根據《2024-2029年中國減速機行業市場分析及發展前景預測報告》分析,減速機是機械設備傳動系統的核心部件。機械設備一般由動力、傳動與執行三大系統構成,多數機械設備的傳動方式為齒輪傳動,相對于帶、鏈、液壓、氣動等傳動方式相比,齒輪傳動具有精密、高效、安全、可靠、性價比優越等特點。減速機也叫減速器,是由多個齒輪組成的傳動零部件,減速機利用齒輪的嚙合改變電機轉速、扭矩及承載能力,也可以用于實現精密控制。傳速比是指減速機中大小齒輪的齒數比,是減速機的重要參數。減速機通常在原動機和工作機之間起著匹配轉速和傳遞且增大扭矩的作用,由于多數機械設備不適宜用原動機直接驅動,因此需要通過減速機來降低轉速、增加扭矩。
減速機由齒輪、箱體、軸承、法蘭、輸出軸等主要部件組成。齒輪是輪緣上有齒、能連續嚙合傳遞運動和動力的機械元件。軸承是減速機中支撐相對旋轉軸的部件。箱體指減速機的基座。法蘭是減速機中的重要連接部件。輸出軸是減速機向工作機輸出動力的軸。
減速器按照精度的大小可以分為一般傳動減速器和精密減速器。精密減速器具有回程間隙小、精度較高、使用壽命長、穩定性高的特點,主要用于機器人、數控機床等高端領域,同時也在向食品、包裝、紡織、電子、醫療等領域拓展。一般傳動減速機可以分為通用減速機和專用減速機。通用減速機通常以中小型為主,可廣泛應用于各個行業,國內領先制造商包括國茂股份、寧波東力等。專用減速機通常以大型、特大型為主,多為非標、行業專用產品,包括船用齒輪箱、冶金齒輪箱、風力發電齒輪箱、航空航天齒輪箱、工程機械齒輪箱等,國內代表企業包括中國高速傳動、杭齒前進等。
圖表:不同減速機分類
擺線減速機、蝸輪蝸桿減速機和齒輪減速機占據我國主要通用減速機市場。通用減速機按照傳動類型可以分為齒輪減速機、蝸桿減速機、行星齒減速機、擺線針輪減速機等,按照傳動級數的不同可以分為單級和多級減速機,按照齒輪形狀的不同可以分為圓柱齒輪減速機、圓錐齒輪減速機和圓錐-圓柱齒輪減速機,按照傳動的布置形式區別又可分為展開式、分流式和同軸式減速機。在我國減變速機行業五大類產品中,擺線減速機的產量占比最高,為34.56%;其次是蝸輪蝸桿減速機,占比為31.89%;齒輪減速機位居第三,占比為27.12%。
(1)齒輪減速機
齒輪減速機是指利用主動齒輪的齒廓推動從動齒輪的齒廓實現傳動的減速機,也是最常見的減速機設備之一。齒輪減速機的傳動軸可以平行、交叉或者交錯,其傳動平穩、使用壽命長,效率高(90%~99%)、應用范圍廣,可廣泛用于冶金、礦山、起重、輕工、化工、運輸、建筑等領域。不過齒輪減速機也具有沒有過載保護、不具有自鎖性能,需要額外加裝剎車制動裝置、噪音相對較大、單級齒輪傳動比小(一般不超過1:7)等缺點。
(2)行星減速機
行星減速器也稱為行星齒輪減速器,是齒輪減速器的一種,行星減速器使用行星齒輪來達到減速效果,其原理和齒輪減速機相同。行星減速機中均勻分布在四周的圓柱齒輪在內齒輪和外齒輪之間圍繞一個同心圓做運動,圓柱齒輪的循環運動類似于太陽系中的行星運行軌跡。因此,行星齒輪減速機也叫行星減速機。行星減速機主要用于傳遞必要的力矩,齒輪數量越多,其齒輪的負載面越大,承載能力越強。行星減速機以其體積小、傳動效率高、減速范圍廣、精度高等諸多優點,而被廣泛應用于伺服、步進、直流等傳動系統中。行星減速器減速比通常在3~10之間,減速機級數一般不超過3,但有部分大減速比定制減速機有4級減速。行星減速器精度可以做到1分以內,單級傳動效率在97%~98%。
(3)蝸桿減速機
蝸桿減速機主要有圓柱蝸桿減速機、圓弧環面蝸桿減速機、錐蝸桿減速機和蝸桿—齒輪減速機,其中圓柱蝸桿減速機最為常用。蝸桿減速機的結構緊湊、傳動比大、運行靜音、輸出扭矩大的特點,蝸桿減速機傳動比通常為10~80,最高可以達到300。但是蝸桿減速機的傳動效率比齒輪傳動低,容易產生大量熱量,其效率在70%~90%,具有自鎖性的蝸桿減速機效率在50%以內,比較適合小功率的場合。蝸桿減速機目前廣泛應用于陶瓷、食品、煙草、木工機械、制藥、紡織、皮革、機床、玻璃、起重、升降、運輸、環保、化工、造紙、包裝、倉儲物流、流體設備、飲料、塑料機械、三維停車、汽車制造、印刷印染機械、電力電纜機械等行業。
(4)擺線針輪減速機
擺線針輪減速機是一種應用行星式傳動原理,采用擺線針齒嚙合的新穎傳動裝置,其全部傳動裝置可以分為三部分,包括輸入部分、減速部分、輸出部分。輸出軸裝有一個錯位180°的雙偏心套,偏心套上裝有兩個滾柱軸承,形成H機構,兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉臂軸承的滾道,并由擺線輪與針齒輪上一組環形排列的針齒輪相嚙合,以組成少齒差內嚙合減速機構。擺線針輪減速機工作時,擺線輪的運動具有公轉也有自傳,在輸入軸正轉一周時,偏心套亦轉動一周,擺線輪于相反方向上轉過一個齒差從而得到減速。
擺線針輪減速機是一種比較新型的傳動機構,具有結構緊湊、單機傳動比大、運轉平穩、可靠性高、拆裝方便等優點,在許多情況下可以替代普通圓柱齒輪減速機及蝸輪蝸桿減速機。擺線針輪減速機的單級轉動比能達到87,兩級減速時轉動比為121~5133,其效率在90%以上。其原理與行星減速器類似,結構比較緊湊。不過擺線針輪減速機也有成本較高,傳遞功率較小,壽命相對較短的缺點。擺線針輪減速機可廣泛用于石油、環保、化工、水泥、輸送、紡織、制藥、食品、印刷、起重、礦山、冶金、建筑、發電等行業。
減速機廣泛應用于各行各業,起重運輸、水泥建材和重型礦山為核心應用。從產業鏈角度看,減速機行業上游包括設備制造商、零部件生產企業以及原材料企業,行業中游為通用減速機制造商和專用減速機生產商,下游為減速機的各種應用。減速器作為重要的傳動裝置,雖然日常生活和工作中很難直接觀察到,但是已經在各個行業廣泛應用。大功率減速機主要應用在能源、石油起重、建筑、船舶、重工、采礦、港口、運輸、航空、鋼鐵、海洋、水利、工程機械等領域。小功率減速機通常用于電子產品、汽車傳動、機器人設備、通訊設備、智能家居設備、家用電器、電動工具、個人護理工具、智能傳動設備、光學儀器、精密儀器儀表設備等領域。綜合來看,起重運輸、水泥建材、重型礦山、冶金、電力和機器人行業分別占有25.02%、14.89%、9.76%、9.48%、4.85%、10.92%的應用市場,也是減速機的主要下游應用。
我國通用減速機產量波動增長,我國市場規模將超過1300億元。我國減速機產量有一定波動,2016年和2018年均出現了負增長,但近年來發展向好,行業產量持續增長,2021我國產量達到了1203萬臺,同比增長31.16%,產量也創造了歷史新高,也表明我國制造業仍然保持較好的發展態勢。我國減速機行業是一個千億級市場,根據華經產業研究院數據,2019年我國減速機市場規模約為1155億元,預計2022年可達到1321億元,行業仍將保持穩定增長。
圖表:2016-2022年中國減速機行業市場規模情況