轴承行业深度研究：机械设备核心部件，机器人打开应用

投资逻辑： 轴承为机械设备核心部件，市场空间巨大：轴承为机械传动轴提供支承，为装备性能、功能与效率提供保证，是工业 领域重大装备核心部件之一，在航空航天、轨交、高端机床、工程机械等高端制造领域扮演重要角色。根据precedenceresearch数据22年全球市场空间1302亿美元，根据中国轴承工业协会数据22年国内市场空间预计突破2500亿元人民币，市场空间巨大。根据《中国机械工业年鉴2021》数据，21年国内轴承前三大下游应用汽车、家电、电机占比分别为39%/20%/18%。 滚动轴承应用最为广泛，轴承钢材、专用装备、滚子构筑三大核心技术壁垒：轴承主要分为滑动轴承与滚动轴承，其 中滚动轴承应用最为广泛。滚动轴承由轴承套圈（内圈/外圈）、滚动体、保持架、密封装置构成，根据承受载荷方向、接触角、滚动体形状不同有较多分类。轴承钢材（高碳铬轴承钢/渗碳轴承钢/不锈轴承钢/高温轴承钢等）、专用装备 （超精密磨床和热处理设备）、滚子（圆锥/圆柱/球面滚子与专用装备）构筑三大核心技术壁垒。 滚动轴承在机器人减速器、电机、丝杠中均有应用前景，未来移动机器人的发展有望显著拉动轴承市场需求： 减速器：预计与工业机器人旋转关节采用的RV减速器/谐波减速器轴承类似，以交叉滚子轴承、等截面薄壁轴承、柔 性轴承等为主。单个减速器预计使用轴承种类及数量：1）谐波减速器：用1个交叉滚子轴承和1个柔性轴承；2）行星减速器：输入和输出端使用球轴承，另外3个行星轮各需要使用1个滚针轴承；3）RV减速器：用3*2个滚针轴承、3*2个圆锥轴承和1个角接触轴承。 电机：根据电机配置不同，以深沟球轴承、圆柱滚子轴承、角接触轴承、调心滚子轴承等为主，单个电机采用两个轴 承进行组合使用（例如双深沟球轴承、一柱一球轴承等），假设采用简单轴承结构，单个电机使用2个深沟球轴承。 丝杠：预计以深沟球轴承+四点接触轴承为主进行配套使用，单个丝杠采用1个深沟球轴承和1个四点接触轴承。八大家垄断全球市场，国内企业逐步突围取得一定份额，但仍有较大成长空间：根据人本股份招股说明书数据，2020 年全球八大家斯凯孚、舍弗勒、NSK企业占据全球市场份额超过70%。国内头部企业例如人本股份已取得一定规模，21年轴承产量突破17.56亿套，收入体量达到91.21亿元。但整体国产化率依旧较低，且国内企业份额较为分散， TOP3的人本股份、万向钱潮、洛阳轴承2020年市场份额分别为10.4%、4%、2.2%，未来仍有较大成长空间。 投资建议 考虑机器人轴承行业有望打开增量市场，随着人形机器人产业发展有良好成长前景，建议重点关注国机精工、五洲新春、秦川机床、力星股份、长盛轴承。 风险提示 机器人需求不及预期风险、竞争格局恶化风险。 内容目录 1.轴承：机械设备关键基础件，制作工艺复杂壁垒较高7 1.1轴承为装备制造领域关键基础件，市场空间巨大，下游应用广泛7 1.2轴承分为滑动/滚动轴承，滚动轴承应用最广，由轴承套圈、滚动体、保持架构成8 1.3轴承钢材、轴承专用装备、轴承滚子构筑三大核心技术壁垒12 2.轴承在移动机器人旋转、线性驱动中有望大量应用，带来显著市场增量17 2.1减速器轴承：以交叉滚子轴承为主应用在RV减速器、谐波减速器上17 2.2电机轴承：以深沟球轴承、圆柱滚子轴承、角接触轴承、调心滚子轴承为主19 2.3丝杠轴承：主要承受轴向载荷，预计以深沟球轴承+四点接触轴承为主21 2.4人形机器人有望显著加大轴承需求量24 3.八大轴承企业统治全球市场，国内企业逐步突围24 3.1八大轴承企业统治全球市场，国内龙头初具规模24 3.2国产化率较低，国内企业份额较为分散，未来有较大成长空间25 4.投资建议27 4.1重点关注公司27 4.2国机精工：轴承+超硬材料构造成长潜力，提质增效可期27 4.3五洲新春：国内轴承磨前产品龙头，具备全产业链制造优势30 4.4秦川机床：磨床技术水平处国内第一梯队33 4.5力星股份：国内精密轴承钢球龙头，持续拓宽新应用领域36 4.6长盛轴承：自润滑轴承国产龙头，拓展风电打开新增长极38 4.7日发精机：高端轴承装备市占率国内领先42 4.8雷迪克：专精汽车轴承领域，紧随国产替代浪潮45 4.9人本股份：轴承领先企业，有望率先实现高端领域突破48 5.风险提示50 图表目录 图表1：轴承通过承受径向、轴向载荷实现传动轴支承7 图表2：22年全球轴承市场空间超千亿美元7 图表3：22年我国轴承行业市场规模约2500亿元人民币7 图表4：轴承下游应用广泛，为主轴、滚珠丝杠、RV减速器关键基础件8 图表5：21年轴承行业下游应用集中在汽车、家电、电机等领域8 图表6：滑动轴承和滚动轴承的特性9 图表7：滚动轴承由轴承套圈（内圈/外圈）、滚动体、保持架、密封装置构成9 图表8：轴承套圈为滚动轴承环形零件，通常分为内圈和外圈9 图表9：轴承滚动体类型10 图表10：滚动轴承保持架10 图表11：深沟球轴承密封类型10 图表12：滚动轴承按照承受载荷方向、公称接触角、滚动体形状不同有较多分类11 图表13：滚动轴承按照接触角分类11 图表14：各类代表性滚动轴承的结构比较11 图表15：不同类型轴承承载能力不同12 图表16：轴承精度等级对照12 图表17：轴承加工工艺流程（包括钢球和滚子两种轴承）13 图表18：轴承行业主要使用钢材13 图表19：我国轴承钢发展存在的问题14 图表20：轴承的磨削、超精加工工序14 图表21：秦川机床SK7432×15GX高精数控丝杠磨床15 图表22：宇环数控YHMM300精密级磨床15 图表23：密封箱式多用炉：用于齿轮、轴承等产品的渗碳、淬火、正火等热处理工艺15 图表24：中国热处理设备技术及产品和工业发达国家仍有一定差距15 图表25：轴承滚子主要包括圆锥滚子、圆柱滚子、球面滚子等16 图表26：国产圆锥滚子专用装备与国际先进水平对比16 图表27：特斯拉人形机器人预计将带来与电机、减速器、丝杠配套的轴承需求17 图表28：轴承在工业机器人主要与减速器进行配套实现各类传动18 图表29：等截面薄壁轴承、交叉滚子轴承为最适合工业机器人的两类特殊轴承18 图表30：RV减速器主要轴承19 图表31：柔性轴承、交叉滚子轴承为谐波减速器核心部件19 图表32：电机系统的外界承载示意20 图表33：轴承在电机中主要对旋转轴进行支承20 图表34：卧式电机主要轴承结构20 图表35：不同类型轴承承载转速能力21 图表36：电机轴承主要类型21 图表37：丝杠两端常用支承型式22 图表38：数控机床丝杠可采用向心轴承+推力轴承/角接触轴承组合22 图表39：特斯拉人形机器人线性执行器预计采用深沟球轴承+四点接触轴承结构22 图表40：四点接触轴承特点23 图表41：四点接触轴承为径向和轴向负荷轴承23 图表42：角接触和四点接触球轴承23 图表43：普通型深沟球轴承和四点接触球轴承结构23 图表44：人形机器人有望显著加大轴承需求量24 图表45：全球主要轴承厂商24 图表46：国内轴承市场主要参与者25 图表47：国内轴承市场国产化率不高且份额较为分散（2020年）26 图表48：国内轴承龙头企业于各轴承领域取得技术突破26 图表49：建议“十四五”联合攻关的高端轴承标志性产品及相应参与单位26 图表50：重点公司估值情况27 图表51：国机精工轴承业务主要产品27 图表52：国机精工民用轴承主要研发产品28 图表53：轴承、磨料磨具、贸易是国机精工三大业务板块29 图表54：轴承、磨料磨具为国机精工两大利润核心29 图表55：国机精工历年营收及增速29 图表56：国机精工历年归母净利润及增速29 图表57：国机精工历年研发费用及研发费用率29 图表58：国机精工历年产品毛利率29 图表59：国机精工股权激励考核指标30 图表60：五洲新春主营轴承、风电滚子、汽配、热管理系统零部件四大业务板块30 图表61：五洲新春各环节优势明显30 图表62：五洲新春轴承产品对应客户情况31 图表63：收购FLT形成研发、销售、产品互补32 图表64：轴承及配件业务贡献主要收入来源32 图表65：五洲新春国内收入占比整体有所提升32 图表66：五洲新春营业收入整体呈现持续增长趋势32 图表67：五洲新春归母净利润21年以来持续增长32 图表68：五洲新春毛利率有所下滑，净利率有所回升33 图表69：五洲新春期间费用率管控良好33 图表70：五洲新春2022年非公开发行股票募集资金拟投向风电滚子、新能源汽车零部件项目（单位：亿元） ...............................................................................................33 图表71：秦川机床布局主机、高端制造、核心零部件、智能制造四大业务板块34 图表72：秦川机床收入以机床、核心零部件产品为主34 图表73：秦川机床机床毛利率近年逐步提升34 图表74：秦川机床分板块收入占比规划35 图表75：19年后秦川机床营收规模显著增长35 图表76：19年后秦川机床归母净利润显著回暖35 图表77：19年后秦川机床净利率回暖36 图表78：秦川机床销售+管理费用率19年后整体下降36 图表79：秦川机床五轴机床新增产能对应7.47亿潜在销售收入36 图表80：力星股份主要产品及对应应用领域37 图表81：力星股份营收持续增长37 图表82：1Q23力星股份归母净利润实现高增37 图表83：力星股份整体费用率管控能力较强38 图表84：力星股份盈利能力短期有所下降38 图表85：长盛轴承主要产品为各类滑动轴承38 图表86：自润滑轴承拥有免润滑、免维护、低噪音、耐磨损等优点39 图表87：长盛轴承自润滑轴承产品下游行业常见部位主机配套需求数量40 图表88：自润滑轴承主要应用在铲斗等关键部件上41 图表89：自润滑轴承主要应用在变速箱、座椅等部位41 图表90：长盛轴承营收持续增长41 图表91：长盛轴承归母净利润41 图表92：长盛轴承各滑动轴承收入结构42 图表93：长盛轴承自润滑产品毛利率较高42 图表94：日发精机主营业务及产品43 图表95：日发精机高端机床、磨床43 图表96：日发精机收入以高端机床与航空运营为主44 图表97：机床业务毛利率稳定，航空运营出现较大波动44 图表98：日发精机历年营收变化44 图表99：日发精机毛利率及净利率情况44 图表100：日发精机期间费用率较为稳定45 图表101：雷迪克主要产品为汽车轴承45 图表102：雷迪克系列产品在汽车上的应用46 图表103：雷迪克促进产品高端化升级项目46 图表104：雷迪克轴承产品大部分销往AM市场，少部分销往OEM市场46 图表105：雷迪克营业收入整体增长47 图表106：雷迪克归母净利润整体增长47 图表107：2022年轮毂单元收入占比最大47 图表108：2022年轮毂单元毛利占比最大47 图表109：雷迪克整体盈利能力稳定47 图表110：雷迪克历年费用率水平47 图表111：人本股份轴承客户、应用领域48 图表112：高端轴承细分产品48 图表113：人本股份分产品营业收入49 图表114：人本股份成品轴承分领域营业收入49 图表115：人本股份分产品毛利率49 图表116：人本股份分产品毛利占比49 图表117：人本股份归母净利润变化50 图表118：人本股份营业收入变化50 图表119：人本股份毛利率及净利率50 图表120：人本股份期间费用率50 1.轴承：机械设备关键基础件，制作工艺复杂壁垒较高 1.1轴承为装备制造领域关键基础件，市场空间巨大，下游应用广泛 轴承是机械传动轴的支承，是装备制造领域的关键基础件，是主机性能、功能与效率的重要保证，是工业领域重大装备的核心部件之一。其主要功能是传递力和运动，减少摩擦损失。 图表1：轴承通过承受径向、轴向载荷