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1、 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。1 證券研究報告 機械設備機械設備 從三大經典傳動到具身智能從三大經典傳動到具身智能 華泰研究華泰研究 機械設備機械設備 增持增持 (維持維持)研究員 倪正洋倪正洋 SAC No.S0570522100004 SFC No.BTM566 +(86)21 2897 2228 研究員 楊任重楊任重 SAC No.S0570522110003 +(86)21 2897 2228 研究員 楊云逍楊云逍 SAC No.S0570523070001 +(86)21 2897 2228 研究員 邵玉豪邵玉豪 SAC No.S05705221200

2、02 +(86)21 2897 2228 研究員 史俊奇史俊奇 SAC No.S0570522110002 SFC No.BTM901 +(86)21 2897 2228 聯系人 張瑤珈張瑤珈 SAC No.S0570122090160 +(86)755 8249 2388 聯系人 王自王自 SAC No.S0570123070064 +(86)21 2897 2228 行業行業走勢圖走勢圖 資料來源：Wind，華泰研究 2023年10月20日中國內地 深度研究深度研究 人形機器人為具身智能理想載體，硬件結構包含三大經典傳動人形機器人為具身智能理想載體，硬件結構包含三大經典傳動 具身智能（em

3、bodied AI）為下一個人工智能的浪潮，其是一個能夠理解、推理、并與物理世界互動的智能系統。我們認為人形機器人是實現具身智能的最佳形態之一，因為我們身處的世界是按照人類的生理結構設計的，人形機器人因其外形與人相仿，與物理世界互動的隱性成本最小。從波士頓動力的人形機器人 Atlas，再到特斯拉推出的 Optimus，我們發現人形機器人的硬件結構包含三大經典傳動液壓傳動、電氣傳動、機械傳動。液壓傳動液壓傳動：機械大力士：機械大力士，關注國產化空間與電動化影響，關注國產化空間與電動化影響 液壓傳動主要用于實現機械能-液壓能-機械能的轉換，其突出優點在于輸出較大的推力或轉矩。液壓系統由動力元件、執

4、行元件、控制元件、輔助元件、工作介質五大基本部分組成，其中液壓泵閥技術難度較高。目前，全球液壓工業已進入成熟發展階段，我國為全球第一大液壓市場，2021 年全球市場份額達 35%。國內市場規模接近千億，高端市場具備較大國產替代空間。我們系統闡述了液壓行業市場概況、液壓系統及各組成元件工作原理，并以工程機械應用為例分析了液壓系統在主要產品中的應用結構，以及電動化對液壓傳動的影響，全面覆蓋液壓傳動原理、市場、應用分析。電氣傳動：電氣傳動：靈活靈活多面手，應用廣闊市場分散多面手，應用廣闊市場分散 電氣傳動使用電動機將電能轉換成機械能，帶動各類型生產機械、交通車輛及運動物品。電動機是指依據電磁感應定律

5、實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。電動機行業呈現競爭格局分散，下游應用廣泛的特點，其復雜性在于技術路徑多樣，對應電機不同的特性，適用于下游不同場景。我們系統闡述了電氣傳動行業市場概況、電動機六大技術路徑選擇，并以人形機器人、礦山機械、數控機床應用為例分析電氣傳動系統在主要產品中的應用，以及未來定子扁線化和碳化硅應用對電機性能的提升，全面覆蓋電氣傳動原理、市場、應用分析。機械傳動：高精控制百寶箱，結構類型繁多機械傳動：高精控制百寶箱，結構類型繁多 機械傳動結構類型繁多，相較于液壓、電氣傳動，機械傳動主要優點在于傳動比準確、實現回轉運動的結構簡單、能傳遞較大的扭矩、傳動效率高，主要適用于速度不高的

6、有級變速傳動。高精密傳動零部件市場國產化水平有待提高，人形機器人等新產業有望為其帶來彎道超車機遇。我們系統闡述了機械傳動特點、傳動結構基本原理、典型機械傳動裝置及應用、機械傳動導向及支承零部件概況、機械傳動國產替代關鍵因素，全面覆蓋機械傳動原理、市場、應用分析。人形機器人：具身智能產業提速，關注感知層和執行層的投資機會人形機器人：具身智能產業提速，關注感知層和執行層的投資機會 技術進步+巨頭入局+政策激勵下，人形機器人產業提速發展。在決策層，大模型使機器人理解自然語言，泛化能力增強，RT-2 輸出字符串可直接對應到機器人的坐標、旋轉角等信息，實現了“手腦協調”。在感知層，六維力/關節扭矩傳感器

7、是人形機器人知“輕重”的力控核心，具備高價值和高壁壘，而觸覺是機器人另一重要感知力，個別國內廠商國際領先。在執行層，機械傳動廣泛存在于各關節中，電氣傳動中準直驅方案扭矩密度更高，未來滲透率有望提升。我們認為人形機器人是形如機器人的智能體，多模態大模型的快速發展將提升人形機器人的智能化水平，加快人形機器人產業化進程。風險提示：國產替代不及預期、原材料價格波動風險、工程機械電動化導致部分液壓元件被取代、電機技術路徑發生改變、人形機器人產業化進程不及預期。(8)(3)3914Oct-22Feb-23Jun-23Oct-23(%)機械設備滬深300 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一

8、起閱讀。2 機械設備機械設備 正文目錄正文目錄 從三大經典傳動到具身智能從三大經典傳動到具身智能.11 液壓傳動：機械大力士液壓傳動：機械大力士.14 液壓系統：機械大力士，千億市場大而不強.14 大功率與自動化控制優勢突出，液壓傳動廣泛應用于工業機械.16 國內液壓千億市場大而不強，高端液壓件仍待進口替代.17 鋼材為主要原材料，工程機械為主要應用領域.20 國內恒立液壓一枝獨秀，龍頭規模仍具提升空間.21 液壓系統拆分：五大部分各司其職、相輔相成.23 動力元件：機械能轉化為液壓能.23 執行元件：液壓能轉化為機械能.26 控制元件：控制油液方向、壓力與流量.29 液壓輔件&工作介質：輔助

9、執行，不可或缺.32 典例：液壓系統廣泛應用于工程機械工作、回轉、行走系統.35 液壓挖掘機.35 裝載機.36 叉車.37 高空作業平臺.38 工程機械電動化：或將帶動液壓系統應用變化，短期影響有限.39 電機取締柴油機，或將帶動液壓系統應用變革.39 應對電動化之變，主機與核心零部件龍頭積極布局.42 在具身智能中的應用：波士頓動力 Atlas 能夠實現高難度動作.43 電氣傳動：靈活多面手電氣傳動：靈活多面手.44 電氣系統：靈活多面手，應用廣闊市場分散.44 電氣傳動系統概覽：靈活多面手.44 電機行業格局分散，國內電機“量增”到“質提”走向高端.45 電機技術：六大路線選擇排列組合，

10、順勢而生各有千秋.47 直流 or 交流：換向/調速為核心問題，霍爾元件/變頻器助推無刷替代有刷.48 永磁 or 勵磁：交替并行發展，高性能永磁體提升電機功率和效率.52 同步 or 異步：同步電機節能高效高功率，異步電機具有成本優勢.54 單相 or 三相：三相電機穩定高效，單相電機需使用電容器/罩極啟動.57 步進 or 伺服：伺服閉環相較步進開環控制精度較高，經濟性較低.59 旋轉 or 直線：直線電機可視為旋轉電機的結構變形，高速響應高精度.62 典例：礦山機械/數控機床中多種電機“各司其職”.63 礦山機械：交流電機為主流，永磁電機節能特性順應“綠色礦山”.63 數控機床：主軸多用

11、感應電機，進給電機中永磁伺服為主流.66 未來：定子扁線化與碳化硅應用成為提升電機能效新方向.67 在具身智能中的應用：特斯拉 Optimus 采用電氣驅動.71 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。3 機械設備機械設備 機械傳動：高精控制百寶箱機械傳動：高精控制百寶箱.72 機械傳動：高精確度的轉矩、轉速變換器.72 傳動原理：“回轉回轉”、“回轉移動”等運動形式.76 回轉回轉：齒輪傳動應用最為廣泛，輪系為主要應用形式.76 回轉移動：帶傳動、凸輪機構、螺旋機構較為常用.78 多運動形式變換：連桿機構.81 典例：旋轉運動看減速器，直線運動看絲杠.82 減速器：旋轉

12、運動核心傳動裝置，新型齒輪系空間逐步打開.82 絲杠：直線運動核心傳動裝置，滾動螺旋精密機械最為常用.93 導向及支承機構：配合機械傳動機構傳遞運動及動力.103 導軌：支承與引導運動部件沿確定軌跡運動.103 軸：支承旋轉零件，傳遞力與力矩.107 軸承：支承旋轉軸及其他運動體，引導運動并承受軸上載荷.109 高精機械傳動國產替代：材料、設備、工藝、驗證缺一不可.114 材料：國產材料筑基不牢.114 設備與工藝：淘金離不開賣鏟人.117 應用場景驗證與積累：打造閉環的決定性環節.118 在具身智能中的應用：機械傳動廣泛存在于特斯拉 Optimus 中.118 具身智能：多維度催化人形機器人

13、落地具身智能：多維度催化人形機器人落地.119 決策層：大模型賦予機器人“大腦”，具身智能迎來曙光.121 大模型使機器人理解自然語言，增強泛化能力.121 決策結果到運動控制映射方式改變，機器人實現“手腦協調”.124 感知層：聚焦力/觸覺傳感器應用，機器人知“輕重”懂交互.125 六維力/關節扭矩傳感器為力控核心，使人形機器人知“輕重”.126 高價值高壁壘，六維力傳感器面臨動靜態特性及解耦問題.128 觸覺傳感器：機器人另一重要感知力，個別國內廠商國際領先.132 執行層：剛性驅動器方案成熟，準直驅方案滲透率有望提高.134 總結：三大傳動構建具身智能硬件，智能化決定人形機器人總結：三大

14、傳動構建具身智能硬件，智能化決定人形機器人 0-1.137 風險提示.137 圖表目錄圖表目錄 圖表 1：波士頓動力 Atlas 機器人主要采用液壓驅動.11 圖表 2：特斯拉機器人主要采用電氣傳動.11 圖表 3：我國液壓件進口額約為出口額 2 倍.11 圖表 4：電動缸、液壓缸、氣缸三種直線動作器原理介紹及對比.11 圖表 5：電動機技術路徑和結構不斷更新，多種類型適應下游多種應用場景.12 圖表 6：機械傳動可按照傳動原理分為摩擦傳動、嚙合傳動、推壓傳動三類.13 圖表 7：技術進步+巨頭入局+政策激勵加速 2023 年人形機器人產業提速.13 圖表 8：液壓千斤頂工作原理圖.14 免責

15、聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。4 機械設備機械設備 圖表 9：液壓系統主要分類方式.15 圖表 10：液壓系統組成概覽.15 圖表 11：液壓傳動與其他傳動方式對比.16 圖表 12：流體傳動中液壓傳動占比超過 70%.17 圖表 13：全球液壓市場規模 2011-2021 CAGR 3.1%.17 圖表 14：我國液壓市場規模 2011-2021 CAGR 4.7%.17 圖表 15：我國液壓市場全球占比持續提升.17 圖表 16：中、美液壓市場全球占比近 70%（2020）.17 圖表 17：中國制造業增加值高于美國但液壓銷售占比偏低（2020）.18 圖表 18

16、：國內液壓市場下游應用場景相較美國更為集中（2019）.18 圖表 19：我國液壓行業發展歷程.18 圖表 20：我國液壓件進口額約為出口額 2 倍.19 圖表 21：液壓油缸 2016 年起已實現貿易順差，進口單價約為出口 2 倍.19 圖表 22：液壓馬達 2019 年以來貿易逆差收窄，進口單價約為出口 6 倍.19 圖表 23：液壓泵 2020 年以來貿易逆差收窄，進口單價約為出口 6 倍.20 圖表 24：液壓泵中僅齒輪泵 2022 實現貿易順差.20 圖表 25：液壓閥 2022 年出口單價已高于進口，但貿易逆差最大.20 圖表 26：主要液壓元件國產化率估計（2021）.20 圖表

17、 27：液壓系統產業鏈概覽.21 圖表 28：液壓企業與工程機械企業營收同比增速變動趨勢相似.21 圖表 29：全球液壓龍頭及國內液壓上市公司情況概覽.22 圖表 30：全球液壓行業 CR3 約 34%（2021）.22 圖表 31：內資上市液壓公司僅恒立液壓市占率超 10%（2021）.22 圖表 32：恒立液壓國際收入占比約 20%（2022）.23 圖表 33：博世力士樂海外收入占比約 80%（2022）.23 圖表 34：單柱塞液壓泵工作原理.23 圖表 35：液壓泵主要分類形式.24 圖表 36：液壓泵按擠子結構分類情況及工作原理概述.25 圖表 37：各類液壓泵性能參數比較及應用范

18、圍情況.26 圖表 38：軸向柱塞式液壓馬達工作原理.26 圖表 39：液壓馬達與液壓泵對比.27 圖表 40：各類液壓馬達性能參數比較及應用范圍情況.27 圖表 41：雙作用液壓缸主要原理.28 圖表 42：液壓缸分類.28 圖表 43：液壓閥分類.29 圖表 44：各類液壓閥性能比較及適用場景.29 圖表 45：壓力控制閥分類及工作原理概述.30 圖表 46：流量控制閥分類及工作原理概述.31 圖表 47：方向控制閥分類及工作原理概述.32 圖表 48：皮囊式蓄能器工作原理概覽.33 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。5 機械設備機械設備 圖表 49：油管分類及特

19、點.33 圖表 50：液壓部分工作介質特性比較.34 圖表 51：油液主要類型、特點及應用場景.35 圖表 52：液壓挖掘機液壓結構透視圖（履帶式）.36 圖表 53：液壓挖掘機傳動路線（履帶式）.36 圖表 54：裝載機液壓油缸結構透視圖（輪式）.37 圖表 55：裝載機液壓閥結構透視圖（輪式）.37 圖表 56：叉車液壓結構透視圖.38 圖表 57：高空作業平臺液壓結構透視圖.39 圖表 58：傳統挖掘機能量流圖及工程機械節能技術演變.40 圖表 59：電動缸、液壓缸、氣缸三種直線動作器原理介紹及對比.41 圖表 60：工程機械電動化滲透率仍處于較低水平.42 圖表 61：不同類型工程機械

20、電動化滲透率差異顯著.42 圖表 62：工程機械主機及核心零部件企業電動化布局概況.42 圖表 63：采用液壓驅動的 Atlas 能夠實現跑酷等高難度動作.43 圖表 64：Atlas 液壓系統存在漏液等可靠性問題.43 圖表 65：電動機是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置.44 圖表 66：電氣傳動在運動控制及精確度方面優勢顯著，廣泛應用于工業機械.45 圖表 67：2020 年全球電機市場 1427 億美元，汽車占比最高.45 圖表 68：預計 21-28 年全球電機市場 CAGR=6.4%,交流電機占比最大.45 圖表 69：臥龍電驅主要電機產品.46 圖表 70：大洋

21、電機主要電機產品.46 圖表 71：外資品牌為國內電機生產商第一梯隊，國內龍頭在各自側重領域走向高端.46 圖表 72：2022 年中國電機進口金額為 42.34 億美元，同比下降 6.2%.47 圖表 73：2022 年中國主要電機出口產品結構（按金額）（單位：%）.47 圖表 74：電動機技術路徑和結構不斷更新，多種類型適應下游多種應用場景.48 圖表 75：直流電機與交流電機由于供電電源不同使得結構差異較大.49 圖表 76：直流有刷電機率先流行，交流電普及和控制元件發展使得交流電機和直流無刷快速發展成為主流.49 圖表 77：直流有刷電機通過換向器跟電刷的連接，實現線圈電流方向變化，實

22、現線圈受力方向變化.50 圖表 78：周圍磁通密度超過閾值時霍爾傳感器會檢測到并產生電壓.50 圖表 79：霍爾效應傳感器可判斷出電機轉子磁極的相對位置.50 圖表 80：交直交變頻器主電路工作原理.51 圖表 81：變頻技術可分為交直交變頻技術和交交變頻技術.51 圖表 82：電機磁場的提供方式經過低性能磁鐵電磁體高性能永磁體與電磁并行三個發展階段.52 圖表 83：高性能永磁電機效率高功率大，勵磁電機制作成本低但效率較低.52 圖表 84：電機常用永磁材料抗腐蝕性能、最高工作溫度、加工性能、退磁曲線形狀、價格對比.53 圖表 85：直流電機勵磁方式分為他勵、并勵、串勵、復勵，主要區別為勵磁

23、繞組和電樞繞組供電方式的關系.53 圖表 86：永磁體與勵磁繞組均位于轉子的混合勵磁電機.54 圖表 87：永磁體位于轉子，勵磁繞組位于定子的混合勵磁電機.54 圖表 88：異步電機與同步電機區別在于轉子是否產生磁場、速度與定子旋轉磁場速度是否一致.54 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。6 機械設備機械設備 圖表 89：同步電機功率密度與效率更高，異步電機成本低應用廣泛.55 圖表 90：磁阻電機遵循磁通總是沿著磁阻最小路徑閉合的原理形成磁阻轉矩，性能較好且成本較低.56 圖表 91：多家公司布局同步磁阻電機產品.56 圖表 92：磁滯電機利用磁滯材料所制成轉子上產

24、生的磁滯轉矩起動和運行，目前應用場景較少.56 圖表 93：三相電機采用相位差 120 度三相交流電源推轉子.57 圖表 94：主流單相電機有主副兩個線圈，互相垂直推動旋轉.57 圖表 95：單相電機使用方便應用偏生活化，三相電機穩定高效工業場景應用居多.57 圖表 96：裝配電容器單相電機的運行原理.58 圖表 97：使用罩極法單相電機的運行原理.58 圖表 98：六相雙 Y 移 30繞組空間分布圖.59 圖表 99：六相電機可實現低電壓大功率，相同負載轉矩六相電流小.59 圖表 100：步進電機結構圖.59 圖表 101：伺服電機結構圖.59 圖表 102：伺服電機閉環控制，將編碼器檢所得

25、信息反饋給控制器來控制位置，步進電機開環控制無反饋過程.60 圖表 103：步進電機相較伺服電機可靠性與控制精度較低，經濟性較高.60 圖表 104：西門子 1FK 系列永磁同步伺服電機訂貨最大功率 7.5kW.61 圖表 105：西門子 1PH 系列交流異步伺服電機最大功率 45kW.61 圖表 106：伺服電機閉環控制，將編碼器檢所得信息反饋給控制器來控制位置，步進電機開環控制無反饋過程.61 圖表 107：直線電機可認為是旋轉電機徑向剖開后的變形，結構及運行原理與感應電機相似.62 圖表 108：直線電機具有高響應速度、高精度、加減速快等優勢.62 圖表 109：短初級直線感應電機在城市

26、軌道交通車輛的應用.63 圖表 110：直線電機用于激光微加工平臺.63 圖表 111：多家公司布局直線電機業務.63 圖表 112：直流電機，交流異步電機，永磁同步電機三種礦山機械應用電機對比.64 圖表 113：佳電股份礦用機械電機中三相異步電動機為主流，部分場景嘗試永磁電機.64 圖表 114：大功率礦井提升機為代表的礦山電力傳動發展歷程.65 圖表 115：ABB 礦井提升機.65 圖表 116：永磁內裝式礦井提升機驅動原理.65 圖表 117：數控機床電動機可分為進給電機和主軸電機，進給電機主流為永磁伺服，主軸電機主流為感應電機.66 圖表 118：臥龍電驅電主軸電機產品大多為交流異

27、步電機.66 圖表 119：Akribis 機床專用直線電機 AKM 系列.67 圖表 120：直驅伺服響應速度更快.67 圖表 121：相比于傳統的伺服電機+滾珠絲桿/齒輪齒條的驅動方式，直線電機驅動在機床方面應用優勢明顯.67 圖表 122：傳統圓線繞組存在較大空隙.68 圖表 123：矩形扁線繞組空間利用率更高.68 圖表 124：多家企業布局扁線業務.68 圖表 125：扁線電機工藝復雜、設備精度要求高.69 圖表 126：博世（Bosch）的逆變器采用碳化硅半導體.69 圖表 127：安森美半導體 650V SiC MOSFET.69 圖表 128：碳化硅寬禁帶優勢.70 免責聲明和

28、披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。7 機械設備機械設備 圖表 129：特斯拉 Optimus 旋轉執行器中使用無框電機.71 圖表 130：特斯拉 Optimus 的手部模組.71 圖表 131：機械傳動系統的一般組成.72 圖表 132：各類傳動機構可實現的運動、動力轉換功能各異.72 圖表 133：機械傳動與電氣傳動、流體傳動對比.73 圖表 134：機械傳動可按照傳動原理分為摩擦傳動、嚙合傳動、推壓傳動三類.73 圖表 135：牛頭刨床機械傳動系統包括帶傳動機構、齒輪機構、連桿機構、螺旋機構.74 圖表 136：各主要傳動機構應用場景各異.75 圖表 137：齒輪傳動分類

29、.76 圖表 138：齒輪傳動主要特點及適用范圍.77 圖表 139：輪系可分為定軸輪系、周轉輪系、組合輪系三大類.78 圖表 140：帶傳動可分為摩擦型、嚙合型兩類.78 圖表 141：帶傳動示意圖.79 圖表 142：鏈傳動示意圖.79 圖表 143：凸輪機構按照凸輪形狀可分為盤型凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪.79 圖表 144：螺旋傳動可分為普通、滾動、靜壓螺旋傳動三類.80 圖表 145：齒輪齒條由圓形齒輪與直線型齒條相互嚙合.80 圖表 146：“回轉移動”傳動機構各有優缺點.81 圖表 147：平面鉸鏈四桿機構包括曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構三種形式.82 圖表 148：常用減

30、速器型式及特點和應用.83 圖表 149：單級圓柱齒輪減速器結構.83 圖表 150：擺線針輪行星減速器結構.83 圖表 151：減速器下游應用領域繁多（2019）.84 圖表 152：工業機器人每個回轉運動關節均需應用減速器.84 圖表 153：工業機器人 BOM 表中減速器成本占比超過 30%.84 圖表 154：多關節機器人應用最為廣泛.85 圖表 155：諧波與 RV 減速器在全球機器人用減速器中的銷量占比較高.85 圖表 156：行星、RV、諧波減速器應用場景各異.85 圖表 157：諧波減速器主要由剛輪、柔輪、諧波發生器三大基本部分組成.86 圖表 158：國內龍頭綠的諧波國內市占

31、率已達 23%（2022）.87 圖表 159：2022 年國內諧波減速器市場規模約 21 億元.87 圖表 160：特斯拉擎天柱機器人旋轉關節采用諧波減速器.87 圖表 161：國內企業諧波減速器營收規模及產能仍待提升.88 圖表 162：RV 減速器包括針輪層、齒輪層、芯軸層.89 圖表 163：納博特斯克占據國內 RV 減速器超 50%的市場(2022).90 圖表 164：2021 年國內 RV 減速器市場規模約 43 億元.90 圖表 165：國內企業 RV 減速器國產化進程仍待推進.90 圖表 166：行星傳動機構可按齒輪嚙合方式與基本構件組成進行分類.91 圖表 167：NGW

32、型行星傳動機構與行星減速器整體結構.91 圖表 168：2022 年我國行星減速器市場規模全球占比約 42%.92 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。8 機械設備機械設備 圖表 169：海外龍頭仍居全球行星減速器優勢地位（2022）.92 圖表 170：國內行星減速器公司市占率逼近海外龍頭（2022）.92 圖表 171：國內行星減速器公司已形成一定規模.93 圖表 172：滑動、滾珠、滾柱、靜壓絲杠性能及應用對比.94 圖表 173：滾珠絲杠由螺桿、螺母、滾珠等組成.94 圖表 174：滾珠絲杠按滾珠循環方式可分位內循環結構、外循環結構.95 圖表 175：JIS

33、標準與國內標準精度等級對比.95 圖表 176：機床與工業機器人對滾珠絲杠副精度等級要求相對高（按國內標準）.96 圖表 177：我國滾珠絲杠下游主要應用于機床（2020）.96 圖表 178：全球滾珠絲杠下游主要應用于工業生產領域（2022）.96 圖表 179：滾珠絲杠在臥式車床中的應用.96 圖表 180：滾珠絲杠在前驅 SCARA 中的應用.96 圖表 181：滾珠絲杠在機床中的價值量占比約 3%.97 圖表 182：滾珠絲杠在工業機器人中的價值量占比約 2%.97 圖表 183：我國滾珠絲杠市場規模超 300 億元，全球占比約 20%.97 圖表 184：經濟型滾珠絲杠采用比例40%

34、的企業約 52%采用國產.98 圖表 185：中高檔型滾珠絲杠采用比例40%的企業約 48%采用國產.98 圖表 186：國內漢江機床滾珠絲杠市占率居前，但營收規模遠小于海外龍頭.98 圖表 187：行星滾柱絲杠滾動體為滾柱.99 圖表 188：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形式.100 圖表 189：特斯拉擎天柱機器人線性關節采用行星滾柱絲杠.101 圖表 190：國內市場海外公司滾柱絲杠銷售量占比約 80%（2021）.101 圖表 191：海外滾柱絲杠企業成立時間早、應用范圍廣，已建立領先優勢.102 圖表 192：靜壓絲杠實物圖.102 圖表 193：靜

35、壓絲杠剖面圖.102 圖表 194：普通滑動導軌綜合性能一般，滾動導軌主要用于精密機械中.104 圖表 195：導軌由運動件與承導件組成.104 圖表 196：導軌在機床上的應用圖例.104 圖表 197：直線運動滾動導軌可分為三角平開式、閉式、鋼絲滾道三類.105 圖表 198：機床、半導體設備直線運動滾動導軌需求多為精密級及以上.106 圖表 199：2020 年全球直線導軌 CR5 78%.106 圖表 200：2020 我國直線導軌市場收入約占全球 26%.106 圖表 201：導軌配套絲杠應用，絲杠企業一般同時具導軌產能.107 圖表 202：軸可分為轉軸、傳動軸、心軸三類.107

36、圖表 203：齒輪減速器軸應用圖例（直角斜齒行星減速機）.108 圖表 204：優質碳素鋼為應用最廣泛的軸材料.108 圖表 205：中大力德齒軸毛坯采購成本占比約 9%.109 圖表 206：中高端機床、減速器企業軸加速自制.109 圖表 207：軸承需承受徑向負荷和軸向負荷.109 圖表 208：滾動軸承與滑動軸承各有優缺，性價比角度滾動軸承應用更為普遍.110 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。9 機械設備機械設備 圖表 209：滾動軸承主要由外圈、內圈、滾動體、保持架組成（以深溝球軸承為例）.111 圖表 210：滾動軸承根據工作時所承受的載荷方向可分為向心軸

37、承和推力軸承.111 圖表 211：主要滾動軸承及其特性與應用.112 圖表 212：中國為全球最大軸承市場（2022）.112 圖表 213：中國軸承行業市場營收已突破 2000 億元.112 圖表 214：全球軸承市場概覽.113 圖表 215：2022 年中國軸承企業全球市占率達 25%.113 圖表 216：滾動軸承進出口價差仍大.113 圖表 217：國內軸承企業具有較強專業性，規模普遍偏低.114 圖表 218：國產柔輪斷口上彌散分布著直徑 3.06.0m 的 Al2O3 顆粒狀夾雜物，影響柔輪抗疲勞性能.115 圖表 219：SKF 通過持續收購壯大業務規模，首家收購公司即材料公

38、司 Hofors Bruk.116 圖表 220：滾珠絲杠螺距精度受機床設備影響較大.117 圖表 221：我國金屬切削機床數控化率仍有提升空間.117 圖表 222：諧波減速器為 Optimus 旋轉執行器核心部件.118 圖表 223：反式行星滾柱絲杠為 Optimus 線性執行器核心部件.118 圖表 224：技術進步+巨頭入局+政策激勵加速 2023 年人形機器人產業提速.119 圖表 225：各大廠大模型快速發展，賦予機器人思考學習能力，推動具身智能發展.119 圖表 226：特斯拉人形機器人實現快速迭代.120 圖表 227：特斯拉人性機器人已實現流暢行走與抓取物品.120 圖表

39、228：多家科技巨頭布局人形機器人，加快技術進步推進商業化應用.120 圖表 229：中央和地方均推出相關政策加緊布局人形機器人.121 圖表 230：RT-2 幫助機器人在數據從未見過的場景完成多種任務.122 圖表 231：搭載 VoxPoser 機器人無需示范可做開瓶、按開關等任務.122 圖表 232：命令“選擇已滅絕動物”，搭載 RT-2 機器人選擇恐龍玩偶.122 圖表 233：智元機器人可根據輸入的自然語言命令完成動作.122 圖表 234：VoxPoser 產生了 4 個“涌現能力”，機器人可以在任務過程中自主生成推理能力，掌握新方法.123 圖表 235：RT-2 提高了機器

40、人在未見過場景中的性能，從 RT-1 的 32%提高到 62%.123 圖表 236：CoT 能夠幫助 RT-2 完成更復雜的任務.123 圖表 237：大模型決策結果到機器人動作控制的映射方式改變.124 圖表 238：RT-2 輸出字符串可直接對應到機器人的坐標、旋轉角等信息.124 圖表 239：Voxposer 工作過程為接受命令LLM 生成與 VLM 交互生成操作指示地圖運動規劃器規劃動作.125 圖表 240：人形機器人需要多種傳感器與真實世界交互.125 圖表 241：多種傳感器幫助人形機器人識別自身的運動狀態和環境狀況.126 圖表 242：UCLAArtmes 足部力覺傳感器

41、方案.126 圖表 243：坤維科技關節扭矩傳感器及六維力傳感器.126 圖表 244：六維力傳感器可測量 X、Y、Z 三軸力和力矩.127 圖表 245：坤維科技腕部六維力傳感器.127 圖表 246：坤維科技踝部六維力傳感器.127 圖表 247：機器人各關節處需關節力矩傳感器反饋力信息.128 圖表 248：關節扭矩傳感器感測各個關節扭力.128 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。10 機械設備機械設備 圖表 249：國內六維力傳感器市場第一梯隊為 ATI、坤維科技、鑫精誠、宇立儀器.128 圖表 250：國內外六維力傳感器主要參與者及各家產品性能指標.129

42、圖表 251：六維力傳感器根據傳感元件的不同主要分為三種基本類型：應變片式、光學式以及壓電/電容式.129 圖表 252：硅應變傳感器在穩定性、信噪比、剛度方面具有一定優勢.130 圖表 253：十字型結構對稱性好，兼顧橫向和豎向的應變效果.130 圖表 254：Stewart 結構是一種球面連桿結構，整體較緊湊.130 圖表 255：六維力傳感器選型四個核心步驟為確定量程需求確定使用環境確定機械出線需求確定通訊方式131 圖表 256：六維力傳感器標定裝置.131 圖表 257：六維力聯合加載標定才能使傳感器的準度更好、串擾更低.131 圖表 258：動態性能補償可以有效提高多維力傳感器的響

43、應速度.132 圖表 259：六個測量方向加載至各自的額定載荷總會出現串擾.132 圖表 260：解耦算法可一定程度減少維間數據關聯度.132 圖表 261：狹義觸覺傳感器工作原理多樣.132 圖表 262：2028 年全球觸覺傳感器市場空間有望達千億元以上.133 圖表 263：國內個別企業參數上國際領先.134 圖表 264：Atlas 采用液壓驅動，Optimus 采用電驅動.134 圖表 265：電驅經歷從剛性驅動器、彈性驅動器到準直驅驅動器的過程.134 圖表 266：剛性驅動器由電機/減速器/編碼器/力傳感器和控制板等組成.135 圖表 267：剛性驅動器多數采用諧波減速器，力矩傳

44、感器非必需.135 圖表 268：彈性驅動器引入彈性元件變為欠驅動系統，運動控制精度低.135 圖表 269：PEA 可用于機器人髖關節和上肢外骨骼機器人.135 圖表 270：準直驅型由高扭矩密度電機/行星減速器/編碼器/控制板組成.136 圖表 271：宇樹科技新準直驅驅動器增加離合結構.136 圖表 272：準直驅驅動器效率較高，但因其仍需后備電池所以多用于四足機器人.136 圖表 273：三大傳動構建具身智能硬件基礎，智能化決定人形機器人 0-1.137 圖表 274：報告提及公司.138 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。11 機械設備機械設備 從三大經典傳

45、動到具身智能從三大經典傳動到具身智能 人形人形機器人為具身智能理想載體，其硬件結構機器人為具身智能理想載體，其硬件結構包含包含三大三大經典傳動。經典傳動。在 ITF World 2023 半導體大會上，黃仁勛表示，人工智能的下一個浪潮將是具身智能（embodied AI），即能理解、推理、并與物理世界互動的智能系統。我們認為人形機器人是實現具身智能的最佳形態之一，因為我們身處的世界是按照人類的生理結構設計的，人形機器人因其外形與人相仿，與物理世界互動的隱性成本最小。從波士頓動力的人形機器人 Atlas，到特斯拉推出的Optimus，我們發現人形機器人的硬件結構包含三大經典傳動：液壓傳動、電氣傳

46、動、機械傳動。機械傳動廣泛存在于人形機器人的各類關節中；采用“驅動大力士”液壓方案的 Atlas能夠實現跑酷，后空翻等高難度動作；采用“靈活多面手”電氣傳動的 Optimus 正快速迭代。圖表圖表1：波士頓動力波士頓動力 Atlas 機器人機器人主要主要采用液壓驅動采用液壓驅動 圖表圖表2：特斯拉機器人主要采用電氣傳動特斯拉機器人主要采用電氣傳動 資料來源：波士頓動力官網，華泰研究 資料來源：特斯拉 2023 年股東大會，華泰研究 液壓傳動液壓傳動為為“機械“機械大力士大力士”，高端高端國產化空間國產化空間較大，較大，電動化趨勢下或仍為主要傳動方式之一電動化趨勢下或仍為主要傳動方式之一。液壓傳

47、動主要用于實現機械能-液壓能-機械能的轉換，其突出優點在于輸出較大的推力或轉矩。液壓系統由動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件、工作介質五大基本部分組成，其中液壓泵閥技術難度較高。目前，全球液壓工業已進入成熟發展階段，我國為全球第一大液壓市場，2021 年全球市場份額達 35%。國內市場規模接近千億，高端市場具備較大國產替代空間。推動電動化以實現節能減排成為制造業發展大勢所趨，我們認為，電動化或將帶動液壓元件應用結構變化，短中期影響或有限，但各類液壓元件仍需結合電動化技術變化，需考慮與電氣系統相協調能力。圖表圖表3：我國液壓件進口額約為出口額我國液壓件進口額約為出口額 2 倍倍 圖表圖表4：

48、電動缸、液壓缸、氣缸三種直線動作器原理介紹及對比電動缸、液壓缸、氣缸三種直線動作器原理介紹及對比 資料來源：國際流體動力統計委員會，普易咨詢，華泰研究 資料來源：王超液電混合驅動液壓挖掘機鏟斗和斗桿運行特性及能效研究（2020），華泰研究 05101520253035402010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020(億美元)進口-出口進口額出口額電動缸電動缸液壓缸液壓缸氣缸氣缸傳動媒介傳動媒介絲杠、螺母液壓油壓縮氣體工作原理工作原理伺服電動機驅動滾柱絲杠推動工作裝置運動做功，實現了旋轉運動向直線運動轉換，工作裝置的速度、位移由電機

49、控制液壓動力源輸出高壓油驅動液壓缸做直線運動，工作裝置的速度、位移由油液流量和壓力控制空氣壓力差驅動活塞桿做直線運動，工作裝置的速度、位移由氣體流量和壓力控制工作溫度工作溫度通常規定電動缸的工作溫度范圍為一3080C，工作性能受溫度波動的影響小。通常規定液壓缸的工作溫度范圍為-40120C，工作性能易受溫度波動的影響。通常規定氣缸的工作溫度范圍為560C,工作性能易受溫度波動的影響。驅動方式驅動方式由伺服電動機組成的驅動系統驅動，結構相對簡單，占用空間較小由液壓泵、閥及液壓管路組成的液壓驅動系統驅動，結構相對復雜，占用空間較大由氣泵、閥及氣路管道等組成的驅動系統驅動，結構相對復雜，占用空間較大

50、承載負荷能力承載負荷能力較低，抗沖擊性較差很高，具有抗沖擊性較高，具有很強的抗沖擊性系統控制性能系統控制性能響應快，定位精度高，速度重復性較為穩定響應較慢，定位精度一般響應慢，定位精度較差伸縮范圍伸縮范圍較小較大較大價格價格較高較低低系統特點系統特點應用場合廣，噪聲小，無污染工作性能穩定，可靠性高為避免污染環境需要配套的補油泵，且性能受溫度影響，需要考慮液壓系統熱平衡問題噪聲大,需要使用配套補氣泵裝置，污染小,工作性能會受溫度影響 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。12 機械設備機械設備 電氣傳動電氣傳動為為“靈活多面手靈活多面手”，應用廣闊市場分散，應用廣闊市場分散

51、，更高的功率和效率為未來方向，更高的功率和效率為未來方向。電氣傳動使用電動機將電能轉換成機械能，帶動各類型生產機械、交通車輛及運動物品。電動機是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置。電動機行業呈現競爭格局分散，下游應用廣泛的特點，其復雜性在于技術路徑多樣，對應電機不同的特性，適用于下游不同場景，人形機器人執行器就主要使用無框力矩電機和空心杯電機。我們總結電機有六大關鍵技術選擇，分別是交流/直流、同步/異步、永磁/電磁、單相/三相、控制方式步進/伺服、直線/旋轉。各種電動機產品是不同技術路線排列組合后的產物。未來電機將向著更高功率和效率不斷發展，定子扁線化和碳化硅的應用是熱門方向。

52、圖表圖表5：電動機技術路徑和結構不斷更新，多種類型適應下游多種應用場景電動機技術路徑和結構不斷更新，多種類型適應下游多種應用場景 資料來源：SMM 電機資訊公眾號，華泰研究 機械機械傳動傳動結構結構類型繁多類型繁多，高高精精控制為控制為其其核心優勢核心優勢。機械傳動即用各種形式結構傳遞運動和動力，主要用于轉變原動機輸出的動力及運動形式以滿足工作機需求。相較于液壓、電氣傳動，機械傳動主要優點包括：傳動比準確、實現回轉運動的結構簡單、能傳遞較大的扭矩、傳動效率高；但機械傳動存在功率質量比低、響應速度較慢、無級變速結構復雜等缺點，故主要適用于速度不高的有級變速傳動。典型機械傳動裝置包括主要用于旋轉運

53、動的減速器、主要用于直線運動的絲杠，兩者均是人形機器人執行器的重要零部件。綜合各類精密機械傳動零部件技術壁壘及海外龍頭發展歷程，我們認為在高精機械傳動國產替代的路上，材料、設備、工藝、驗證缺一不可。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。13 機械設備機械設備 圖表圖表6：機械傳動可按照傳動原理分為摩擦傳動、嚙合傳動、推壓傳動三類機械傳動可按照傳動原理分為摩擦傳動、嚙合傳動、推壓傳動三類 資料來源：秦大同等現代機械設計手冊（2019），華泰研究 技術進步技術進步+巨頭入局巨頭入局+政策激勵下，政策激勵下，包含三大傳動的包含三大傳動的人形機器人產業提速人形機器人產業提速發展發

54、展。在決策層，大模型使機器人理解自然語言，泛化能力增強，RT-2 輸出字符串可直接對應到機器人的坐標、旋轉角等信息，實現了“手腦協調”。在感知層，六維力/關節扭矩傳感器是人形機器人知“輕重”的力控核心，具備高價值和高壁壘，而觸覺是機器人另一重要感知力，個別國內廠商國際領先。在執行層，機械傳動廣泛存在于各關節中，電氣傳動中準直驅方案扭矩密度更高，未來滲透率有望提升。我們認為人形機器人是形如機器人的智能體，多模態大模型的快速發展將提升人形機器人的智能化水平，加快人形機器人產業化進程。圖表圖表7：技術進步技術進步+巨頭入局巨頭入局+政策激勵政策激勵加速加速 2023 年人形機器人產業提速年人形機器人

55、產業提速 資料來源：各政府官網，各公司官網，華泰研究 在后續的報告中，我們將系統分析三大經典傳動液壓傳動、電氣傳動、機械傳動，并說明其在具身智能中的應用。嚙合傳動直接接觸有中間件普普通通齒齒輪輪傳傳動動非非圓圓齒齒輪輪傳傳動動不不完完全全齒齒輪輪傳傳動動行行星星齒齒輪輪傳傳動動蝸蝸桿桿傳傳動動螺螺旋旋傳傳動動鏈鏈傳傳動動鏈鏈式式無無級級變變速速同同步步帶帶傳傳動動機械傳動機械傳動直接接觸摩擦傳動有中間件摩摩擦擦輪輪機機構構摩摩擦擦式式無無級級變變速速帶帶傳傳動動帶帶式式無無級級變變速速繩繩傳傳動動推壓傳動直接接觸有中間件凸凸輪輪機機構構棘棘輪輪機機構構槽槽輪輪機機構構連連桿桿機機構構 免責聲明

56、和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。14 機械設備機械設備 液壓傳動：機械大力士液壓傳動：機械大力士 液壓系統：機械大力士，千億市場大而不強液壓系統：機械大力士，千億市場大而不強 液壓系統為動力傳遞與控制裝置，用于實現機械能液壓系統為動力傳遞與控制裝置，用于實現機械能-液壓能液壓能-機械能的轉換。機械能的轉換。機械設備一般由原動機、傳動裝置、控制系統和工作機構等構成，其中傳動裝置的作用是把原動機輸出的能量和動力經過各種形式的轉換后傳送給工作機構，實現機器對外做功。根據工作介質（傳動件）區分，機械設備主要包括三種傳動方式：機械傳動、電氣傳動、流體傳動。液壓傳動屬流體傳動范疇，以具

57、有連續流動性的油液為工作介質，利用壓力能進行動力的傳遞、轉換與控制。除液壓傳動外，流體傳動也包括氣壓傳動。液壓系統基本原理為液體的靜壓傳動：液壓系統基本原理為液體的靜壓傳動：利用液壓泵將原動機的機械能轉換為液體的壓力能，經過各種控制閥與管路的傳遞，借助于液壓執行元件（缸或馬達）把液體壓力能轉為機械能，從而驅動工作機構，實現直線往復運動或回轉運動。液壓系統工作機構推力的大小，取決于油液的壓力高低和液壓缸活塞面積的大小，而工作機構運動速度的快慢取決于在一定時間內進入液壓缸流量的多少。圖表圖表8：液壓千斤頂工作原理圖液壓千斤頂工作原理圖 資料來源：張興輝快速看懂液壓氣動系統圖（2017），華泰研究

58、液壓系統具多種分類方式。液壓系統具多種分類方式。液壓系統分類形式較多，如可根據油液循環方式分為開式、閉式；可根據用途分位固定機械用與行走機械用；可根據工作特點分為液壓傳動、液壓控制、混合液壓等。手柄手柄1 1帶動活塞上提，泵缸泵缸2 2容積擴大形成真空，排油單向閥關閉，油箱油箱5 5中的液體在大氣壓作用下，經管管6 6、吸油單吸油單向閥向閥4 4進入泵缸泵缸2 2內手柄1帶動活塞下壓，吸油單向閥吸油單向閥4 4關閉，泵缸泵缸2 2中的液體推開排油單向閥排油單向閥3 3，經管管9 9、1010進入液壓缸液壓缸1111，迫使活塞客服重物12的重力G上升而做功若需液壓缸液壓缸1111的活塞停止，手柄

59、手柄1 1停止運動，液壓缸液壓缸1111中的液壓力使得排油單向閥排油單向閥3 3關閉，液壓缸液壓缸1111的活塞自鎖截止閥截止閥8 8打開，液體在重力G作用下經截止閥截止閥8 8、管管7 7排往油油箱箱5 5機械能轉換為液壓能機械能轉換為液壓能液壓能轉換為機械能液壓能轉換為機械能動力元件動力元件執行元件執行元件輔助元件輔助元件控制元件控制元件 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。15 機械設備機械設備 圖表圖表9：液壓系統主要分類方式液壓系統主要分類方式 資料來源：張利平現代液壓系統使用維護及故障診斷（2017），華泰研究 液壓系統由動力元件、執行元件、控制元件、輔助元

60、件、工作介質五大基本部分組成。液壓系統由動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件、工作介質五大基本部分組成。液壓系統一般由液壓元件（即動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件）與工作介質兩大部分組成，能夠實現某種功能的液壓元件組合在一起稱為液壓回路（按用途可進一步劃分為壓力控制、速度控制、方向控制和多缸動作控制等多種回路），多個液壓回路按一定方式連接即組成液壓系統。圖表圖表10：液壓系統組成概覽液壓系統組成概覽 資料來源：艾迪精密，華泰研究 液壓泵閥技術難度相對較高。液壓泵閥技術難度相對較高。根據恒立液壓公告，各類液壓元件中，泵閥相較于油缸而言成本占比、技術及價值含量更高；以挖掘機應用為例，高壓油

61、缸僅占液壓系統成本的15%-18%，液壓泵閥在液壓系統的價值則占比高達 60%。此外，從各類產品國產化率情況來看（可參考圖 17），液壓閥國產化率僅為 4%，且貿易逆差最大，國產替代空間廣闊。分類方式分類方式系統名稱系統名稱描述描述應用領域應用領域閥控制系統通過改變液壓閥的節流口開度控制流量，從而控制執行元件的速度。由于存在節流和溢流損失，故通常效率較低。各種液壓機械泵排量控制系統通過改變變量泵的排量進行速度無級控制，或通過多臺定量泵組合供液來控制流量進行有級速度控制；由于無節流和溢流損失，故效率較高，但結構復雜、響應速度慢。適合大功率而響應速度要求不高的機械設備使用，如壓力加工機械、橡膠塑料

62、機械等泵轉速控制系統泵轉速控制系統即變頻調速泵控制系統，是通過改變驅動泵的電動機轉速改變泵的輸出流量.實現系統的流量調節和執行元件的速度控制。盡管此種系統因變頻器價昂，制造成本較高，但由于可以減小油箱容量和介質消耗，能量損失小，運行成本較低，故應用日漸增多-執行元件控制系統通過改變變量液壓馬達排量(或通過多定量液壓馬達組合)工作或通過改變復合液壓缸作用面積來控制流量，從而控制速度。與泵排量控制系統類似，此類系統由于無節流和溢流損失，故效率較高。主要用于行走機械及壓力加工機械等液壓機械開式系統液壓泵從油箱吸油，執行元件回油返回油箱。工作液在油箱中冷卻及沉淀后再進入工作循環；系統需要較大容積的油箱

63、；執行元件換向和調速一般采用液壓閥。應用最為普遍閉式系統執行元件排出的油液返回到泵的進口，系統效率較高，需用補油裝置補油，并用沖洗閥換油進行熱交換-固定機械用系統固定機械用系統多為開式系統，包括用于各類工業機械如機床(工件夾緊、工作臺進給、換向、主軸驅動)、壓力機(壓制、壓邊、換向、工件頂出)、壓鑄機及注塑機(合模、脫模、預塑、注射機構)甚至公共設施如醫療器械、垃圾壓榨等機械設備和工作裝置中的系統如描述行走機械用系統行走機械用系統既有開式系統也有閉式系統，包括用于車輛行駛(行走驅動、轉向、制動及其工作裝置)、物料傳送裝卸搬運設備(傳遞機構、轉位機構)以及航空航天裝置、船艦中的各種系統如描述液壓

64、傳動系統一般為不帶反饋的開環系統，以信息傳遞為次，追求傳動特性的完善。系統的工作特性由各組成液壓元件的特性和它們的相互作用來確定，其工作質量受工作條件變化的影響較大。應用較為普遍，大多數工業機械液壓系統屬于此類液壓控制系統多為采用伺服閥等電液控制閥組成的帶反饋的閉環系統。以傳遞信息為主，以傳遞動力為次，追求控制特性的完善。由于加入了檢測反饋，故系統可用一般元件組成精確的控制系統，其控制質量受工作條件變化的影響較小。高精數控機床及加工中心、冶金、航空航天等領域應用廣泛混合液壓系統現代液壓機械的動力傳遞和控制均較重要，液壓傳動系統和液壓控制系統在具體結構上往往融為一體-按執行元件按執行元件速度調節

65、與速度調節與控制方式分控制方式分類類按油液循環按油液循環方式分類方式分類按用途分類按用途分類按工作特征按工作特征分類分類組成部分組成部分示例示例功能功能主要產品主要產品動力元件將帶動它工作的發動機、電動機或其他原動機輸入的機械能轉換成流動液體的壓力能，向整個液壓系統提供動力，是液壓系統的心臟液壓泵控制元件無級調節執行元件的速度，并對液壓系統中工作液體的壓力、流量和流動方向進行調節控制，保證執行元件完成預定的動作各種壓力、流量和方向液壓閥及以上液壓閥的集成系統執行元件將流動液體的壓力能轉換為機械能，驅動各工作部件作回轉運動或直線往復運動液壓馬達、液壓缸輔助元件提供必要的條件使液壓系統得以正常工作

66、：對液壓系統進行監測和反饋，保證液壓系統可靠、穩定、持久地工作；用來存放、提供和回收工作介質（油液）；濾除介質中的雜質、保持系統正常工作所需介質的清潔度；實現元件之間的連接及傳輸載能介質；顯示系統壓力、溫度等油箱、過濾器、油管與管接頭、密封裝置、蓄能器、熱交換器以及各種指示器和控制儀表等工作介質-液壓系統用工作介質作為傳遞能量的介質，其性能會直接影響到液壓傳動的工作各種礦物油、乳化液和合成型液壓油 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。16 機械設備機械設備 大功率與自動化控制優勢突出，液壓傳動廣泛應用于工業機械大功率與自動化控制優勢突出，液壓傳動廣泛應用于工業機械 液壓

67、傳動拖動負載及操縱控制優勢顯著，廣泛應用于工業機械。液壓傳動拖動負載及操縱控制優勢顯著，廣泛應用于工業機械。相較于其他傳動方式，液壓傳動主要優點包括：相同功率下，液壓傳動裝置的重量輕、體積小、結構緊湊，液壓馬達體積和重量只有同等功率電動機的 12%左右；可在大范圍內實現無級變速（調速范圍可達 1：2000），也可在液壓裝置運行過程中進行調速；運動件的慣性小，能夠頻繁迅速換向，往復回轉運動可達 500 次/分，往復直線運動可達 1000 次/分；且傳動工作平穩，系統容易實現緩沖吸振，并能自動防止過載；與電氣配合，較容易實現自動化。其缺點主要在于：液壓傳動效率較低，經過兩次能量轉換后，存在一定機械

68、能與液壓能的損失；液壓傳動系統工作壓力較高，控制元件制造精度高，系統成本較高；系統工作過程中發生故障不易診斷，容易產生泄露；因有泄露與彈性變形大，不易做到精確定比傳動；液壓油液的性能及使用壽命受溫度影響較大，適用的環境溫度比機械傳動小。液壓傳動突出優點在于其可輸出較大的推力或轉矩，可實現低速大噸位運動，基本所有工程領域均有應用液壓傳動，且在大功率、自動化控制時，液壓傳動優勢在大功率、自動化控制時，液壓傳動優勢顯著顯著。圖表圖表11：液壓傳動與其他傳動方式對比液壓傳動與其他傳動方式對比 資料來源：李壯云液壓元件與系統（2019），華泰研究 液壓傳動液壓傳動為最常見流體傳動方式為最常見流體傳動方式

69、。雖同屬流體傳動，但液壓傳動相較氣壓傳動在功率與質量比、轉矩與轉動慣量比、響應速度、可控性、負載剛度、調速范圍等方面均具優勢，應用更為廣泛，在流體傳動中占比超 70%，故討論流體傳動一般重點討論液壓傳動。液壓傳動液壓傳動氣壓傳動氣壓傳動定義定義通過機械構件如杠桿、凸輪、齒輪、軸、皮帶、鏈條等把能量和動力傳送給工作機構利用電力設備，通過調節電參數來傳遞或控制能量和動力功率與質量比功率與質量比小小大中等轉矩與轉動慣量比轉矩與轉動慣量比小小大中等響應速度響應速度低中等高低可控性可控性差中等好中等負載剛度負載剛度中等差大差調速范圍調速范圍小中等大小控制精度控制精度高高一般一般優缺點總結優缺點總結優點優

70、點:傳動準確可靠、制造容易、操作簡單、維護方便、傳動效率高；缺點缺點:不能進行無級調速，遠距離傳動較困難，結構復雜；優點優點:能量傳遞方便，信號傳遞迅速，標準化程度高，易于實現自動化；缺點缺點：運動平穩性差，易受外界負載影響，慣性大，起動及換向慢，成本較高等；優點優點：功率-質量比大，速度調節容易，操縱省力等；缺點缺點：溫度影響較大，傳動效率低，傳動精度較差；優點優點：結構簡單，成本低，易于實現無級調速，阻力損失小等；缺點缺點：空氣易壓縮，負載對傳動特性的影響較大，工作壓力低，只適合于小功率傳動典型應用場景典型應用場景機械傳動中齒輪傳動應用最廣，用于機器人等智能裝備及各類機械裝置中所有工作機械

71、均有應用工程機械、壓力機械等大功率應用場景；機床等需無級變速應用場景；航空工業等對功率與質量比較敏感應用場景電子工業、包裝機械、食品機械等小功率應用場景流體傳動流體傳動以有壓液體或氣體為工作介質，通過動力元件把原動機輸出的機械能轉化為液體或氣體的壓力能，進而借助管道和控制元件把有壓液體或氣體輸送到執行元件，從而把壓力能轉換為機械能，驅動負載直線/回轉運動傳動特性傳動特性機械傳動機械傳動電氣傳動電氣傳動 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。17 機械設備機械設備 圖表圖表12：流體傳動中液壓傳動占比超過流體傳動中液壓傳動占比超過 70%資料來源：中國液壓氣動密封件工業協會

72、，華泰研究 國內液壓千億市場大而不強，高端液壓件仍待進口替代國內液壓千億市場大而不強，高端液壓件仍待進口替代 全球液壓工業已進入成熟發展階段，全球液壓工業已進入成熟發展階段，我國為第一大液壓市場我國為第一大液壓市場。根據國際流體動力統計委員會，2021 年全球液壓市場規模已達 304 億歐元（約合人民幣 2000 億）。我國液壓市場規模全球占比持續提升，由 2010 年的 27%，提升至 2021 年的 35%，我國已成為全球第一大液壓市場。圖表圖表13：全球液壓市場規模全球液壓市場規模 2011-2021 CAGR 3.1%圖表圖表14：我國液壓市場規模我國液壓市場規模 2011-2021

73、CAGR 4.7%資料來源：國際流體動力統計委員會，易普咨詢，華泰研究 資料來源：國際流體動力統計委員會，易普咨詢，華泰研究 圖表圖表15：我國液壓市場全球占比持續提升我國液壓市場全球占比持續提升 圖表圖表16：中、美液壓市場全球占比近中、美液壓市場全球占比近 70%（2020）資料來源：國際流體動力統計委員會，易普咨詢，華泰研究 資料來源：國際流體動力統計委員會，華泰研究 71%72%72%71%74%74%74%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2015201620172018201920202021E液壓氣動-15%-10%-5%0%5%10%15%(35

74、0)(300)(250)(200)(150)(100)(50)050100150200250300350201020112012201320142015201620172018201920202021(億歐元)全球液壓行業市場規模yoy-5%0%5%10%15%20%(30)(20)(10)0102030405060708090100110120201020112012201320142015201620172018201920202021(億歐元)中國液壓行業市場規模yoy25%27%29%31%33%35%37%020406080100120201020112012201320142015

75、201620172018201920202021(億歐元)中國液壓行業市場規模占比中國大陸36%美國34%德國9%日本6%意大利5%英國2%芬蘭2%其他6%免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。18 機械設備機械設備 我國我國液壓液壓傳動滲透率有待提升，液壓市場規模有望進一步增長。傳動滲透率有待提升，液壓市場規模有望進一步增長。根據 World Bank 與國際流體動力統計委員會 2020 年數據，美國制造業增加值僅約我國的 60%，但液壓市場規模幾乎與我國持平，對比中、美液壓產品銷售額與制造業增加值比，美國約為 0.52%，我國僅為 0.32%，表明我國液壓傳動制造業滲

76、透率略低于美國。從應用場景來看，我國下游應用集中度較美國更高，第一大應用領域-工程機械占比超 40%（2019），而美國則僅為 26%，進一步驗證我國下游應用場景猶待開發。整體來看，我國液壓應用滲透率仍有提升空間，液壓傳動市場規模有望進一步增長。圖表圖表17：中國制造業增加值高于美國但液壓銷售占比偏低（中國制造業增加值高于美國但液壓銷售占比偏低（2020）圖表圖表18：國內液壓市場下游應用場景相較美國更為集中（國內液壓市場下游應用場景相較美國更為集中（2019）資料來源：World bank，國際流體動力統計委員會，華泰研究 注：內圈為美國，外圈為中國 資料來源：NFPA，中國液壓氣動密封件工

77、業協會，華泰研究 我國液壓工業我國液壓工業起步較晚，起步較晚，大而不強，高端產品仍待進口替代。大而不強，高端產品仍待進口替代。海外視角，17 世紀中葉，帕斯卡提出靜壓傳遞原理，為液壓傳動發展奠定理論基礎；20 世紀 30 年代，受益于工藝制造水平提升，液壓元件開始生產，并首先應用于機床；20 世紀 50-70 年代，液壓傳動技術進入高速發展期，快速滲透進入下游應用領域。相較于海外，我國液壓工業起步較晚，20世紀 50 年代才開始生產仿蘇設備應用于機床，20 世紀 60 年代才逐步產生獨立的液壓行業。盡管近年來我國液壓行業發展迅速、市場規模持續擴大，但由于起步晚，我國液壓產業持續落后于德國、美國

78、、日本的液壓產業體系，整體大而不強，下游主機廠商持續依賴進口，并形成惡性循環。圖表圖表19：我國液壓行業發展歷程我國液壓行業發展歷程 資料來源：智能制造網，億宇科技，華泰研究 0.0%0.1%0.2%0.3%0.4%0.5%0.6%05,00010,00015,00020,00025,00030,00035,00040,00045,000中國美國制造業增加值（億美元）液壓銷售額占比26%74%41%60%工程機械其他高速發展高速發展標準完善標準完善195960年代初年代初1965196619671968197319821952上海機床廠試制成功液壓元件國內首家專業化液壓元件企業-天津液壓件廠成

79、立液壓工業組織開發劃歸北京機床研究所等科研院所管理為適應高壓方向，成立榆次液壓件廠，引進日本油研公司公稱壓力21MPa的中高壓系列液壓閥及全部設備，同時引進國外樣機，組織測繪仿制北京機床研究所研制成功噴嘴擋板式電液伺服閥并用于電火花機床濟南鑄鍛機械研究所完成32MPa軸向柱塞泵的系列設計有關科研院所、企業設計完成較為完整的31.5MPa高壓液壓閥系列圖紙公稱壓力32MPa高壓閥系列圖紙設計完成為解決基礎件與主機發展不平衡，原一機部組建通用基礎件工業局，液壓專業廠統一劃歸該局管理1990中國液壓氣動密封件工業協會成立產業起步產業起步體系建設體系建設20世紀50年代初期，我國開始生產液壓元件，但主

80、要為仿蘇設備，且依附于機床廠，并未形成獨立產業部門。20世紀60年代，獨立液壓產業逐步形成，液壓技術從機床行業推廣至工程機械及農業機械，為解決仿蘇產品品種少、性能差的問題，我國液壓元件開始從仿制進入技術引進及自行開發相結合階段階段；在此階段，液壓元件實現從中低壓向高壓的過渡。20世紀70年代，高壓產品逐步增多，液壓產業開始走向標準化、系列化、通用化，通用基礎件工業局、中國液壓氣動密封件工業協會相繼成立。我國液壓行業進入高速發展階段，建立專業化生產體系、產品門類逐步齊全、基本能滿足下游行業配套需要，2021年，我國液壓規上企業工業總產值達766億元。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請

81、務必一起閱讀。19 機械設備機械設備 圖表圖表20：我國液壓件進口額約為出口額我國液壓件進口額約為出口額 2 倍倍 資料來源：國際流體動力統計委員會，普易咨詢，華泰研究 主要液壓元件貿易逆差逐步收窄，但進出口價差仍高。主要液壓元件貿易逆差逐步收窄，但進出口價差仍高。根據海關總署數據，我國液壓油缸2016 年起即實現貿易順差，液壓馬達 2019 年以來貿易逆差逐步收窄，液壓泵 2020 年以來貿易逆差逐步收窄，液壓閥 2022 年貿易逆差顯著收窄。但從進出口價差上來看，2022 年液壓油缸、液壓馬達、液壓泵進口單價分別約為出口單價的 2.0 倍、5.9 倍、5.5 倍，進出口價差仍大，表明高端液

82、壓件仍部分依賴進口，液壓閥進出口單價差異雖小，但貿易逆差最大，仍待國產替代。結合海關總署與國際流體動力統計委員會數據估算，2021 年我國液壓缸、液壓馬達、液壓泵、液壓閥國產化率分別約為 89%、70%、60%、4%，但考慮到部分海外企業國內建廠、國內銷售金額不統計于進口額中，實際國產化率或更低，結合進出口價差情況，實際的高端液壓件國產化率也或處于較低水平。圖表圖表21：液壓油缸液壓油缸 2016 年起已實現貿易順差，進口單價約為出口年起已實現貿易順差，進口單價約為出口 2 倍倍 圖表圖表22：液液壓馬達壓馬達 2019 年以來貿易逆差收窄，進口單價約為出口年以來貿易逆差收窄，進口單價約為出口

83、 6 倍倍 注：海關編碼 84122100 資料來源：海關總署，華泰研究 注：海關編碼 84122910 資料來源：海關總署，華泰研究 051015202530354020102011201220132014201520162017201820192020(億美元)進口-出口進口額出口額(200)(150)(100)(50)050100150200250300(10)(5)05101520152016201720182019202020212022(美元/臺)(億美元)進口-出口（左）進口額（左）出口額（左）進口單價（右）出口單價（右）(400)(200)02004006008001,0001

84、,200(2)(1)012345620152016201720182019202020212022(美元/臺)(億美元)進口-出口（左）進口額（左）出口額（左）進口單價（右）出口單價（右）免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。20 機械設備機械設備 圖表圖表23：液壓泵液壓泵 2020 年以來貿易逆差收窄，進口單價約為出口年以來貿易逆差收窄，進口單價約為出口 6 倍倍 圖表圖表24：液壓泵中僅齒輪泵液壓泵中僅齒輪泵 2022 實現貿易順差實現貿易順差 注：海關編碼 84135031、84135039、84136022、84136032 資料來源：海關總署，華泰研究 注：海

85、關編碼 84135031、84136022、84136032 資料來源：海關總署，華泰研究 圖表圖表25：液壓閥液壓閥 2022 年出口單價已高于進口，但貿易逆差最大年出口單價已高于進口，但貿易逆差最大 圖表圖表26：主要液壓元件國產化率估計（主要液壓元件國產化率估計（2021）注：海關編碼 84812010 資料來源：海關總署，華泰研究 注：海關編碼 84135031、84136022、84136032、84812010 資料來源：海關總署，國際流體動力統計委員會，中國液壓氣動密封件工業協會，華泰研究估算 鋼材為主要原材料，工程機械為主要應用領域鋼材為主要原材料，工程機械為主要應用領域 液壓

86、件材料成本占比最高液壓件材料成本占比最高，鋼材為主要原材料。，鋼材為主要原材料。液壓系統上游包括原材料、配件、工作介質等配套。根據艾迪精密，2022 公司液壓件成本結構中，直接材料成本占比達 65%。液壓元件中液壓缸、液壓泵、液壓閥、液壓馬達產品附加值高、價值量占比較大，分析邵陽液壓、萬通液壓的液壓泵、液壓油缸原材料采購情況，鋼材均為主要原材料。(150)(100)(50)050100150200250300(3)(2)(1)012345620152016201720182019202020212022(美元/臺)(億美元)進口-出口（左）進口額（左）出口額（左）進口單價（右）出口單價（右）(

87、3)(2)(1)01234液壓往復式柱塞泵液壓回轉式齒輪泵液壓回轉式葉片泵泵合計(億美元)201520162017201820192020202120220246810121416024681012141620152016201720182019202020212022進口-出口（左）進口額（左）出口額（左）進口單價（右）出口單價（右）(億美元)(美元/套)89%70%60%4%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%液壓缸液壓泵液壓馬達液壓閥 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。21 機械設備機械設備 圖表圖表27：液壓系統產業鏈概覽液壓系統

88、產業鏈概覽 注：液壓件成本結構采用艾迪精密 2022 數據，液壓泵成本結構采用邵陽液壓 2020 原材料采購數據，液壓油缸成本結構采用萬通液壓 2019 原材料采購數據；資料來源：艾迪精密，邵陽液壓，萬通液壓，福士特，中國液壓氣動密封件工業協會，華泰研究 液壓產品應用廣泛，工程機械為最主要應用領域。液壓產品應用廣泛，工程機械為最主要應用領域。液壓傳動可輸出較大的推力，基本所有工程領域均有應用，根據中國液壓氣動密封件工業協會對 2022 年國內液壓行業重點聯系企業銷售情況的統計，工程機械為液壓產品最主要應用領域，應用占比達 60%。對比工程機械龍頭、液壓龍頭銷售情況，二者同比增速變動趨勢亦基本一

89、致；但液壓件具備更高的市場與產品品類開拓彈性，液壓企業上輪工程機械周期底部及本輪工程機械周期上行階段表現均好于工程機械企業。圖表圖表28：液壓企業與工程機械企業營收同比增速變動趨勢相似液壓企業與工程機械企業營收同比增速變動趨勢相似 注：工程機械營收增速采用三一重工、徐工機械、中聯重科營收平均后的同比增速 資料來源：Wind，華泰研究 國內恒立液壓一枝獨秀，龍頭規模仍具提升空間國內恒立液壓一枝獨秀，龍頭規模仍具提升空間 全球液壓行業整體集中度較高，全球液壓行業整體集中度較高，美日歐企業壟斷高端市場。美日歐企業壟斷高端市場。全球液壓行業 CR3 約 34%，集中度較高，龍頭公司集中于美、日、歐國家

90、，主要為德國博世力士樂、美國派克漢尼汾、丹麥丹佛斯（2021 收購美國伊頓液壓業務）、日本川崎重工、日本 KYB。海外龍頭發展歷程長、產品品類豐富、營收規模大，全球高端液壓件市場亦基本被海外龍頭壟斷。上游上游中游中游下游下游原材料原材料配件配件工作介質工作介質35.6%15.7%12.4%11.6%11.6%11.2%1.7%0.2%液壓缸液壓泵液壓閥液壓系統及裝置液壓輔件液壓馬達其他液壓件液壓機具無縫管、圓鋼、鍛件等鋼材密封件、五金標準件、導向機構液壓油液壓元件液壓元件動力元件控制元件執行元件輔助元件液壓缸液壓馬達液壓泵液壓閥工作介質工作介質液壓系統液壓系統工程機械工程機械石化冶金石化冶金礦

91、山礦山汽車汽車機床機床直接材料65%直接人工10%制造費用24%其他1%廢鋼10%生鐵6%鋼材9%銅材5%缸體26%軸承14%其他輔料30%無縫管80%圓鋼20%液壓油缸成本結構液壓油缸成本結構液壓泵成本結構液壓泵成本結構液壓件成本結構液壓件成本結構我國液壓行業重點聯系企業生產價值量分布（我國液壓行業重點聯系企業生產價值量分布（20212021）我國液壓下游應用占比（我國液壓下游應用占比（20222022）工程機械,60.4%農業機械,5.4%重型礦山機械,4.2%冶金機械,5.0%汽車,3.5%機床,4.3%船舶,0.7%其他,16.5%工程機械農業機械重型礦山機械冶金機械汽車機床船舶其他-

92、100%-50%0%50%100%150%1Q122Q123Q124Q121Q132Q133Q134Q131Q142Q143Q144Q141Q152Q153Q154Q151Q162Q163Q164Q161Q172Q173Q174Q171Q182Q183Q184Q181Q192Q193Q194Q191Q202Q203Q204Q201Q212Q213Q214Q211Q222Q223Q224Q22工程機械yoy恒立液壓yoy艾迪精密yoy 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。22 機械設備機械設備 國內國內恒立液壓一枝獨秀恒立液壓一枝獨秀，營收規模已逐步趕超海外。營收規模已逐

93、步趕超海外。國內液壓件企業規模普遍較小，上市公司中，目前僅恒立液壓營收規模超 50 億，市占率超 10%。2022 年恒立液壓液壓件相關業務收入 82 億元，已超過日本川崎重工、日本 KYB 液壓件相關營收。國內液壓企業產品國內液壓企業產品品類、應用領域、銷售品類、應用領域、銷售市場仍待拓展，規模仍具提升空間。市場仍待拓展，規模仍具提升空間。對比國內、海外龍頭，國內龍頭產品品類與應用領域相對單一，液壓件主要應用于工程機械領域；此外，國內企業全球化布局能力偏弱，市場主要集中于國內。國內液壓企業產品品類仍待拓展、國際市場有待開拓，規模仍具提升空間。圖表圖表29：全球液壓龍頭及國內液壓上市公司情況概

94、覽全球液壓龍頭及國內液壓上市公司情況概覽 注：液壓件營業收入統計口徑：派克漢尼汾采用多元化工業分部驅動系統+航空分部液壓件營收；丹佛斯采用動力解決方案業務營收；川崎重工采用精密機械與機器人分部中液壓件及系統營收；KYB 采用液壓件營收；恒立液壓采用總營收；艾迪精密采用總營收；長齡液壓采用張緊裝置+中央回轉接頭營收；邵陽液壓采用液壓柱塞泵+液壓缸+液壓系統營收；福事特采用液壓管路系統營收；萬通液壓采用自卸車專用油缸+機械裝備用缸營收；威博液壓采用總營收；利通科技采用各類軟管營收合計；唯萬密封采用液壓密封件、液壓密封包營收；海宏液壓采用液壓閥營收；綜合毛利率均采用最新財報數據。資料來源：各公司官網

95、，Wind，華泰研究 圖表圖表30：全球液壓行業全球液壓行業 CR3 約約 34%（2021）圖表圖表31：內資上市液壓公司僅恒立液壓市占率超內資上市液壓公司僅恒立液壓市占率超 10%（2021）注：同上，采用各公司液壓件相關收入，其中，博世力士樂液壓元件相關收入未披露，采用總營收口徑；伊頓采用 FY2021 財報披露的液壓件營收數據；資料來源：各公司官網，國際流體動力統計委員會，華泰研究 注：因各公司規模較小，直接采用總營收口徑 資料來源：Wind，國際流體動力統計委員會，華泰研究 總營業收入總營業收入液壓件營業收入液壓件營業收入(2022)（億元）(2022)（億元）(2022)（億元）(

96、2022)（億元）液壓泵液壓泵液壓閥液壓閥液壓馬達液壓馬達液壓缸液壓缸液壓輔件液壓輔件德國博世力士樂-1795522.4未披露未披露美國派克漢尼汾PH.N19171104.7264.3628.2%丹麥丹佛斯(2021收購伊頓液壓業務)-1911(伊頓)761.3377.6032.2%日本川崎重工7012.T1878903.580.1119.3%日本KYB7242.T1919225.872.2019.8%恒立液壓601100.SH200582.082.040.6%艾迪精密603638.SH200320.220.228.9%長齡液壓605389.SH20069.06.524.5%邵陽液壓30107

97、9.SZ20043.02.829.4%福事特301446.SZ20054.63.5液壓管路系統液壓管路系統38.1%萬通液壓830839.BJ20045.04.521.8%威博液壓871245.BJ20033.03.020.2%利通科技832225.BJ20033.73.6液壓橡膠軟管液壓橡膠軟管38.0%唯萬密封301161.SZ20083.42.5液壓密封件液壓密封件38.5%海宏液壓A23128.SZ19975.55.040.4%成立時間成立時間綜合綜合毛利率毛利率國別國別公司公司代碼代碼產品布局產品布局中國博世力士樂20%派克漢尼汾10%伊頓4%川崎重工4%KYB4%恒立液壓4%艾迪精

98、密1%其他53%恒立液壓12%艾迪精密4%長齡液壓1%福事特1%唯萬密封1%邵陽液壓1%萬通液壓0%利通科技0%威博液壓0%其他80%免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。23 機械設備機械設備 圖表圖表32：恒立液壓國際收入占比約恒立液壓國際收入占比約 20%（2022）圖表圖表33：博世力士樂海外收入占比約博世力士樂海外收入占比約 80%（2022）資料來源：Wind，華泰研究 資料來源：博世力士樂官網，華泰研究 液壓系統拆分：五大部分各司其職、相輔相成液壓系統拆分：五大部分各司其職、相輔相成 如前所述，液壓系統主要由動力元件、執行元件、控制元件、液壓輔件、工作介質五

99、大部分組成，根據中國液壓氣動密封件工業協會 2021 年數據，協會重點聯系企業動力元件、執行元件、控制元件、液壓輔件生產價值量占比分別為 16%、47%、12%、12%。動力元件：機械能轉化為液壓能動力元件：機械能轉化為液壓能 動力元件動力元件主要為液壓泵主要為液壓泵，以油液為介質傳遞動能。，以油液為介質傳遞動能。液壓泵主要作用在于將原動機的機械能轉變為液壓能，以給液壓系統提供具有一定壓力和流量的壓力油。液壓泵均為容積式，主要依靠密封工作腔容積的變化實現吸油和壓油。液壓泵可按擠子結構、排量是否可調以及可輸出油液方向進行分類，其中，按擠子結構，液壓泵可分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵，為最常見分類形式

100、。液壓泵主要性能參數包括壓力（工作壓力、額定壓力、最高允許壓力）、流量（流量=排量轉速）、效率（容積效率、機械效率、總效率）。圖表圖表34：單柱塞液壓泵工作原理單柱塞液壓泵工作原理 資料來源：王曉晶新型液壓元件及選用（2020），華泰研究 國內79%國外21%德國20%歐洲(除德國)34%亞非澳26%南北美20%原動機帶動具有偏心e的傳動軸（轉子）傳動軸（轉子）1 1旋轉時，柱塞柱塞（擠子）（擠子）2 2受傳動軸傳動軸1 1和彈簧彈簧4 4的聯合作用在缸體缸體3 3（定子）（定子）中往復移動。傳動軸傳動軸1 1在0-范圍內轉動，柱塞柱塞2 2右移，缸體缸體3 3中的密封工作腔工作腔5 5容積變

101、大，產生局部真空，油箱油箱8 8中的油液在大氣壓作用下頂開吸油閥吸油閥7 7進入工作腔工作腔5 5，吸油過程完成。傳動軸傳動軸1 1在-2范圍內轉動，柱塞柱塞2 2左移，工作腔工作腔5 5容積減小，墻內油液受壓縮而壓力增大，通過壓油閥壓油閥6 6輸出進入液壓系統，壓油過程完成。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。24 機械設備機械設備 圖表圖表35：液壓泵主要分類形式液壓泵主要分類形式 資料來源：張利平現代液壓系統使用維護及故障診斷（2017），華泰研究 各類液壓泵結構原理、運轉方式、性能特點各異，應用場景差異較大。各類液壓泵結構原理、運轉方式、性能特點各異，應用場景差

102、異較大。液壓泵需與液壓機的工況、功率大小、系統對工作性能的要求相適配。一般而言，負載小、功率小的機械設備，選擇齒輪泵、雙作用葉片泵；負載大、功率大的機械設備（如龍門機床）選擇柱塞泵；精度要求較高的機械設備（如磨床）選擇雙作用葉片泵；輔助型液壓系統（如送料設備）選擇齒輪泵。工程機械領域主要應用柱塞泵，齒輪泵、葉片泵亦有一定應用工程機械領域主要應用柱塞泵，齒輪泵、葉片泵亦有一定應用，但場景存在差異，如中大型挖掘機主要應用容積效率更高的軸向柱塞泵作為主泵（給液壓馬達、液壓缸供油，），用容積效率較低的齒輪泵作為先導泵（給分配閥供油）1，推土機、裝載機及各種行走式起重機等工作環境較惡劣的工程機械亦有應用

103、經濟性好、耐用性強的齒輪泵。1 鐵甲工程機械網 按擠子結構按排量是否可調按可輸出油液方向齒輪泵葉片泵柱塞泵定量泵變量泵單向泵雙向泵外嚙合內嚙合單作用雙作用軸向徑向按嚙合形式按作用次數按柱塞與缸體軸線位置直軸式（斜盤式）斜軸式按傳動軸與缸體是否同軸液壓泵 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。25 機械設備機械設備 圖表圖表36：液壓泵按擠子結構分類情況及工作原理概述液壓泵按擠子結構分類情況及工作原理概述 資料來源：張利平現代液壓系統使用維護及故障診斷（2017），華泰研究 簡述簡述示例示例工作原理工作原理優點優點缺點缺點原動機通過傳動軸3與鍵4帶動主動齒輪2旋轉，右側吸油

104、腔內的齒輪逐漸脫開嚙合，密封工作腔容積增大形成真空，油液進入泵內，并隨泵軸及齒輪的轉動進入左側壓油腔；壓油區由于齒輪逐漸進入嚙合，密封工作腔容積不斷減小，油液被擠壓經壓油口輸出到系統中結構簡單、制造方便、價格低、體積小、重量輕、工作可靠、維護方便、自吸能力強，對油液污染不敏感容積效率低、軸承及齒輪軸上承受的徑向載荷大，不適合高壓使用，此外，存在流量脈動大、噪聲較大等問題與外嚙合齒輪泵相似，隨齒輪旋轉，各密封腔容積發生變化，完成吸油、壓油動作結構緊湊、尺寸小、重量輕、使用壽命長、壓力脈動和噪聲都較小，高轉速下可獲得較大的容積效率齒形復雜、加工精度要求高、造價貴原動機經傳動軸6帶動轉子2按照順時針

105、方向旋轉，由于離心力與葉片槽底部所通壓力油的作用，葉片3頂部緊貼定子內表面，起到密封作用。當葉片3從定子1內表面的小圓弧區向大圓弧區移動時，密封工作腔的容積逐漸增大，通過配油盤4上左上角和右下角的吸油窗口吸油；當從大圓弧區向小圓弧區移動時，密封工作腔的容積逐漸減小，通過配油盤4左下角和右上角的壓油窗口吸油。轉子2每轉動一周，每一個葉片在槽內往復滑動2次兩個吸排油腔對稱布置，轉子上所受也壓力相互平衡，軸和軸承壽命較長；定子結構復雜；只能做定量泵原動機經傳動軸1帶動轉子2轉動，處于壓油區的葉片4在離心力及通入葉片根部壓力油的作用下，葉片4頂部緊貼在定子3內表面，從而使兩相鄰葉片4、配油盤6、定子3

106、、轉子2間形成與葉片數量相同的若干個密封工作腔。轉子2逆時針方向轉動，右側葉片從槽內向外伸出，工作腔容積逐漸增大，通過右側的吸油口和配油盤6上的腰型窗口吸油；左側的葉片向槽里縮進，工作腔容積逐漸減小，通過左側配油盤的窗口和壓油口排油。轉子每轉一次，完成吸油、壓油動作各一次運轉平穩、壓力脈動小、噪聲小、結構緊湊、尺寸小、流量大收到來自壓油腔的單向液壓力作用，軸和軸承壽命較短，不適合高壓；對油液要求高，如油液中有雜質則葉片容易卡死；斜盤式（直軸式）當缸體旋轉，在0180范圍內，柱塞3由上止點(對應0位置)開始伸出，柱塞腔容積不斷增大，直至下止點(對應180位置)為止，在此過程中，柱塞腔剛好與配油盤

107、5的吸油窗口相通，油液被不斷地吸入到柱塞腔內，吸油過程完成。隨著缸體的繼續旋轉，在180360范圍內，柱塞3在斜盤的約束下由下止點開始縮回腔內，柱塞腔容積不斷減小，直至上止點為止，在此過程中，柱塞腔剛好與配油盤5的壓油窗口相通，油液通過壓油窗口排出，壓油過程完成斜軸式當原動機帶動泵的傳動主軸1旋轉時，由連桿2-柱塞3副交替“撥動”缸體4，在具有腰形窗口的配油盤6上繞缸體中心做滑動旋轉，柱塞3同時在缸體孔中做往復運動，使缸體孔中的密封腔容積不斷發生變化。當柱塞3由下止點向上止點運動時便獲得一個吸油行程，通過吸油口及配油盤6的腰形吸油窗口將油液吸入缸體；當柱塞3由上止點向下止點運動時，獲得壓油行程

108、，將充滿缸體孔里的油液經配油盤6和出油口排出沿轉子2的半徑方向均勻分布有若干個柱塞缸，柱塞1可在其中靈活滑動。襯套與轉子內孔是緊配合，隨轉子一起轉動。配流軸5固定不動。當轉子2轉動時，由于定子4內圓中心和轉子2中心之間有偏心距e，于是柱塞1在定子4內表面的作用下，在轉子2的柱塞缸中作往復運動，實現密封容積變化，完成吸油壓油過程體積大，重量大，耐沖擊性好徑向尺寸大，轉動慣量大，結構較復雜，自吸能力差；配流軸受到較大徑向載荷，易變形，磨損快，且配流軸上的封油區尺寸小，易漏油，限制了泵的工作壓力和轉速的提高；應用范圍較小徑向柱塞泵結構緊湊、徑向尺寸小、慣性小、容積效率高，目前最高壓力可達40MPa軸

109、向尺寸較大，軸向作用力較大，結構復雜分類分類外嚙合齒輪泵內嚙合齒輪泵雙作用葉片泵單作用葉片泵軸向柱塞泵齒齒輪輪泵泵葉葉片片泵泵柱柱塞塞泵泵齒輪泵是以成對齒輪嚙合運動完成吸油和壓油動作的一種殼體承壓型定量液壓泵，為液壓泵中結構最簡單、價格最低、產量及用量最大的泵，有外嚙合與內嚙合兩類，外嚙合應用較多葉片泵是靠葉子、定子、轉子間構成的密閉工作腔容積變化實現吸油、壓油的一類殼體承壓型液壓泵，其構造復雜程度和制造成本介于齒輪泵和柱塞泵之間。按每轉吸油、壓油次數，分為雙作用式泵和單作用式泵柱塞泵是靠柱塞在專門的缸體中往復運動進行吸油和壓油的一類液壓泵。其殼體只起到連接和支撐各工作部件的作用，屬于殼體非承

110、壓型泵壓油腔內齒輪外齒輪吸油腔吸油腔壓油腔內齒輪隔板外齒輪擺線內嚙合齒輪泵擺線內嚙合齒輪泵漸開線漸開線內嚙合齒輪泵內嚙合齒輪泵 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。26 機械設備機械設備 圖表圖表37：各類液壓泵性能參數比較及應用范圍情況各類液壓泵性能參數比較及應用范圍情況 資料來源：張利平現代液壓系統使用維護及故障診斷（2017），寧辰校液壓與氣動技術（2017），華泰研究 執行元件：液壓能轉化為機械能執行元件：液壓能轉化為機械能 液壓執行元件將液壓能轉換為機械能，主要包括液壓馬達和液壓缸。液壓執行元件將液壓能轉換為機械能，主要包括液壓馬達和液壓缸。液壓執行元件是將液

111、體的壓力能轉換為機械能的能量轉換裝置，主要依靠壓力油液驅動與其外伸桿或軸相連的工作機構運動而做功，液壓執行元件主要包括液壓馬達和液壓缸。液壓馬達：將液壓能轉換為回轉運動機械能，液壓泵的鏡像應用液壓馬達：將液壓能轉換為回轉運動機械能，液壓泵的鏡像應用 液壓馬達液壓馬達將液壓能轉換為回轉運動機械能，將液壓能轉換為回轉運動機械能，依靠密封工作腔容積變化工作，與液壓泵結構依靠密封工作腔容積變化工作，與液壓泵結構基本相同?；鞠嗤?。液壓馬達是將液壓能轉換為回轉運動機械能的執行元件，工作原理上，液壓馬達與液壓泵類似，均依靠密封工作腔容積變化而工作，但由于能量轉換方向不同，二者結構上互逆，液壓馬達為液壓泵的

112、鏡像應用。與液壓泵相似，液壓馬達按其結構類型也可分為齒輪式、葉片式、柱塞式，此外，按照額定轉速可分為高速、低速兩類；按照所能傳遞的轉矩大小可劃分為小轉矩、中轉矩、大轉矩三類；按照每轉中工作副的作用次數，可分為單作用式和多作用式兩類。圖表圖表38：軸向柱塞式液壓馬達工作原理軸向柱塞式液壓馬達工作原理 資料來源：寧辰校液壓與氣動技術（2017），華泰研究 擺線式漸開線式直軸端面配油 斜軸端面配油閥配油壓力范圍壓力范圍Mpa251.616306.3-326.31040701020排量范圍（排量范圍（ml/r)0.36502.51500.83000.548013200.25600.2360042020

113、720轉速范圍（轉速范圍（r/min)30070001000450015002000500400050020006002200600180018007001800最大功率最大功率kw120120350320307302660750250容積效率容積效率%7095809096809485928893889390958090總效率總效率%6387658090658264818188818883888183功率質量比功率質量比中中大中小中最高自吸能力最高自吸能力kPa50404033.533.516.516.516.516.5流量脈動流量脈動%11273131115151495總效率%總效率%778

114、5767575909090啟動轉矩效率%啟動轉矩效率%758076808085909090噪聲噪聲較大較小中較小大較大較小抗污染敏感度抗污染敏感度較好較好差差中中較好價格價格最低低較低低較高高較高應用范圍應用范圍塑料機械、行走機械、挖掘機、拖拉機、起重機、采煤機性能參數性能參數鉆床、通風設備磨床回轉工作臺、機床操縱機構起重機、鉸車、鏟車、內燃叉車、數控機床、行走機械齒輪式齒輪式葉片式葉片式柱塞式柱塞式外嚙合內嚙合單作用雙作用軸向徑向 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。28 機械設備機械設備 圖表圖表41：雙作用液壓缸主要原理雙作用液壓缸主要原理 資料來源：劉銀水等液壓

115、元件與系統（2019），華泰研究 圖表圖表42：液壓缸分類液壓缸分類 資料來源：劉銀水等液壓元件與系統（2019），華泰研究 液壓缸一般由缸體組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置液壓缸一般由缸體組件、活塞組件、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝置、排氣裝置五大部分組成五大部分組成：1)缸體組件：缸體組件：缸體組件主要包括缸筒與缸蓋（包括前端蓋、后端蓋）。缸筒、缸蓋需承受油液壓力，故耐壓性、耐磨性、表面精度、密封性要求較高，一般用鋼和優質鑄鐵制成：當工作壓力0.2m/s）、高精度液壓設備中的液壓缸必須設置緩沖裝置。缸筒缸筒4 4固定時，油液從A口輸入，至壓力升高到足以克服外界負載，活塞活塞2 2右移，回油

116、從B口流出；反之，油液從B口流入，活塞左移返回活塞桿拉桿導向套前缸蓋后缸蓋活塞緩沖套缸筒緩沖調節器簡述活塞式液壓缸液壓力推動活塞正向運動，反向運動依靠外力或彈簧力復位柱塞式液壓缸液壓力推動活塞正向運動，反向運動依靠外力，其行程比較長伸縮式單作用液壓缸有多個依次運動的柱塞，動作順序按作用面積的大小進行，由外力使柱塞返回，各級速度不同多級同步液壓缸有多個同步運動的柱塞，除了行程長以外，液壓缸的總速度是各級柱塞速度之和單活塞桿液壓缸液壓力使活塞實現雙向運動，帶或不帶緩沖功能，緩沖裝置有可調式和固定式雙出桿液壓缸液壓力使活塞實現雙向運動，帶或不帶緩沖功能，緩沖裝置有可調式和固定式伸縮式柱塞液壓缸有多個

117、依次運動的柱寒，行程比較長，特殊設計時也可同步伸縮增壓器增壓液壓缸由兩個不同的壓力室組成，提高小活塞腔中壓力值葉片式液壓力驅動葉片帶動輸出軸往復擺動活塞式液壓力驅動葉片帶動輸出軸往復擺動類別和名稱單作用式雙作用式擺動液壓缸 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。29 機械設備機械設備 5)排氣裝置：排氣裝置：用于排除液壓缸工作時積留的空氣，防止其影響液壓缸及其帶動的工作部件運動的平穩性。一般液壓缸通常不設置專門排氣裝置，主要通過缸的空載往復運動將空氣隨回油帶入油箱進行分離，直至運動平穩。液壓缸已形成標準化、系列化。液壓缸已形成標準化、系列化。我國各種系列液壓缸的標準化工作

118、穩步推進，目前重型機械、工程機械、農用機械、汽車、冶金設備、組合機床、船舶等均已形成標準或系列?？刂圃嚎刂朴鸵悍较?、壓力與流量控制元件：控制油液方向、壓力與流量 液壓控制元件為控制油液方向、壓力和流量的元件。液壓控制元件為控制油液方向、壓力和流量的元件。液壓控制元件簡稱液壓閥，液壓閥主要通過控制調節液壓系統中油液的流向、壓力和流量，使得執行元件及其驅動的工作裝置達到預定運動方向、推力（轉矩）及速度（轉速）等，以滿足不同動作要求。液壓閥為液壓技術產品中品種規格最多、應用最廣泛、最靈活的元件。液壓閥可按功用、控制信號形式、閥芯結構形式、連接和安裝方式分類，最常見為按功用劃分為壓力控制閥、流量控

119、制閥、方向控制閥。圖表圖表43：液壓閥分類液壓閥分類 資料來源：劉銀水等液壓元件與系統（2019），華泰研究 圖表圖表44：各類液壓閥性能比較及適用場景各類液壓閥性能比較及適用場景 資料來源：張利平現代液壓系統使用維護及故障診斷（2017），華泰研究 分類形式分類形式類型類型簡述簡述壓力控制閥用來控制和調節液壓系統中液流的壓力或利用壓力進行控制，主要包括溢流閥、減壓閥、順序閥、平衡閥、壓力繼電器流量控制閥用來控制和調節液壓系統中液流流量，主要包括節流閥、調速閥、溫度補償調速閥、溢流節流閥、分流集流閥方向控制閥用來控制和改變液壓系統中液流方向，主要包括單向閥、換向閥、多路換向閥開關或定值控制閥最

120、常見的一類液壓閥，又稱為普通液壓閥。此類閥采用手動、機動、電磁鐵和控制壓力油等控制方式定值控制液流的壓力和流量、啟閉液流通路或控制液流方向伺服控制閥根據輸入信號(電氣、機械、氣動等)及反饋量成比例地連續控制液壓系統中液流的流量和流動方向或壓力的閥類，又稱為隨動閥。伺服控制閥具有很高的動態響應和靜態性能，但價格昂貴、抗污染能力差，主要用于控制精度和頻響要求很高的場合比例控制閥比例控制閥又可分為普通比例閥和高性能比例閥。普通比例閥可以根據輸入信號的大小連續、成比例、遠距離地控制液壓系統中液流的壓力、流量和流動方向。它要求保持調定值的穩定性，一般具有對應于10%30%最大控制信號的零位死區，多數用于

121、開環控制系統。高性能比例閥是一種以比例電磁鐵為電-機轉換器的高性能比例方向節流閥，與伺服閥一樣，沒有零位死區，其頻響介于普通比例閥和伺服閥之間可用于閉環控制系統數字控制閥數字控制閥的輸入信號是脈沖信號，它根據輸入的脈沖數或脈沖頻率來控制液壓系統的流量或壓力。數字控制閥具有抗污染能力強、重復性好、工作穩定可靠等優點。但由于數字控制閥按照載頻原理工作故控制信號頻寬較模擬器件低。數字控制閥的額定流量較小，只能用于小流量控制閥或作為先導級控制閥滑閥滑閥類的閥芯為圓柱形，通過閥芯在閥體孔內的滑動來改變液流通路開口的大小，以實現對液流壓力、流量及方向的控制提升閥提升閥類有錐閥、球閥、平板閥等，利用閥芯相對

122、閥座孔的移動來改變液流通路開口的大小，以實現對液流壓力、流量及方向的控制噴嘴擋板閥噴嘴擋板閥是利用噴嘴和擋板之間的相對位移來改變液流通路開口的大小，以實現控制的閥類。該類閥主要用于伺服閥和比例閥的先導級管式閥管式閥閥體上的進出油口通過管接頭或法蘭與管路直接連接。其連接方式簡單，質量輕，在移動式設備或流量較小的液壓元件中應用較廣。其缺點是閥只能沿管路分散布置，裝拆維修不方便板式閥板式閥由安裝螺釘固定在過渡板上，閥的進出油口通過過渡板與管路連接。過渡板上可以安裝一個或多個閥。當過渡板安裝有多個閥時，又稱為集成塊，安裝在集成塊上的閥與閥之間的油路通過塊內的流道溝通，可減少連接管路。板式閥由于集中布置

123、且裝拆時不會影響系統管路，因而操縱、維修方便，應用十分廣泛插裝閥插裝閥主要有二通插裝閥、三通插裝閥和螺紋插裝閥疊加閥疊加閥以板式閥為基礎，結構更為緊湊。閥的上下兩面為安裝面，并開有進出油口。同一規格、不同功能的閥的油口和安裝連接孔的位置、尺寸相同。使用時根據液壓回路的需要將所需的閥疊加并用長螺栓固定在底板上，系統管路與底板上的油口相連按功用按功用按控制信號形式按控制信號形式按閥芯結構按閥芯結構按連接和安裝方式按連接和安裝方式疊加閥疊加閥插裝閥插裝閥電液伺服閥電液伺服閥電液比例閥電液比例閥壓力范圍Mpa壓力范圍Mpa2.5702031.531.5422.531.532公稱通徑mm公稱通徑mm68

124、063216160663額定流量L/min額定流量L/min1250250180006001800控制方式控制方式連接方式連接方式管式、板式疊加式插裝式抗污染能力抗污染能力差較強價格價格低普通閥的10倍 普通閥的36倍應用場景應用場景一般液壓傳動系統中等流量液壓傳動系統高壓大流量液壓傳動系統比普通閥略高自動化程度和綜合性能要求較高的液壓控制系統性能性能特殊液壓閥特殊液壓閥普通液壓閥普通液壓閥(壓力閥、流量閥、方向閥)(壓力閥、流量閥、方向閥)開關控制連續控制一般為板式強 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。30 機械設備機械設備 壓力控制閥：控制液壓系統中液體壓力壓力控

125、制閥：控制液壓系統中液體壓力 壓力控制閥主要用于控制液壓系統中的液體壓力壓力控制閥主要用于控制液壓系統中的液體壓力。壓力控制閥的功用是控制液壓系統中的油液壓力，以滿足執行元件對輸出力、輸出轉矩及運動狀態的不同要求。按功能與用途可以分為溢流閥、減壓閥、順序閥、平衡閥等。壓力閥基本原理為：根據閥芯受力平衡原理，利用受控液體的壓力對閥芯的作用力（即液壓力）與彈簧力的平衡條件，來調節閥的開口量以改變液阻的大小。1)溢流閥：溢流閥：調節、穩定或限定液壓系統的工作壓力，當液體壓力超過溢流閥的調定壓力值時，溢流閥閥口會自動打開，使油液溢回油箱（溢流）；溢流閥可以用來構成調壓、安全保護及背壓等液壓回路。2)減

126、壓閥：減壓閥：利用液流流過縫隙產生的壓力損失，將較高的進口壓力降低為所需的壓力進行輸出并保持輸出壓力恒定；減壓閥主要用于減壓回路中，使單泵供油液壓系統中的某一部分油路具有比主回路低的穩定壓力。3)順序閥：順序閥：利用油液壓力作為控制信號控制油路通斷，從而控制多個執行元件的先后順序動作；順序閥與溢流閥動作原理相似，其主要區別在于：順序閥的出油口一般與負載油路相通，而溢流閥的出油口要接回油箱；溢流閥的彈簧腔可以與出油口溝通，而出油口與負載油路相通的順序閥的泄油口應單獨接回油箱以免使彈簧腔有油壓；溢流閥的進油口最高壓力由調壓彈簧來限定，并且由于液流溢回油箱，所以損失了液體的全部能量；而順序閥的進油口

127、壓力由液壓系統工況來定，進油口壓力升高時閥口將不斷增大，直至全開，出油口壓力油對負載做功。順序閥可用來構成雙缸順序動作回路及平衡回路等。4)平衡閥：平衡閥：用來防止液壓缸活塞因負載自重而高速下落，即限制液壓活塞的運動速度。工程機械領域主要應用液控限速平衡閥。5)壓力繼電器：壓力繼電器：利用液體壓力與彈簧力的平衡關系來啟、閉內置的電氣微動開關觸點。圖表圖表45：壓力控制閥分類及工作原理概述壓力控制閥分類及工作原理概述 資料來源：張利平現代液壓系統使用維護及故障診斷（2017），華泰研究 直動式直動式先導式先導式直動式直動式先導式先導式直動式直動式先導式先導式作用作用用來防止液壓缸活塞因負載自重而

128、高速下落，即限制液壓活塞的運動速度是利用液體壓力與彈簧力的平衡關系來啟、閉內置的電氣微動開關觸點的液電轉換元件示例示例工作工作原理原理壓力油從油口P進入閥體孔內的同時，經阻尼孔g進入閥芯底部，當作用于閥芯底端向上的液壓力較小時，閥芯在彈簧力作用下處于下端位置，油口P與T不通。當油壓升高使閥芯底端向上的液壓力大于彈簧預調力時，閥芯上升，直至閥口開啟，油口P與T相通，壓力油液經出油口T溢流回油箱，使油口P的壓力穩定在溢流閥的調定值。通過螺釘調節彈簧的預調力即可調整溢流壓力壓力油從進油口P進入，通過阻尼孔a后作用在導閥芯8上。當進油口的壓力較低，導閥上的液壓作用力不足以克服調壓彈簧9的預調力時，導閥

129、關閉，沒有油液流過阻尼孔a，故主閥芯上、下兩端的壓力相等，在較軟的復位彈簧3的作用下，主閥芯1處在最下端位置，溢流閥進油口P和回油口T隔斷，沒有溢流。當進油口壓力升高到導閥上的液壓作用力大于調壓彈簧9的預調力時，導閥打開，壓力油即通過阻尼孔a、導閥和油道d流回油箱。由于阻尼孔a（直徑為0.81.2mm）的節流作用，使主閥芯上端的壓力小于下端的進口壓力，當主閥上、下端壓力差作用在主閥芯上的力超過主閥彈簧力、軸向穩態液動力、摩擦力和主閥芯自重G的合力時，主閥芯1抬起（打開），油液從進油口P流入，經主閥口由出油口T流回油箱，實現溢流，且溢流閥進口壓力維持在某調定值上來自高壓油路的壓力油從P1口，經滑

130、閥閥芯3的下端圓柱臺肩與閥孔間形成的常開閥口（開度x），從P2口流向低壓支路，同時通過流道a流入閥芯3的底部，產生一向上的液壓作用力，該力與調壓彈簧4的預調力相比較。當輸出壓力低于閥的設定壓力時，閥芯3處于最下端，閥口全開（x最大）；當輸出壓力達到閥的設定壓力時，閥芯3上移，開度x減小實現減壓，并維持二次壓力恒定，不隨一次壓力變化而變化。不同的輸出壓力可通過調節螺釘7改變彈簧4的預調力來設定；直動式減壓閥結構簡單，只用于低壓系統或用于產生低壓控制油液，其性能不如先導式減壓閥輸出壓力油進入主閥芯底部，并經阻尼孔9進入主閥彈簧腔和導閥芯3前腔，導閥上的液壓力與調壓彈簧2的設定力相平衡并使導閥開啟，

131、主閥芯上移，通過減壓口實現減壓和穩壓。調節調壓手輪1即可改變調壓彈簧2的設定力從而改變減壓閥的輸出壓力設定值進口壓力油經內部流道a進入柱塞6下端面，產生向上的液壓作用力，當該力小于彈簧2的預調力時，閥芯5在彈簧作用下處于下方，進、出油口不相通（亦即閥常閉）。當進口壓力升高使柱塞6下端面上的液壓力超過彈簧預調力時，閥芯5便上移，使進油口與出油口接通，油液便經順序閥口從出油口流出，從而驅動另一執行元件或其他元件動作。直動式順序閥結構簡單、動作靈敏，主要用于低壓（低于8MPa）場合，高壓場合應采用先導式順序閥與先導式溢流閥相似由直動式順序閥和單向閥兩部分構成；壓力油從進口P1流入，從出口P2流出時，

132、單向閥關閉，順序閥工作。反之，當壓力油從P2流入，從P1流出時，單向閥開啟，順序閥關閉當從控制油口P進入柱塞1下端的油液壓力達到彈簧5預調力設定的開啟壓力時，作用在柱塞上的液壓力克服彈簧力，頂桿2上移，使微動開關4的觸點閉合，發出相應電信號平衡閥平衡閥壓力繼電器壓力繼電器溢流閥的作用是調節、穩定或限定液壓系統的工作壓力，當液體壓力超過溢流閥的調定壓力值時，溢流閥閥口會自動打開，使油液溢回油箱（溢流）溢流閥溢流閥減壓閥減壓閥利用液流流過縫隙產生的壓力損失，將較高的進口壓力降低為所需的壓力進行輸出并保持輸出壓力恒定利用油液壓力作為控制信號控制油路通斷，從而控制多個執行元件的先后順序動作順序閥順序閥

133、調壓螺母調壓彈簧閥蓋閥芯閥體主閥芯主閥體復位彈簧彈簧座及調節桿螺堵閥蓋錐閥座錐閥芯調壓彈簧主閥套下蓋閥體閥芯調壓彈簧上蓋彈簧座調節螺釘調輪手壓調壓彈簧導閥芯先導閥座閥蓋閥體主閥芯端蓋阻尼孔復位彈簧調節螺釘調壓彈簧閥蓋閥體閥芯控制柱塞底蓋閥體阻尼孔底蓋單向閥閥座單向閥彈簧單向閥閥芯底蓋柱塞頂桿調節螺釘微動開關彈簧 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。31 機械設備機械設備 流量控制閥：控制液壓系統中液體流量流量控制閥：控制液壓系統中液體流量 流量控制閥主要通過改變閥芯與閥口之間的節流通流面積的大小來控制閥的通過流量，流量控制閥主要通過改變閥芯與閥口之間的節流通流面積的大小

134、來控制閥的通過流量，從而調節和控制執行元件的運動速度。流量控制閥有節流閥、調速閥和分流集流閥等，節流閥是結構最簡單、應用最廣的流量閥。1)節流閥：節流閥：最簡單基本的流量控制閥，借助于控制機構使閥芯相對于閥體孔運動，以改變閥口的過流面積從而調節輸出流量；節流閥主要用于節流調速回路。2)調速閥：調速閥：由節流閥與定差減壓閥串聯組成的流量控制閥，主要目的在于克服節流閥因前后壓差變化影響流量穩定的缺陷，一般減壓閥串接在節流閥之前；調速閥流量穩定性好，但壓力損失較大，常用于負載變化較大而對速度穩定性又要求較高的定量泵供油節流調速液壓回路中。3)分流集流閥：分流集流閥：用來保證液壓系統中兩個或兩個以上的

135、執行元件，在承受不同負載時仍能獲得相同或成一定比例的流量，從而使執行元件間以相同的位移或相同的速度運動（即同步運動），故又稱同步閥。圖表圖表46：流量控制閥分類及工作原理概述流量控制閥分類及工作原理概述 資料來源：張利平現代液壓系統使用維護及故障診斷（2017），華泰研究 方向控制閥：控制液壓系統中液體方向方向控制閥：控制液壓系統中液體方向 方向控制閥用于控制液流方向，以滿足執行元件啟動、停止及運動方向的變換。方向控制閥用于控制液流方向，以滿足執行元件啟動、停止及運動方向的變換。它主要有單向閥和換向閥兩類。方向控制閥的應用回路有鎖緊回路、換向回路與卸荷回路等多種。方向控制閥主要包括單向閥與換向

136、閥兩類。1)單向閥：單向閥：單向閥包括普通單向閥、液控單向閥兩類，前者只允許液流沿一個方向通過，反向液流被截止；后者除普通單向閥功能外，還可按需要由外部油壓控制，實現反向接通功能；單向閥主要應用于鎖緊回路，該回路廣泛應用于機床夾緊機構以及汽車起重機等起吊重物機械的支腿鎖緊中。普通節流閥普通節流閥滑閥壓差式單向節流閥滑閥壓差式單向節流閥作用作用調速閥是一種由節流閥與定差減壓閥串聯組成的流量控制閥，主要目的在于克服節流閥因前后壓差變化影響流量穩定的缺陷，一般減壓閥串接在節流閥之前分流集流閥用來保證液壓系統中兩個或兩個以上的執行元件，在承受不同負載時仍能獲得相同或成一定比例的流量，從而使執行元件間以

137、相同的位移或相同的速度運動（同步運動），故又稱同步閥示例示例工作工作原理原理油液從進油口P1流入，經孔道a和節流通道6進入孔道b，再從出油口P2流出（通向執行元件或油箱）。調節手把4通過推桿3使閥芯2軸向移動，即可改變節流口的通流面積，實現流量的調節當油液從進油口流入，經過節流口從出油口流出時，壓力油經閥體5上的斜孔和閥芯4上的徑向孔分別進入活塞上腔和下腔，使作用在閥芯4及活塞上的軸向液壓力基本平衡，以減小手輪的調節力矩。因此，該閥在帶載下也能調節節流口的大小，進而調節流經閥的流量。當油液從出油口反向流入時，油壓力克服彈簧6的彈簧力，使閥芯4下移，節流口全開，油液從進油口流出而不起節流作用，此

138、時相當于單向閥液壓泵的供油壓力亦即調速閥的進口壓力p1由溢流閥4調定后基本不變，p1經減壓閥閥口降至pm，并分別經流道f和e進入c腔和d腔作用在減壓閥閥芯下端；節流閥閥口又將pm降至p2，在進入液壓缸3的無桿腔驅動負載F的同時，通過流道a進入彈簧腔b作用在減壓閥閥芯1上端，從而使作用在減壓閥閥芯上、下兩端的液壓力與閥芯上的彈簧力Fs相比較右側為分流工況：換向活塞5和6均處于離開中心的位置，高壓油由P口進入閥內后，分兩路流向兩側定節流孔a1和a2，然后分別流經可變節流孔bA1和bA2再流入兩個執行元件；如果當兩個執行元件負載壓力相等，即pA=pB時，液流所遇的阻力相同，則qA=qB。當負載壓力p

139、ApB時時，產生p1p2，使閥芯4左右兩側所受壓力不等，閥芯向右運動，使可變節流孔bA1逐漸增大，可變節流孔bB1逐漸減小，則p1下降，p2升高。當p2升高到與p1相等時，閥芯就停止移動，在新的平衡位置穩定下來。由于在新的位置上固定節流孔后的壓力p1=p2，所以流量qA=qB；左側為集流工況：兩側的換向活塞5和6均靠向中心，液流分別由A口和B口流入，先經一對集流可變節流孔口bA2和bB2，先流經中間油腔K和G，再流過固定節流孔a1和a2，集中由T口流回油箱。當負載壓力pApB時，產生p1p2，使閥芯4左右兩側所受壓力不等，閥芯向右運動，使集流可變節流孔bB1逐漸關小，bB2逐漸開大，壓力p1=

140、p2，使閥芯在新的平衡位置穩定下來。兩固定節流孔后兩端的壓力差相等，所以流量qA=qB是一種最簡單又最基本的流量控制閥，借助于控制機構使閥芯相對于閥體孔運動，以改變閥口的過流面積從而調節輸出流量調速閥調速閥節流閥節流閥分流集流閥分流集流閥彈簧閥芯推桿調節手把閥體節流通道調節手輪調節螺釘螺蓋閥芯閥體復位彈簧端蓋減壓閥節流閥液壓缸液壓泵溢流閥端蓋18彈簧27閥體3閥芯4換向活塞56 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。32 機械設備機械設備 2)換向閥：換向閥：通過改變閥芯在閥體內的相對工作位置，使閥體上的油口連通或斷開，從而改變液流的方向，控制液壓執行元件的啟動、停止或換

141、向；換向閥包括滑閥式、轉閥式和球閥式三大類，其中滑閥式應用最為廣泛；換向閥可組成執行元件換向回路，并可構成卸荷回路以及執行元件串聯、并聯控制回路和順序動作回路等。圖表圖表47：方向控制閥分類及工作原理概述方向控制閥分類及工作原理概述 資料來源：張利平現代液壓系統使用維護及故障診斷（2017），華泰研究 液壓輔件液壓輔件&工作介質：輔助執行，不可或缺工作介質：輔助執行，不可或缺 液壓輔件：動力、執行、控制元件外的各類組成元件液壓輔件：動力、執行、控制元件外的各類組成元件 輔件為液壓系統必要構成。輔件為液壓系統必要構成。液壓系統輔助元件主要包括油箱、濾油器、管件、密封件、壓力表、熱交換器、蓄能器等

142、，液壓輔件將影響液壓系統的性能、效率、溫升、噪聲、壽命。1)油箱：油箱：油箱主要用于儲存工作介質、散發油液熱量、分離空氣、沉淀雜質、分離水分及安裝元件等，油箱通?？煞譃檎w式油箱、兩用油箱和獨立油箱三大類：整體式油箱即利用主機內腔作為油箱，結構緊湊、漏油易于回收，但結構復雜性高、散熱條件一般，容易使主機產生熱變形；兩用油箱即液壓油與設備的其他目的用油的公用油箱，該類油箱可節省空間，但由于油液必須同時滿足液壓系統對傳動介質的要求和工件淬火、導軌潤滑等其他工藝目的的要求，設計難度較大；獨立油箱與主機分開，減少油箱發熱和液壓源振動對主機工作精度的影響，應用最為廣泛，精密機械上一般采用該類油箱。2)過

143、濾器：過濾器：過濾器主要用于過濾混在液壓油中的雜質，降低進入系統中的油液的污染度，維持系統正常工作。按過濾精度不同，過濾器可分為粗過濾器、普通過濾器、精過濾器和特精過濾器四種，分別能濾去公稱尺寸100m、10100m、510m 和15m 的雜質顆粒。按照濾芯材料的過濾機制來分，可劃分為表面型過濾器、深度型過濾器和吸附型過濾器三類：表面型過濾器的過濾作用由幾何面實現，濾芯材料具有均勻的標定小孔，可濾除比小孔尺寸大的雜質；深度型過濾器的濾芯材料一般為多孔可透性材料，內部具有曲折通道，可吸附能夠透過表面孔徑的、較小的污染雜質；吸附型過濾器的濾芯材料可直接將雜質吸附在表面。普通單向閥普通單向閥液控單向

144、閥液控單向閥雙液控單向閥(雙向液壓鎖)雙液控單向閥(雙向液壓鎖)作用作用只允許液流沿一個方向通過，反向液流被截止除普通單向閥功能外，還可按需要由外部油壓控制，實現反向接通功能是當一個油腔正向進油時，另一個油腔為反向出油通過改變閥芯在閥體內的相對工作位置，使閥體上的油口連通或斷開，從而改變液流的方向，控制液壓執行元件的啟動、停止或換向；換向閥包括滑閥式、轉閥式和球閥式三大類，其中滑閥式應用最為廣泛示例示例工作工作原理原理當液流從P1口流入時，閥芯上的液壓推力克服作用在閥芯上的出口液壓力、彈簧作用力及閥芯與閥體之間的摩擦阻力，頂開閥芯，并通過閥芯上的徑向孔a和軸向孔b從P2口流出，構成通路，實現正

145、向流動。當壓力油液從P2口流入時，在液體壓力與彈簧力共同作用下，使閥芯緊緊壓在閥座上，油口P1和P2被閥芯隔開，油液不能流過，實現反向截止簡式（內泄式）：當K未通控制壓力油時，其原理與普通單向閥完全相同；當K中通入控制壓力油時，使控制活塞頂開主閥芯（錐閥）2，實現油液從P2口到P1口的流動，為反向開啟狀態；但反向開啟控制壓力較高；復式（外泄式）：主閥芯（錐閥）2下端開有一個軸向小孔并由卸載閥芯封閉。當P2口的高壓油液需反向流過P1口時（一般為液壓缸保壓結束后的工況），控制壓力油通過控制活塞1將卸載閥芯向上頂起一較小的距離，使P2口的高壓油瞬即從油道e及軸向小孔與卸載閥芯下端之間的環形縫隙流出，

146、P2口的油液壓力隨即降低，實現泄壓，然后主閥芯被控制活塞頂開，使反向油流順利通過。適用于高壓大流量系統使用當液壓系統一條油路的液流從A腔正向進入該閥時，液流壓力自動頂開左閥芯2，使A腔與A1腔溝通，油液從A腔向A1腔正向流通，同時液流壓力將中間的控制活塞3右推，從而頂開右閥芯4，使B腔與B1腔溝通，將原來封閉在B1腔通路上的油液經B腔排出。當A腔或B腔都沒有液流時，A1腔與B1腔的反向油液被閥芯錐面與閥座的嚴密接觸面封閉（液壓鎖作用）當閥芯由驅動裝置操縱向左端移動一定距離時，油口P與A相通，B與T相通，便使液壓源的壓力油從閥的P口經A口輸向液壓缸左腔，液壓缸右腔的油液從閥的B口經T口流回油箱，

147、液壓缸的活塞向右運動；當閥芯向右端移動一定距離時，油口P與B相通，A與T相通，液流反向，活塞向左運動換向閥換向閥單向閥單向閥閥體閥芯彈簧控制活塞主閥芯卸載閥芯彈簧左彈簧左閥芯控制活塞右閥芯右彈簧閥體端蓋閥體滑動閥芯主油口沉割槽臺肩 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。33 機械設備機械設備 3)蓄能器：蓄能器：蓄能器主要用于儲存油液多余的壓力能，除了作為輔助動力源外，還可用于保持系統壓力、作應急動力源及吸收液壓泵脈動和沖擊。按儲能方式不同蓄能器主要分為重力加載式、彈簧加載式和氣體加載式三種：重力加載式蓄能器利用重錘的位能變化來儲存、釋放能量，常用于大型固定設備中；彈簧加

148、載式蓄能器利用彈簧構件的壓縮和變形來儲存、釋放能量，常在低壓系統中作緩沖裝置用；氣體加載式蓄能器應用較多，它利用壓縮氣體（通常為氮氣）儲存能量，主要有活塞式、皮囊式和隔膜式等結構，其中皮囊式應用最為廣泛。圖表圖表48：皮囊式蓄能器工作原理概覽皮囊式蓄能器工作原理概覽 資料來源：張利平現代液壓系統使用維護及故障診斷（2017），華泰研究 4)熱交換器：熱交換器：熱交換器主要用于調節液壓系統工作溫度，若液壓系統依靠自然冷卻仍不能使油溫控制在允許的最高溫度以下，或是對溫度有特殊要求，則應安裝冷卻器，強制冷卻；反之，若環境溫度太低，液壓泵無法正常啟動或有油溫要求時，則應安裝加熱器，提高油溫。冷卻器主要

149、包括水冷式及風冷式兩種，前者一般應用于有固定水源的場景，后者則一般用于行走機械。液壓系統中使用較多的是強制對流式多管冷卻器。加熱器一般使用結構簡單、能按需要自動調節最高和最低溫度的電加熱器。5)管件：管件：管件主要包括油管和管接頭，主要用于連接各類液壓元件、輸送壓力油。油管有硬管、軟管兩類，硬管流動阻力小，安全可靠性高且成本低，除非油管與執行機構的運動部分一起移動，一般使用硬管。管接頭是油管與油管、油管與液壓元件之間的可拆式連接件，焊接式、卡套式和擴口式管接頭應用較為普遍。圖表圖表49：油管分類及特點油管分類及特點 資料來源：張利平現代液壓系統使用維護及故障診斷（2017），華泰研究 充氣閥殼

150、體皮囊進油閥殼體通常為無縫耐高壓的金屬外殼皮囊用丁腈橡膠、丁基橡膠等耐油、耐腐蝕橡膠作原料與充氣閥一起壓制而成特點特點鋼管鋼管價格低廉、能承受高壓、剛性好、耐油、耐腐蝕，但裝配時不能任意彎曲，常在拆裝方便處用作壓力管道。高壓用無縫鋼管；低壓用焊接管。紫銅管紫銅管裝配時易彎曲成各種需要的形狀，但承壓能力較低，一般不超過6.510MPa，抗振能力較差，又易使油液氧化，常用于液壓裝置配接不便之處。黃銅管黃銅管可承受25MPa的壓力，但不如紫銅管易彎曲成形。橡膠管橡膠管高壓管由幾層鋼絲編織或鋼絲纏繞為骨架制成，鋼絲網層數越多，耐壓越高，價格較高；低壓管是以麻線或棉紗編織體為骨架制成。橡膠管安裝連接方便

151、,適用于兩個相對運動部件之間的管道連接,或彎曲形狀復雜的地方。尼龍管尼龍管加熱后可隨意彎曲、變形，冷卻后固定成形，承壓能力因材料而異，為2.58MPa，目前大多只在低壓管道中使用。塑料管塑料管質輕、耐油、價廉、裝配方便，但承壓能力低，長期使用會變質老化，只適用于壓力小于0.5MPa的回油、泄油油路。軟管軟管硬管硬管種類種類 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。34 機械設備機械設備 6)壓力表：壓力表：壓力表主要用于觀察液壓系統各工作點壓力，液壓泵出口、壓力閥處、蓄能器進油口等均應設置測壓點。壓力表類型較多，最常用壓力表為彈簧管式壓力表。7)密封裝置：密封裝置：密封裝置

152、主要用于解決液壓系統泄露問題，按照工作原理可劃分為非接觸式密封和接觸式密封兩類，前者為間隙密封，即依靠相對運動件配合面之間的間隙進行密封，間隙密封摩擦力小，但磨損后不能自動補償，主要用于直徑較小的圓柱面之間，如液壓泵內的柱塞與缸體之間，滑閥的閥芯與閥控之間。后者為密封圈密封，主要利用橡膠或塑料的彈性使各種截面的環形圈貼緊靜、動配合面之間來防止泄露，常用材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨酯等，密封圈密封結構簡單、制造方便，磨損后有自動補償能力。工作介質：液壓系統的“血液”工作介質：液壓系統的“血液”液壓工作介質是液壓系統的“血液”液壓工作介質是液壓系統的“血液”，其主要功用是傳遞能量和工作信號，對元件進

153、行潤滑、防銹，沖洗系統污染物質及帶走熱量，提供和傳遞元件和系統失效的診斷信息等。液壓系統所采用的工作介質主要有通用液壓油液（包括礦物型液壓油、環境可接受液壓油、難燃液壓液）及專用液壓油液兩大類，其中，礦物型液壓油應用占比最高2，此外，亦有天然水液壓介質，但潤滑性、防腐性等均較差，目前應用較少。油液性能和質量的優劣對液壓系統運轉的可靠性、準確性和靈活性有著重大影響。圖表圖表50：液壓部分工作介質特性比較液壓部分工作介質特性比較 注：閃點即加熱時揮發的油液與空氣混合物在接觸明火時突然閃火的溫度，閃點高表明油液所產生的低沸點可燃成分少，在高溫下的安全性好；液壓油通常只測定閃點；粘度指數表示油液粘度隨

154、溫度變化特性，粘度指數高，油液粘度隨溫度變化較小，對液壓系統工作影響??；資料來源：李壯云液壓元件與系統(2019)，華泰研究 2 吳義順液壓系統工作介質的選用（2004）礦物型液壓油礦物型液壓油HFAHFBHFCHFD水水密度密度(15)(g/cm)0.860.9210.80.941.051.11.41含水量含水量(%)無90-954045無100工作溫度范圍工作溫度范圍()-2080550550-2050-20100550閃點閃點140315無無無230260無燃點燃點230370無水蒸發后才燃燒410435425650無潤滑性潤滑性良優劣中良良優劣對滾動摩擦的適應性對滾動摩擦的適應性優劣良

155、劣良劣粘度指數粘度指數70140高130170140170低到高高抗燃性抗燃性可燃不燃難燃難燃難燃不燃防腐蝕性防腐蝕性優中中中中良差對環境污染性對環境污染性嚴重少嚴重嚴重很嚴重無相對價格相對價格(%)10010151502002505005008000.010.02 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。35 機械設備機械設備 圖表圖表51：油液主要類型、特點及應用場景油液主要類型、特點及應用場景 資料來源：張利平現代液壓系統使用維護及故障診斷（2017），華泰研究 典例：液壓系統廣泛應用于工程機械工作、回轉、行走系統典例：液壓系統廣泛應用于工程機械工作、回轉、行走系統

156、工程機械為我國液壓傳動主要應用領域，根據福事特招股書，工程機械在液壓傳動中應用占比達 60%（參考圖 20）。本節我們重點分析工程機械典型產品液壓挖掘機、裝載機、叉車、高空作業平臺液壓系統使用情況。液壓挖掘機液壓挖掘機 液壓挖掘機通過液壓傳動系統直接控制機體運動液壓挖掘機通過液壓傳動系統直接控制機體運動狀態狀態。液壓挖掘機以機械式挖掘機為基礎，與機械式挖掘機相比，兩者的主要區別在于動力裝置和工作裝置不同，液壓挖掘機動力裝置與工作裝置中采用容積式液壓傳動系統，直接控制各系統機構運動狀態。液壓挖掘機分為全液壓傳動和非全液壓傳動兩種，前者挖掘、回轉、行走均采用液壓傳動，反之則為后者。但一般而言，液壓

157、挖掘機工作裝置、回轉裝置必須為液壓傳動，僅行走機構可選擇機械傳動。全液壓傳動挖掘機全液壓傳動挖掘機涉及涉及液壓系統液壓系統主要為主要為三大部分三大部分3：1)工作裝置：工作裝置：直接用來進行挖掘作業的施工工具，利用液壓缸伸縮來完成動臂升降、斗桿推拉和轉斗，接近于人手腕運動；工作裝置由動臂、斗桿、鏟斗及相應液壓缸動臂、斗桿、鏟斗及相應液壓缸組成，包括動臂、斗桿、鏟斗三個液壓回路。3 林添良等電動挖掘機關鍵技術及應用（2020）代號代號特點與應用場合特點與應用場合精致礦物油L-HH無抑制劑，適用于一般循環潤滑系統、低壓液壓系統等普通液壓油L-HL改善防銹性和抗氧化性的精致礦油，適用于低壓液壓系統抗

158、磨液壓油L-HM在L-HL基礎上改善抗磨性的液壓油，適用于低、中、高壓液壓系統低溫液壓油L-HV在L-HM基礎上改善黏溫性的液壓油，適用于野外和在惡劣環境下工作的液壓設備及低、中、高壓液壓系統，一般用于車輛和輪船設備高粘度指數液壓油L-HR在 L-HL油基礎上改善其黏溫特性的液壓油，適用于數控機床液壓系統和伺服系統液壓導軌油L-HG在L-HM油基礎上改善其黏滑特性的液壓油，適用于液壓和導軌潤滑系統合用的機床,也適用于其他要求油有良好黏附性的機械潤滑部位天然脂肪液壓油L-HETG 基礎液為植物油(甘油酸三酷)，不溶于水，適用于一般液壓系統合成脂液壓油L-HEES 基礎液為合成脂類油，不溶于水，適

159、用于一般液壓系統聚乙二醇液壓油L-HEPG 基礎液為聚乙二醇(聚醚)，不溶于水，適用于一般液壓系統合成烴液壓油L-HEPR 聚a烯烴和相關烴類產品(碳氫化合物)，不溶于水,適用于一般液壓系統水包油型乳化液L-HFAE水包油型高水基液，通常含水80%以上，難燃性好，價格便宜；適用于煤礦液壓支架靜壓液壓系統和其他不要求回收廢液和不要求擁有良好潤滑性，但要求有良好難燃性液體的其他液壓系統油包水型乳化液L-HFB常含油60%以上，其余為水和添加劑；適用于冶金、煤礦等行業的中壓和高壓及高溫和易燃場合的液壓系統水-乙二醇型水-乙二醇液L-HFC為水-乙二醇或含其他聚合物的水溶液，難燃性好；適用于冶金、煤礦

160、等行業的低壓和中壓液壓系統合成型磷酸酯液體L-HFDR為無水的各種磷酸酯作基礎油加入各種添加劑而制得，難燃性好，但黏溫性差，可溶解多種非金屬材料，適用于冶金、火力發電、燃氣輪機等高溫高壓下操作的液壓系統10、12號航10、12號航空液壓油液空液壓油液合成錠子油合成錠子油炮用液壓油炮用液壓油汽車制動液汽車制動液分類分類10號12號航空液壓油是深度精制的輕質石油餾分油。10號航空液壓油具有良好的黏溫特性，凝點低，低溫性能和氧化安定性好，不易生成酸性物質和膠膜，油液高度清潔。應用于飛機的液壓系統和起落架、減振器、減擺器等，也應用于大型艦船的武器和通信設備，如雷達、導彈發射架和火炮的液壓系統等。部分寒

161、區作業的工程機械規定冬季使用航空液壓油；12號航空液壓油主要在新機種及飛機制造工廠中使用合成錠子油是由含烯烴的輕質石油餾分,經三氯化鋁催化疊合等工藝制得的合成潤滑油，再經白土精制并加添加劑調和而成。此品種低溫性能好，相對密度大，黏度范圍寬，質量穩定，安定性好，長期儲存不易變質，適用于低溫系統和普通液壓油不能勝任的系統炮用液壓油由原油經常壓蒸留、尿素脫蠟、白土精制所得的潤滑油餾分作基礎油，添加增黏劑、防銹劑、抗氧劑調和制成，呈淺黃色透明液體，具有良好的抗氧、防銹及黏溫性能，凝點很低，可南北四季適用。用作各種炮液壓系統工作介質汽車制動液應用于汽車液壓制動系統。合成汽車制動液是由各種類型制動液基礎液

162、加抗氧化、抗腐蝕、抗磨損和防銹等添加劑制成通用液壓油液通用液壓油液礦物型液壓油礦物型液壓油環境可接受液壓油環境可接受液壓油難燃液壓液難燃液壓液乳化型專用液壓油液專用液壓油液 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。36 機械設備機械設備 2)回轉系統：回轉系統：負責回轉工作裝置和上部轉臺，便于挖掘、卸料，主要通過回轉馬達回轉馬達完成?；剞D機構的運動占液壓挖掘機整個工作循環時間的 50-70%，能量消耗占整機能量消耗的 25%-40%，回轉系統的發熱量占總發熱量 30%-40%4。3)行走系統：行走系統：支撐挖掘機整機質量并完成行走任務，一般采用履帶式和輪胎式結構，主要通過行

163、走馬達行走馬達完成。圖表圖表52：液壓挖掘機液壓結構透視圖（履帶式）液壓挖掘機液壓結構透視圖（履帶式）資料來源：恒立液壓官網，康杰液壓挖掘機動力系統功率匹配控制研究（2022），華泰研究 圖表圖表53：液壓挖掘機傳動路線（履帶式）液壓挖掘機傳動路線（履帶式）資料來源：東進液壓，華泰研究 裝載機裝載機 裝載機一般采用液壓傳動與機械傳動相結合。裝載機一般采用液壓傳動與機械傳動相結合。裝載機行走部分需求功率較大，采用液壓傳動需用多泵和多馬達系統，或增大系統成本，故一般采用液壓傳動與機械傳動相結合，也即：柴油機動力一部分通過液力變矩器和變速器驅動行駛機構，實現裝載機行使，另一方面通過液壓泵驅動液壓缸，

164、實現轉向和裝載工作。裝載機液壓系統主要包括工作裝置液壓系統與轉向液壓系統兩類：裝載機液壓系統主要包括工作裝置液壓系統與轉向液壓系統兩類：4 黃開啟、古瑩奎礦山工程機械（2013）發動機聯軸器液壓泵控制閥(多路閥)油缸（鏟斗、斗桿、動臂缸）挖掘油缸（鏟斗、斗桿、動臂缸）挖掘液壓馬達（回轉）液壓馬達（回轉）中央回轉接頭中央回轉接頭液壓馬達（行走）液壓馬達（行走）推土油缸推土油缸 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。37 機械設備機械設備 1)工作裝置：工作裝置：裝載機工作裝置主要用于鏟、裝、卸、運物料。輪胎式裝載機工作裝置多采用反轉六連桿轉斗機構，主要結構包括鏟斗、動臂、連

165、桿（或托架）、搖臂、動臂油缸、轉斗油缸；履帶式裝載機多采用正轉八連桿轉斗機構，主要結構包括鏟斗、動臂、拉桿、搖臂、彎臂、轉斗油缸、動臂油缸。2)轉向系統：轉向系統：控制機體轉向，主要由轉向盤、轉向器、轉向油缸、轉向油泵、流量轉換閥、溢流閥等組成。圖表圖表54：裝載機液壓油缸結構透視圖（輪式）裝載機液壓油缸結構透視圖（輪式）資料來源：銀華機械，王翔宇新型高能效直線驅動與控制技術及其在裝載機中的應用（2022），劉艷芳816G 裝載機優先閥轉向系統能耗特性分析（2019），華泰研究 圖表圖表55：裝載機液壓閥結構透視圖（輪式）裝載機液壓閥結構透視圖（輪式）資料來源：海宏液壓，華泰研究 叉車叉車 叉

166、車動作功能系統基本采用液壓傳動。叉車動作功能系統基本采用液壓傳動。叉車的動作功能系統主要包括起升系統、門架傾斜系統、轉向系統、行走系統等，各型號叉車前三類動作功能系統多采用液壓傳動，行走系統可采用液壓傳動或機械傳動，與液壓挖掘機相似，采用液壓傳動即稱全液壓叉車，又稱靜壓傳動叉車。但靜壓傳動叉車價格較高、使用維護要求高，占比相對較低。動臂油缸轉斗油缸轉向油缸 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。38 機械設備機械設備 類比液壓挖掘機，全液壓叉車類比液壓挖掘機，全液壓叉車涉及涉及液壓系統主要包括三大部分：液壓系統主要包括三大部分：1)工作裝置：工作裝置：叉車工作裝置主要用于

167、完成貨叉的起升和門架傾斜操作，一般由貨叉、叉架、鏈條和滑輪、起升液壓缸、傾斜液壓缸組成。2)轉向系統：轉向系統：叉車轉向裝置主要用于完成叉車行走的轉向操作，主要由液壓泵、轉向控制器、轉向液壓缸等組成。叉車轉向系統非必須使用全液壓式，也可使用機械式或液壓助力式，一般起重量 1 噸以下的采用構造簡單的機械式，起重量大于 2 噸的采用液壓助力或全液壓轉向。3)行走系統：行走系統：靜壓傳動叉車行走系統主要執行元件為液壓馬達。圖表圖表56：叉車液壓結構透視圖叉車液壓結構透視圖 資料來源：楊雯雯電動靜液壓傳動叉車行走速度控制與系統流量匹配研究（2019），華泰研究 高空作業平臺高空作業平臺 高空作業平臺上

168、車臂架系統一般采用液壓傳動。高空作業平臺上車臂架系統一般采用液壓傳動。高空作業平臺可分為下車承載系統和上車臂架系統（即工作裝置）兩部分，下車承載系統主要為底盤部分及車架，上車臂架系統則主要用于支持高空作業平臺滿足工作幅度與工作高度要求，完成一系列高空作業任務。高空作業平臺傳動系統可分為液壓機械傳動系統與靜液壓傳動系統兩種，靜液壓傳動系統即行走系統、工作裝置均采用液壓傳動。全液壓系統高空作業平臺全液壓系統高空作業平臺涉及涉及液壓系統主要包括液壓系統主要包括兩部分兩部分：1)上車臂架系統：上車臂架系統：通常由多節臂架組成，通過臂架的伸縮或折疊使作業人員完成各種作業任務。作業平臺是用來承載工作人員完

169、成作業任務，工作平面在調平液壓缸作用下始終保持水平狀態，在回轉支承作用下完成相應范圍內任意旋轉。上車臂架系統主要液壓元件為調平液壓缸、變幅液壓缸。2)下車承載系統：下車承載系統：主要承載作業裝置、驅動系統。其中，支腿可以分擔整車自重以及外部載荷，對高空作業車起到支撐效果，用于保證作業過程中整車的穩定性和安全性，一般通過液壓油缸來實現支腿的伸縮及支撐。此外，驅動系統主要使用液壓元件為液壓馬達。輪式液壓馬達靜液壓傳動閥傾斜液壓缸起升液壓缸 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。39 機械設備機械設備 圖表圖表57：高空作業平臺液壓結構透視圖高空作業平臺液壓結構透視圖 資料來源

170、：王政等臂式高空作業平臺的動力傳動系統及未來發展趨勢（2021），陳鑫直臂式高空作業車上車結構輕量化研究（2022），華泰研究 工程機械電動化：或將帶動液壓系統應用變化，短期影響有限工程機械電動化：或將帶動液壓系統應用變化，短期影響有限“雙碳”大背景下，電動化以推動節能減排成為制造業發展大勢所趨，傳統的低效柴油機逐步被電動機所取代。液壓傳動同樣存在效率較低問題，市場普遍擔憂電動化下液壓傳動被其他傳動方式所取代。液壓傳動多用于大功率場景，工程機械為最為典型應用領域，本節我們以工程機械電動化為例分析電動化對液壓傳動的可能影響。電機取締電機取締柴油機，或將帶動液壓系統應用變革柴油機，或將帶動液壓系統

171、應用變革 工程機械電動化大勢所趨，或將帶來液壓系統應用變革工程機械電動化大勢所趨，或將帶來液壓系統應用變革。傳統工程機械主要使用柴油發動機，排量大、油耗高，環境污染較為嚴重，根據中國移動源環境管理年報（2022），2021年非道路移動源（主要包括工程機械、農業機械、小型通用機械、船舶、飛機、鐵路機車等）排放二氧化硫、HC、氮氧化物、PM 分別為 16.8 萬噸、42.9 萬噸、478.9 萬噸、23.4萬噸，其中工程機械排放 HC、氮氧化物、PM 占比分別為 26.5%、30.0%、32.1%，工程機械節能減排重要性不斷提升，企業通過電噴內燃發動機、高效率液壓柱塞泵等不斷提升工程機械能量利用率

172、，但工程機械動力源、液壓系統、負載三者功率始終不能完全匹配，工程機械內燃發動機、液壓系統能量損失各占總能量損失 35%左右，電動化可有效提升動力能效，成為工程機械節能技術大勢所趨。作為液壓系統下游第一大應用領域，工程機械電動化也或將帶動液壓系統應用變革，以恒立液壓為代表的國內液壓龍頭亦積極布局電動化相關產品。下調平液壓缸基本臂一節臂二節臂鋼絲繩三節臂四節臂作業平臺上調平液壓缸變幅液壓缸轉臺液壓馬達液壓泵閥 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。40 機械設備機械設備 圖表圖表58：傳統挖掘機能量流圖及工程機械節能技術演變傳統挖掘機能量流圖及工程機械節能技術演變 資料來源：

173、林元正電動工程機械關鍵技術研究進展（2021），張凱波大型液壓挖掘機液壓系統熱平衡研究（2018），華泰研究 工程機械電動化即將主驅動單元由發動機替換為電機，工程機械電動化即將主驅動單元由發動機替換為電機，工程機械工程機械電動化電動化關鍵技術關鍵技術包括包括5：1)變轉速動力協調控制技術：變轉速動力協調控制技術：電機相較發動機調速特性好（目標轉速響應時間縮短）、過載能力強（峰值功率可達額定功率 2 倍以上）、高效區間增加（電機 80%的工作區間效率高于 90%），傳統液壓控制技術也可相應有所革新，如液壓泵供油控制方式不再局限于恒速變排量控制，可拓寬為定排量變轉速控制、排量自適應-變轉速控制以及

174、變排量-變轉速控制，大大增強液壓動力源的供油匹配能力及控制靈活性；多路閥配流系統可進行優化，提高液壓驅動系統的效率。2)整機電液控制技術：整機電液控制技術：可利用機電液一體化對電動工程機械系統構型和關鍵零部件進行改造，如分布式獨立電液控制系統、電動缸技術、基于電動/發電機-泵/馬達的閉式液壓系統、新型電機直驅式油缸泵技術、電動/發電泵/馬達旋轉四象限驅動與再生一體化系統以及新型電動機變轉速控制型的液壓變壓器等。3)能量回收技術：能量回收技術：電動工程機械可引入電儲能單元，實現能量回收。結合工程機械電動化關鍵技術，工程機械工作、回轉、行走系統驅動模式分別可變為：結合工程機械電動化關鍵技術，工程機

175、械工作、回轉、行走系統驅動模式分別可變為：工作系統：工作系統：模式 1）蓄電池-電動缸：采用電動缸技術，無液壓傳遞損失，能耗較低；模式 2）蓄電池-電機-液壓泵-閥-液壓缸：保留傳統閥控技術；模式 3）蓄電池-電機-液壓泵-液壓缸：基于新型電液控制技術，進一步降低液壓系統能耗；工作系統三類驅動模式中，模式 1）不再使用液壓系統，模式 2）3）均不影響液壓泵、液壓缸的使用（但或涉及技術變動），但模式 3）不再使用液壓閥。具體來看：5 林元正電動工程機械關鍵技術研究進展（2021）柴油發動機液壓泵控制閥及管路執行器65%15%46%6%35%85%54%94%43%控制閥為液壓系統最主要發熱源，能

176、量損失主要有溢流、節流兩種液壓泵效率由容積效率與機械效率共同決定，容積損失、機械損失多轉化為熱能液壓缸效率主要受摩擦損失、容積損失影響，占比較??；液壓馬達與液壓泵類似功率轉換效率最低，僅35%40%液壓系統節能液壓系統節能發動機控制發動機控制新解決方案新解決方案正流量控制系統負流量控制系統負載敏感控制系統恒功率控制系統自動怠速控制發動機、液壓泵復合控制系統分工況控制混合動力系統純電驅動柴油發動機新技術清潔燃料燃料電池驅動 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。41 機械設備機械設備 模式 1）采用電動缸：電動缸即采用電動機帶動各種螺桿（如滑動絲杠、滾珠絲杠）旋轉，通過螺母

177、轉化為直線運動，并推動滑臺沿各種導軌（如滑動導軌、滾珠導軌、高剛性直線導軌）做往復直線運動，屬于機械傳動，主要優點包括節能，壽命長，不受溫度波動影響、具有較強的環境適應能力，傳動效率高，定位精度高，結構簡單、占用空間小、維護方便等，在直線傳動可部分替代液壓缸，但電動缸承載負荷能力較弱且價格較高，短期不適合應用于中大型工程機械。模式 3）采用泵控液壓系統：泵控液壓系統主要液壓泵的流量來控制執行元件的速度，與閥控技術相比，采用容積控制取代節流控制，消除了節流損耗，機電液一體化逐步完善之下，應用占比或將提升，或帶來液壓閥使用結構的變化。整體來看，從應用視角上，短中期工程機械工作系統相關液壓元件受電動

178、化影響相對較小，但液壓閥使用結構或會產生變化；長期來看，隨電動缸技術迭代，不排除部分工作系統液壓元件或被取代。圖表圖表59：電動缸、液壓缸、氣缸三種直線動作器原理介紹及對比電動缸、液壓缸、氣缸三種直線動作器原理介紹及對比 資料來源：王超液電混合驅動液壓挖掘機鏟斗和斗桿運行特性及能效研究（2020），華泰研究 回轉回轉/行走系統：行走系統：模式 1）蓄電池-電機-減速器：直接電傳動，類似新能源汽車，無液壓系統損失；模式 2）蓄電池-電機-液壓泵-閥-液壓馬達-減速器：保留傳統閥控技術；模式 3）蓄電池-電機-液壓泵-液壓馬達-減速器：采用泵控馬達技術，液壓系統能耗較低；回轉/行走系統驅動模式 1

179、）不再采用液壓系統，模式 2）3）均不影響液壓泵、液壓馬達的使用（但或涉及技術變動），但模式 3）不再使用液壓閥。根據大型重載作業機器人電液控制技術（2020），電動工程機械的行走系統中液壓馬達使用是否發生變化尚不明確，或需結合工況應用；回轉系統中，考慮到功率重量比等要求，液壓馬達或仍為必須液壓元件。工程機械電動化或將帶動液壓工程機械電動化或將帶動液壓系統設計系統設計變化變化。如前所述，短中期來看，由于工程機械功率等級較高，液壓傳動或仍為主要傳動方式之一，但各類液壓元件或需結合電動化技術變化而變化，如液壓泵需向寬轉速范圍、四象限工作能力、更高轉速方向迭代；多路閥需適應電動化后液壓泵供油控制方式

180、的改變等。故液壓系統雖然仍為必須，但結構設計或將發生較大變化，需考慮與電氣系統相協調的能力。電動缸電動缸液壓缸液壓缸氣缸氣缸傳動媒介傳動媒介絲杠、螺母液壓油壓縮氣體工作原理工作原理伺服電動機驅動滾柱絲杠推動工作裝置運動做功，實現了旋轉運動向直線運動轉換，工作裝置的速度、位移由電機控制液壓動力源輸出高壓油驅動液壓缸做直線運動，工作裝置的速度、位移由油液流量和壓力控制空氣壓力差驅動活塞桿做直線運動，工作裝置的速度、位移由氣體流量和壓力控制工作溫度工作溫度通常規定電動缸的工作溫度范圍為一3080C，工作性能受溫度波動的影響小。通常規定液壓缸的工作溫度范圍為-40120C，工作性能易受溫度波動的影響。

181、通常規定氣缸的工作溫度范圍為560C,工作性能易受溫度波動的影響。驅動方式驅動方式由伺服電動機組成的驅動系統驅動，結構相對簡單，占用空間較小由液壓泵、閥及液壓管路組成的液壓驅動系統驅動，結構相對復雜，占用空間較大由氣泵、閥及氣路管道等組成的驅動系統驅動，結構相對復雜，占用空間較大承載負荷能力承載負荷能力較低，抗沖擊性較差很高，具有抗沖擊性較高，具有很強的抗沖擊性系統控制性能系統控制性能響應快，定位精度高，速度重復性較為穩定響應較慢，定位精度一般響應慢，定位精度較差伸縮范圍伸縮范圍較小較大較大價格價格較高較低低系統特點系統特點應用場合廣，噪聲小，無污染工作性能穩定，可靠性高為避免污染環境需要配套

182、的補油泵，且性能受溫度影響，需要考慮液壓系統熱平衡問題噪聲大,需要使用配套補氣泵裝置，污染小,工作性能會受溫度影響 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。42 機械設備機械設備 結合工程機械電動化關鍵技術，工程機械工作、回轉、行走系統驅動模式皆可有所轉變，結合工程機械電動化關鍵技術，工程機械工作、回轉、行走系統驅動模式皆可有所轉變，其中：1）工作系統：短中期相關液壓元件受電動化影響相對較小，但液壓閥使用結構或因控制方式變化受到影響，長期來看，隨電動缸技術迭代，不排除部分工作系統液壓元件或被取代；2）回轉系統：考慮到功率重量比等要求，液壓馬達或仍為必須液壓元件；3）行走系統

183、：液壓馬達使用是否發生變化尚不明確，或需結合工況應用，如挖掘機主要工作方式為定點作業，替換液壓馬達效用不明顯。整體來看，工程機械電動化下，液壓傳動或仍為主要傳動方式之一，但各類液壓元件或需結合電動化技術變化，需考慮與電氣系統相協調能力。與工程機械相似，農業機械、礦山機械等液壓傳動下游應用領域亦在推進電動化進程，類比工程機械電動化中液壓系統的變化，我們認為，對于作業環境惡劣、抗沖擊性要求嚴格、功率質量比要求較高領域短中期液壓系統仍為不可替代的傳動方式。應對電動化之變，主機與核心零部件龍頭積極布局應對電動化之變，主機與核心零部件龍頭積極布局 工程機械電動化處于起步階段，產業鏈龍頭領先布局。工程機械

184、電動化處于起步階段，產業鏈龍頭領先布局。電動化為工程機械節能技術大勢所趨，根據 BCG，純電工程機械 2020 年國內滲透率不足 1%（不含叉車），預計 20252026年將迎來純電工程機械的爆發點，到 2035 年，純電動工程機械的滲透率或將達到 30%。盡管電動工程機械當前滲透率較低、市場接受度有待提升，但工程機械產業鏈龍頭均加速電動化布局，三一重工、徐工機械、中聯重科、恒立液壓等均已推出電動化相關產品。圖表圖表60：工程機械電動化滲透率仍處于較低水平工程機械電動化滲透率仍處于較低水平 圖表圖表61：不同類型工程機械電動化滲透率差異顯著不同類型工程機械電動化滲透率差異顯著 注：BCG 統計

185、口徑中不含叉車 資料來源：BCG，華泰研究 注：混凝土攪拌車電動化率為 2021 年數據，裝載機、叉車為 2022 年數據；資料來源：汽車智庫，中國工程機械工業協會，中國工程機械工業協會工業車輛分會，華泰研究 圖表圖表62：工程機械主機及核心零部件企業電動化布局概況工程機械主機及核心零部件企業電動化布局概況 資料來源：各公司官網，華泰研究 1%1%1%1.5%3%4%6%15%30%1259181002500501001502002503002020 2021E 2022E 2023E 2024E 2025E 2026E 2030E 2035E（千輛）滲透率滲透率0.9%1.3%64.4%0%

186、10%20%30%40%50%60%70%裝載機混凝土攪拌車叉車類別類別公司公司電動化產品電動化產品優勢電動化產品優勢電動化產品電動化產品銷售及規劃電動化產品銷售及規劃技術路線技術路線卡特彼勒電驅動推土機、電力驅動卡車和電動機車、電動挖掘機、電動裝載機、氫燃料發電機組、混合動力發電機組、氫燃料供電系統未披露未披露純電、混動、氫燃料電池小松電動挖掘機、混合動力挖掘機未披露未披露純電動、混動三一重工全面推進工程車輛、挖掘機械、裝載機械、起重機械等產品的電動化電動攪拌車、電動自卸車、電動起重機2022年公司電動化產品銷售額突破27億元，營收占比約3%，銷量超3500臺純電、混動、氫燃料電池徐工機械覆

187、蓋在售的汽車起重機、裝載機、高空作業平臺、環衛車輛、正面吊、壓路機、攤鋪機等幾乎全部產品領域臂式高空作業平臺、裝載機2022年新能源產品收入占比約10%，公司計劃2027年收入占比25%，2030年收入占比35%純電、混動、氫燃料電池中聯重科覆蓋混凝土泵車、混凝土攪拌車、汽車起重機、高空作業平臺、挖掘機、礦卡、叉車、應急車輛、農業機械等電動直臂系列高空作業平臺未披露純電、混動、氫燃料電池柳工電動裝載機、電動挖掘機、電動寬體車、電動叉車、電動滑移裝載機電動裝載機2022年電動化產品收入約10億元，營收占比約4%純電動、混動派克漢尼汾非道路移動機械電氣化解決方案N/A未披露N/A恒立液壓液壓系統電

188、動控制及執行裝置、電動缸N/A未披露N/A萬通液壓電動缸，但主要為軍用N/A未披露N/A主機零部件 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。43 機械設備機械設備 在具身智能中的應用：波士頓動力在具身智能中的應用：波士頓動力 Atlas 能夠實現高難度動作能夠實現高難度動作 波士頓動力波士頓動力 Atlas 采用液壓驅動，能夠完成高難度動作，相較于電氣傳動存在可靠性問題。采用液壓驅動，能夠完成高難度動作，相較于電氣傳動存在可靠性問題。波士頓動力的人形機器人 Atlas 配備了緊湊的液壓傳動系統，全身共 28 個關節。液壓傳動大功率的優點使其能夠完成跑酷、后空翻等高難度動作，

189、但相較于電氣傳動，存在漏液等可靠性問題。圖表圖表63：采用液壓驅動的采用液壓驅動的 Atlas 能夠實現跑酷等高難度動作能夠實現跑酷等高難度動作 圖表圖表64：Atlas 液壓系統存在漏液等可靠性問題液壓系統存在漏液等可靠性問題 資料來源：波士頓動力官網，華泰研究 資料來源：波士頓動力官網，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。44 機械設備機械設備 電氣傳動：靈活多面手電氣傳動：靈活多面手 電氣系統：電氣系統：靈活多面手，應用廣闊市場分散靈活多面手，應用廣闊市場分散 電氣傳動系統概覽：靈活多面手電氣傳動系統概覽：靈活多面手 電氣傳動電氣傳動使使用電動機用電動機

190、將將電能轉換成機械能，帶動各類型生產機械、交通車輛及運動物品。電能轉換成機械能，帶動各類型生產機械、交通車輛及運動物品。電動機是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置，主要結構為定子和轉子，其中定子為靜止部分，包含定子鐵心（電機磁路的一部分，并在其上放置定子繞組）、定子繞組（電動機的電路部分，產生旋轉磁場）和機座（固定定子鐵心與前后端蓋以支撐轉子，并起防護、散熱等作用）；轉子為旋轉部分，包括轉子鐵心（作為電機磁路的一部分以及在鐵心槽內放置轉子繞組）、轉子繞組（切割定子旋轉磁場產生感應電動勢及電流，并形成電磁轉矩而使電動機旋轉）。圖表圖表65：電動機是指依據電磁感應定律實現電能轉換或

191、傳遞的一種電磁裝置電動機是指依據電磁感應定律實現電能轉換或傳遞的一種電磁裝置 資料來源：電工電氣學習公眾號，電氣應用公眾號，華泰研究 電氣傳動在運動控制電氣傳動在運動控制及及精確度方面精確度方面優勢顯著，廣泛應用于工業機械優勢顯著，廣泛應用于工業機械。相較于其他傳動方式，電氣傳動的優點主要包括：1）易于實現自動化與遠程控制，精確度高：電氣傳動根據設定參數實現精確控制，在高精度傳感器、計算機技術支持下，控制精度大大超過其他控制方式。2）節省能源：電能的獲得和轉換比較經濟，傳輸和分配比較便利。3）改善環保水平：由于使用能源品種的減少及其優化的性能，減少污染源。4）降低噪音。5）節約成本：去除液壓油

192、的成本和引起的麻煩，沒有硬管或軟喉，無須對液壓油冷卻，大幅度降低了冷卻水成本。但電動機運動平穩性較差，易受外界負載的影響；慣性大、換向慢；元件可能要耗用大量有色金屬成本高；受溫度、濕度、振動、腐蝕等環境影響較大。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。45 機械設備機械設備 圖表圖表66：電氣傳動在運動控制電氣傳動在運動控制及及精確度方面精確度方面優勢顯著，廣泛應用于工業機械優勢顯著，廣泛應用于工業機械 資料來源：液壓傳動-機械大力士（華泰機械，2023 年 8 月 8 日），華泰研究 電機行業格局分散，國內電機電機行業格局分散，國內電機“量增”到“質提”走向高端“量增”到

193、“質提”走向高端 2020 年全球電機市場千億美元，交流電機占年全球電機市場千億美元，交流電機占比比 70%。Grandview Research 的研究數據顯示，2020 年全球電機市場規模為 1427 億美元，其中交流電機市場占比 70.7%。預計 2021-2028 年全球電機市場規模復合增長率將達到 6.40%。2020 年下游細分市場中汽車占比最高，占 40.5%，其次為工業機械、HVAC 設備（供熱、通風與空氣調節）、空調、運輸、家電等。電機市場中工業電機行業快速增長，根據 Mordor Intelligence 公布的數據，2021 年全球工業電機市場規模約為 214.1 億美元

194、，預計 2028 年可達 240.9 億美元。根據前瞻產業研究院數據，2021 年中國工業電機市場規模為 765 億元，占中國整體電機市場規模的 18%。圖表圖表67：2020 年全球電機市場年全球電機市場 1427 億美元億美元，汽車占比最高，汽車占比最高 圖表圖表68：預計預計 21-28 年全球電機市場年全球電機市場 CAGR=6.4%,交流電機占比最大交流電機占比最大 資料來源：Grandview Research，華泰研究 資料來源：Grandview Research，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。46 機械設備機械設備 電機行業總量大電機行

195、業總量大但但單品產量小單品產量小，定制屬性強定制屬性強，機型及應用行業較，機型及應用行業較分散。分散。電機行業雖總量較大、但單品產量較小且定制屬性較強，標準化的單品批量生產較少，各公司深耕于各個細分領域，應用于不同場景，占據不同細分市場份額，整體競爭格局高度分散。電機行業公司策略主要可以分為兩類：1）深耕技術路徑：同一種技術路徑的電機應用于不同場景，部分公司深耕某種技術路徑的電機，如空心杯電機或同步永磁電機，再根據場景進行調整和定制化；2）深耕行業：相同行業應用機型選擇多，分別占據一定細分市場份額，部分公司瞄準單品銷量較大的下游行業，如汽車電機、工程機械電機、洗衣機電機等，生產行業中主流應用電

196、機，公司產品具有性價比優勢。兩種策略形成相同結果，即電機市場中產品多樣，機型及應用行業都較為分散，各公司覆蓋產品繁多。圖表圖表69：臥龍電驅主要電機產品臥龍電驅主要電機產品 圖表圖表70：大洋電機主要電機產品大洋電機主要電機產品 資料來源：臥龍電驅官網，前瞻產業研究院，華泰研究 資料來源：大洋電機官網，華泰研究 外資企業占據高端位置，國內龍頭在各自側重領域走向高端。外資企業占據高端位置，國內龍頭在各自側重領域走向高端。目前國內電機行業市場參與者數量眾多，競爭激烈。市場第一梯隊為以西門子、ABB 和 Maxon 為代表的外資工業電機品牌生產商，其技術成熟并積累了豐富的客戶資源，主要占據工業控制、

197、航空航天、軍工、精密醫療器械等領域的中高端市場。第二梯隊為國內匯川技術、臥龍電驅、大洋電機、鳴志電器等龍頭企業，各生產廠商在其側重的領域占據部分中端市場并逐步走向高端，不斷向第一梯隊進發。第三梯隊為以中小企業為主的中國本土工業電機生產商。該類企業所生產工業電機產品價格低廉，產品同質化相對嚴重，產品穩定性相對差。圖表圖表71：外資品牌為國內電機生產商第一梯隊，外資品牌為國內電機生產商第一梯隊，國內龍頭在各自側重領域走向高端國內龍頭在各自側重領域走向高端 資料來源：觀研報告網中國工業電機行業發展深度研究與投資趨勢預測報告（2022-2029 年），華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部

198、分，請務必一起閱讀。47 機械設備機械設備 我國工業電機行業長期呈現貿易順差，我國工業電機行業長期呈現貿易順差，但出口產品較為低端但出口產品較為低端。據前瞻產業研究院統計海關數據顯示，中國工業電機進出口總額從 2017 年的 137.38 億美元上升至 2020 年的 139.47億美元，2020 年受疫情影響同比減少 1.66%；2017-2019 年貿易順差呈現擴大趨勢，從 61.9億美元上升至 71.08 億美元，2020 年受疫情影響有所下降，為 66.67 億美元。隨著國產電機技術不斷進步，我國電機行業貿易順差有望繼續保持擴大趨勢。從出口產品來看，2020年出口金額占比最大的產品是直

199、流電動機及直流發電機，輸出功率750W，出口金額為27.35 億美元，占出口總額的比例達到 26.54%。其他單相交流電動機出口金額占比排名第二；而較為高端的多相交流電動機和微電機出口占比較小。圖表圖表72：2022 年年中國中國電機進口金額為電機進口金額為 42.34 億美元，同比下降億美元，同比下降 6.2%圖表圖表73：2022 年中國主要電機出口產品結構（按金額）（單位：年中國主要電機出口產品結構（按金額）（單位：%）資料來源：前瞻產業研究院，華泰研究 資料來源：前瞻產業研究院，華泰研究 電機技術：電機技術：六大六大路線路線選擇排列組合，順勢而生各有千秋選擇排列組合，順勢而生各有千秋

200、電動機電動機核心為核心為技術路技術路線線和結構和結構的排列組合的排列組合，多種類型適應下游多種應用場景。，多種類型適應下游多種應用場景。自自 1821 年法拉第首次利用電流磁效應將電能轉變為旋轉運動的機械能以來，電動機在下游需求和技術突破的不斷推動下，從最初誕生時的簡單結構，發展到現在運用各種材料，不同原理的產品。各種技術路徑的電機都有其優勢及劣勢，適用于下游不同的應用場景。我們總結電機技術有六大關鍵技術選擇，分別是交流/直流、同步/異步、永磁/電磁、單相/三相、控制方式步進/伺服、直線/旋轉。各種電動機產品其實是不同技術路線排列組合后的產物，對于一個電機產品，首先需要結合應用場景進行排列，決

201、定其最重要的性能要求；之后選擇多種技術路線的組合達到其最優方案。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。48 機械設備機械設備 圖表圖表74：電動機技術路徑和結構不斷更新，多種類型適應下游多種應用場景電動機技術路徑和結構不斷更新，多種類型適應下游多種應用場景 資料來源：SMM 電機資訊公眾號，華泰研究 直流直流 or 交流：換向交流：換向/調速為核心問題，霍爾元件調速為核心問題，霍爾元件/變頻器變頻器助推無刷替代有刷助推無刷替代有刷 直流電機與交流電機由于供電電源不同，結構差異較大。直流電機與交流電機由于供電電源不同，結構差異較大。直流電機使用直流電作為電源，而交流電機使用

202、交流電作為電源。電動機需要改變電流方向，產生交變的磁場獲得力矩以維持電機的連續旋轉。目前電機有三種方式達到該目的：1）直流電+換向器+電刷完成機械換向，對應直流有刷電機直流有刷電機；2）直流電輸入+電子換向器使直流電變為交流電完成電子換向，對應直流無刷電機直流無刷電機；3）直接將交流電通入定子繞組產生旋轉磁場并作用于轉子形成磁電動力旋轉扭矩，對應交流電機交流電機。不同原理使三種電機結構不同，直流有刷電機磁場固定不動，洛倫茲力驅動電機內轉子旋轉，配有電刷和換向器；直流無刷與交流電機結構相似，外圍線圈通入交流電形成旋轉磁場帶動轉子轉動，直流無刷以霍爾元件取代碳刷換向。免責聲明和披露以及分析師聲明是

203、報告的一部分，請務必一起閱讀。49 機械設備機械設備 圖表圖表75：直流電機與交流電機由于供電電源不同使得結構差異較大直流電機與交流電機由于供電電源不同使得結構差異較大 直流有刷電機直流有刷電機 直流無刷電機直流無刷電機 交流電機交流電機 傳動原理傳動原理 有刷電機采用機械換向，磁極不動，線圈旋轉。電刷與換向器不斷接觸摩擦，在轉動中起到導電和換相作用。無刷直流電機通過霍爾元件，感知永磁體磁極的位置，根據這種感知，使用電子線路，適時切換線圈中電流的方向，保證產生正確方向的磁力，來驅動電機。交流電機通過交流電產生旋轉磁場，轉子繞組在變化磁場中產生感應電流，隨著旋轉的磁場轉動。原理圖原理圖 包含結構

204、包含結構 轉子、定子、電刷和換向器 電子換向器（位置傳感器和電子開關線路）、轉子、定子 轉子、定子 構造圖構造圖 優點優點 能產生強大的轉矩（旋轉力）1、高功率密度，相比有刷電機性能更加穩定可靠；2、零部件磨損少，壽命長，不用更換刷子；3、能夠以較高轉速運動，轉速沒有限制；4、具有高效率和較小的尺寸體積，適合于輕型、小型、高速模塊化和集成化應用。缺點缺點 結構復雜，有碳刷作為機械接觸點，壽命短、產生噪聲及灰塵 有限的恒功率范圍，控制復雜，大多數與永磁體結合使用價格較高 控制較為復雜，需要較為精準的控制算法和高精度傳感器信息輸入 應用場景應用場景 對功耗要求不高的應用場景：比如兒童電動玩具、電動

205、牙刷、電動剃須刀等 工業投料機等輕工業、汽車空調、雨刮器、醫療器械、家用吸塵器、攪拌機 廣泛應用于工程機械、金屬切削機床、輕工機械、礦井提升機、水泵、加工機械及日常生活器具。資料來源：智能建筑電氣技術雜志公眾號，華泰研究 直流電源率先產生賦予直流電動機“先發優勢”，交流電機受益于交流電系統和控制元件發直流電源率先產生賦予直流電動機“先發優勢”，交流電機受益于交流電系統和控制元件發展，后來居上成為主流。展，后來居上成為主流。直流電源的發明使直流電機率先被研制完成，1832 年英國物理學家威廉斯特金發明了換向器并制造了有刷直流電機，但由于其低功率輸出，應用上受到嚴重限制。1834 年達文波特發明了

206、第一臺電池供電的直流電機，但仍無法擺脫功率和效率問題。19 世紀 80 年代直流輸電技術發展遇阻，交流電系統因為傳輸損耗小、易變壓等原因逐漸成為主流，交流電機也應運而生。1885 年特斯拉根據旋轉磁場理論制成了第一臺兩相感應電動機。1889 年第一臺三相鼠籠式感應電動機誕生。同時隨著各種新型功率半導體器件和計算機控制技術的進步替代機械換向，無刷直流電機得到快速發展。圖表圖表76：直流有刷電機率先流行，交流電普及和控制元件發展使得交流電機和直流無刷快速發展成為主流直流有刷電機率先流行，交流電普及和控制元件發展使得交流電機和直流無刷快速發展成為主流 資料來源：電機史話（戴慶忠，2016），華秋商城

207、公眾號，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。50 機械設備機械設備 直直/交流核心問題一：交流核心問題一：直流電機需完成換向，直流電機需完成換向，電刷從核心到桎梏限制電刷從核心到桎梏限制直流電機應用場景。直流電機應用場景。直流電機可以采用電刷完成機械換向，形成直流有刷電機；也可以使用電子換向器代替電刷形成直流無刷電機，換相的工作交由控制器中的控制電路（一般為霍爾傳感器+控制器，更先進的技術是磁編碼器）來完成。而交流電機直接產生旋轉磁場無需換向器。直流電機的電刷面臨磨損和噪音的問題，限制其應用場景。電刷和集電環之間存在機械摩擦，增加了工人的檢修維護量，壽命短，需

208、頻繁更換刷子；磨損意味著直流電機的轉速受到限制，無法滿足高速運轉的條件；此外機械換向會產生火花，打火不僅會造成電刷和換向器的燒蝕還會帶來噪聲，使直流電機無法應用在部分需要防爆、靜音的工況中。圖表圖表77：直流有刷電機通過換向器跟電刷的連接，實現線圈電流方向變化，實現線圈受力方向變化直流有刷電機通過換向器跟電刷的連接，實現線圈電流方向變化，實現線圈受力方向變化 資料來源：電機驅動探索者公眾號，華泰研究 取代電刷完成電子換向需要取代電刷完成電子換向需要精確精確獲得獲得轉子位置轉子位置，霍爾元件提供低成本、易操作方案。，霍爾元件提供低成本、易操作方案。20 世紀中葉半導體與集成電路技術的發展推動了霍

209、爾傳感器發展，1962 年無刷直流電動機隨之產生，其利用電子開關線路和霍爾傳感器來代替有刷直流電機電刷和換向器，具有直流電機的良好調速性能，又具有交流電機結構簡單、無換向火花的優勢。無刷直流電機需要監測轉子位置以便按照通電次序給相應的定子線圈通電維持旋轉。轉子的位置是由嵌入到定子的霍爾傳感器感知的。多數無刷直流電機在非驅動端上的定子中嵌入三個霍爾傳感器，轉子磁極掠過霍爾元件時，根據轉子當前磁極的極性霍爾元件會輸出對應的高或低電平，根據電平時序就可以判斷當前轉子的位置，并相應的對定子繞組進行通電。圖表圖表78：周圍磁通密度超過閾值時霍爾傳感器會檢測到并產生電壓周圍磁通密度超過閾值時霍爾傳感器會檢

210、測到并產生電壓 圖表圖表79：霍爾效應傳感器可判斷出電機轉子霍爾效應傳感器可判斷出電機轉子磁極磁極的相對位置的相對位置 資料來源：磁場檢測系統及其電源管理的研究與設計（趙競翔，2022），華泰研究 資料來源：霍爾效應傳感器設計（吳顏飛，2022），華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。51 機械設備機械設備 直直/交流核心問題二：交流核心問題二：直流電機方便調節轉速直流電機方便調節轉速，變頻，變頻技術發展提升交流電機調速性能。技術發展提升交流電機調速性能。直流電機可以方便地通過改變電壓調節轉速，并可以提供較大的轉矩，適用于需要頻繁調節轉速的負載，如鋼廠的軋機，礦

211、山的提升機等。但隨著變頻技術的發展，交流電機同樣可以通過改變頻率來實現調節轉速，使交流電機得到和直流調速一樣優異的調速性能，并且其功率還不存在換向器的限制。變頻器是把固定電壓、固定頻率的交流電變換為可調電壓、可調頻率的交流電的變換器。變頻技術可分為交直交變頻技術和交交變頻技術，其中交直交變頻器由整流器（交流變直流）、濾波系統和逆變器（直流變交流）三部分組成。交-交變頻電路由正、負兩組相控整流器組成。圖表圖表80：交直交變頻器主電路工作原理交直交變頻器主電路工作原理 資料來源：電氣傳動中變頻器應用技術研究（許健，2020），華泰研究 交直交變頻技術中交直交變頻技術中 PWM 逆變為主流，交交變頻

212、效率較高逆變為主流，交交變頻效率較高。交直交變頻器一般采用不控制整流器整流、脈寬調制（PWM）逆變器同時調壓調頻的控制方式。采用 PWM 逆變可以減少輸出諧波，PWM 逆變器使用 IGBT 和碳化硅器件后可提高開關頻率。交直交變頻控制簡單，所用晶閘管元件少，利用率高，且頻率調節范圍寬，適合應用于要求精度高、調速性能較好、頻率調節范圍寬的場合。交-交變頻電路由正、負兩組相控整流器組成，通過適當的相位控制，使兩組整流器輪流導通，正、負組整流器分別流過負載中的正向和反向輸出電流。交交變頻技術只通過一次變流，省略了直流轉換的步驟，效率較高；但該技術調節頻率最大輸出頻率較低，適合于低速大容量的調速系統，

213、如軋鋼、水泥、牽引等場景。圖表圖表81：變頻技術可分為交直交變頻技術和交交變頻技術變頻技術可分為交直交變頻技術和交交變頻技術 資料來源：淺談變頻器及其采用的技術（韓笑，2010），華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。52 機械設備機械設備 永磁永磁 or 勵磁：交替并行發展，高性能永磁體提升電機功率和效率勵磁：交替并行發展，高性能永磁體提升電機功率和效率 電機磁場電機磁場的的提供提供方式方式經過經過低性能低性能磁鐵磁鐵電磁體電磁體高性能永磁體高性能永磁體與電磁并行與電磁并行三個發展階段。三個發展階段。永磁電機由永磁體提供電機的磁場，勵磁電機由勵磁線圈提供磁場。

214、1821 年法拉第制造的第一臺電機是由永磁體產生勵磁磁場的永磁電機。但其使用的永磁材料天然磁鐵礦石磁能密度低，制成電機體積龐大，不久被電勵磁電機所取代。電磁直流電機 1834 年由雅各比發明并在 1880 年普及，它的出現讓性能不佳的永磁電機發生歷史停頓，但同樣存在功率密度偏低的問題。20 世紀 30 年代出現的鋁鎳鈷永磁（最大磁能積可達 85 kJ/m3）和 50 年代出現的鐵氧體永磁（最大磁能積可達 40 kJ/m3）大大提升了磁體磁性能，提升電機功率和效率。隨著釹鐵硼等材料性能的提高和價格的降低，永磁電機應用領域不斷擴大。圖表圖表82：電機磁場的提供方式經過低性能磁鐵電機磁場的提供方式經

215、過低性能磁鐵電磁體電磁體高性能永磁體與電磁并行三個發展階段高性能永磁體與電磁并行三個發展階段 資料來源：智研咨詢，深圳市海特力智能裝備公眾號，華泰研究 高性能高性能永磁永磁電機高效率大功率但成本較高，電機高效率大功率但成本較高，勵磁勵磁電機易于調節但效率較低。電機易于調節但效率較低。永磁電機具有結構簡單、運行可靠、體積小、用銅量少質量輕、損耗小、效率高等顯著特點，并且其形狀和尺寸可以靈活多樣，應用范圍較為廣泛。高性能釹鐵硼永磁具有較高的磁性能指標，高剩磁及高矯頑力，可提升電機的電能轉化效率。永磁同步電機能在低速情況下產生較大扭矩，功率系數高，在相同的功率和扭矩情況下重量和體積更小。但永磁體價格

216、較為昂貴，根據中鎢在線數據，2023 年 8 月 30 日釹鐵硼毛坯 55N 方塊 235 元/千克；且高溫退磁、磁場不可調節等問題限制了永磁電機在特定場合中的應用。勵磁電機更易于調節，功率因數可控性好，但勵磁損耗的存在一方面降低了電機效率，另一方面增大了溫升過高的風險。圖表圖表83：高性能永磁電機效率高功率大，勵磁電機制作成本低高性能永磁電機效率高功率大，勵磁電機制作成本低但效率較低但效率較低 資料來源：ittbank 公眾號，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。53 機械設備機械設備 稀土永磁稀土永磁高剩磁密度、高矯頑力高剩磁密度、高矯頑力提升電機效率與功

217、率提升電機效率與功率。永磁體根據材料不同主要可以分為鐵氧體永磁、鋁鎳鈷永磁、稀土永磁。根據一覽眾咨詢數據，鋁鎳鈷永磁的矯頑力偏低（36-160kA/m），鐵氧體永磁的剩磁密度不高（0.2-0.44T），限制了它們在電機中的應用范圍。稀土永磁主要包括稀土鈷永磁和釹鐵硼永磁，具有高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積和線性退磁曲線的優異磁性能，體積更小效率更高，廣泛應用于大型電站、礦山、石油、化工等行業所需的兆瓦級電機。未來永磁體可能向納米復合永磁體等超材料方向發展。圖表圖表84：電機常用永磁材料抗腐蝕性能、最高工作溫度、加工性能、退磁曲線形狀、價格對比電機常用永磁材料抗腐蝕性能、最高工作溫度、加工性能、

218、退磁曲線形狀、價格對比 性能性能 鋁鎳鈷鋁鎳鈷 鐵氧體鐵氧體 稀土鈷稀土鈷 釹鐵硼釹鐵硼 剩磁/T 1.3 0.42 1.05 1.16 矯頓力/(Ka/m)60 200 780 850 退磁曲線形狀 彎曲 上部直線、下部彎曲 直線 直線(高溫下彎曲)剩磁溫度系數/(%/K)-0.02-0.18-0.03-0.12 抗腐蝕性能 強 強 強 易氧化 充磁 安裝后充磁 充磁后安裝(也有安裝后充磁)充磁后安裝 充磁后安裝 最高工作溫度(C)550 200 300 150 加工性能 少量磨削、電火花加工 特殊道具切片和少量磨加工 少量電火花加工 加工性能好 價格 中等 低 很高 高 應用場合 儀器儀表

219、類等要求溫度穩定性高的場合 性能和體積要求不高，價格要求低的場合 高性能、高溫、高溫度穩定性，價格不是主要考慮因素的場合 高性能、體積要求高，溫度不高的場合 資料來源：一覽眾車公眾號，華泰研究 不同電磁勵磁方式具有不同機械特性，串勵過載能力較強。不同電磁勵磁方式具有不同機械特性，串勵過載能力較強。電磁直流電動機的勵磁方式主要有四種：1）串勵：串勵：內部的勵磁繞組與轉子繞組之間通過電刷和換向器串聯；2）并勵：并勵：內部的勵磁繞組和轉子繞組之間并聯；3）他勵：他勵：內部的勵磁繞組接到獨立的勵磁供電，勵磁電流較為恒定；4）復勵：復勵：定子磁極上除有并勵繞組外，還裝有與轉子繞組串聯的串勵繞組。并勵和復

220、勵電動機的機械特性較硬，而串勵電動機具有軟機械特性，輕載時轉速增高，重載時轉速降低，有較大的過載能力，有利于生產率的提高。串勵電機沒有理想空載轉速，不能用于再生制動。但通過將串勵電動機的勵磁電路改接成并勵或復勵接法，可以獲得較理想的空載轉速機械特性，但勵磁電路損耗也會增大。圖表圖表85：直流電機勵磁方式直流電機勵磁方式分為他勵、并勵、串勵、復勵，主要區別為勵磁繞組和電樞繞組供電方式的關系分為他勵、并勵、串勵、復勵，主要區別為勵磁繞組和電樞繞組供電方式的關系 資料來源：萬泰電機官網，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。54 機械設備機械設備 新興新興混合勵磁電機

221、混合勵磁電機結合永磁與電勵磁優勢，結合永磁與電勵磁優勢，寬調速應用場合寬調速應用場合前景廣闊。前景廣闊。美國科學家最早在1985 年提出混合勵磁概念，混合勵磁電機是永磁電機和電勵磁電機的有機結合，通過改變永磁電機的局部結構，放入電勵磁繞組，從而能夠靈活地調節氣隙磁場?；旌蟿畲烹姍C既有永磁電機功率密度高的優點，又可實現調節電機內磁場的目的，解決永磁電機調磁困難，恒功率調速范圍窄的問題。但目前混合勵磁電機仍然處于研究和發展階段，電機的結構設計復雜，制造工藝過程復雜，由于電機結構和勵磁方式的多樣性，使得混合勵磁電機的數學模型復雜多樣，電機的控制過程中，可控變量增加，數學模型更加復雜，為使電機的控制更

222、加靈活，同時控制算法也變得更復雜。圖表圖表86：永磁永磁體與勵磁繞組均位于轉子的混合勵磁電機體與勵磁繞組均位于轉子的混合勵磁電機 圖表圖表87：永磁體位于轉子，勵磁繞組位于定子的混合勵磁電機永磁體位于轉子，勵磁繞組位于定子的混合勵磁電機 資料來源：驅動視界公眾號，華泰研究整理 資料來源：驅動視界公眾號，華泰研究整理 同步同步 or 異步：同步電機節能高效高功率，異步電機具有成本優勢異步：同步電機節能高效高功率，異步電機具有成本優勢 異步電機與同步電機區別在于轉子是否產生磁場、速度與定子旋轉磁場速度是否一致。異步電機與同步電機區別在于轉子是否產生磁場、速度與定子旋轉磁場速度是否一致。同步電機和異

223、步電機最大的區別在于它們的轉子速度與定子旋轉磁場是否一致，電機的轉子速度與定子旋轉磁場相同稱為同步電機，反之則稱為異步電機。同步電機和異步電機的定子側結構完全相同，都包含有定子鐵心和定子三相對稱繞組，區別為轉子的結構不同。異步電機(感應電機)轉子中并不直接產生磁場，其通過定子的旋轉磁場在轉子閉合導體中激發感應電流，進而產生電磁轉矩，其中只有轉子的轉速小于同步速(小于同步速的差值是轉差率)才能提供轉子感應電流；同步電機轉子本身產生固定方向的磁場(用永磁鐵或電勵磁產生)，定子旋轉磁場“拖著”轉子磁場(轉子)轉動，因此轉子的轉速等于同步速。圖表圖表88：異步電機與同步電機區別在于轉子是否產生磁場、速

224、度與定子旋轉磁場速度是否一致異步電機與同步電機區別在于轉子是否產生磁場、速度與定子旋轉磁場速度是否一致 資料來源：中升奔馳遠程診斷中心公眾號，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。55 機械設備機械設備 同步電機運行速度與負載無關精度更高，異步電機成本同步電機運行速度與負載無關精度更高，異步電機成本較較低應用廣泛。低應用廣泛。同步電機以同步速度運行，與負載無關，rpm(轉速)120f(電源頻率)/p(極對數)；異步電機的速度取決于它的負載，隨負載增加而降低，且總是小于同步速度。rpm=120f/p-s，s 代表滑差。同步電機的精度高、效率高，但造工復雜、造價高、

225、維修相對困難。異步電機雖然反應慢，但易于安裝、使用，同時價格便宜。因此同步電機用于功率因數校正，恒速負載服務，傳輸線的電壓調節，精密伺服機構等，也用于驅動大型機械如軋鋼機、壓縮機、球磨機等。異步電動機其容量從幾十瓦到千瓦不等，廣泛應用于工業、農業等行業驅動機械負載，比如工業傳動中的中小型軋鋼設備、金屬切削機床、傳送帶，混合機，礦井提升機和通風機。圖表圖表89：同步電機同步電機功率密度與效率功率密度與效率更高，異步電機成本低應用廣泛更高，異步電機成本低應用廣泛 永磁同步電機永磁同步電機 交流異步電機交流異步電機 過載能力 弱 強 峰值效率 95%-97%94%-95%10%負荷時效率 90-92

226、%79%-85%成本 較高 較低 功率密度 較高 較低 轉速范圍 4000-10000 12000-20000 電動機重量和體積 較小 較大 滑差 0 1%6%節能效果 三級能效的異步交流 YX3 電機比傳統的普通 Y2 電機具有更高的效率和功率因數，而永磁同步電機比三級能效的 YX3 電機的效率和功率因數還要高，因此節能效果更好。部分負載能耗分析 異步交流 Y2 電機在 80%負載以下效率下滑嚴重，功率因數下滑嚴重，永磁電機在 20%120%負載之間基本保持較高的效率和功率因數、在部分負載時永磁電機比 Y2 電機具有很大的節能優勢，甚至節能超過 50%。應用 新能源汽車、大型機械如軋鋼機、壓

227、縮機、鼓風機、球磨機等的驅動電機、電網的調相機調節電網無功功率 機床、中小型軋鋼設備、風機、水泵、輕工機械、冶金和礦山機械等采用三相異步電動機；電風扇、洗衣機、電冰箱、空調器等家用電器廣泛使用單相異步電動機。圖示 資料來源：物業工程社區，磁易購資訊，中升奔馳遠程診斷中心公眾號，RIO 電驅動公眾號，電器商城公眾號，華泰研究 同步電機同步電機中永磁、磁阻和磁滯電機分別應用永磁轉矩、磁阻轉矩和磁滯轉矩驅動電機。中永磁、磁阻和磁滯電機分別應用永磁轉矩、磁阻轉矩和磁滯轉矩驅動電機。同步電機可分為永磁、磁阻、磁滯電機，其中磁阻電機、磁滯電機運行原理與永磁電機等傳統的交直流電動機有根本區別。磁阻同步電機遵

228、循磁通總是沿著磁阻最小路徑閉合的原理，通過轉子在不同位置引起的磁阻變化產生磁拉力（即磁阻轉矩）驅動電動機旋轉。磁阻電機轉子由鋼片（鐵磁性材料以及非鐵磁性材料交替組成）沖壓疊制而成，呈凸極形狀，沒有繞組或永磁材料，成本與異步機相當，但具有高效率高可靠性、節能、調速范圍廣等多種優點。特斯拉 Model 3 的新型 IPM-SynRM 電機是同步磁阻電機。磁滯電動機是利用磁滯材料所制成轉子上產生的磁滯轉矩起動和運行的小功率同步電動機，運行安靜操作可靠。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。56 機械設備機械設備 圖表圖表90：磁阻電機遵循磁通總是沿著磁阻最小路徑閉合的原理形成磁

229、阻轉矩，性能較好且成本較低磁阻電機遵循磁通總是沿著磁阻最小路徑閉合的原理形成磁阻轉矩，性能較好且成本較低 資料來源：科匯股份公眾號，華泰研究 圖表圖表91：多家公司布局同步磁阻電機產品多家公司布局同步磁阻電機產品 公司名字公司名字 磁阻電機產品描述磁阻電機產品描述 臥龍電驅臥龍電驅 有同步磁阻電機產品。新時達新時達 持續研發，攻克噪聲抑制、超高速控制、超高效電機控制、同步磁阻電機控制等系列難題。孚日股份孚日股份 已經成功開發 IE5 超高效同步磁阻電動機，并已開始推向船用電機市場。佳電股份佳電股份 公司與上海電科所聯合開發的同步磁阻電機，正在樣機試制階段。偉創電氣偉創電氣 永磁同步電機和同步磁

230、阻電機驅動器等產品都已在海外市場得到推廣及應用?？茀R股份科匯股份 同步磁阻電機功率范圍為 5.5-132kW 資料來源：各公司公告，華泰研究 圖表圖表92：磁滯電機利用磁滯材料所制成轉子上產生的磁滯轉矩起動和運行，目前應用場景較少磁滯電機利用磁滯材料所制成轉子上產生的磁滯轉矩起動和運行，目前應用場景較少 資料來源：Electrical Academia 官網，Fast Torque Computation of Hysteresis Motors and Clutches Using Magneto-static Finite Element Simulation（G.Gallicchio，2

231、019）華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。57 機械設備機械設備 單相單相 or 三相：三相電機穩定高效，單相電機需使用電容器三相：三相電機穩定高效，單相電機需使用電容器/罩極啟動罩極啟動 三相電機和單相電機區別在于三相電機和單相電機區別在于所供交流電的相位所供交流電的相位。三相電機需要三相交流電源，而單相電機則只需要單相交流電源。1889 年，世界上第一臺三相鼠籠式感應電動機誕生；同年特斯拉設計帶輔助相的單相感應電動機，解決了單相感應電動機的啟動問題。運行原理方面，三相電機沒有電容器，采用三相交流電源。定子繞組通入相位差為 120的三相交流電產生旋轉磁場，

232、轉子在旋轉磁場中受到電磁力旋轉。目前主流單相電機需要電容器，擁有相位相差 90的主副線圈，通過電容器移相使得正弦交流電相位一前一后給主副線圈供電，使線圈產生一前一后的磁場力發生旋轉。圖表圖表93：三相電機采用相位差三相電機采用相位差 120 度三相交流電源推轉子度三相交流電源推轉子 圖表圖表94：主流單相電機有主副兩個線圈，互相垂直推動旋轉主流單相電機有主副兩個線圈，互相垂直推動旋轉 資料來源：電氣時代公眾號，華泰研究整理 資料來源：電氣時代公眾號，華泰研究整理 單相電機使用方便應用偏生活化，三相電機穩定高效工業場景應用單相電機使用方便應用偏生活化，三相電機穩定高效工業場景應用居居多。多。單相

233、電機需要啟動電容，啟動電流大，三相電機直接啟動，啟動電流小。三相電機更具有耐用性、可靠性和穩定性，因此能夠帶來高功率和高速度的表現，一般被用于大型工業設備中，例如機床、中小型軋鋼設備、風機、水泵、輕工機械、冶金和礦山機械等。單相電動機只需要單相交流電，具有使用方便、結構簡單、成本低廉、噪聲小、安裝方便、對無線電系統干擾小等優點，但是功率和速度受限，適用場景相對狹窄，常用在功率不大的電風扇、洗衣機、電冰箱、空調器等家用電器和小型動力機械中。圖表圖表95：單相電機使用方便應用偏生活化，三相電機穩定高效工業場景應用居多單相電機使用方便應用偏生活化，三相電機穩定高效工業場景應用居多 電機類型電機類型

234、應用領域應用領域 圖示圖示 三相電機三相電機 機械制造領域：機械制造領域：三相電機的高轉矩和高效率帶來了很好的驅動源，在機床、鋼鐵、礦山等領域得到廣泛應用。消防與物流領域：消防與物流領域：三相電機適用于驅動一些重型設備，例如：水泵、風扇、壓縮機等。環保與節能領域：環保與節能領域：三相電機在新能源設備、電動汽車、太陽能光伏等領域得到廣泛應用。單相電機單相電機 家用電器領域：家用電器領域：單相電機在制冷、空調、洗衣機、照明等小型家電領域得到廣泛應用。商業辦公領域：商業辦公領域：單相電機在音響設備、打印機、掃描儀等領域得到廣泛應用?？蒲信c教育領域：科研與教育領域：單相電機在實驗室、教學、科研環境中得

235、到廣泛應用，例如：攪拌器、真空泵、離心機等。資料來源：德力西電氣 e 電工公眾號，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。58 機械設備機械設備 目前使用目前使用電容器電容器或或罩極法罩極法兩種路線兩種路線解決單相電機啟動問題。解決單相電機啟動問題。直流電機和三相電機加電后可以自行啟動，并不需要專門的啟動策略和裝置。單相電機啟動難度較大，因此直到 1889 年特斯拉發明單相電動機的起動方法后才被生產出來。單相正弦電流通過定子繞組時，電機會產生交變磁場，該磁場的強弱和方向隨時間作正弦規律變化，但在空間方位上是固定的，可分解為兩個以相同轉速、旋轉方向互為相反的旋轉磁場

236、，當轉子靜止時，這兩個旋轉磁場在轉子中產生兩個大小相等、方向相反的轉矩，使得合成轉矩為零，所以電機無法旋轉。目前主要使用安裝電容器的方法或者罩極法使電機啟動并持續旋轉。圖表圖表96：裝配電容器單相電機的運行原理裝配電容器單相電機的運行原理 資料來源：電氣時代公眾號，華泰研究 圖表圖表97：使用罩極法單相電機的運行原理使用罩極法單相電機的運行原理 資料來源：東莞市奇為電機科技有限公司公眾號，華泰研究 多相電機可使用低功率等級器件進一步實現低壓大功率調速多相電機可使用低功率等級器件進一步實現低壓大功率調速。在冶金軋鋼、礦井提升、機車牽引、船舶推進等應用場合，對于調速傳動功率的需求不斷增大，通常采用

237、的手段是提高電壓、增大電流。然而，受到功率開關器件耐壓及耐流值的限制，一般需要采用多電平技術或者開關器件串、并聯技術來實現大功率的三相變頻調速。實現大功率傳動的另外一種解決思路是增加電機的相數，降低對逆變器每相容量的要求。由于電力電子變頻器的廣泛應用，電機驅動完全可以不受三相供電系統限制，采用多相（相數多于三相）逆變器供電同樣可以實現大功率交流傳動。多相電機驅動系統可以使用低功率等級器件實現低壓大功率調速，減小電機的轉動波動，此外多相電機的控制資源更多，控制靈活度更高。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。59 機械設備機械設備 圖表圖表98：六六相相雙雙 Y 移移 30

238、繞組空間分布圖繞組空間分布圖 圖表圖表99：六相電機可實現低電壓大功率，相同負載轉矩六相電流小六相電機可實現低電壓大功率，相同負載轉矩六相電流小 資料來源：電氣時代公眾號，華泰研究整理 資料來源：電氣時代公眾號，華泰研究整理 步進步進 or 伺服：伺服：伺服伺服閉環閉環相較步進相較步進開環開環控制精度控制精度較高較高，經濟性較，經濟性較低低 伺服電機與步進電機主要結構差別在于有無編碼器。伺服電機與步進電機主要結構差別在于有無編碼器。伺服電機是工業自動化行業中應用最廣的電機。伺服來自英文 servo，指系統跟隨外部指令進行人們所期望的運動，實現對位置、速度、加速度和力矩的精準控制。伺服電機需要伺

239、服驅動器及編碼器，驅動器根據編碼器反饋值與目標值進行比較，驅動伺服電機調整轉子轉動的角度，達到伺服控制的目的。步進電機源于自英語單詞“Step”，意為“走一步”，其電機軸（轉子軸）并不連續旋轉，而是以一定的旋轉角度間歇旋轉。步進電機根據脈沖信號，收到一次脈沖旋轉對應的一個步距角，并可調整脈沖頻率(一秒鐘發送的脈沖個數)，精確地控制軸的旋轉角度和旋轉速度。但步進電機不需要編碼器進行反饋，屬于開環控制。圖表圖表100：步進電機步進電機結構圖結構圖 圖表圖表101：伺服電機結構圖伺服電機結構圖 資料來源：鳴志電器官網，華泰研究 資料來源：鳴志電器官網，華泰研究 步進電機和伺服電機都可作為控制系統使用

240、。步進電機和伺服電機都可作為控制系統使用。伺服電機是閉環控制，通過控制脈沖時間長短控制轉動角度。步進電機則屬于開環控制，通過控制脈沖個數以實現控制轉動角度的目的，一個脈沖對應一個步距角。伺服電機在接收一個脈沖過程中,將旋轉一個脈沖對應角度,以此達到實現位移的效果。伺服電機通過編碼器（旋轉檢測器）檢測出旋轉位置，并將編碼器檢測到的信息反饋給控制器來控制位置。因此能夠實現高精度停止，即使是在旋轉過程中停止，如果位置有偏差也能返回原來的位置。步進電機是把電脈沖信號轉換成角位移或線位移的一種開環控制元件，其旋轉角度與脈沖數成正比，驅動器通過從控制器接收脈沖信號來控制位置。因此步進電機不需要檢測位置的機

241、構，也無法識別位置偏差，可能會因意外的負載波動等原因而發生失步（指示的旋轉角度與電機旋轉不同步的狀態）。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。60 機械設備機械設備 圖表圖表102：伺服電機閉環控制，伺服電機閉環控制，將編碼器檢將編碼器檢所得所得信息反饋給控制器來控制位置信息反饋給控制器來控制位置，步進電機開環控制無反饋過程，步進電機開環控制無反饋過程 資料來源：艾斯湃納官網，華泰研究 步進步進/伺服電機伴隨自動化需求及工業機器人進步快速發展伺服電機伴隨自動化需求及工業機器人進步快速發展。伺服電機技術隨著工業機器人的進步而有顯著發展。美國從 20 世紀 50 年代起重視工

242、廠的自動化，并開始了以皮帶輸送機、自動化裝置、工業機器人等為代表的自動化進程。初期自動化裝置和工業機器人的執行器使用液壓和氣壓定位，存在精度、使用穩定性、漏油漏氣等問題。20 世紀 60 年代后直流伺服電機技術不斷發展開始用于工業機器人，以替代液壓和氣壓機構。20 世紀 80 年代交流伺服電機出現，順應機器人更小更輕的趨勢，如今交流伺服電機因其較高的實用性幾乎應用在所有工業領域的設備類產品上。步進電機同樣隨著數字電路發展在 1977 年后被大規模應用于軟盤驅動器和硬盤上。步進電機相較伺服電機可靠性與控制精度較低，經濟性較高。步進電機相較伺服電機可靠性與控制精度較低，經濟性較高。步進電機精度略低

243、，可靠性較低；低速存在共振區，運行噪音較高；無過載能力，易失步；能量轉化效率低，自身損耗及發熱較高；動態響應慢，加減速低；但其調試較為簡單，成本更低。伺服電機具有響應速度快、定位控制精度高、加減速度快、速度不受負載影響等優點，且轉速范圍寬、高速性能好、低速運行平穩，同時抗過載能力強，適用于對有瞬間負載波動和要求快速起動的場合。但伺服電機需使用昂貴的旋轉編碼器和伺服驅動器，成本比步進電機更高。因此，伺服電機更適用于要求高效率、高速高響應、高可靠性的場合，如工業機器人和精密機械的控制；步進電機用于要求不高、成本敏感的場合，如復印機、光盤驅動器等。圖表圖表103：步進電機相較伺服電機可靠性與控制精度

244、較低，經濟性較高步進電機相較伺服電機可靠性與控制精度較低，經濟性較高 伺服電機伺服電機 步進電機步進電機 控制方式控制方式 控制脈沖時間的長短控制轉動角度的 通過控制脈沖的個數控制轉動角度的，一個脈沖對應一個步距角，可以通過控制脈沖頻率進行調速 控制系統控制系統 閉環系統，便于自動化控制 開環系統，動作不可控 工作流程工作流程 伺服電機為一個供電電源開關(繼電器開關或繼電器板卡)，一個驅動器、一個伺服電機。步進電機是一個脈沖發生器，一個步進電機，一個驅動器(驅動器設定步距角角度，如設定步距角為 0.45，這時給一個脈沖，電機走 0.45)。低頻特性低頻特性 交流伺服電機運轉非常平穩，即使在低速

245、時也不會出現振動現象。步進電機在低速時易出現低頻振動現象。矩頻特性矩頻特性 交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉速(一般為 2000 或3000r/min)以內都能輸出額定轉矩，在額定轉速以上恒功率輸出。步進電機的輸出力矩隨轉速升高而下降，且在較高轉速時會急劇下降，所以其最高工作轉速一般在 300600r/min。過載能力過載能力 交流伺服電機具有較強的過載能力。步進電機一般不具有過載能力。速度響應性能速度響應性能 交流伺服系統的加速性能較好，以松下 MSMA400W 交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉速 3000r/min。僅需幾 ms，可用于要求快速啟停的控制場合。步 進 電 機 從

246、 靜止 加 速 到工 作 轉速(一 般 為 每 分鐘 幾 百 轉)需 要200400ms。價格價格 價格較高 價格低廉 應用場景應用場景 自動販賣機、售票機、復印機、機器人、光盤驅動器（Blu-ray/DVD等）、激光打印機、數碼相機、空調導風板 工業機器人的關節、人形（類人）機器人的關節、機械的控制裝置、電動車輛等的自動門、液晶和半導體的檢查裝置等的 X-Y 工作臺、沖壓和輥式給料機、機床和檢查裝置的旋轉工作臺 資料來源：工業機器人公眾號，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。61 機械設備機械設備 伺服電機中交流逐漸替代直流，永磁同步交流伺服為主流之選。伺服

247、電機中交流逐漸替代直流，永磁同步交流伺服為主流之選。伺服技術持續由直流伺服系統轉向交流伺服系統。目前國際市場幾乎所有的新產品都是交流伺服系統。在交流伺服系統中，電機的類型有永磁同步交流伺服電機（PMSM）和感應異步交流伺服電機（IM）。其中永磁同步電機具備優良的低速性能，可以實現弱磁高速控制，調速范圍寬廣，動態特性和效率都很高，已經成為伺服系統的主流之選。而異步伺服電機雖然結構堅固、制造簡單、價格低廉，但是在特性上和效率上存在差距，只在低成本或大功率場合得到重視。例如西門子的伺服電機在功率為 30kW 以下多采用永磁同步電機 1FK、1FT 系列，而功率在30kW 以上多采用 1PH 異步電機

248、。圖表圖表104：西門子西門子 1FK 系列永磁同步伺服電機訂貨最大功率系列永磁同步伺服電機訂貨最大功率 7.5kW 圖表圖表105：西門子西門子 1PH 系列系列交流異步伺服交流異步伺服電機電機最大功率最大功率 45kW 資料來源：西門子官網，華泰研究 資料來源：西門子官網，華泰研究 永磁同步電機伺服控制原理較交流異步電機更加簡單。永磁同步電機伺服控制原理較交流異步電機更加簡單。伺服驅動器通過采用磁場定向的控制原理和坐標變換實現矢量控制，同時結合正弦波脈寬調制控制模式對電機進行控制。永磁同步電動機的矢量控制一般通過檢測或估計電機轉子磁通的位置及幅值來控制定子電流或電壓，電機的轉矩便只和磁通、

249、電流有關，與直流電機的控制方法相似，可得到很高的控制性能。對于永磁同步電機，轉子磁通位置與轉子機械位置相同，通過檢測轉子的實際位置就可得知電機轉子的磁通位置；而對于異步電機而言，編碼器采集的轉子機械速度或位置信號并不是旋轉磁場速度，不能代表磁通位置，因此無法直接進行磁場定向完成閉環控制，需要考慮轉差。因此永磁同步電機的矢量控制比起異步電機的矢量控制有所簡化。圖表圖表106：伺服電機閉環控制，伺服電機閉環控制，將編碼器檢將編碼器檢所得所得信息反饋給控制器來控制位置信息反饋給控制器來控制位置，步進電機開環控制無反饋過程，步進電機開環控制無反饋過程 資料來源：交流異步電機伺服系統設計與研究（王秀蓮等

250、，2012），萬泰電機公眾號，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。62 機械設備機械設備 旋轉旋轉 or 直線：直線電機可視為旋轉電機的結構變形，高速響應高精度直線：直線電機可視為旋轉電機的結構變形，高速響應高精度 直線電機可認為是旋轉電機徑向剖開后的變形，結構及運行原理與旋轉電機相似。直線電機可認為是旋轉電機徑向剖開后的變形，結構及運行原理與旋轉電機相似。電機誕生以來一直以旋轉電機形式存在，本篇報告此前部分都基于旋轉電機進行分類。直線電機是近年來快速發展的一種新型電機，直線電機運動形式是沿直線運動,不同于旋轉電機驅動直線運動時需要螺紋傳動裝置。直線電機主要由

251、定子（初級）、動子（次級）、滑動導軌、位置測量系統和工作臺組成。直線電機的結構可以看作是將一臺旋轉電機沿徑向剖開，并將電機的圓周展開成直線而形成的。其中定子相當于直線電機的初級，轉子相當于直線電機的次級，當初級通入電流后，在初級和次級之間的氣隙中產生行波磁場，在行波磁場與次級永磁體的作用下產生驅動力，從而實現運動部件的直線運動。圖表圖表107：直線電機可認為是旋轉電機徑向剖開后的變形，結構及運行原理與直線電機可認為是旋轉電機徑向剖開后的變形，結構及運行原理與感應感應電機相似電機相似 資料來源：直線電機原理及其在精密工作臺中的應用（張乾等，2017），華泰研究 直線電機在線性運動中無需傳動環節直

252、線電機在線性運動中無需傳動環節，可以達到高響應速度和高精度?？梢赃_到高響應速度和高精度。旋轉電機在實際運用到線性運動中時，需要一系列中間傳動環節，如聯軸節、絲杠等，這些部件在啟動、加減速、反轉、停車等動作時產生彈性變形、摩擦、反向間隙等，造成運動的滯后和非線性誤差，產生電能消耗。此外，這些中間環節也加大了系統的慣性質量，影響了對運動指令的快速響應。直線電機取消了從電機到工作臺之間的一切中間傳動環節，在做線性運動時無需將旋轉運動轉化為線性運動附加裝置，簡化了電機結構，實現“直接傳動”，也就是“零傳動”，排除中間環節造成的各樣誤差，減少了電能損耗，因此直線電機在性能上有原旋轉電機驅動方式無法達到的

253、高精度、高速度、高加速度等性能指標和優點。圖表圖表108：直線電機具有高響應速度、高精度、加減速快等優勢直線電機具有高響應速度、高精度、加減速快等優勢 資料來源：電機新視界公眾號，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。63 機械設備機械設備 直線電機主要應用于高精度高端場景。直線電機主要應用于高精度高端場景。直線電機憑借本身高精度、高速度、高加速度等方面的性能優勢，主要應用于高精度或節拍要求較高的場景，高速磁懸浮列車是直線電機實際應用中最典型的例子。選擇發展直線電機的設備企業都采用揚長避短的手法，一是將直線電機應用在面向大批量生產、定位運動多、方向頻繁轉變的場合

254、，如汽車零部件加工機床，快速原型機及半導體生產機等；二是用于荷載低、工藝范圍大的場合，例如電加工機床、等離子切割機、水切割機等。從應用行業角度來看，直線電機在 3C、半導體、鋰電池、激光加工機床等領域應用較多，醫療（生命科學、醫療設備等）、航空（飛行控制系統、飛行員反饋系統等）等領域也可看到直線電機的應用。圖表圖表109：短初級直線感應電機在城市軌道交通車輛的應用短初級直線感應電機在城市軌道交通車輛的應用 圖表圖表110：直線電機直線電機用于用于激光微加工平激光微加工平臺臺 資料來源：直線電機在軌道交通中的應用與關鍵技術綜述（呂剛，2020），華泰研究 資料來源：新日升傳動公司公眾號，華泰研究

255、 圖表圖表111：多家公司布局多家公司布局直線電機直線電機業務業務 廠商廠商 直線電機業務直線電機業務 Akribis 雅科貝思 AWM 系列、AXD-ERA 系列直線電機等。大族電機 公司于 2005 年引進優秀海外團隊組建而成，參與永磁式直線電動機通用技術條件GB/T 34115-2017 國家標準起草與制定，是大族激光的核心業務板塊之一。鳴志電器 產品有外部驅動式直線步進電機（包含螺紋絲桿和滾珠絲桿），貫穿軸式直線步進電機，推桿式直線步進電機，永磁式直線步進電機。最大推力可達 1100N，標準導程從 0.6 到 25.4mm，最高速度可達 254mm/s。德康威爾 DA-A60 系列直線

256、電機、DA-A82 系列直線電機等。智贏制造 公司以直線電機、直線電機模組、DD 馬達(力矩電機)、精密平臺、工業機器人為主導產品。泰科貝爾 LMU 無鐵芯直線電機系列、LMT 有鐵芯直線電機系列。資料來源：電機新視界公眾號，華泰研究 典例：礦山機械典例：礦山機械/數控機床中多種電機“各司其職”數控機床中多種電機“各司其職”礦山機械：交流電機為主流，永磁電機節能特性順應“綠色礦山”礦山機械：交流電機為主流，永磁電機節能特性順應“綠色礦山”礦山機械行業礦山機械行業中主要使用高性價比感應電機，永磁電機因其節能屬性逐步開始應用中主要使用高性價比感應電機，永磁電機因其節能屬性逐步開始應用。礦山機械傳輸

257、設備主要使用同步或異步的交流電機。在礦井提升機為代表的礦山高性能調速應用中，交流同步電機的交-直-交變頻調速方案占據主要市場。鼠籠電機的交-直-交變頻調速系統更容易實現防爆設計，適應礦山開采現場大量灰塵，空氣潮濕的惡劣環境，所以在控制性能要求不高的井下皮帶輸送、暗井提升、水泵和輔助運輸系統中占據主流。開關磁阻電機變頻傳動主要應用于采煤機牽引和矸石山絞車等應用中。永磁同步電機因其節能特性及其他優異性能，在礦井皮帶機、刮板輸送機和輔助運輸膠輪車等得到初步應用。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。64 機械設備機械設備 圖表圖表112：直流電機，交流異步電機，永磁同步電機三種

258、礦山機械應用電機對比直流電機，交流異步電機，永磁同步電機三種礦山機械應用電機對比 資料來源：電氣傳動公眾號，華泰研究 圖表圖表113：佳電股份礦用機械電機中三相異步電動機為主流，部分場景嘗試永磁電機佳電股份礦用機械電機中三相異步電動機為主流，部分場景嘗試永磁電機 資料來源：佳電股份官網，華泰研究 礦山電礦山電力傳動由低調速能力交流傳動到直流傳動再到“力傳動由低調速能力交流傳動到直流傳動再到“交直交變頻調速交直交變頻調速”交流電動機主導，”交流電動機主導，變頻器發展助推演變過程。變頻器發展助推演變過程。我國礦山電力傳動系統發展歷程主要包括：階段一：階段一：十九世紀五、六十年代，我國礦山大功率電力

259、傳動系統一般采用交流傳動方式。優點是技術簡單，設備及安裝費用低，建筑面積小，運行維護容易。缺點是電氣調速性能差，需要另外增設傳動裝置，增加設備投資和系統的復雜性。階段二：階段二：十九世紀七十年代后，礦井規模變大深度變深，交流傳動控制方法不成熟且受到電動機和控制設備制造容量的限制，所以對提升容量大、速度快的大型礦井，一般采用直流傳動裝置。礦山大功率直流傳動系統主要采用晶閘管變流器電動機傳動方式，動作速度快、調速平滑穩定，但它產生較大的起動壓降，對電網的無功沖擊大；運行功率因數低效率低；電機費用高。階段三：階段三：隨著微電子技術、交流傳動控制理論的進一步發展，礦山大功率傳動的發展方向開始重新轉向交

260、流傳動，交流變頻傳動正式開始占據市場主體。我國從 1985 年起引進交-交變頻設備，主要用于軋機和礦井提升機。三相交-交變頻的同步電機調速系統是低速、大功率、高性能傳動領域的選擇方案之一，并取得了良好的技術經濟效益。但交-交變頻器需要為數眾多的晶閘管，在深控時功率因數低，對電網注入大量諧波，影響礦井電網質量，需要附加濾波器進行無功補償，增加了投資成本、占地面積和維護量。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。65 機械設備機械設備 階段四：階段四：隨著交-直-交功率變換拓撲控制策略的成熟以及高壓大功率全控器件進入商品化時代，性能更為優異的交-直-交大功率中高壓變頻器作為交-

261、交變頻器的替代者并迅速確立其主導位置。單元串聯型多電平高壓變頻器及中點箝位型三電平 NPC 變頻器助推交流電機傳動逐漸成為礦山電氣傳動的主流方案。圖表圖表114：大功率礦井提升機為代表的礦山電力傳動發展歷程大功率礦井提升機為代表的礦山電力傳動發展歷程 資料來源：電氣傳動雜志公眾號，華泰研究 礦井提升機礦井提升機：變頻調速助力下，交流電機憑借低成本和高安全性逐漸成為主流應用。：變頻調速助力下，交流電機憑借低成本和高安全性逐漸成為主流應用。起升機構的基本要求是速度平穩、轉速范圍低、初始成本低、加減速特性平滑、起動和拉出力矩大、可靠性好。電礦井提升系統一般使用直流或三相感應電機作為驅動器，如何選擇取

262、決于礦井提升要求、電力供應和成本，其中感應電機更為主流。直流電機可接受獨立加載，適應礦井提升機速度和轉矩的多樣性。感應電機結構簡單、堅固、施工成本低，魯棒性好，可靠性高，鼠籠感應電機更易進行防爆設計。感應電機在礦井提升機應用中的調速問題隨變頻器發展得到解決，2006 年國產四象限背靠背式 NPC 中壓變頻調速系統首先在礦井提升機領域得到應用，TKD 系統進一步優化調速方案。目前部分礦井也使用性能更加優良、節能屬性突出但成本昂貴的永磁內裝式礦井提升機。圖表圖表115：ABB 礦井提升機礦井提升機 圖表圖表116：永磁內裝式礦井提升機驅動原理永磁內裝式礦井提升機驅動原理 資料來源：ABB 官網，華

263、泰研究 資料來源：永磁內裝式礦井提升機應用技術研究（李玉強等，2019），華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。66 機械設備機械設備 數控機床：主軸多用感應電機，進給電機中永磁伺服為主流數控機床：主軸多用感應電機，進給電機中永磁伺服為主流 驅動電動機是數控機床的執行元件，用來完成進給運動和主軸驅動。驅動電動機是數控機床的執行元件，用來完成進給運動和主軸驅動。機床所使用的驅動電動機大致可以分為進給電動機和主軸電動機兩類，當幾個坐標的進給聯動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。用于驅動數控機床各個坐標軸進給運動的稱為進給電動機，操縱相應的手柄和轉盤，

264、即可獲得所需要的進給量。而主軸電動機通常是旋轉運動，不需要絲杠或其他直線運動裝置。一般進給電機需要對刀具進行精準控制，使用步進電機或伺服電機；主軸電機主要使用三相交流異步電動機，部分也使用直流電動機。圖表圖表117：數控機床電動機可分為進給電機和主軸電機數控機床電動機可分為進給電機和主軸電機，進給電機主流為永磁伺服，主軸電機主流為感應電機，進給電機主流為永磁伺服，主軸電機主流為感應電機 資料來源：沈陽中捷眾創智能裝備有限公司公眾號，臥龍電驅官網，登奇機電官網，華泰研究 交流異步電機性價比較高，為主軸電機主流應用。交流異步電機性價比較高，為主軸電機主流應用。主軸電機強調力量，轉速高，較多情況沒有

265、位置控制要求，速度精度要求不高。主軸電機主要需要滿足：1）電動機功率大，并且在大的調速范圍內，速度要穩定；2）在斷續負載下，電動機轉速波動要??；3）調速范圍較高但低于進給電機，保證數控機床合用于各種不同的刀具、加工材質；4）過載能力較強。目前機床主軸和主軸電機通常打包生產，融合后稱為電主軸，其中主軸電機大多使用性價比較高且具有過載能力的交流異步電機。但因為和伺服系統的適配以及良好性能，高速永磁交流伺服在部分高端機床應用上開始逐步取代異步變頻驅動，提高效率和速度。圖表圖表118：臥龍電驅電主軸電機產品大多為交流異步電機臥龍電驅電主軸電機產品大多為交流異步電機 資料來源：臥龍電驅官網，華泰研究 免

266、責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。67 機械設備機械設備 機床進給電機精度控制要求較高，永磁伺服電機為主流應用。機床進給電機精度控制要求較高，永磁伺服電機為主流應用。進給電機更強調精度與效率，突出高速、高精、高動態、高剛性的特點。進給電機主要要求有：1）機械特性要求伺服電機的速降小、剛度大；2）快速響應，在輪廓加工，特別對曲率大的加工對象進行高速加工時要求較嚴格；3）調速范圍大，使數控機床合用于各種不同的刀具、加工材質，適應各種不同的加工工藝；4）一定的輸出轉矩，并要求一定的過載轉矩。因此高端數控機床進給電機主要使用高功率密度永磁伺服電機，滿足高速、高精、高響應、高密度

267、的裝備需求。進給電機的新方案為直線電機驅動數控工作臺進給電機的新方案為直線電機驅動數控工作臺，達到高效率快響應目的，達到高效率快響應目的。根據雅科貝思數據，傳統的“旋轉電機+滾珠絲杠”的傳動形式進給速度一般為 30-48m/min，反響間隙大于等于 3m，難以滿足部分高速高精度情況的加工需要。直線電機驅動工作臺做直線運動時無需機械傳動結構，降低誤差和磨損，提升精度、響應速度和壽命，其速度大于 60m/min，反響間隙約等于 0；直線機床精度壽命可達 10 年；直線電機直接驅動的工作臺無反向工作死區；由于電機慣量小，由其構成的直線伺服系統可以達到較高的頻率響應。圖表圖表119：Akribis 機

268、床專用直線電機機床專用直線電機 AKM 系列系列 圖表圖表120：直驅伺服響應速度更快直驅伺服響應速度更快 資料來源：Akribis 公眾號，華泰研究 資料來源：Akribis 公眾號，華泰研究 圖表圖表121：相比于傳統的伺服電機相比于傳統的伺服電機+滾珠絲桿滾珠絲桿/齒輪齒條的驅動方式，直線電機驅動齒輪齒條的驅動方式，直線電機驅動在機床方面應用在機床方面應用優勢明顯優勢明顯 對比項對比項 傳統旋轉電機傳統旋轉電機 直線電機直線電機 快移速度 36-48m/min 60m/min 定位精度 0.005-0.1mm 0.002-0.005mm 反響間隙 3m 0 機床精度壽命 2-3 年 10

269、 年 資料來源：Akribis 公眾號，華泰研究 未來：定子扁線化與碳化硅應用成為提升電機能效新方向未來：定子扁線化與碳化硅應用成為提升電機能效新方向 扁線定子設計通過增加槽滿率扁線定子設計通過增加槽滿率提升提升電機效率、功率密度、散熱能力電機效率、功率密度、散熱能力。傳統的永磁同步電機使用圓線電機，圓線電機中線圈繞組在電機內部線圈槽內，相鄰三根圓線之間會有空隙，空間利用率低，功率密度偏低，動力偏弱。扁線電機定子繞組所用的導線形態發生變化，從多根細的圓線轉變成幾根粗的矩形導線，根據匯川聯合動力數據，相比圓線電機，扁線電機槽滿率提升 20%以上，磁場強度和電機功率明顯提升。胡昊波 2022 年在

270、論文電動汽車用扁線永磁電機交流銅耗計算與分析研究中提到，采用不同截面配比的扁線纏繞可以在高頻 1000 Hz 工況下進一步減少 23.5%的銅耗。綜合相比傳統原線電機，扁線電機具有高功率密度、高能量轉換效率、良好的 NVH 性能（電磁噪音低）、優異散熱性能等優勢。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。68 機械設備機械設備 圖表圖表122：傳統圓線繞組存在較大空隙傳統圓線繞組存在較大空隙 圖表圖表123：矩形扁線繞組空間利用率更高矩形扁線繞組空間利用率更高 資料來源：電動汽車用扁線永磁電機交流銅耗計算與分析研究（胡昊波，2022），華泰研究 資料來源：電動汽車用扁線永磁電

271、機交流銅耗計算與分析研究（胡昊波，2022），華泰研究 扁線電機目前主要應用于新能源汽車，多企業布局扁線業務。扁線電機目前主要應用于新能源汽車，多企業布局扁線業務。扁線電機還沒有進入大規模應用階段，當前主要應用為電動汽車市場，其中特斯拉、廣汽、蔚來、比亞迪、吉利、上汽等相繼采用扁線電機。2020 年以來理想 ONE、蔚來 ES6 等車型開始采用扁銅線繞組永磁同步電機，2023 年比亞迪海豚、仰望 U8 等車型也采用扁線永磁電機。根據 NE 時代數據，2022 年新能源車扁線電機出貨量達 276.2 萬套，市場占比 47.6%。目前由于研發能力及技術水平的不同，各個廠家在扁線電機的布局進度不盡相

272、同，扁線電機廠商中按照出貨量排序，弗迪動力領先，特斯拉、聯合電子排名二、三名。國內匯川技術、方正電機、大洋電機等企業都在持續研發扁線繞組技術，目前都已量產出貨。圖表圖表124：多家企業布局扁線業務多家企業布局扁線業務 企業企業 扁線業務發展情況扁線業務發展情況 弗迪動力 2015 年啟動扁線電機技術自主研究，2017 年扁線電機首樣成功，國內率先實現 6 層扁線設計，次年實現產業化，現如今已實現扁線電機研發設計、生產設備、生產工藝的自主化。特斯拉中國 特斯拉擁有 5 種型號的驅動電機，包括 3 臺圓線電機和 2 臺扁線電機。2021 年，特斯拉換裝國產扁線電機3D6，帶動滲透率大幅提升。方正電

273、機 2018 年，方正電機引入牛名奎博士后，系統開發了扁線電機以及自動化生產設備，目前已經小批量供應。聯合電子 2021 年，聯合電子首次提出 X-Pin 繞組概念，并于 2023 年 6 月率先實現批產應用，首批 500 件 X-Pin 樣件在聯合電子太倉工廠下線。大洋電機 2021 年 7 月，大洋電機在投資者互動平臺上表示，扁線電機技術已在 48V BSG 總成產品上實現應用和量產。匯川聯合動力 蘇州匯川聯合動力扁線電機已在多個客戶車型上批量，2022 年發貨 20 萬臺以上。資料來源：行家說動力總成公眾號，華泰研究 扁線電機工藝復雜扁線電機工藝復雜、設備精度要求高，限制大規模量產。、設

274、備精度要求高，限制大規模量產。扁線電機雖然性能較強但大規模應用不易，主要因為扁線電機制造工藝復雜、設備精度要求高，必須依賴專業的高端設備才能實現大規模量產。扁線電機裝配可分為定子、轉子、合裝三大工藝環節，其中轉子線和合裝線相對簡單，而定子裝配線有多道復雜工序，對設備精度和工藝一致性要求極高。扁線電機生產三個核心工藝為 PIN 成型（將扁漆包線放卷、矯直、去漆皮、去毛刺、牽引、裁斷、移載以后，通過折彎或沖壓的方式制成繞組，主要為制成 H Pin）、扭轉（將插好 PIN的定子端部的 PIN 腳按照先外層后內層的順序進行交錯扭轉變形）、動平衡（對電機轉子進行動平衡檢測并切削加工）。免責聲明和披露以及

275、分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。69 機械設備機械設備 圖表圖表125：扁線電機工藝復雜、設備精度要求高扁線電機工藝復雜、設備精度要求高 工藝定義工藝定義 難點難點 解決方案（以匯川技術為例）解決方案（以匯川技術為例）PIN 成型成型 PIN 成型指將扁漆包線放卷、矯直、去漆皮、去毛刺、牽引、裁斷、移載以后，通過折彎或沖壓的方式制成 H Pin。難點在于放卷張力控制和沖壓成型要求高精度；去漆皮、去毛刺、牽引、裁斷要求既保證功能實現，又需要盡可能降低機械沖擊和伺服負載率。扭轉扭轉 扭轉指將插好 PIN 的定子端部的 PIN 腳按照先外層后內層的順序進行交錯扭轉變形。扁線電機定子一般有

276、48 槽，每槽48 層扁線。扭轉過程中，Z軸持續勻速下降，扭轉盤動作由外而內依次進行，并與 Z 軸保持一定同步關系。工藝難點在于根據材料特性分析數據建立扭轉模型仿真，輸出形變過程的離散位置和角度點，耦合成同步曲線。匯川解決方案中扭轉過程更加接近材料特性，仿真輸出離散 Z 軸位置和 C 軸角度，擬合成凸輪曲線，動作更平滑，成型效果更好；同時配方切換時，工藝的參數變更操作也更靈活、快捷。動平衡動平衡 動平衡即對電機轉子進行動平衡檢測并切削加工。電機轉速高達幾萬轉，因此對電機轉子的尺寸均勻分布要求很高 動平衡檢測設備通過一個主動軸經過皮帶，帶動被測電機轉子高速旋轉。旋轉過程中，若轉子有偏心的情況，則

277、會引起皮帶波動，最終通過傳感器將波動信號傳輸到高速采集模塊中進行分析處理，給出切削位置和切削量，并進行切削處理。資料來源：匯川技術公眾號，華泰研究 碳化硅為電機提升能效提供新方向。碳化硅為電機提升能效提供新方向。當前電機能效普遍可達 90%以上，若想在現有基礎上繼續提升電機能效，付出成本將倍數級增加。因此，提高電機控制單元中的主逆變器能效成為提升整個電驅系統能效的新方向。主逆變器是電機控制單元中的核心部件，其能效將直接影響整個電驅系統的能效。目前，主流的逆變器模塊采用的是 IGBT 模塊，雖然 IGBT模塊成本較低，但其效率較低，導致整個電驅系統的能效無法達到最優。而采用 SiC（碳化硅）MO

278、SFET 模塊可以實現從電池到電機路徑的效率提升，給所帶動機械省去能耗。圖表圖表126：博世（博世（Bosch）的逆變器采用碳化硅半導體）的逆變器采用碳化硅半導體 圖表圖表127：安森美半導體安森美半導體 650V SiC MOSFET 資料來源：智芯通公眾號，華泰研究 資料來源：安森美半導體公眾號，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。70 機械設備機械設備 碳化硅屬于寬禁帶材料，介電擊穿強度和熱導率高，開關速度更快。碳化硅屬于寬禁帶材料，介電擊穿強度和熱導率高，開關速度更快。SiC 是一種半導體材料，它的帶隙(3.26 eV）比硅（1.12 eV）大，作為電

279、機控制單元的核心器件具有許多優點。首先，碳化硅體積較小，有利于封裝和集成，可以為電機控制單元的設計提供更多的靈活性。其次，碳化硅開關/導通響應快且損耗更小，能夠大大提高電機的效率，從而降低機械設備的能耗。再次，碳化硅的耐壓值高，是硅基的 10 倍，可以使用更高的電壓，從而提高電機的功率密度，提高設備的續航能力和性能。此外，碳化硅導熱率高，熱導率比硅高三倍，利于散熱，可以進一步提高電機的效率和穩定性。碳化硅 SiC MOSFET 的優點使其成為電機控制單元的理想選擇。圖表圖表128：碳化硅碳化硅寬禁帶優勢寬禁帶優勢 資料來源：安森美半導體公眾號，華泰研究 碳化硅目前發展的痛點主要在于規模迅速擴大

280、碳化硅目前發展的痛點主要在于規模迅速擴大及高效降本及高效降本。雖然碳化硅晶體管帶來更大價值，但仍面臨一些技術性和商業性的挑戰。材料襯底方面，由于碳化硅襯底生產效率低，成本比硅晶片高出許多，再加上后期的外延、芯片制造及器件封裝等低成品率，導致碳化硅器件價格居高不下。三安光電董事長特別助理、北京三安光電有限公司總經理陳昭亮在2022 年 3 月中國電動汽車百人會論壇發表演講表示，根據行業預測，目前碳化硅器件批量化價格仍是硅基 IGBT 的 3-5 倍。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。71 機械設備機械設備 在具身智能中的應用：特斯拉在具身智能中的應用：特斯拉 Optim

281、us 采用電氣驅動采用電氣驅動 特斯拉人形機器人特斯拉人形機器人執行器中主要使用無框力矩電機和空心杯電機。執行器中主要使用無框力矩電機和空心杯電機。旋轉執行器、線性執行器、靈巧手共同構建人形機器人全身關節，目前人形機器人驅動主流方案都需電機完成電氣傳動。相比液壓驅動方案，電氣傳動方案可靠性和精度高、安靜、高效、成本低。人形機器人具有結構緊湊、關節扭矩大的特點，因此目前身體關節選用無框力矩電機，無框力矩電機一般為直流或交流的永磁電機；而手部電機要求體積小、精度高，主流應用為空心杯電機。圖表圖表129：特斯拉特斯拉 Optimus 旋轉執行器中使用無框電機旋轉執行器中使用無框電機 圖表圖表130：

282、特斯拉特斯拉 Optimus 的手部模組的手部模組 資料來源：Tesla AI Day 2022，華泰研究 資料來源：Tesla AI Day 2022，華泰研究 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。72 機械設備機械設備 機械傳動：機械傳動：高精控制百寶箱高精控制百寶箱 機械傳動：高精確度的轉矩、轉速變換器機械傳動：高精確度的轉矩、轉速變換器 機械傳動即用各種形式機構傳遞運動和動力，機械傳動即用各種形式機構傳遞運動和動力，主要用于轉變原動機輸出的動力及運動形式，以滿足工作機需求，多種基本傳動機構組合即構成機械傳動系統。按零件功能進行拆分，一般的機械傳動系統主要由傳動類

283、零件、導向支承類零件、連接類零件與箱體四大部分組成：1）傳動類零件用于傳遞運動和動力，如齒輪、帶、帶輪等；2）導向支承類零件用于導向、支承傳動零件，如軸、軸承等；3）連接類零件用于將兩個及兩個以上零件連接成一個整體，如鍵、聯軸器等；4）箱體用來支承和固定傳動零件，為傳動零件提供密封的工作空間。機械傳動特性包括運動與動力特性。機械傳動特性包括運動與動力特性。機械傳動系統運動特性主要包括轉速、傳動比、變速范圍等，其中，傳動比為主動件轉速與從動件轉速之比，傳動比1 為減速傳動，傳動比1 為增速傳動，傳動系統總傳動比為各級傳動比的乘積。動力特性主要包括功率、轉矩、機械效率、變矩系數等，機械傳動系統總效

284、率即為傳動機構、軸承、聯軸器等組成部分效率的連乘積。圖表圖表131：機械傳動系統的一般組成機械傳動系統的一般組成 資料來源：潘傳九化工設備機械基礎（2018），華泰研究 圖表圖表132：各類傳動機構可實現的運動、動力轉換功能各異各類傳動機構可實現的運動、動力轉換功能各異 資料來源：秦大同等現代機械設計手冊（2019），華泰研究 形式形式形成形成方向方向速度速度大小大小形式形式絲杠螺母齒輪齒輪齒條鏈輪鏈條帶、帶輪纜繩、繩輪杠桿機構連桿機構凸輪機構摩擦輪萬向節軟軸蝸輪蝸桿間歇機構運動的變換運動的變換動力的變換動力的變換傳動機構傳動機構 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。7

285、3 機械設備機械設備 傳動比精確為機械傳動核心優勢，傳動比精確為機械傳動核心優勢，主要用于中低速有級變速傳動。主要用于中低速有級變速傳動。作為三大傳動方式之一，相較于液壓傳動、電氣傳動，機械傳動主要優點在于：1）傳動比準確，適用于定比傳動；2）實現回轉運動的結構簡單，并能傳遞較大的扭矩；3）故障容易發現，便于維修；4）傳動效率高。但機械傳動一般情況下不夠平穩，制造精度不高時，振動和噪聲較大，實現無級變速的機構較復雜，成本高，故機械傳動主要用于速度不太高的有級變速傳動中。圖表圖表133：機械傳動與電氣傳動、流體傳動對比機械傳動與電氣傳動、流體傳動對比 資料來源：李壯云液壓元件與系統（2019），

286、華泰研究 根據原理根據原理差異差異，機械傳動可分為摩擦、嚙合、推壓傳動三類，機械傳動可分為摩擦、嚙合、推壓傳動三類。其中，摩擦傳動主要包括帶傳動、繩傳動等；嚙合傳動主要包括齒輪傳動、螺桿傳動、螺旋傳動、鏈傳動、同步帶傳動等，推壓傳動主要包括凸輪機構、連桿機構等。此外，機械傳動也可按照傳動比是否改變劃分為固定傳動比（摩擦輪機構、帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、螺旋傳動）、可調傳動比（有級變速傳動、無級變速傳動）、變傳動比（連桿機構、非圓齒輪傳動、不完全齒輪傳動、凸輪機構、槽輪機構、棘輪機構）；按照能量流動路線劃分為單流傳動與多流傳動等。圖表圖表134：機械傳動可按照傳動原理分為摩擦傳動、嚙合

287、傳動、推壓傳動三類機械傳動可按照傳動原理分為摩擦傳動、嚙合傳動、推壓傳動三類 資料來源：秦大同等現代機械設計手冊（2019），華泰研究 液壓傳動液壓傳動氣壓傳動氣壓傳動定義定義通過機械構件如杠桿、凸輪、齒輪、軸、皮帶、鏈條等把能量和動力傳送給工作機構利用電力設備，通過調節電參數來傳遞或控制能量和動力功率與質量比功率與質量比小小大中等轉矩與轉動慣量比轉矩與轉動慣量比小小大中等響應速度響應速度低中等高低可控性可控性差中等好中等負載剛度負載剛度中等差大差調速范圍調速范圍小中等大小控制精度控制精度高高一般一般優缺點總結優缺點總結優點:優點:傳動準確可靠、制造容易、操作簡單、維護方便、傳動效率高；缺點:

288、缺點:不能進行無級調速，遠距離傳動較困難，結構復雜；優點:優點:能量傳遞方便，信號傳遞迅速，標準化程度高，易于實現自動化；缺點：缺點：運動平穩性差，易受外界負載影響，慣性大，起動及換向慢，成本較高等；優點：優點：功率-質量比大，速度調節容易，操縱省力等；缺點：缺點：溫度影響較大，傳動效率低，傳動精度較差；優點：優點：結構簡單，成本低，易于實現無級調速，阻力損失小等；缺點：缺點：空氣易壓縮，負載對傳動特性的影響較大，工作壓力低，只適合于小功率傳動典型應用場景典型應用場景機械傳動中齒輪傳動應用最廣，用于機器人等智能裝備及各類機械裝置中所有工作機械均有應用工程機械、壓力機械等大功率應用場景；機床等需

289、無級變速應用場景；航空工業等對功率與質量比較敏感應用場景電子工業、包裝機械、食品機械等小功率應用場景傳動特性傳動特性機械傳動機械傳動電氣傳動電氣傳動流體傳動流體傳動以有壓液體或氣體為工作介質，通過動力元件把原動機輸出的機械能轉化為液體或氣體的壓力能，進而借助管道和控制元件把有壓液體或氣體輸送到執行元件，從而把壓力能轉換為機械能，驅動負載直線/回轉運動嚙合傳動直接接觸有中間件普普通通齒齒輪輪傳傳動動非非圓圓齒齒輪輪傳傳動動不不完完全全齒齒輪輪傳傳動動行行星星齒齒輪輪傳傳動動蝸蝸桿桿傳傳動動螺螺旋旋傳傳動動鏈鏈傳傳動動鏈鏈式式無無級級變變速速同同步步帶帶傳傳動動機械傳動機械傳動直接接觸摩擦傳動有中

290、間件摩摩擦擦輪輪機機構構摩摩擦擦式式無無級級變變速速帶帶傳傳動動帶帶式式無無級級變變速速繩繩傳傳動動推壓傳動直接接觸有中間件凸凸輪輪機機構構棘棘輪輪機機構構槽槽輪輪機機構構連連桿桿機機構構 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。74 機械設備機械設備 不同不同應用應用場景傳動機構需求不同，一般組合應用。場景傳動機構需求不同，一般組合應用。機械傳動的選擇一般考慮 7 大因素6：1)執行系統的工況及工作要求與原動機機械特性的匹配執行系統的工況及工作要求與原動機機械特性的匹配程度程度：若原動機性能完全適合執行系統的工況和工作要求，可采用無滑動的機械傳動使兩者同步，若執行系統要求

291、輸入速度能調節，應選擇能調速的傳動系統；2)工作要求傳遞的功率：工作要求傳遞的功率：如蝸桿傳動工作時發熱情況較為嚴重，傳遞功率不宜過大；摩擦輪傳動須有足夠的壓緊力，不宜用于大功率傳動；帶傳動和鏈傳動若需增大傳遞功率，則需增大鏈的排數和帶的根數，會引起載荷分布不均；齒輪傳動在傳遞大功率方面優于其他傳動，應用最廣。3)工作要求傳遞的運轉速度：工作要求傳遞的運轉速度：若要求較高的運轉速度，一般采用高精度直齒圓柱齒輪傳動、同步帶傳動、齒形鏈傳動；普通 V 帶傳動速度太大、離心力過大，會縮短帶的工作壽命，因此帶傳動的最大允許速度應低于 40m/s；鏈傳動存在運動不勻性，不適用于高速傳動場合。4)機械傳動

292、機構的效率：機械傳動機構的效率：滿足傳動比、功率等指標的前提下，一般選用單級傳動，縮短傳動鏈，提高傳動效率。5)結構布置與外廓尺寸：結構布置與外廓尺寸：傳動尺寸緊湊，一般選用齒輪傳動、蝸桿傳動、行星齒輪傳動；傳動距離較遠，一般采用帶傳動、鏈傳動。6)機械運轉環境與安全性：機械運轉環境與安全性：如工作環境惡劣，一般選用鏈傳動。7)考慮經濟性?？紤]經濟性。結合各應用場景機械傳動機構的選擇，凸輪、連桿、齒輪機構較為常用，其中齒輪齒輪機構機構傳動精確、強度大、負載高、結構緊湊、摩擦力小、效率高，在生產活動中最為常用。此外，螺旋機構中滾珠絲杠傳動滾珠絲杠傳動摩擦損失小、傳動效率高、精度高、可保障高速進給

293、與微進給，在工具機械與精密機械中最為常用。但當前生產環境較為復雜，為實現執行構件的運動形式、運動參數及運動協調關系，機械傳動機構一般組合應用。圖表圖表135：牛頭刨床機械傳動系統包括帶傳動機構、齒輪機構、連桿機構、螺旋機構牛頭刨床機械傳動系統包括帶傳動機構、齒輪機構、連桿機構、螺旋機構 資料來源：周桂英機械基礎（2016），華泰研究 6 機械設計（上冊）：機器與機構分析和設計 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。75 機械設備機械設備 圖表圖表136：各主要傳動機構應用場景各異各主要傳動機構應用場景各異 資料來源：李會文等機械分析應用基礎（第 2 版）（2017），華泰

294、研究 類型類型運動形式變換運動形式變換圖例圖例功率/kW功率/kW效率/%效率/%優點優點缺點缺點應用應用平面連桿平面連桿機構機構回轉、擺動、往復移動回轉、擺動、往復移動大、中、小較高結構簡單、制造方便；行程較大；連接處為面接觸，磨損較輕，能承受較大載荷一般不宜高速運動常用于重型機械、輕工機械、農業機械及機床、儀表等凸輪凸輪機構機構回轉往復移動、擺動小較低可實現從動件的任意運動規律凸輪制造復雜；高速時沖擊較大常用于自動機床的進給機構、印刷機、內燃機、紡織機等棘輪棘輪機構機構擺動間歇回轉或移動中、小較低結構簡單，角位移調節方便平穩性差；高速時噪聲大；傳遞動力不宜過大常用于間歇轉動角度很小或常需調

295、節轉角大小的場合，如牛頭皰瘡工作臺的進給機構槽輪槽輪機構機構回轉間歇回轉中、小較高結構較簡單，工作可靠；運動較平穩間歇運動轉角不可調；每次槽輪轉角不小于45多用于不需經常調節轉角的轉位運動，如自動機床上的轉動刀架V帶傳動V帶傳動機構機構回轉移動1009497能遠距離傳動；工作平穩；能吸振緩沖；過載打滑起保護作用；結構簡單、成本低傳動比不準確常用于機床、運輸機、農業機械、紡織機械等，通常置于傳動系統的高速級鏈傳動機鏈傳動機構構回轉移動1009297可在高溫、油、酸等惡劣環境下工作；遠距離傳動瞬時傳動比有波動常用于農業、化工、石油、礦山機械以及運輸機械和起重機械等。通常置于傳動系統的低速級圓柱齒輪

296、圓柱齒輪機構機構回轉回轉(兩軸平行)750(直齒)50000(斜齒)9598(直齒)9699(斜齒)錐齒輪機錐齒輪機構構回轉回轉(兩周垂直相交)5009598蝸桿蝸桿機構機構回轉回轉(兩周垂直相交)507082傳動比大而尺寸??；傳動平穩效率低；因摩擦大，部分渦輪需用價格較貴的青銅制造常用于車床溜板箱、銑床分度頭、手動轆轤滑動螺旋滑動螺旋機構機構回轉移動中、小3060工作平穩；運動精度較高；尺寸緊湊；降速、增力效果好效率低、易磨損常用于機床的進給機構和機械的調速裝置、起重升降裝置等適用的功率和速度范圍廣、壽命長、效率高、傳動比準確常用于各類機床、冶金礦山機械、起重機械、汽車、船舶、輕工機械、化工

297、機械、儀表等噪聲大，制造精度要求高 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。76 機械設備機械設備 傳動原理：“回轉回轉”、“回轉移動”等運動形式傳動原理：“回轉回轉”、“回轉移動”等運動形式 機械傳動可實現“回轉回轉”、“回轉移動”等運動形式的變換，本章從機械傳動可實現的運動形式變換角度出發，對主要機械傳動機構分類及原理進行分析?；剞D回轉：齒輪傳動應用最為廣泛，輪系為主要應用形式回轉回轉：齒輪傳動應用最為廣泛，輪系為主要應用形式 齒輪機構通過一對齒輪的齒面依次嚙合來傳遞空間兩任意軸之間的運動和動力。齒輪機構通過一對齒輪的齒面依次嚙合來傳遞空間兩任意軸之間的運動和動力。根據

298、兩軸線間的相對位置和輪齒齒向，齒輪傳動可分為平行軸齒輪傳動、相交軸齒輪傳動和交錯軸齒輪傳動三大類。齒輪傳動一般應用于回轉回轉運動過程中，但部分結構，如齒輪齒條傳動（屬于漸開線齒輪傳動），主要用于實現回轉移動變換。齒輪傳動種類多樣，漸開線圓柱齒輪應用最廣，可用于船舶、礦山、輕工、建材等領域。圖表圖表137：齒輪傳動分類齒輪傳動分類 資料來源：秦大同等現代機械設計手冊（2019），華泰研究 齒輪傳動齒輪傳動平行軸齒輪傳動平行軸齒輪傳動相交軸齒輪傳動相交軸齒輪傳動交錯軸齒輪傳動交錯軸齒輪傳動圓柱齒輪傳動圓柱齒輪傳動非圓齒輪傳動非圓齒輪傳動直齒錐齒輪傳動直齒錐齒輪傳動斜齒錐齒輪傳動斜齒錐齒輪傳動曲線齒

299、錐齒輪傳動曲線齒錐齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動準雙曲面齒輪傳動準雙曲面齒輪傳動蝸桿傳動蝸桿傳動漸開線齒輪傳動漸開線齒輪傳動圓弧齒輪傳動圓弧齒輪傳動擺線齒輪傳動擺線齒輪傳動其他其他普通圓柱蝸桿傳動普通圓柱蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動環面蝸桿傳動環面蝸桿傳動錐蝸桿傳動錐蝸桿傳動 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。77 機械設備機械設備 圖表圖表138：齒輪傳動主要特點及適用范圍齒輪傳動主要特點及適用范圍 資料來源：秦大同等現代機械設計手冊（2019），華泰研究 輪系為齒輪機構主要應用形式。輪系為齒輪機構主要應用形式。齒輪傳動適用的圓周速度與功率范圍

300、廣，效率高，傳動比穩定，壽命較長，工作可靠性較高，可實現平行軸、任意角相交軸和任意角交錯軸之間的傳動，但不適宜于遠距離兩軸間傳動。為彌補齒輪傳動缺陷，生產中多采用一系列互相嚙合的齒輪將輸入軸、輸出軸相連接，即輪系。輪系可一定程度彌補一對齒輪的劣勢，實現較遠距離傳動、從動軸多種變速與換向、較大傳動比，以及合成或分解運動等，應用廣泛的特殊輪系如擺線針輪行星輪系、諧波齒輪系等，變速箱、差速器、齒輪減速器等均采用輪系。根據輪系運轉時各齒輪軸線的幾何位置是否固定，輪系可分為定軸輪系、周轉輪系、混合輪系三大類。圖例圖例主要特點主要特點應用應用傳動的速度和功率范圍很大；傳動效率高，一對齒輪可達0.980.9

301、95；精度愈高，潤滑愈好,效率愈高；對中心距的敏感性小，互換性好；裝配和維修方便；可以進行變位切削及各種修形、修緣，從而提高傳動質量；易于進行精密加工，是齒輪傳動中應用最廣的傳動高速船用透平齒輪，大型軋機齒輪，礦山、輕工、化工和建材機械齒輪等單圓弧齒輪傳動單圓弧齒輪傳動接觸強度比漸開線齒輪高；彎曲強度比漸開線輪低；跑合性能好；沒有根切現象；只有做成斜齒，不能做成直齒；中心距的敏感性比漸開線齒輪大；互換性比漸開線齒輪差；噪聲稍大雙圓弧齒輪傳動雙圓弧齒輪傳動除具有單圓弧齒輪的優點外，彎曲強度比單圓弧齒輪高(一般高40%60%)，可用同一把滾刀加工一對互相嚙合的齒輪，比單圓弧齒輪傳動平穩，噪聲和振動

302、比單圓弧齒輪小有外嚙合(外擺線)內嚙合(內擺線)和齒條嚙合(漸開線)三種型式。適用于低速、重載的機械傳動和粉塵多、潤滑條件差等工作環境惡劣的場合，傳動效率n=0.90.93(無潤滑油時)或n=0.930.95(有潤滑油時)。與一般齒輪相比,結構簡單加工容易、造價低、拆修方便起重機回轉機構，球磨機傳動機構，磷肥工業用回轉化成室，翻盤式真空過濾機底部傳動機構，工業加熱爐用臺車拖曳機構，化工行業非圓齒輪可以實現特殊的運動和實現函數運算，對機構的運動特性很有利，可以提高機構的性能，改善機構的運動條件；如應用在自動機器中，可使機器的工作機構和控制機構具有變速運動，可以協調平行工作的機構的循環時間，用非圓

303、齒輪帶動較鏈連桿機構的主動件時，使較鏈連桿機構的運動特性具有所需的形式自動機器儀器儀表、紡織機械繞線托架機構等直齒錐齒輪傳動直齒錐齒輪傳動比曲線齒錐齒輪的軸向力小，制造容易機床、汽車、拖拉機等機械中軸線相交的傳動斜齒錐齒輪傳動斜齒錐齒輪傳動比直齒錐齒輪總重合度大，噪聲較低機床、汽車曲線齒錐齒輪傳動曲線齒錐齒輪傳動比直齒錐齒輪傳動平穩，噪聲小，承載能力大，但軸向力較大汽車驅動橋傳動、拖拉機及機床傳動是由兩個螺旋角不等(或螺旋角相等,旋向也相同)的斜齒齒輪組成的齒輪副，兩齒輪的軸線可以成任意角度，缺點是齒面為點接觸，齒面間的滑動速度大，所以承載能力和傳動效率比較低，故只能用于輕載或傳遞運動的場合用

304、于空間傳動機構比曲線齒錐齒輪傳動更平穩，利用偏置距增大小輪直徑，可增加小輪剛性，傳動效率比直齒錐齒輪低最廣泛用于越野及小客車，也用于卡車，可用以代替蝸桿傳動普通圓柱蝸桿傳動普通圓柱蝸桿傳動傳動比大，工作平穩，噪聲較小，結構緊湊，在一定條件下有自鎖性，效率低多用于中小負荷間歇工作場景，如小型轉爐傾動機構圓弧圓柱蝸桿傳動圓弧圓柱蝸桿傳動接觸線形狀有利于形成油膜，傳動效率及承載能力均高于普通圓柱蝸桿傳動用于中小負荷間歇工作場景，如軋鋼機壓下裝置環面蝸桿傳動環面蝸桿傳動有利于形成油膜，承載能力大，一般比普通圓柱蝸桿傳動大2-3倍，但制造工藝較復雜軋機壓下裝置，各種絞車、冷擠壓機、轉爐、軍工產品以及其他

305、冶金礦山設備等錐面蝸桿傳動錐面蝸桿傳動同時接觸齒數多，齒面可得到較充分的潤滑和冷卻，易于形成油膜，傳動比較平穩，效率較普通圓柱蝸桿傳動高，設計與制造較復雜結構要求比較緊湊的場合蝸桿傳蝸桿傳動動漸開線圓柱齒輪傳動漸開線圓柱齒輪傳動擺線針輪傳動擺線針輪傳動非圓齒輪傳動非圓齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動交錯軸斜齒輪傳動準雙曲面齒輪傳動準雙曲面齒輪傳動軋機減速器，礦井卷揚機減速齒輪，鼓風機、制氧機、壓縮機減速器種類種類圓弧圓圓弧圓柱齒輪柱齒輪傳動傳動錐齒輪錐齒輪傳動傳動 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。78 機械設備機械設備 圖表圖表139：輪系可分為定軸輪系、周轉輪系、組合輪系

306、三大類輪系可分為定軸輪系、周轉輪系、組合輪系三大類 資料來源：陳霖等機械設計基礎（第 3 版）（2017），華泰研究 回轉移動：帶傳動、凸輪機構、螺旋機構較為常用回轉移動：帶傳動、凸輪機構、螺旋機構較為常用 帶傳動：主要用于高速級、圓周力較小場合帶傳動：主要用于高速級、圓周力較小場合 帶傳動即兩個或多個帶輪之間用帶作為中間撓性零件的傳動，帶傳動即兩個或多個帶輪之間用帶作為中間撓性零件的傳動，通過帶與帶輪之間的摩擦或嚙合來傳遞運動和動力。根據帶傳動傳遞力的方式不同，帶傳動可分為摩擦型帶傳動與嚙合型帶傳動兩類。摩擦型帶傳動由主動輪、從動輪、撓性傳動帶組成，傳動帶緊套在兩個帶輪上，主動輪旋轉時，依靠

307、摩擦力使傳動帶運動而驅動從動輪轉動，主要包括平帶傳動、V 帶傳動、多楔帶傳動、圓帶傳動四類，其中，V 帶傳動在同樣張緊力下，較平帶傳動可產生更大的摩擦力、更高的承載力、更大的傳動功率，且標準化程度高、傳動比大、結構緊湊，應用最為廣泛。嚙合型帶傳動由主動同步帶輪、從動同步帶輪、環形同步帶組成，主要靠傳動帶與帶輪上的齒相互嚙合來傳遞運動和動力，同步帶傳動為最典型的嚙合型帶傳動。相較于摩擦型帶傳動，嚙合型帶傳動傳遞功率大、傳動比準確，多用于錄音機、數控機床等要求傳動平穩、傳動精度較高的場合。圖表圖表140：帶傳動可分為摩擦型、嚙合型兩類帶傳動可分為摩擦型、嚙合型兩類 資料來源：陳霖等機械設計基礎（第

308、 3 版）（2017），李會文等機械分析應用基礎（第 2 版）（2017），華泰研究 輪系輪系定軸輪系定軸輪系周轉輪系周轉輪系組合輪系組合輪系圖例圖例特點特點運轉時輪系中所有齒輪的幾何軸線相對于機架都是固定的，各齒輪繞自身的軸線旋轉，軸線不做任何運動，為相對簡單的輪系輪系運行時，太陽輪轉動，帶動行星輪繞自己的軸線轉動(自轉)，同時還在系桿的帶動下隨同其軸線繞太陽輪的軸線轉動(公轉)；周轉輪系根據機構自由度差異可分為差動輪系、行星輪系兩類由定軸、周轉輪系組成嚙合型嚙合型平帶平帶V帶V帶多楔帶多楔帶圓帶圓帶同步帶同步帶圖例特點1)由多層膠帆布構成；2)橫截面形狀為扁平矩形；3)工作面是與輪面相接觸

309、的內表面；4)結構簡單、帶輪制造容易；1)橫截面形狀為等腰梯形；2)工作面是與輪槽相接觸的兩側面，V帶與底槽不接觸；3)V帶較平帶能產生更大的摩擦力，可傳遞較大的功率且結構更緊湊；1)以平帶為基體，內表面排布等距縱向槽(梯形)；2)工作面為梯形楔的側面；3)兼有平帶彎曲應力小和V 帶摩擦力大的優點，可克服多根V帶傳動受力不均的缺點；1)截面為圓形；2)一般用皮革或棉繩制成；3)結構簡單，但傳動功率很??；1)綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動的特點；2)工作面呈齒形；3)具有傳遞功率大、傳動精準等特點;應用傳動中心距較大的場合應用較多。一般平帶是有接頭的橡膠布帶，運轉不平穩，不適于高速運轉;在某些高

310、速機械(如磨床、離心機等)中常用無接頭的高速環形膠帶、絲織帶和錦綸編織帶等允許的傳動功率比較大、中心距較小、外廓尺寸小，且V帶無接頭，傳動較平穩，故應用最廣常用于傳遞功率較大且結構要求緊湊及速度較高的場合，特別是要求V帶根數多和輪軸垂直地面的場合常用于低速輕載的儀器或家用機械，如縫紉機、真空吸塵器、磁帶盤等常用于錄音機、數控機床等要求傳動平穩、傳動精度較高的場合摩擦型摩擦型分類分類 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。79 機械設備機械設備 帶傳動多用于高速級、圓周力較小場合。帶傳動多用于高速級、圓周力較小場合。帶傳動具備傳動平穩、噪聲小，過載保護，傳動中心距較大，制造

311、簡單等優點，但帶傳動缺點亦較為明顯：帶傳動工作時會產生彈性滑動，不能保持準確傳動比，傳動進度較低；帶傳動輪廓尺寸大、傳動效率低；帶的壽命較短，對環境要求較高。故帶傳動主要用在傳遞功率不大、速度適中、傳動比要求不嚴帶傳動主要用在傳遞功率不大、速度適中、傳動比要求不嚴格且中心距較大場合，在多級傳動系統中，帶傳動多置于高速級，起過載保護作用，同時格且中心距較大場合，在多級傳動系統中，帶傳動多置于高速級，起過載保護作用，同時減小其結構尺寸與重量減小其結構尺寸與重量。鏈傳動與帶傳動同屬撓性傳動，但鏈傳動應用鏈傳動與帶傳動同屬撓性傳動，但鏈傳動應用范圍范圍相對少。相對少。鏈傳動與帶傳動結構相似，由主、從動

312、鏈輪以及繞在兩輪上的撓性鏈條組成。相較帶傳動，鏈傳動沒有彈性滑動和打滑，需要的張緊力小，作用在軸和軸承上的壓力較小，傳遞功率大，傳動效率高，能在潮濕、多塵、高溫、有油污等惡劣條件下工作；但鏈傳動瞬時鏈速和瞬時傳動比不恒定，故傳動平穩性差，工作時沖擊、振動和噪聲較大，且載荷變化大，急速反向轉動時性能差?；阪渹鲃犹匦?，其應用場景較帶傳動范圍小，主要用于中心距較大、要求平均傳動比準確的主要用于中心距較大、要求平均傳動比準確的傳動，環境惡劣的開式傳動，以及低速、重載傳動和潤滑良好的高速傳動中，如農業機械、傳動，環境惡劣的開式傳動，以及低速、重載傳動和潤滑良好的高速傳動中，如農業機械、礦山機械、機床及

313、摩托車等礦山機械、機床及摩托車等。圖表圖表141：帶傳動示意圖帶傳動示意圖 圖表圖表142：鏈傳動示意圖鏈傳動示意圖 資料來源：潘傳九化工設備機械基礎（第三版）（2018），華泰研究 資料來源：潘傳九化工設備機械基礎（第三版）（2018），華泰研究 凸輪機構：主要用于小傳力往復移動場合凸輪機構：主要用于小傳力往復移動場合 凸輪機構主要適用往復移動場合。凸輪機構主要適用往復移動場合。凸輪機構主要由凸輪、從動件及機架三個基本構件組成，其中，凸輪為具有曲線輪廓或溝槽的構件，在其運動時，通過輪廓或溝槽驅動從動件運動。凸輪結構簡單、緊湊，設計方便，但凸輪輪廓與從動件之間為點接觸或線接觸，易于磨損，故多用

314、于傳力不大而需要實現特殊運動規律的場合，如自動機床的進給機構、上料機構、多用于傳力不大而需要實現特殊運動規律的場合，如自動機床的進給機構、上料機構、內燃機配氣機構、印刷機和紡織機中的有關機構等內燃機配氣機構、印刷機和紡織機中的有關機構等。凸輪有多種分類方式，按凸輪形狀可分為盤形凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪，其中，盤形凸輪、圓柱凸輪主要用于實現回轉移動運動切換。圖表圖表143：凸輪機構按照凸輪形狀可分為盤型凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪凸輪機構按照凸輪形狀可分為盤型凸輪、移動凸輪、圓柱凸輪 資料來源：李會文等機械分析應用基礎（第 2 版）（2017），華泰研究 主動輪從動輪傳動帶圓柱凸輪圓柱凸輪移動移動凸

315、輪凸輪盤形凸輪盤形凸輪vvv 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。80 機械設備機械設備 螺旋機構：廣泛應用于精密儀器儀表螺旋機構：廣泛應用于精密儀器儀表 滾動滾動螺旋機構螺旋機構在在精密精密機械中最為常用機械中最為常用。螺旋機構又稱絲杠螺母機構，其利用螺桿與螺母組成的螺旋副將旋轉運動轉換成直線運動（也可反之將直線運動轉換成旋轉運動），同時傳遞轉矩和動力，并可調整零件的相對位置。螺旋機構傳動結構簡單，工作連續平穩，承載能力大，傳動精度高，但存在摩擦損失大、傳動效率低等缺點，滾動螺旋傳動應用大幅改善螺旋傳動缺點，在精度要求較高的機械設備、儀器儀表中廣泛在精度要求較高的機械

316、設備、儀器儀表中廣泛應用應用。圖表圖表144：螺旋傳動可分為普通、滾動、靜壓螺旋傳動三類螺旋傳動可分為普通、滾動、靜壓螺旋傳動三類 資料來源：周克媛等機械基礎（第 3 版）（2017），李會文等機械分析應用基礎（第 2 版）（2017），華泰研究 其他：齒輪齒條其他：齒輪齒條可實現“回轉移動”的齒輪傳動機構可實現“回轉移動”的齒輪傳動機構 齒輪齒條為齒輪傳動中用于實現齒輪齒條為齒輪傳動中用于實現“回轉移動回轉移動”的機構。的機構。如前所述，齒輪傳動一般應用于“回轉回轉”的運動形式變換，但部分機構可實現“回轉移動”，典例即為齒輪齒條。齒輪齒條由圓形的齒輪和直線形的齒條相互嚙合，將加載在齒輪上的旋

317、轉運動轉換為齒輪與齒條間相互的直線運動。齒輪齒條傳動的承載力大，傳動精度較高，可無限長度對接延續，傳動速度可以很高。但若其加工安裝精度差，傳動噪聲與磨損或較大。齒輪齒條典型用途包括大版面鋼板、玻璃數控切割機等。圖表圖表145：齒輪齒條由圓形齒輪與直線齒輪齒條由圓形齒輪與直線型齒條相互嚙合型齒條相互嚙合 資料來源：深圳鴻泰興官網，華泰研究 場景場景示例示例傳力螺旋1）以傳遞動力為主；2）用較小的力轉動螺桿(或螺母)，產生較大的軸向力，形成軸向運動；3）要求較高的強度和自鎖性；舉重或擠壓機構，如螺旋千斤頂傳動螺旋1）以傳遞運動為主，有時也承受較大的軸向載荷；2）要求有較高的傳動精度和傳動效率，常采

318、用多線螺紋提高效率；機床刀架與工作臺的進給機構調整螺旋1）用來調整并固定零件或部件之間的相對位置，一般在空載下調整；2）受力較小，要求有可靠的自鎖性能和精度；工具、夾具、車床的手動調整機構滾動螺旋傳動1）數控機床、精密機床、測試機械、儀器的傳動螺旋和調整螺旋；2）飛行器、船舶等自動控制系統的傳動螺旋；靜壓螺旋傳動精密機床的進給、分度機構的傳動螺旋1）傳動效率高(可達99%)，具傳動可逆性，運轉平穩，無爬行現象；2）反向時無空行程，定位精度高，摩擦阻力極小，磨損很??；3）螺母結構復雜，需有一套要求較高的供油系統，僅用于要求高效率、高精度的重要傳動；應用應用1）結構簡單，制造方便，運轉平穩，易于自

319、鎖；2）摩擦阻力大，傳動效率低（30%-40%）；3）有側向間隙，反向有空行程，低速有爬行；普通螺旋傳動1）傳動效率高(90%)，具傳動可逆性，運轉平穩，低速不爬行；2）經調整預緊，可獲得很高的定位精度和較高的軸向剛度；3）結構復雜，抗沖擊性能差，不具有自鎖性，多由專業廠制造；分類及特點分類及特點機床工作臺移動機構機床工作臺移動機構托盤螺母手柄工作臺螺桿活動鉗口固定鉗口螺母臺虎鉗臺虎鉗托盤螺母手柄螺桿螺旋千斤頂螺旋千斤頂滾珠循環裝置滾珠螺桿螺母 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。81 機械設備機械設備 “回轉移動”“回轉移動”傳動結構各有優缺傳動結構各有優缺，適用場合

320、差異性較大，適用場合差異性較大?？蓪崿F“回轉移動”的各類機構中，同步帶傳動、滾動螺旋傳動、齒輪齒條傳動較為常見，其中，同步帶傳動承載力較大，加寬傳動帶可以提高負載承載力，傳動精度較高，但較長的傳動帶會產生彈性變形和振動，故工作行程有限；滾動螺旋傳動不能自鎖，傳動效率高，精度高，噪聲低，適合高速往返傳動，但是水平傳動跨距若較大時要考慮極限轉速和自重下垂變形，對于工作行程較大的大型數控機床，一般采用齒輪齒條結構進行替代；齒輪齒條傳動定位精度、傳動效率低，但承載能力強、行程不受限制，多用于長距離、大載荷傳輸。圖表圖表146：“回轉移動”傳動機構各有優缺點“回轉移動”傳動機構各有優缺點 資料來源：上海

321、會通自動化官網，華泰研究 多運動形式變換：連桿機構多運動形式變換：連桿機構 連桿機構可實現的運動形式變換連桿機構可實現的運動形式變換較為較為多樣，多樣，可實現由“回轉、擺動、往復移動回轉、擺動、往復移動”。連桿機構由若干構件用低副（轉動副/移動副/螺旋副/圓柱副/球面副即球銷副）鏈接構成，按構件的相對運動關系，連桿機構可分為平面連桿機構（組成構件均在同一平面或相互平行的平面內運動）與空間連桿機構（組成構件不在同一平面內或不在相互平行的平面內運動）。連桿結構多用所含構件數命名，如含四個構件的連桿機構稱為四桿機構。連桿機構連桿機構應用廣泛，應用廣泛，優缺點均較為顯著：優缺點均較為顯著：優點：優點：

322、1）運動副一般均為低副。低副中兩運動副元素為面接觸，壓強較小，故可承受較大的載荷；有利于潤滑，磨損較??；運動副元素的幾何形狀較簡單，便于加工制造，易獲得較高的制造精度；兩構件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來維系的，而凸輪機構有時需利用彈簧等力封閉來保持接觸。2）可實現多種形式的運動變換和運動規律。在連桿機構中，當原動件的運動規律不變時，改變各構件的相對長度可使從動件得到不同的運動規律。3）具有豐富的連桿曲線。在連桿機構中，連桿上各點的軌跡是各種不同形狀的曲線（即連桿曲線），其形狀隨著各構件相對長度的改變而改變，可滿足不同軌跡的設計要求。缺點：缺點：1）傳遞運動的累積誤差比較大，機械效率低。由于連

323、桿機構的運動必須經過中間構件進行傳遞，因而傳遞路線較長，易產生較大的誤差積累，同時，降低了機械效率。2）不適用于高速運動的場合。在連桿機構運動過程中，連桿及滑塊的質心都在作變速運動，所產生的慣性力難以用一般平衡方法加以消除，因而會增加機構的動載荷，容易使機構在運動中產生振動和沖擊，嚴重時還會影響機械產品的工作精度與壽命，所以連桿機構不適于高速運動的場合。3）機構設計復雜，難以實現精確的軌跡。雖然可以利用連桿機構來滿足一些運動規律和運動軌跡的設計要求，但其設計十分繁難，且一般只能近似地得以滿足。優點優點缺點缺點適用場合適用場合同步帶傳動短距離傳動速度可以很高，傳動精度較高，噪音低承載力較大，大負

324、載需加寬皮帶，傳動長度過大需考慮較大的彈性變形和振動，大距離傳動不適合精確定位、連續性運動控制，可用于伺服電機到傳動齒輪或伺服電機到絲杠的短距離傳動小型數控設備、某些打印機齒輪齒條傳動承載力大，傳動精度較高，可達0.1mm，可無限長度對接延續，傳動速度可以很高，2m/s若加工安裝精度差，傳動噪音大，磨損大激光/玻璃/鋼板數控切割機，建筑施工升降機可達30層樓高滾動螺旋傳動不能自鎖，傳動效率高，精度高，噪音低，適合高速往返傳動水平傳動跨距大需考慮極限轉速和自重下垂變形，傳動長度不可過長；長時間使用傳動間隙變大，精度變差；成本高數控機床，小版面數控切割機；機電一體化設備行程6m以下的直線傳動系統使

325、用最為廣泛的傳動形式機構機構 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。82 機械設備機械設備 平面四桿機構為平面連桿機構基礎。平面四桿機構為平面連桿機構基礎。平面連桿機構中，結構最簡單且應用最廣泛的是平面四桿機構，其他機構可看成是由平面四桿機構演化而來。平面四桿機構基本形式為鉸鏈四桿機構，即全部用轉動副相連。鉸鏈四桿機構可分為三種基本形式：曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構。圖表圖表147：平面鉸鏈四桿機構包括平面鉸鏈四桿機構包括曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構曲柄搖桿機構、雙曲柄機構、雙搖桿機構三種形式三種形式 資料來源：郭潤蘭機械設計基礎（2018），華泰研究 典

326、例：典例：旋轉運動看減速器，直線運動看絲杠旋轉運動看減速器，直線運動看絲杠 機械傳動機構眾多，本章我們重點分析“回轉回轉”與“回轉移動”兩大運動變化形式的代表性機械傳動裝置：減速器（旋轉運動）、滾珠/行星滾柱絲杠（直線運動）。減速器：旋轉運動核心傳動裝置，新型齒輪系空間逐步打開減速器：旋轉運動核心傳動裝置，新型齒輪系空間逐步打開 減速器為以齒輪為主要傳動機構的傳動裝置。減速器為以齒輪為主要傳動機構的傳動裝置。減速器即由封閉在箱體內的齒輪、蝸桿蝸輪等傳動零件組成的傳動裝置，為齒輪傳動齒輪系的最終應用形態，主要用于降低轉速、增大轉矩，在現代機械中應用廣泛。減速器種類較多，按傳動類型可分為齒輪減速器

327、、蝸桿減速器、行星減速器以及它們互相組合起來的減速器；按傳動級數可分為單級和多級減速器；按齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器等。曲柄搖桿機構曲柄搖桿機構雙曲柄機構雙曲柄機構雙搖桿機構雙搖桿機構特點特點兩連架桿中一個能作整周轉動，另一個只能作往復擺動的機構;當曲柄為原動件，搖桿為從動件時，可將曲柄的連續轉動轉變為搖桿的往復擺動兩連架桿均能作整周轉動的機構；當主動曲柄連續等速轉動時，從動曲柄一般不作等速轉動，而作變速轉動兩連架桿均不能作整周轉動的機構機構示例機構示例應用舉例應用舉例顎式破碎機、雷達天線俯仰機構、縫紉機腳踏板機構慣性篩鶴式起重機、汽車前輪轉向機構機架連

328、架桿-曲柄連架桿-曲柄連桿連架桿-曲柄連架桿-搖桿連桿機架連架桿-搖桿連架桿-搖桿機架連桿 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。83 機械設備機械設備 圖表圖表148：常用減速器型式及特點和應用常用減速器型式及特點和應用 資料來源：聞邦椿現代機械設計實用手冊（2015），華泰研究 減速器結構各異，但一般包括：減速器結構各異，但一般包括：傳動零件：圓柱齒輪、錐齒輪、蝸桿蝸輪、行星輪等；支承零件：轉軸組件、滾動軸承、軸承密封件等；箱體零件：箱體、箱蓋；聯接零件：螺栓、鍵、銷等；減速器附件：定位銷、觀察孔蓋板、通氣器、油面指示器、放油螺塞、起蓋螺釘、起吊裝置等。圖表圖表149

329、：單級圓柱齒輪減速器結構單級圓柱齒輪減速器結構 圖表圖表150：擺線針輪行星擺線針輪行星減速器結構減速器結構 資料來源：王慶海機械基礎（2010），華泰研究 資料來源：王慶海機械基礎（2010），華泰研究 機器人滲透率加速提升，已成為減速器需求增長核心驅動機器人滲透率加速提升，已成為減速器需求增長核心驅動。減速器應用領域廣泛，涵蓋起重運輸、水泥建材、礦山冶金、電力、機器人等，其中，減速器在機器人 BOM 表中占比達35%，遠高于其他領域，此外，工業機器人滲透率加速提升、人形機器人產業化穩步推進，機器人領域已成為減速器需求增長核心驅動力，本章亦重點討論機器人用減速器。特點及應用特點及應用輪齒可做

330、成直齒、斜齒和人字齒。直齒用于速度較低、載荷較輕的傳動;斜齒輪用于速度較高的傳動，人字齒輪用于載荷較重的傳動中，箱體通常用鑄鐵做成，單件或小批生產有時采用焊接結構。軸承一般采用滾動軸承，重載或特別高速時采用滑動軸承。其他型式的減速器與此類同。展開式結構簡單，但齒輪相對于軸承的位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度。用于載荷比較平穩的場合。高速級一般做成斜齒，低速級可做成直齒。分流式結構復雜，但由于齒輪相對于軸承對稱布，與展開式相比載荷沿齒寬分布均勻、軸承受載較均勻。適用于變載荷的場合。高速級一般用斜齒，低速級可用直齒或人字齒。同軸式減速器橫向尺寸較小，但軸向尺寸和重量較大，且中間軸較長、剛度差，使

331、沿齒寬載荷分布不均勻。高速軸的承載能力難以充分利用。同軸分流式每對嚙合齒輪僅傳遞全部載荷的一半。輸入軸和輸出軸只承受轉矩，中間軸只受全部載荷的一半，故與傳遞同樣功率的其他減速器相比，軸頸尺寸可以縮小。展開式同兩級展開式。分流式同兩級分流式。輪齒可做成直齒、斜齒或曲線齒。用于兩軸垂直相交的傳動中，也可用于兩軸垂直相錯的傳動中。由于制造安裝復雜、成本高，所以僅在傳動布置需要時才采用。特點同單級圓錐齒輪減速器，圓錐齒輪應在高速級，使其保持適度的尺寸。特點同兩級圓錐-圓柱齒輪減速器。蝸桿下置式 蝸桿在蝸輪下方嚙合處的冷卻和潤滑都較好，一般用于蝸桿圓周速度r95%80%75%溫升304540噪聲65db

332、70db60db減速比3-51230-192.430-160額定轉矩下使用壽命20,000h6,000h8,000h額定輸出轉矩40-1,200 Nm101-6,135 Nm6.6-921 Nm扭轉剛性10-370 Nm/arc min20-1,176 Nm/arc min1.34-54.09 Nm/arc min技術特點體積比較小，主要包括行星輪、太陽輪和內齒圈。精密行星減速器單級傳動比都在10以內，且減速級數一般不會超過3級。通過多級減速實現傳動，一般由行星齒輪減速器的前級和擺線針輪減速器的后級組成，組成的零部件較多。通過柔輪的彈性變形傳遞運動，主要由柔輪、剛輪、波發生器三個核心零部件組成

333、。與 RV 及其他精密減速器相比，諧波減速器使用的材料、體積及重量大幅度下降。產品性能傳動效率高、性價比較高大體積、高負載能力和高剛度體積小、傳動比高、精密度高應用場景直角坐標機器人多關節機器人中機座、大臂、肩部等重負載位置機器人小臂、腕部或手部終端領域電子、機械、汽車、能源、包裝、印刷、食品等汽車、運輸、港口碼頭等行業中通常使用配有RV減速器的重負載機器人3C、半導體、食品、注塑、模具、醫療等行業中通常使用由諧波減速器組成的30kg負載以下的機器人 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務必一起閱讀。86 機械設備機械設備 柔輪：柔輪：可產生較大變形的薄壁金屬彈性體，可被制成水杯形、禮帽形、薄餅形。彈性體與剛輪嚙合的部位為薄壁外齒圈。諧波發生器：諧波發生器：一般由橢圓形凸輪和可彈性變形的滾珠軸承構成。凸輪裝入軸承內圈后，軸承將產生彈性變形成為橢圓形，并迫使柔輪外齒圈變成橢圓形；從