一、行星滾柱絲杠：高難度、高價(jià)值，國(guó)內(nèi)起步較晚

（一）什么是行星滾柱絲杠？

行星滾柱絲杠是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)單元為絲杠及螺母之間的滾柱。根據(jù)新劍機(jī)電傳動(dòng)公眾號(hào)，行星滾柱絲杠在主螺紋絲杠的周圍，行星布置安裝了6-8 個(gè)螺紋滾柱小絲杠，利用電機(jī)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為絲杠或螺母的直線運(yùn)動(dòng)。絲杠、滾柱、螺母三者之間通過螺紋嚙合實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。絲杠是牙型角為 90°的多頭螺紋;滾柱是具有相同牙型角的單頭螺紋;螺母是具有與絲杠相同頭數(shù)和牙型的內(nèi)螺紋。行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)與滾珠絲杠相似，是將滾珠替換為具有螺紋結(jié)構(gòu)的滾柱，而絲桿和螺母結(jié)構(gòu)基本相似。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，從而使螺母完成直線運(yùn)動(dòng)。行星滾柱絲杠副的工作原理為:絲杠可視為太陽輪，滾柱視為行星輪，螺母視為中心輪，當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)且螺母的周向固定時(shí)，滾柱在圓周方向做類行星運(yùn)動(dòng)，同時(shí)通過螺旋傳動(dòng)將絲杠(或螺母)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母(或絲杠)的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。行星滾柱絲杠工作原理和滾珠絲杠同樣類似的，即伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，從而使行星滾柱螺母總成帶動(dòng)電動(dòng)缸推桿完成直線往復(fù)推拉運(yùn)動(dòng)。

行星滾柱絲杠根據(jù)結(jié)構(gòu)組成及運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同，可以分為5 種類型：標(biāo)準(zhǔn)式行星滾柱絲杠、反向式行星滾柱絲杠 、循環(huán)式行星滾柱絲杠、差動(dòng)式行星滾柱絲杠、軸承環(huán)式行星滾柱絲杠。

（二）生產(chǎn)難度大，磨削工藝精度最高

絲杠材料為合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo，螺母和滾柱材料為高碳鉻軸承鋼，材料壁壘不高。根據(jù)Rollvis 中國(guó)大陸核心代理商天譽(yù)科技公司官網(wǎng)，行星滾柱絲杠中絲杠選用的材料為合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo，合金結(jié)構(gòu)鋼 42CrMo 強(qiáng)度和淬透性比 35CrMo 有所增高，調(diào)質(zhì)后有較高的疲勞極限和抗多次沖擊能力，低溫沖擊韌性良好。螺母和滾柱選用的材料為高碳鉻軸承鋼GCr15，高碳鉻軸承鋼 GCr15 綜合性能良好，淬火和回火后具有高而均勻的硬度，良好的耐磨性和高的接觸疲勞壽命，熱加工變形性能和切削加工性能均好。根據(jù)撫順特鋼官網(wǎng)，合金結(jié)構(gòu)鋼42CrMo價(jià)格為9150 元/噸，高碳鉻軸承鋼 GCr15 價(jià)格 10000 元/噸。

螺紋滾柱是傳動(dòng)的關(guān)鍵部分，成形加工工藝和產(chǎn)品質(zhì)量直接決定行星滾柱絲杠。當(dāng)行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作時(shí)，多個(gè)螺紋滾柱共同承受載荷，避免任何一個(gè)螺紋滾柱因承載過大而造成損傷失效。在行星螺紋滾柱中，中間的螺紋部分的主要工作是傳遞載荷，齒輪部分和螺母內(nèi)部的固定齒圈相嚙合。螺紋滾柱作為行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵部分，其成形加工工藝和產(chǎn)品質(zhì)量直接決定行星滾柱絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配質(zhì)量和性能。

行星滾柱絲杠主要有形變誤差、制造誤差、安裝誤差等，制造工藝對(duì)減小誤差十分關(guān)鍵。其中制造環(huán)節(jié)包括螺紋螺距、螺紋牙型、齒輪齒距、齒輪齒廓、制造偏心等誤差，對(duì)制造提出了非常高的精度要求。

（三）瑞士 Rollvis 全qiu市占率40%，國(guó)內(nèi)處于起步階段

Rollvis 公司在行星滾柱絲杠市占近 40%，國(guó)內(nèi)起步較晚以國(guó)防領(lǐng)域?yàn)橹?。根?jù)中船重工智海創(chuàng)新中心，國(guó)外已有多家公司具備制造多種結(jié)構(gòu)形式行星滾柱絲杠的能力，如德國(guó)LTK，瑞士Rollvis，英國(guó) Power Jacks、瑞典 SKF、美國(guó) Moog 和 Exlar 以及日本NSK等。其中瑞士Rollvis是世界上zhu名的行星滾柱絲杠專ye生產(chǎn)廠家，該公司市場(chǎng)占有率近40%。根據(jù)《行星滾柱絲杠電動(dòng)缸應(yīng)用現(xiàn)狀_鄧琦》，國(guó)內(nèi)行星滾柱絲杠電動(dòng)缸的應(yīng)用剛剛起步不久，應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在國(guó)防、汽車和冶金等領(lǐng)域。國(guó)防工業(yè)方面，主要應(yīng)用在航天飛行器姿態(tài)控制、導(dǎo)dan發(fā)射架姿態(tài)控制、坦克炮桿隨動(dòng)系統(tǒng)和起落架收放等方面。

國(guó)內(nèi)市場(chǎng)集中度高，原材料成本約 60%。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中，EWELLIX、Rollvis、GSA等國(guó)ji品牌市占率較高，此外還有南京工藝和濟(jì)寧博特兩家國(guó)內(nèi)品牌，目前兩家公司的產(chǎn)品性能與國(guó)外還有一din差距，產(chǎn)業(yè)化處于早期階段。EWELLIX 公司行星滾柱絲杠產(chǎn)品成本結(jié)構(gòu)來看，原材料成本占比大概為 60%，工時(shí)成本和生產(chǎn)所需成本占比 15%，工廠內(nèi)的固定成本分?jǐn)倿?5%，集團(tuán)向法國(guó)工廠征收的管理成本占比 10%。2022 年 EWELLIX 產(chǎn)能2.5 萬根，產(chǎn)能利用率85%。