第三届滚动功能部件用户调查分析报告

2021-03-01

金属加工(冷加工) 2021年2期

1 调查发起介绍

数控机床被称为“工业母机”，滚动功能部件作为数控机床的基础传动部件，其品质对各类装备的性能与精度有着直接影响。国家从2006年先后出台了一系列相关支持政策与措施，《关于振兴装备制造业的若干意见》《数控机床专项实施方案》等，都把高档功能部件摆在十分重要的地位，并把“精密、高速、重载”滚动功能部件列为主攻方向。2009年国家“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项启动，其中把滚动功能部件列为重要支持目标。在专项支持下，滚动功能部件行业在试验检测技术与关键共性技术方面取得了长足的进步。

为满足数控机床和各类高端装备向高速、高效、精密、大型、重载及绿色环保等方向发展的需要，滚动功能部件产品性能正向高速度、高精度、高刚度、高寿命及高可靠性发展；产品结构正向大型、超微型、重载、智能化、复合化发展；制造技术正向高效、低耗、低碳及绿色制造方向发展。

《金属加工》多年来一直关注滚动功能部件行业的发展，分别于2006年和2011年，与中国机床工具工业协会滚动功能部件分会联合开展了第一届、第二届滚动功能部件用户调查及配套活动，对滚动功能部件行业起到了积极的指导和参考作用，受到了行业的好评。

自第二届调查后，在国家专项支持与行业同仁的共同努力下，滚动功能部件行业产品技术、市场情况、应用需求、发展方向产生了哪些变化？带着这些问题，金属加工杂志社再次联合中国机床工具工业协会滚动功能部件分会启动了第三届滚动功能部件用户调查活动，希望通过此次调查活动为促进行业的发展提供借鉴。调查分析报告于2020年12月线上发布，调查活动历时半年多，利用微信、网络、邮发及电话等多种渠道，调查领域覆盖机床、机器人、汽车、航空航天、轨道交通等重点应用行业，共回收有效问卷2735余份。调查围绕滚动功能部件应用领域、国内外品牌采用比例、国产品牌优势、企业采购主要考核指标等方面设立问题，并与前两届报告结果进行科学的比对与分析。

2 调查所得基本数据

2.1 被调查企业基本信息分析

（1）地区分布情况此次调查活动的企业主要涵盖华南、华北、华东、华中、西北、西南和东北地区，被调查企业地域分布与我国制造业发达程度基本吻合，能够反映企业采用滚动功能部件的实际情况（见表1、图1）。

表1 被调查者企业所在地区分布情况统计（%）

图1 被调查企业具体所在地区分布情况

（2）企业性质国有企业和民营企业是此次调查的主要对象，被调查者来自民营企业的占比最大，成为此次调查的第一主角。国有企业、合资企业分别约占比三分之一、五分之一（见图2）。

（3）企业规模统计分析表明，500人以上规模企业合计占比39.2%，200～500人中型企业占比37.8%，为此次调查的主体（见图3）。

图2 被调查企业的性质分布情况

图3 被调查者企业规模分析

（4）参与调查者所在部门可以看到，来自企业管理部门合计占比12.1%。来自工程技术部门合计占比59.4%，他们对滚动功能部件的应用有更深入的了解（见表2、图4）。

表2 参与调查者所在部门统计（%）

图4 参与调查者所在部门分析

图5 被调查者在设备采购中承担的角色分析

（5）被调查者在设备采购中承担的角色从图4、图5可以看到，被调查者直接来自采购部门占比22%，参与设备采购的决策者占到被调查人数的18.8%，参与设备采购和对采购有影响力的人员合计占比74.5%。

2.2 被调查企业采购滚动功能部件的应用行业或领域

如图6所示，数控机床依然是滚动功能部件最主要的用户。随着制造业向数字化、智能化的转型升级与深入，机器人与生产线领域的应用占比快速增长。其他主要终端用户占比呈现均衡化，在机械工业各个领域的应用趋向多元化并不断扩大。

图6 采购滚动功能部件应用行业分析

2.3 被调查企业获取滚动功能部件信息的渠道分析

从图7可以看到，随着传媒终端和网络技术的快速发展，移动端、PC端和展会3种渠道，成为企业获取信息的主要来源。同行推荐占比有所上升，媒体依然是企业获取信息的主要来源之一。

图7 被调查企业获取滚动功能部件信息渠道分析

2.4 滚动功能部件国产和进口品牌应用比例分析

为了便于分析，我们将被调查企业中采用滚动功能部件的比例划分为5个区间（0～19%、20%～39%、40%～59%、60%～79%、80%～100%），并按经济型、中高档数控机床及其他领域两类，分别对企业采用国产和进口滚动功能部件的比例进行调查与对比分析。

（1）经济型滚珠丝杠副、滚动直线导轨副采用比例对应企业占比情况分别如图8、图9所示。

图8 滚珠丝杠副采用比例分析

图9 滚动直线导轨副采用比例分析

分析图8可见，选用国产、进口滚珠丝杠副比例在60%以上的被调查企业分别占比24.9%、19.2%，选用国产、进口滚珠丝杠副比例在40%～59%的企业分别占到35.5%、36.1%。分析图9可见，选用国产、进口滚动直线导轨副比例在60%以上的被调查企业分别占比24.6%、21.5%，选用国产、进口滚动直线导轨副比例在40%～59%的企业分别占到33.9%、38.4%。可见，进口品牌已经延伸到经济型应用领域，国产品牌与进口品牌的采用比例接近。

（2）中高档滚珠丝杠副、滚动直线导轨副采用比例对应企业占比情况如图10、图11所示。

分析图10可见，选用国产、进口滚珠丝杠副比例在60%以上的被调查企业分别占比21.5%、27.4%，选用国产、进口滚珠丝杠副比例在40%～59%的企业分别占到34.3%、32.5%。分析图11可见，选用国产、进口滚动直线导轨副比例在60%以上的被调查企业分别占比21.7%、26.4%，选用国产、进口滚动直线导轨副比例在40%～59%的企业分别占到33.2%、36.3%。

2020年与2011年数据比对见表3，国产滚动功能部件行业通过近十年的共同努力与协作发展，应用情况一改之前经济型采用国产比例较大，中高端采用进口比例较大的局面，国产滚动功能部件在中高端的应用比例显著提升，全面参与竞争。从本次调查数据对比可见，整体上采用比例40%～59%的企业占比接近一致。经济型丝杠、导轨采用比例60%以上、中高档丝杠采用比例40%～59%的企业占比呈现“赶超越”的态势，这是十分可喜的变化。

图10 滚珠丝杠副采用比例分析

图11 滚动直线导轨副采用比例分析

表3 滚动功能部件采用比例对比

2.5 国产滚动功能部件与进口品牌相比，存在优势分析

从图12可以看出，价格、服务和性能优势排在前三位。与之前结果相比，性能由原来第4上升替代了原来第3的终端用户指定。国产滚动功能部件性能优势正在逐渐显露。

图12 国产滚动功能部件优势分析

2.6 用户对近年来国产中高档滚动功能部件发展的评价

从图13可看出，82.7%的被调查者认为进步较大或进步很大，用户对国产滚动功能部件产品的肯定，给国产滚动功能部件企业的发展提升了信心。

图13 用户对近年来国产中高档滚动功能部件发展的评价分析

2.7 阻碍国产中高档滚动功能部件应用的主要因素分析

从图14可以看出，终端用户指定采用进口滚动功能部件占比达到54.1%，终端用户对滚动功能部件的采用有着很大的决定权。国产功能部件的市场影响力还有待加强，企业应加强品牌宣传，改善服务，提升用户体验。要在精度、寿命及可靠性和供货周期上不断深耕细作，继续提升。

图14 阻碍国产中高档滚动功能部件应用的主要因素分析

2.8 国产中高档滚动功能部件需在哪些方面努力

从表4可以看出，第一位考虑因素居前的是性能，为47.4%。从图15可看出，整体考虑首要因素为精度，支撑精度的是性能、寿命及可靠性、材料及热处理工艺。只有同时同步解决这些方面的问题，才能全面而持久地满足中高端用户的要求。

表4 国产中高档滚动功能部件努力方向第一位因素统计（%）

图15 国产中高档滚动功能部件努力方向整体因素排序

2.9 若有政策鼓励是否考虑购买国产中高档滚动功能部件的数据分析

从图16可看出有85.1%（79%，2011数据）的企业会考虑试用或购买国产中高档滚动功能部件，这说明政策引导在推动滚动功能部件国产化方面发挥十分重要的导向作用。

图16 政府出台鼓励措施下企业购买情况分析

2.10 企业采用中高档滚动功能部件主要考核的技术指标

（1）结构如图17所示方向，随着主机向高刚度、重载荷的发展，高承载能力、耐冲击、高刚度的滚柱式结构滚动功能部件采用比例逐渐上升，并越来越受到重视。

图17 中高档滚珠丝杠副结构分析

（2）驱动方式如图18所示，滚珠丝杠副已经走出单一驱动方式的模式，在长行程、高速、高档数控机床中，螺母旋转主驱动、丝杠旋转主驱动两种驱动方式得到大幅推广运用，重心双驱动的驱动方式也正在得到推广运用。

图18 中高档滚珠丝杠副驱动方式分析

（3）企业采用中高档滚珠丝杠副主要考核的技术指标如图19、表5所示，企业使用的中高档滚珠丝杠副部件的精度大多集中在P1～P3和P3～P5，合计占比88.3%，反映出现阶段我国中高端数控机床装备的水平正在提升。滚珠丝杠副速度达到50～80m/min，精度、噪声及可靠性方面可以满足高速数控机床的要求。加速度0.5～1g占到65.2%，说明精密高速滚珠丝杠副在相当长时间内，依然是我国高速数控机床驱动伺服系统中的主流功能部件。强制冷却以中空与螺母双重强冷、螺母强冷两种形式为主。精度保持性以5000～8000h，寿命以2.5万～3万h，可靠性MTBF以1万～1.5万h为采用主流。

图19 被调查企业采用滚珠丝杠副主要考核技术指标统计分析

表5 被调查企业采用滚珠丝杠副主要考核技术指标

（4）企业采用中高档直线导轨副主要考核的技术指标从图20、表6可以看出，滚动直线导轨副精度大都在P3～P5，占比62.9%。滚动直线导轨副速度达到30～50m/min、50～80m/min分别占41.5%、37.6%。加速度0.5～1g占61.5%，>1g占24.5%。精度保持性以5000～8000h，寿命以2.5万～3万h，可靠性MTBF以1万～1.5万h等为采用主流。

图20 被调查企业采用直线导轨副主要考核指标统计分析

表6 被调查企业采用直线导轨副主要考核技术指标

2.11 滚动功能部件用户满意品牌名单

最终从参与此次调查的滚动功能部件企业及品牌中，评选出滚珠丝杠副、滚动直线导轨副用户满意品牌各10家。

（1）滚珠丝杠副品牌南京工艺装备制造有限公司、陕西汉江机床有限公司、山东博特精工股份有限公司、北京工研精机股份有限公司、上银科技股份有限公司（HIWIN）、蒂业技凯（中国）投资有限公司（THK）、恩斯克投资有限公司（NSK）、斯凯孚（中国）投资有限公司（SKF）、舍弗勒贸易（上海）有限公司（SCHAEFFLER）、银泰科技股份有限公司（PMI）。

（2）滚动直线导轨副品牌广东高新凯特精密机械股份有限公司、陕西汉江机床有限公司、南京工艺装备制造有限公司、山东博特精工股份有限公司、上银科技股份有限公司（HIWIN）、蒂业技凯（中国）投资有限公司(THK)、恩斯克投资有限公司（NSK）、舍弗勒贸易（上海）有限公司（SCHAEFFLER）、银泰科技股份有限公司（PMI）、博世力士乐中国（BOSCH REXROTH）。