周期较长20和可靠性要求较高。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，有望成为自主开发的重要推力。性价比优势是主轴轴承自主开发的核心推动力露的采购数据，从0W到0W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4W主轴轴承比国产贵约7%。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。图40：国内厂商与SKF主轴轴承价格对比（万元） 图41：国内厂商SKF主轴轴承单MW价格对比（万元/MW）35 830 7625520415310 25 10.MW

.MW

.MW

.MW

.MW

0.MW .MW .MW .MW .MWSKF 洛轴/瓦轴 SKF 洛轴/瓦轴资料来源：三一重能公司公告，；20202021

资料来源：三一重能公司公告，；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自主开发大势所趋。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，其自主开发空间较大。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2019年仅为40%。图42：我国陆上风电主轴轴承国产化率

47%40%32%40%32%15%10%主轴轴承（陆上）国产化率资料来源：北极星风力发电网，洛轴，；注：2022年数据为洛轴预计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自主开发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，在自主开发的趋势下，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。.0W主轴轴承的均价为9W的则上升至7.880万元/W上升至58万元/W。近年来我国风机单机功率提升迅速，22年海上和陆上平均单机容量已分别达到4W和4.3MW图43：中国新增陆上和海上风电机组平均单机容量（MW） 图44：主轴轴承价格与单MW价格随单机功率增加而上升7.45.64.94.27.45.64.94.24.33.93.63.83.73.83.12.42.61.8 1.81.92.1 2.119.9113.148.146.193.103.254.384.985.58

27.88765432102014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022海上 陆上

50.MW .MW .MW .MW .MW） 单M价格（万M）资料来源：CWEA， 资料来源：三一重能公司公告，10MW18MW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。企业 风电轴企业 风电轴承产情况新强联2007W221年MW；20227月12MW瓦轴2092W201.XW2023年公司投资10亿元成立风电主轴轴承公司。洛轴2022年自主研发的国内首套16兆瓦平台风电主轴轴承在洛阳顺利下线交付。国机精工2023年公司旗下轴研科技自主研发的陆上10MW风电主轴轴承顺利完成装机，刷新了国产陆上风电主轴轴承最大单机容量记录；国产首台18MW海上风电主轴轴承顺利下线，刷新了我国国产风电主轴轴承最大单机容量的纪录。京冶.0M、.0、.MW02年557.MW鉴定。成都天马20218MW恒润股份4-MW04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，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，图45：新强联双排四点接触球轴承 图46：新强联三排圆柱滚子独立变桨轴承 资料来源：新强联官网 资料来源：新强联官网根据新强-4W-MW-6W功率段的偏航变桨轴承均价分别12.9517.9825.88MW价格均随单机功率增加明显上升。48.8322.32%，其偏航变桨轴承毛利率显著低于主轴轴承毛利率。图47：新强联偏航变桨轴承价格与单MW价格 图48：新强联偏航变桨轴承与主轴轴承毛利率对比25.8817.9812.953.7025.8817.9812.953.704.004.71.%.%.%.%25 20 15 10 5 0MW -MW -MW

0%2020年

达产年份价格（万元） 单M价格（万M） 承 偏航变桨轴承资料来源：新强联2021年定增募集说明书， 资料来源：新强联2021年定增募集说明书，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推动下，未来有望成为主流的应用技术。体现在以下几个方面：独立变桨控制（IPC）在负载平衡方面发挥着重要作用。力矩和弯曲倾覆力矩，独立变桨能够进行更好的负载缓解。图49：独立变桨控制可以独立调节各叶片桨距 图50：风机运转时受到的主要的力资料来源：MOOG官网， 资料来源：MOOG官网，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。2MW图51：统一变桨与独立变桨发电功率比较 图52：统一变桨与独立变桨轮毂中心载荷比较资料来源：《独立变桨控制对大功率风力发电机受载的影响》金鑫， 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，传统的统一变桨技术多采用四20192021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。表15：国内各企业风电偏航、变桨轴承产品情况梳理企业 风电航变桨承品况展新强联2019年率先成功研制出三排圆柱滚子独立变桨轴承，并实现批量生产瓦轴20194.5MW5.0MW批量生产洛轴20125MW7MW2021年批量生产三排滚子变桨轴承国机精工形成4.0MW以下风电机型偏航、变桨产品全覆盖京冶20145M、.4M、.0W成都天马在2021年北京国际风能大会上展出三排滚子变桨轴承恒润股份2014003M8W航、变桨轴承产品的研发与生产资料来源：各公司官网，各公司公告，国际能源网，CWEA，、齿轮箱轴承：自主开发进程将逐渐加速小、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-平行一级平行式传动。图53：一级行星两级平行轴齿轮箱（左）与两级行星一级平行轴齿轮箱（右）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空间。齿轮箱轴承的国产化率较低。风电轴承的自主开发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：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，图54：行星轮系齿轮传动结构资料来源：三六机械官网，齿轮箱轴承价格低，降本压力较小根据新强联23-W-0W的齿2.05万元、3.87MW0.46万元/MW、0.48万元/MW（分别以4.5MW、8MW进行折算），远低于主轴轴承和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自主开发进行降本时，齿轮箱轴承的优先级低于主轴轴承。图55：新强联生产的齿轮箱各零部件单价情况9.006.679.006.673.873.002.051.789876543210-MW -MW轴承 齿轮 输出轴资料来源：新强联2022年可转债募集说明书，；单位：万元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，自主开发进程有望加快。企业 风电轮企业 风电轮轴承品新强联2022年发布可转债募集说明书，拟投资齿轮箱轴承及精密零部件项目，预计2024年投产。瓦轴20215MW盖3-1MW国机精工20238MW8MW83810MW资料来源：新强联公告，大连日报，北极星风力发电网，、2025330全球风电轴承市场规模2022450CAGR13随Researchandarkes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（2022/人民币=6.70”汇率进行折算），20281402022-2028CAGR12.76%。图56：全球陆上和海上风电新增装机容量 图57：全球风电轴承市场规模0

36.036.032.026.018.018.021.18.86.24.4106.0109.0117.0122.0497.072.5 68.846.354.66.988.201820192020202120222023E2024E2025E2026E2027E陆上新增装机 海上新增装机

0

14014068源：GWEC；单位：GW 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：国内风电轴承需求的假设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CWEA-2年全国风电新增吊装容量分别为54.43/55.92/49.83GW。20241560/65/70GW、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67/75/82GW。各功率段风电轴承占比：我们将风电机组单机容量分为3MW以下/3-5MW（不含5MW）/5-7MW（不含7MW）/7MW及以上四个功率段，占比数据来源于CWEA，2022年四个功率段占比（按容量）分别为3.10%/46.30%/43.00%/7.60%。当前我国风机大型化持续推进，我们假设3MW以下和3-5MW（不含5MW）的机型占比逐年渐下降，7MW以上的机型占比逐年上升。图58：不同功率段风电轴承需求占比100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%

390%3400%6210%

315% 760%2027%4300%5664%4630%1994%

1000%5500%3500%

2000%6000%2000%

4000%5000%1000%0%2020

2021

310%2022 2023E

2024E

2025E3MW以下 35MW（不5MW） 57MW（不7MW） 7MW及以上资料来源：CWEA，预测国内各功率段风电轴承价格假设020年SKF的W和0W主MW4.8/MW7.3/MW，由于国内风电主轴轴承国产化率仍不高，因此假设这两个价格分别代表3MW以下和-5W（不含5W两个功率段的主轴轴承价格假设-7（不含7W和7W及以上40%，10.22/MW14.31/MW。2021-5W的偏航变桨轴承价格约为6万元/W3W以下比-W价格低0%，约为6万元/W。考虑到大功率机型可能采用独立变-7W和7W以上偏航变桨轴承价格逐级提升0%2万元/W和7.17万元/W。一台风机中包括1个偏航轴承和3个变桨轴承，因此一套3W以下/3-W（不含5W）/-7W（不含7W）/710.25/14.64/20.50/28.69/MW。2022一个-5（不含5W的齿轮箱轴承价格为.00.48万元/（假设平均功率为4W3W以下比-5（不含5W）单价低3%，-7MW（不含7W）和及7MW单价逐级提升0。一个风电齿轮箱中包含约0个齿轮箱轴承，则一套3W以下/3-W（不含5W）/-7（不含7W/7MW及以上的齿轮箱轴承价格分别为6.65/9.5/13.3/18.62万元/MW。而偏航变桨轴承由于独立变桨技1%偏航变桨轴承、齿轮箱轴承的价格如下表：表17：单台风机上各类轴承价格假设2020 2021 2022 2023E 2024E 2025E主轴轴承价格（万元/M）3MW以下4.804.664.524.384.254.123-5（M）7.307.086.876.666.466.275-7（M）10.229.919.629.339.058.787MW14.3113.8813.4613.0612.6712.29偏航变桨轴承价格（万元/MW）3MW以下10.2510.1510.049.949.849.753-5（M）14.6414.4914.3514.2114.0613.925-7（M）20.5020.2920.0919.8919.6919.497MW28.6928.4128.1227.8427.5627.29齿轮箱轴承价格（万元/M）3MW以下6.656.456.266.075.895.713-5（M）9.509.228.948.678.418.165-7（M）13.3012.9012.5112.1411.7711.427MW18.6218.0617.5216.9916.4815.99资料来源：三一重能公告，新强联公告，测算国内风电轴承市场规模测算式，2/31/32020-2025126.57/162.65/167.29/234.96/280.66/332.90CAGR为21.34%，其中偏航变桨轴承的市场规模占比较大。表18：国内风电轴承市场规模测算2020202120222023E2024E2025E国内主轴轴承市场规模（亿元）31.9041.3042.2558.7469.4181.42国内偏航变桨轴承市场规模（亿元）66.0885.2288.35125.25151.04180.84国内齿轮箱轴承市场规模（亿元）28.5936.1236.6950.9760.2270.64国内风电轴承市场规模（亿元）126.57162.65167.29234.96280.66332.90资料来源：三一重能公告，新强联公告，测算4、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自主开发空间。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自主开发打下坚实基础。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。领域证券代码公司名称收盘价市值领域证券代码公司名称收盘价市值净利润(亿元)PE(X)603667.SH五洲新春（元）16.92（亿元）62.362022A1.482023E1.702024E2.452025E3.202022A422023E372024E252025E19300718.SZ长盛轴承15.6746.831.022.463.093.9246191512300850.SZ新强联24.2486.963.164.265.206.5328201713轴承300817.SZ双飞集团11.3819.870.61---32---301548.SZ崇德科技48.8629.320.911.211.552.0432241914603985.SH恒润股份19.6786.720.952.577.1311.999134127000551.SZ创元科技8.1733.011.641.812.062.4020181614轴承滚子300421.SZ力星股份8.4524.850.620.911.592.6140271610资料来源：，，股价时间为2024-03-05；盈利预测数据均来源于一致预期、五洲新春1999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。图59：五洲新春主营业务产品资料来源：五洲新春公司公告，绘制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。公司表20：五洲新春风电相关产品介绍产品 产品产品 产品值 产品势1、优化的较大的对数（凸度）曲线，1、采用优质的材料加工，强度高，耐磨损；风电滚子

高承载、长寿命；

2、先进的锻+车+磨超加工，精度高；2，产品加工过程经过100%超声波探3、自动线生产，产品一致性好，成本优势明显。伤、涡流探伤，确保产品的高可靠性。积极响应国家战略，为风电行业配套1、采用高速锻加工，产品脱碳少，塑性和强度高风电球坯

生产球坯。

2、材料综合利用率高，成本优势明显；3、车加工余量小，金属流线优。1、优化的设计，内圈或外圈上有两个整体式挡边风电齿轮箱圆柱滚子轴承

满滚子轴承可满足高径向承载，高加引导滚子旋转，并可促进润滑油膜的形成，以减少速度以及高速运行的风电变桨要求。摩擦热产生；2、滚子对数曲线轮廓设计，可以均匀分配载荷，防止滚子端应力峰值，延长使用寿命。资料来源：五洲新春官网，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业务在下游市场的发展。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。表21：五洲新春机器人谐波减速器轴承产品介绍产品图片产品价值产品优势机器人谐波减速器轴承柔性轴承最大径向变形量满足机器人谐波减速器传递扭矩的功能。1、套圈采用高纯度特种优质轴承钢锻造+精加工而成；23、优化的内部结构设计，满足谐波减速器结构紧凑、减速比大、精度高、噪音低的特点。资料来源：五洲新春官网，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。、长盛轴承浙江长盛滑动轴承股份有限公司始创于1995年，实际控制