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