丝杠行业深度：不可或缺的精密传动部件，国产替代正当时-20231102-东北证券-34页_3mb

丝杠行业深度报告总结

核心内容

丝杠是一种实现旋转运动与直线运动相互转化的精密传动部件，常见类型包括梯形螺纹丝杠、滚珠丝杠和行星滚柱丝杠。其中，行星滚柱丝杠因其高承载、高精度、小体积等优势，是综合性能最优异的丝杠品类，应用前景广阔。滚珠丝杠则因高精度和高效率被广泛应用于机床、汽车等场景，国产替代进程持续加快。

主要观点

1. 丝杠分类及性能对比：

   • 梯形螺纹丝杠通过滑动摩擦实现传动，精度较低，但价格低廉，已实现国产替代。
   • 滚珠丝杠通过滚动摩擦实现传动，具有高精度、高效率、寿命长等优点，适用于精密传动场景。
   • 行星滚柱丝杠通过滚柱与丝杠、螺母的啮合实现传动，具有高承载、高精度、长寿命、小体积等优势，但制备难度高、成本高。

2. 制备壁垒与技术发展：

   • 高精度丝杠的制备壁垒主要体现在生产工艺、加工设备和原材料上，尤其是高精度螺纹加工和专用设备依赖进口。
   • 国内在丝杠领域起步较晚，目前在高端市场仍存在显著差距，但近年来通过技术积累和产学研合作，逐步缩小与海外的差距。

3. 市场空间与趋势：

   • 机床是滚珠丝杠的主要应用领域，其市场空间稳步增长，2022年达61亿元。
   • 汽车智能化趋势推动滚珠丝杠在电子助力转向、电子驻车、线控制动等系统中的应用，进一步拓展市场空间。
   • 行星滚柱丝杠有望替代滚珠丝杠和液压传动，尤其在人形机器人等高载荷、高精度场景中，市场潜力巨大，预计销量100万台时可为行星滚柱丝杠带来140亿元增量空间。

关键信息

• 国产替代进程：

  • 滚珠丝杠的国产化率已超60%，高端市场仍由日德厂商主导，但国产替代持续提速。
  • 行星滚柱丝杠的国产化率较低，但随着技术进步和市场拓展，未来有望实现规模量产。

• 市场预测：

  • 2022年机床用滚珠丝杠市场规模约为61亿元，预计未来仍将稳步增长。
  • 行星滚柱丝杠全球市场空间约3亿美元，预计未来随着人形机器人等应用拓展，将实现百亿级市场增长。

• 技术发展趋势：

  • 磨削工艺可实现高精度，但成本高、效率低；轧制工艺成本低、效率高，但精度和寿命有限。
  • 行星滚柱丝杠的结构类型包括标准式、反向式、循环式、差动式和轴承环式，各有其适用场景和性能特点。

• 相关企业布局：

  • 国内企业如恒立液压、贝斯特、秦川机床、五洲新春、长盛轴承、恒而达、鼎智科技、新剑传动、南京工艺等已布局丝杠领域，部分企业在滚珠丝杠和行星滚柱丝杠方面取得进展。

风险提示

• 人形机器人产业化进程不及预期。
• 国产替代进展不及预期。
• 原材料及生产设备采购风险。

投资建议

• 高端丝杠应用场景多样，市场空间广阔，国产替代进程提速。
• 具备精密加工技术积淀、资金实力强、较早布局丝杠领域的企业将更具竞争优势。

行业数据概览

图表目录

• 图1：滚珠丝杠结构图例
• 图2：滚珠丝杠副的构成
• 图3：内循环/外循环滚珠丝杠副的构造
• 图4：行星滚柱丝杠副结构
• 图5：行星滚柱丝杠与滚珠丝杠的传动结构对比
• 图6：梯形丝杠图例
• 图7：PW300HP旋风硬铣机床
• 图8：汉江机床厂自主研发的 8m 旋风机床
• 图9：国内厂商在国内中低端滚珠丝杠市场占据一定份额
• 图10：日德厂商占据国内高端滚珠丝杠市场的主要份额
• 图11：2022年国内滚柱丝杠市场份额预测
• 图12：行星滚柱丝杠领域的专利申请数量分析
• 图13：滚动功能部件的下游应用场景
• 图14：各类机械适用滚珠丝杠副的精度等级
• 图15：国内数控机床市场空间或将稳步增长
• 图16：国产滚动功能部件优势分析
• 图17：用户对近年来国产中高档滚动功能部件发展的评价分析
• 图18：2001-2022年中国汽车销量及增长率
• 图19：2013-2022年新能源汽车销量及增速
• 图20：Exlar公司滚柱丝杠电动缸的应用行业分布
• 图21：滚柱丝杠市场空间预计（亿美元）
• 图22：EMB与EHB的构成及优缺点对比
• 图23：特斯拉人形机器人线性执行器中采用反向行星滚柱丝杠
• 图24：恒立液压近年营收情况
• 图25：恒立液压近年归母净利润情况
• 图26：贝斯特近年营收情况
• 图27：贝斯特近年归母净利润情况
• 图28：秦川机床近年营收情况
• 图29：秦川机床近年归母净利润情况
• 图30：五洲新春近年营收情况
• 图31：五洲新春近年归母净利润情况
• 图32：长盛轴承近年营收情况
• 图33：长盛轴承近年归母净利润情况
• 图34：恒而达近年营收情况
• 图35：恒而达近年归母净利润情况
• 图36：鼎智科技近年营收情况
• 图37：鼎智科技近年归母净利润情况
• 图38：公司行星滚柱丝杠电动缸智能组装线与检测设备
• 图39：南京工艺装备制造有限公司滚动功能部件综合性能实验室

表格目录

• 表1：三类丝杠的性能对比
• 表2：滚珠丝杠的主要参数
• 表3：磨削滚珠丝杠机械加工工艺过程
• 表4：冷轧滚珠丝杠机械加工工艺过程
• 表5：行星滚柱丝杠的分类
• 表6：丝杠螺纹的各类加工方法
• 表7：丝杠主要使用的原材料的化学元素成分含量 (%)
• 表8：滚珠丝杠发展历程简介
• 表9：我国企业采用的中高端滚珠丝杠副精度统计表
• 表10：机床行业相关政策
• 表11：机床用滚珠丝杠市场空间预测 (亿元)
• 表12：采用中高档滚珠丝杠副的公司数量分布分析
• 表13：行星滚柱丝杠电动缸对比其他解决方案的技术优势
• 表14：行星滚柱丝杠替代滚珠丝杠的应用场景
• 表15：特斯拉 Optimus 机器人 28 个执行器分布
• 表16：特斯拉人形机器人产业化可创造的丝杠增量空间测算
• 表17：恒立液压募投项目情况
• 表18：秦川机床募投项目情况
• 表19：长盛轴承募投项目情况 (万元)
• 表20：恒而达的核心工艺技术体系