目前滑動(dòng)軸承在齒輪箱中替代滾動(dòng)軸承已有一定產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)，半直驅(qū)機(jī)型齒輪箱一二級(jí)的行星輪軸承均可替代為滑動(dòng)軸承，其中行星架軸承配合齒輪箱廠家可進(jìn)行開發(fā)，可替代價(jià)值量在50%以上，雙饋機(jī)型目前一級(jí)（二級(jí)不確定）齒輪箱的行星輪軸承可替代為滑動(dòng)軸承，其余軸承處于開發(fā)中，目前可替代價(jià)值量預(yù)計(jì)在20%-50%。

根據(jù)我們之前的測(cè)算，至2025年國內(nèi)齒輪箱軸承的市場(chǎng)空間約為62億元，預(yù)計(jì)毛利率水平在35%左右，目前風(fēng)電齒輪箱軸承國產(chǎn)替代率不到10%，整體增量市場(chǎng)明顯。

（一）齒輪箱軸承種類：

風(fēng)電齒輪箱內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜，主要分為四種結(jié)構(gòu)類型。風(fēng)電齒輪箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，零部件包括行星齒輪、太陽齒輪、行星架、高速軸、低速軸等等，主要分四種類型，一級(jí)行星兩級(jí)平行軸、兩級(jí)行星一級(jí)平行軸、帶主軸齒輪箱、緊湊式齒輪箱，分別應(yīng)用于雙饋式和半直驅(qū)式風(fēng)機(jī)（直驅(qū)式不需要齒輪箱）。一般雙饋風(fēng)電機(jī)的齒輪箱包括三級(jí)傳動(dòng)，而半直驅(qū)風(fēng)機(jī)的齒輪箱包括兩級(jí)傳動(dòng)。

相較于主軸軸承、偏航變槳軸承，齒輪箱軸承尺寸較小數(shù)量較多，按照布局位置的不同主要可分為以下四類：

①行星架軸承：風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱中最大的軸承，因此也是價(jià)值最高的軸承，支承的載荷取決于主軸軸承布置形式，通常尺寸較大但承受相對(duì)較低的載荷。

②行星輪軸承：需承受極高的徑向載荷。軸承只有有限的空間用于安裝，并且行星輪具有相對(duì)較薄的壁厚，易扭曲變形，導(dǎo)致行星輪中的軸承外圈出現(xiàn)跑圈。

③空心軸軸承：對(duì)于帶有斜齒輪齒的行星輪來說，空心軸的軸承支承既需承受高徑向載荷，也需要承受高軸向載荷。通常使用兩個(gè)圓錐滾子軸承和一個(gè)圓柱滾子軸承，或兩個(gè)圓柱滾子軸承和徑向四點(diǎn)接觸球軸承的定位/非定位軸承裝置的組合。

④輸出軸支承：尤其用于單級(jí)行星齒輪箱。軸承布置空間相對(duì)較小，需承受高徑向載荷和中等軸向載荷，且輸出軸高速旋轉(zhuǎn)。

（二）雙饋機(jī)型的三級(jí)齒輪箱：軸承數(shù)量約為25-30個(gè)左右

預(yù)計(jì)雙饋機(jī)型齒輪箱軸承的使用數(shù)量：

①行星輪軸承：共需要19-23顆左右行星輪軸承。一級(jí)傳動(dòng)有六個(gè)行星輪，一個(gè)輪上有2顆軸承，一共是12個(gè)軸承；第二級(jí)傳動(dòng)有四個(gè)行星輪，需要4-8顆軸承；第三級(jí)傳動(dòng)，三個(gè)行星輪需要三顆軸承

②行星架軸承：3-4個(gè)，一級(jí)傳動(dòng)有2個(gè)，二級(jí)1個(gè)，二級(jí)0-1個(gè)

③空心軸軸承：3個(gè)

④輸出軸軸承：1個(gè)

（三）半直驅(qū)的二級(jí)齒輪箱：明陽智能的半直驅(qū)風(fēng)機(jī)齒輪箱是用二級(jí)行星輪結(jié)構(gòu)，軸承數(shù)量約為15-20個(gè)左右

資料來源：《集成式半直驅(qū)風(fēng)電齒輪箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》

行星輪結(jié)構(gòu)齒輪箱示意圖，二級(jí)行星輪系就是由兩個(gè)行星輪系串聯(lián)組成

結(jié)構(gòu)形式圖

資料來源：鵬芃科藝 視頻里演示的是單級(jí)行星輪齒輪箱，把兩個(gè)單級(jí)串聯(lián)在一起就是二級(jí)行星輪齒輪箱

預(yù)計(jì)半直驅(qū)軸承的使用數(shù)量：

①2個(gè)太陽輪上的軸承：2個(gè)

②6個(gè)行星輪上的軸承：6個(gè)

③行星架軸承：2個(gè)

④空心軸軸承：3個(gè)

④輸出軸軸承：1個(gè)

總共加起來14個(gè)，但是實(shí)際上可能會(huì)有一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，會(huì)多用幾個(gè)軸承，預(yù)計(jì)約為15-20個(gè)左右

（四）市場(chǎng)空間測(cè)算

2021 年齒輪箱軸承國內(nèi)和全球的市場(chǎng)空間分別為 35.33、79.70億元，到 2025 年將達(dá)到62.39、142.98億元，假設(shè)全部替換為滑動(dòng)軸承，25年市場(chǎng)空間將達(dá)到45、100億元。

（五）滑動(dòng)軸承在齒輪箱軸承中做替代的優(yōu)勢(shì)？

①減少體積：滑動(dòng)軸承在結(jié)構(gòu)上可以把齒輪箱做得更小、更精密，甚至把兩個(gè)部件組合成一個(gè)部件，比如齒輪箱行星軸可以不做滑動(dòng)軸承，而是在軸上面做一層涂層，可以壓縮空間和重量，使用滾動(dòng)軸承至少要10-20毫米的空間，而滑動(dòng)軸承可以省下十幾毫米的垂直方向空間，可以布局更多油路、電控系統(tǒng)傳感器，對(duì)于齒輪箱的設(shè)計(jì)是非常有益的。

②降本：是滾動(dòng)軸承的7折

總結(jié)：齒輪箱軸承應(yīng)用在雙饋機(jī)型為三級(jí)齒輪箱，軸承數(shù)量約為25-30顆左右，5mw機(jī)型滾動(dòng)軸承價(jià)值量約為35-40萬元，齒輪箱軸承應(yīng)用在半直驅(qū)機(jī)型為二級(jí)齒輪箱，軸承數(shù)量約為15顆左右，5mw機(jī)型滾動(dòng)軸承價(jià)值量約為20-25萬元，滑動(dòng)軸承價(jià)格約是滾動(dòng)軸承的7折。

審核編輯：郭婷