近年來,隨著人工智能、物聯網、5G等新技術的廣泛應用,絲杠行業的制造技術、檢測技術、控制技術等都將得到進一步提升。這將推動絲杠產品的精度、穩定性和壽命等方面的提升,從而滿足更高層次的需求。
滾珠絲杠是將回轉運動轉化為直線運動,或將直線運動轉化為回轉運動的理想的產品。是工具機械和精密機械上最常使用的傳動元件,主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動,或將扭矩轉換成軸向反復作用力,由于具有很小的摩擦阻力,滾珠絲杠被廣泛應用于各種工業設備和精密儀器。常用的循環方式有外循環和內循環兩種。滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼球、預壓片、反向器、防塵器組成。具有高精度、可逆性和高效率的特點。
行星滾柱絲杠上游環節包括合金結構鋼、馬氏體不銹鋼等原材料,以及絲杠、螺母等核心零部件;中游根據滾柱相對于絲杠和螺母的運動關系,行星滾柱絲杠可分為標準式、反向式、循環式、差動式和軸承環式五種。其中,標準式是當前應用最為廣泛的類型,主要用于精密機床、機器人、軍工裝備等領域;反向式用于航空、航天、船舶、電力等領域;循環式用于醫療器械、光學精密儀器等領域;差動式用于傳動比較大、承載能力較高的應用場合;軸承環式主要適用于高承載、高效率等場合重型機械等領域。
人們應用螺桿來做傳動的歷史其實不算很長,傳統上的螺桿一直有定位不佳、易損害的情況。直到公元1898年人們首次嘗試將鋼珠置入螺帽及螺桿之間以滾動摩擦取代滑動摩擦,來改善其定位不佳及易損害的情況。1940年更將滾珠螺桿置于在汽車轉向裝置上,更為滾珠螺桿的應用上的巨大革命,并逐漸取代傳統艾克姆螺桿(ACME)。直到近年來,滾珠螺桿已成為產業界使用最廣的零組件之一。
按照國標GB/T17587.3-1998及應用實例,滾珠絲杠(已基本取代梯形絲桿,俗稱絲桿)是用來將旋轉運動轉化為直線運動;或將直線運動轉化為旋轉運動的執行元件,并具有傳動效率高,定位準確等。當滾珠絲杠作為主動體時,螺母就會隨絲桿的轉動角度按照對應規格的導程轉化成直線運動,被動工件可以通過螺母座和螺母連接,從而實現對應的直線運動。
滾珠絲杠軸承為適應各種用途,提供了標準化種類繁多的產品。廣泛應用于機床,滾珠的循環方式有循環導管式、循環器式、端蓋式。預壓方式有定位預壓(雙螺母方式、位預壓方式)、定壓預壓。可根據用途選擇適當類型。絲桿有高精度研磨加工的精密滾珠絲杠(精度分為從CO-C7的6個等級)和經高精度冷軋加工成型的冷軋滾珠絲杠軸承(精度分為從C7-C10的3個等級)。另外,為應付用戶急需交貨的情況,還有已對軸端部進行了加工的成品,可自由對軸端部進行追加工的半成品及冷軋滾珠絲杠軸承。作為此軸承的周邊零部件,在使用所必要的絲杠支撐單元、螺母支座、鎖緊螺母等也已被標準化了,可供用戶選擇使用。滾珠絲杠軸承以多年來所累積制品技術為基礎,從材料、熱處理、制造、檢查至出貨,都是以嚴謹的品保制度來加以管理,因此具有高信賴性。
由于滾珠絲杠生產壁壘較高,導致國內滾珠絲杠制造商數量稀少,市場供給量較少。但是,滾珠絲杠作為一種高精密傳動部件,在工業自動化、機器人、航空航天等領域具有廣泛應用,這使得市場需求量較大。2022年,中國滾珠絲杠產量將達到1100萬套,需求量將達到1555萬套,仍處于供不應求的局面,行業供需缺口仍然較大。
絲杠的生產工藝主要包括熱處理、磨削、鍍鉻等環節。隨著數控機床和自動化生產線的普及,絲杠的生產效率得到了大幅提升,生產工藝也日趨成熟。絲杠行業企業數量眾多,市場競爭激烈。為了在競爭中脫穎而出,企業需要提高產品質量、降低成本、優化服務。隨著市場需求的變化,絲杠企業需要關注價值定位、盈利模式和營銷策略,加強技術創新和供應鏈管理,以應對市場競爭。
根據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年絲杠產業現狀及未來發展趨勢分析報告》顯示:
近年來,隨著國產高端滾珠絲杠性能不斷提升,疊加價格優勢,高端滾珠絲杠國產替代進程持續推進。在中端市場中,中國大陸企業占據一定的市場份額,達30%,但在高端市場中,中國大陸企業僅占5%,而力士樂、THK、NSK等德日廠商基本壟斷國內高端滾珠絲杠市場,表明國內在加工制造水平、生產規模等方面都顯著落后海外龍頭企業,國產替代空間廣闊。
與滾珠絲杠相比,梯形絲杠沒有滾珠,螺母和絲杠之間的運動完全依靠機械接觸產生滑動,屬于滑動摩擦,所以梯形絲杠也叫滑動絲杠。梯形絲杠的傳動效率大約在15%-85%,與上述兩種絲杠相比傳動效率較低,具有耐磨性能好、壽命長等特點,被廣泛應用于工業要求較低的場景,如機械、自動化、消費品等領域,目前已基本實現國產替代。
目前,絲杠市場主要由幾個主要品牌主導,但隨著市場的不斷擴大和一些新興品牌的嶄露頭角,市場競爭格局將日趨激烈。企業需要加大研發投入,提高產品品質,以滿足市場需求,并在競爭中保持領先地位。隨著個性化、差異化消費需求的增加,絲杠行業將更加注重細分領域市場的開發,如醫療器械用絲杠、機床用絲杠、自動化設備用絲杠等。針對不同應用場景提供定制化產品和服務,將成為絲杠行業的重要發展方向。
隨著全球化的加速和國際貿易的增加,絲杠行業有望實現國際化發展。國內企業可以通過引進國外先進技術和管理經驗、拓展海外市場等方式,提高自身的競爭力和影響力。總的來說,絲杠行業市場的未來發展趨勢和前景看好。然而,要實現這些目標,還需要克服一些挑戰,如技術成本、市場競爭、環保要求等。因此,絲杠企業需要不斷創新和提高產品質量,同時關注市場需求和行業發展趨勢,以適應未來市場的變化。
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