新能源汽车、人形机器人带来新兴轴承需求。
单台汽车轴承价值量为 1500 元。传统汽车的驱动、转向、传动、底盘及辅助 系统等领域以及新能源汽车的电机、减速器等部件均需要使用轴承。根据捷太格特 官网和 NSK 数据，单台汽车约使用 100 套轴承。根据中国轴承工业协会数据，单 台汽车轴承价值量约 1500 元。
新能源汽车较传统燃油汽车新增电驱动总成，对轴承提出新的挑战。传统燃油 汽车的驱动系统在新能源汽车中被替代为了电驱动总成。电驱动总成由电机与减速 器构成。汽车驱动电机调速范围宽、启动转矩大、功率密度高、效率高的特性，使 其对轴承的高速、高低温、耐久性、稳定性、可靠性提出了更高的要求。
新能源汽车渗透率不断提升，带动新能源汽车用轴承市场空间翻倍。根据五洲 新春公告，新能源汽车用轴承单车数量较传统汽车单车数量减少 20 个左右，但由 于技术要求更高，价格也更高，预计新能源汽车单车轴承价值总量与传统汽车单车 价值总量相当。根据我们测算，2023 年国内新能源车轴承市场空间约 144 亿元，到 2030 年有望增长至 292.5 亿元。
传统燃油汽车高端轴承被美、日、欧轴承企业主导。汽车内使用的中高端轴承 包括发动机系列轴承，汽车变速器、差速器等齿轮箱用长寿命轴承，以及汽车轮毂 单元轴承。国内部分汽车轴承企业虽然也有生产、配套，但大部分被应用在合资品 牌的低档车型和部分自主品牌汽车上，国内 85%以上的中高端汽车的高端轴承仍以 海外品牌的轴承为主。 国内新能源汽车崛起，客户定点体系重构，为汽车轴承国产化带来机遇。自 2008 年中国首次推出新能源汽车产业发展规划至今，在政策支持、产业链玩家自主 创新提升技术实力的推动下，国产新能源车销量快速提升。国产轴承厂商在产业发 展初期就配合主机厂共同研发，配合新能源汽车车型变化快速迭代，与主机厂形成 绑定，在主机厂降本趋势下，新能源汽车轴承国产化率不断提升。
轴承是机器人的关键配套件之一。根据所配套的机器人关节零部件不同，可分 为谐波减速器轴承、RV 减速器轴承、行星减速器轴承、行星滚柱丝杠轴承。
（1）关节轴承
人形机器人大量使用关节轴承。人形机器人旋转关节使用交叉滚子轴承、角接 触轴承和柔性轴承。线性关节使用四点接触轴承和深沟球轴承。其中，交叉滚子轴承制造难度最大，国内量产企业少。角接触轴承、四点接触轴承有一定的难度，国 内可以供应，价格远低于进口，精度低于进口；深沟球轴承技术成熟、国内稳定供 货，价格远低于进口。
旋转关节按速度可以分为三部分：外壳固定的部分、高速电机轴、低速输出轴。 交叉滚子轴承安装于外壳固定部分和低速输出轴。需要承受减速器扭矩外 的全部力和扭矩，要求极强的刚性。交叉滚子轴承有变形，拉直后可以变 成十字交叉滚子导轨，圆柱的滚子呈 90°相互垂直交叉排列，通过隔离 块将相互垂直的滚子进行隔离。可受径向力和轴向力，游隙更小，载荷更 大。谐波减速器中的交叉滚子轴承又叫薄壁轴承，加工难度在薄壁的抗变 性能。 角接触轴承：用于固定部分和高速电机轴之间的轴承，可以承受较高的转 速，也可以承受一定的轴向力。通常成对使用，提供不同的轴向力。
线性关节按速度分为电机固定部分①、电机转动部分+丝杠螺母部分②、丝杠 部分③。其中①和②之间采用了一个四点接触轴承和一个深沟球轴承，两种轴承的 作用是高转速部分和固定部分进行分离和支撑，四点接触轴承克服了深沟球轴承轴 向窜动量大的缺点。
（2）减速器轴承
目前应用于机器人的减速器主要有两种：谐波减速器和 RV 减速器。谐波减速 器用轴承主要包括交叉滚子轴承和柔性轴承，RV 减速器主要采用角接触球轴承。 谐波减速器用交叉滚子轴承包含四种系列，CSG(CSF)系列、CSD 系列、SHG(SHF) 系列、SHD 系列，其命名方式采用减速器的命名；谐波减速器用柔性轴承的命名为 HYR，RV 减速器主轴承的命名为 RV。 CSF/CSG 系列谐波减速器用交叉滚子轴承在外观和热处理工艺上与标准交叉 滚子轴承具有差异。该系列交叉滚子轴承与标准交叉滚子轴承相比，内外套圈共有 三层不同尺寸和数量的安装螺纹孔，在外观上与基本型交叉滚子轴承差别较大；另 外该种轴承外圈热处理采用整体淬火工艺，内圈采用滚道表面高频淬火工艺，这是 工艺上与普通交叉滚子轴承的主要不同。 SHF/SHG 系列谐波减速器和 SHD 系列谐波减速器用交叉滚子轴承内外圈均为 整体结构。SHF/SHG 型安装时对性能几乎没有影响，能够获得稳定的旋转精度和扭 矩，主要应用在 SHG 和 SHF 系列的各类减速器输出部位。SHD 型高度比 SHG 的 更低，节约减速器的安装空间，主要应用在 SHD 减速器输出部位。
柔性（HYR）轴承是谐波减速机的主要组成部分，其精度和稳定性直接决定了谐波减速机的功能。柔性轴承在工作中，内圈安装在椭圆形的凸轮上，工作中承 受循环应力载荷， 外圈安装在柔轮上，工作中随凸轮的转动而发生弹性变形，不仅 承受循环应力载荷，而且承受交变应力载荷。
（3）丝杠轴承
丝杠是许多机床（例如车床、铣床和磨床）的关键部件。它们用于将旋转运动 转换为线性运动，对于提供平稳、准确的运动至关重要。丝杠轴承支撑丝杠并有助 于减少摩擦。丝杠轴承有多种不同类型，包括球轴承、滚子轴承、套筒轴承、静压 轴承等。 （1）球轴承是最常见的丝杠轴承类型。它们由两组球和座圈组成，并通过笼 子固定在一起。滚珠轴承在负载能力、速度和精度方面提供良好的性能。 （2）滚子轴承是另一种类型的丝杠轴承。它们由一系列排列成圆柱形或圆锥 形的滚子组成。滚子轴承在负载能力和速度方面提供良好的性能，但不如滚珠轴承 精确。 （3）套筒轴承是第三种类型的丝杠轴承。它们由一块金属制成，其形状适合 围绕丝杠。套筒轴承在负载能力和速度方面提供良好的性能，但不如滚珠或滚子轴 承精确。 （4）静压轴承是第四种类型的丝杠轴承。它们由一系列围绕丝杠排列的小流 体室组成。静压轴承提供非常高的精度，但它们也是最昂贵的丝杠轴承类型。 除了四种主要类型的丝杠轴承外，还包括推力轴承、减摩轴承、复合轴承等种 类，会根据特定的应用需求选择合适的轴承品种。 滚珠丝杠轴承或滚珠丝杠支撑轴承是专门设计用于支撑高轴向载荷并在滚珠丝 杠组件中提供精确运动控制的专用轴承。这些轴承通常包括角接触球轴承或深沟球 轴承，它们帮助滚珠丝杠系统中将旋转运动有效转移为线性运动，通常用于各种工 业应用，例如数控机床、机器人和精密机械。
人形机器人应用场景丰富，在工业、家庭等应用场景均有广阔的发展空间，属 于万亿级别市场空间的行业，2024 年有望成为人形机器人量产元年。 当特斯拉人形机器人出货量达到 100 万台时，关节轴承市场规模将达到 35 亿 元，此外由于人形机器人关节轴承会定期更换，未来总市场空间将更大。
3.1、 风电轴承以滚动轴承为主，大型化趋势带动滑动轴承需求
风电装机保持高增。2000-2023 年国内新增风电装机量 CAGR 达 34.8%，全球 新增风电装机量 CAGR 达 16.1%，均保持高增态势。
风力发电机用轴承是一种特殊的轴承，使用环境恶劣，维修成本高，寿命要求 高。风电轴承主要包括偏航轴承、变桨轴承、主轴轴承、变速箱轴承、发电机轴承。 每台风力发电机设备包括：1 套偏航轴承、3 套变桨轴承、2 套发电机轴承、2 套齿 轮箱轴承和 1 套主轴轴承。双馈式和半直驱式风机带有变速箱轴承，其需求量根据 变速箱的结构形式而变化。 风力发电机用轴承的结构形式目前以滚动轴承为主，包括四点接触球轴承、交 叉滚子轴承、圆柱滚子轴承、调心滚子轴承以及深沟球轴承等。滚动轴承摩擦力小 于滑动轴承，节能效果显著，主轴承采用滚动轴承的一般小型球磨机节电达 30%~35%，中型球磨机节电达 15%~20%，大型球磨机节电可达 10%~20%。但是风 力发电机的工况条件通常比较恶劣，需要面对较大范围的温度、湿度和轴承载荷变 化，及最高达 23m/s 的冲击载荷，因此，风力发电机的轴承的密封和润滑、耐冲击、 使用寿命和可靠性等都有着严格要求，近年“以滑替滚”趋势逐渐显现。
大型化是风电技术发展趋势。风轮直径每增加 10%，整机发电量将提高 8%以 上，因此发展大功率机型是降低风电度电成本的有效措施之一。半直驱型风电机组 融合了双馈型风电机组高可靠传动和直驱型风电机组超紧凑设计等技术优势，在重 量、成本等方面具有明显优势，发展大功率半直驱型风电齿轮箱是未来的主流方向 之一。
国内小功率在运风场存在大量技改需求，高性价比大功率风电齿轮箱是发展方 向。目前我国存在大量运行时间达 10-15 年的发电能力差、故障率高、安全隐患多 的在运风电场，未来风电技改市场较大。若将 1.5MW 及以下的老旧机组置换成 4MW 以上的大功率机组，可以增加 4 倍电场装机量，同时大幅降低机组故障率。
滚动轴承逐渐难以适应风电大型化趋势，亟需探索基于新轴承类型的风电齿轮 箱设计技术。滚动轴承被广泛应用于风电齿轮箱，占齿轮箱总成本的 20%以上，是 降低风电齿轮箱成本的重要环节。目前国内风电齿轮箱轴承几乎全部进口自 SKF、 FAG、TIMKEN 等国外企业。同时美国国家可再生能源实验室统计，风电齿轮箱故 障失效造成的停机时间中 67%的故障是由滚动轴承失效引起的。随着风电齿轮箱朝 着大功率发展，进口滚动轴承将进一步增加风电齿轮箱故障失效率和成本。
滑动轴承具有承载能力强、体积小、结构简单等特点，与传统的滚动轴承相比 主要具有两方面优势：（1）风机承载能力提升，传统的滚动轴承为点接触或者线接 触，单位重量或尺寸承载能力有限，滑动轴承为面接触因此承载能力大幅度上升； （2）风机维护成本低，滑动轴承结构可设计为分块式，适用于更高容量的风机中， 灵活的安装结构使轴承实现现场安装维修成为可能。
滑动轴承在风电机组有望实现弯道超车。2021 年 10 月，全球最大、国内首台 金风科技新型轴系样机在新疆维吾尔自治区达坂城风电场成功实现并网发电及满发 运行。金风科技新型轴系采用滑动轴承替代滚动轴承，实现了“两升一降”，轴承载 密度提升超过 20%，运行可靠性提高，维护成本降低超过 60%。齿轮箱轴承亦可由 滑动轴承替代，相较于采用滚动轴承的风电齿轮箱，采用滑动轴承的风电齿轮箱扭 矩密度可提升 25%，传动链长度能减少 5%，齿轮箱重量可降低 5%，成本相应降低 15%，因此滑动轴承将会是未来风电齿轮箱最具潜力的设计方案之一。
3.2、 预计 2024-2025 年滑动轴承市场规模有望从 3 亿元增长至 36.9 亿元
2025 年风电轴承市场规模有望达 368.5 亿元，其中风电滑动轴承市场有望迎来 快速增长期，2025 年市场规模有望达到 36.9 亿元。我们做如下假设：2024-2025 年 国内风电新增装机容量分别为 80、100GW，其中海风新增装机容量分别为 15、 20GW，陆风新增装机量分别为 65、80GW。假设 2024-2025 年风电滑动轴承渗透 率分别达 1%、10%，以此计算出 2024/2025 年国内风电轴承市场规模分别为 300.6、 368.5 亿元，其中风电滑动轴承市场规模分别为 3.0、36.9 亿元。
目前国外风电轴承制造商包括 SKF、舍弗勒、NTN 等，其中 SKF、舍弗勒已 经实现了主轴轴承、偏航轴承、变桨轴承、齿轮箱轴承和发电机轴承产品系列全覆 盖，并且主要经营市场为高端轴承市场；国内风电轴承制造商包括瓦轴、洛轴、新 强联、天马、恒润股份等，受制于自身的技术水平与经营历史，目前主要经营领域 为中低端市场，其中瓦轴与洛轴产品线较为完善，能够覆盖风电轴承全系列产品。 国内风电轴承厂商市占率低，2020 年齿轮箱轴承与发电机轴承国产化率低于 1%，未来国产替代空间大。我国风电轴承主要依赖进口，国产化率较低。风电主 轴轴承、齿轮箱轴属于附加值较高的两个产品，但国产化率仍处于较低的水平， 2020 年国产化率分别只有 32.97%、0.58%。2019 年全球风电轴承仍然主要由德国、 瑞典、日本、美国的厂商供应，国内的洛轴、瓦轴、新强联等企业合计市占率不到 10%，目前国内企业已具备风电轴承相关技术实力，未来国产替代空间较大。
轴承运用于机床的旋转和直线运动中，它们能够充当量具设备和工具中的接触 点和枢轴点、液压泵中的柱塞以及尺寸和圆度量规的母版。精密轴承主要应用于机 床的主轴、丝杠和传动轴中，滚动轴承的精度通常分为五个等级：P0，P6，P5，P4 和 P2，精密机床主轴上使用的轴承精度应为 P5 及更高等级。对于高速高精度机床 （例如 CNC 机床和加工中心）的主轴支撑，应选择 P4 及其更高级别的超精密轴承。 主轴轴承：机床主轴轴承通常有六种结构类型：深沟球轴承，角接触球轴承， 圆柱滚子轴承，双向推力角接触球轴承，圆锥滚子轴承和推力轴承。但是，随着数 控技术的发展以及对加工速度，精度和环保要求的日益提高，数控机床的主轴轴承 仅限于四种类型的结构：角接触球轴承，圆柱滚子轴承，双向推力角接触球轴承和 圆锥滚子轴承。主轴轴承作为机床的基础组件，其性能直接影响着机床的转速，旋 转精度，刚度，抗振动切削性能，噪声，温升和热变形，进而改变加工的精度和表 面质量。
随着精密轴承对加工速度的要求变高，精密轴承的材料使用也有所不同，陶瓷 材料逐渐引起人们的关注。这是因为陶瓷材料具有密度小，弹性模量高，热膨胀系 数低，耐磨性，耐高温性，耐腐蚀性等优点，因此成为理想的用于制造高速精密轴 承的材料。 滚柱丝杠轴承：滚珠丝杠副作为一种正确，高效，灵敏的传动元件，不仅应采 用高精度的丝杠，螺母和滚珠，还应选择轴向刚度高，摩擦力矩小，运转精度高的 精密轴承。过去，滚珠丝杠支撑通常使用的双向推力角接触球轴承，圆锥滚子轴承， 滚针和推力复合滚子轴承，深沟球轴承和推力球轴承。 传动轴轴承：安装在宽传动轴上的滚动轴承用于机床。其要求和选择与普通机 械传动轴承相同。它只需要满足强度和使用寿命的要求，并且速度不超过精密轴承 的规定极限速度。 根据贝哲斯咨询，2022 年全球机床轴承市场规模达 231.51 亿元人民币，2028 年全球机床轴承市场总规模将会达到 289.48 亿元，2022-2028 年机床轴承市场年复 合增长率达 3.91%。
