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滑动轴承行业研究:乘风而上,滑动轴承助力风电降本增效(滑动轴承和滚动轴承有何区别)

发布时间:2022-10-27 11:31:38 作者:行业大咖秀 点击:755

一、滑动轴承品种丰富,外资主导全球市场

1.1、滑动轴承应用广泛,市场空间逾140亿美元

滑动轴承主要分为流体润滑轴承、自润滑轴承两大类。轴承是当代机械设备中一种重要 的基础零部件,主要功能是支撑旋转轴或其他运动体,同时保证其运动精度。轴承产品 规格型号众多,根据产品结构和工作原理的不同,可以分为“滚动轴承”和“滑动轴承” 两大类。滚动轴承是指在零件间含有滚动体作滚动运动的轴承,滑动轴承则是不使用滚 动体,仅在滑动摩擦下工作的轴承。根据工作时轴套和轴颈表面间呈现的摩擦状态不同, 滑动轴承可分为流体润滑轴承(如动压轴承、静压轴承)、非完全流体润滑轴承和无润滑 轴承,一般后两者属于自润滑轴承。

滑动轴承技术路线丰富,多样化的原理与结构适配不同应用场景。流体润滑轴承、自润 滑轴承虽然同属滑动轴承的细分赛道,但在原理、结构与下游应用等方面均存在较大差 异。 1)流体润滑轴承:主要有液体润滑与气体润滑两类,按润滑原理又可分为动压润滑与静 压润滑。液体动压润滑轴承依靠轴颈转动带来的流体动压形成相适应的压力油膜将轴承 和轴颈表面分隔,从而使金属和金属不发生直接接触;液体静压润滑轴承则依靠外部供 给压力油,在轴承内建立静压承载油膜以实现液体润滑;气体动压/静压润滑轴承以气体 为润滑剂,原理与液体润滑类似。

2)自润滑轴承:一般包含非完全液体润滑轴承(如含油轴承等)和固体润滑轴承。含油 轴承即粉末冶金轴承,是由金属粉末和其他减摩材料粉末压制、烧结、整形和浸油而成, 具有多孔结构,在热油中浸润后,孔隙间充满润滑油。工作时由于轴颈转动的抽吸作用 和摩擦发热,使金属与油受热膨胀,把油挤出孔隙,进而摩擦表面起润滑作用,轴承冷 却后,油又被吸回孔隙中;固体润滑轴承用石墨、二硫化钼、酞青染料、聚四氟乙烯等 固体润滑剂润滑,形成润滑膜,能适应极端工况环境。

滑动轴承处于快速发展期,全球市场规模已逾 140 亿美元。从轴承行业整体来看,全球 市场规模已超千亿美元,2021 年全球轴承市场规模约 1200 亿美元,2016-2021 年 CAGR 为 4.4%;2021 年我国轴承市场规模约为 2278 亿人民币,2016-2021 年 CAGR 为 7.0%。 从滑动轴承细分市场看,相较于已实现标准化的滚动轴承,滑动轴承目前正处于应用扩 张、品类提升的高速发展期,2020 年全球滑动轴承市场规模约为 141 亿美元,同年我国 滑动轴承市场规模约为 137 亿人民币,2016-2020 年全球、我国滑动轴承市场规模 CAGR 分别为 12.8%、13.2%,均高于轴承行业整体增速。

1.2、外资主导全球市场,国内企业初具规模

流体润滑轴承格局:五大跨国集团具备优势,全球 CR5 约为 18.86%。目前滑动 轴承产业基本上由大型的跨国集团公司主导,如 Kingsbury、Michell、RENK、Waukesha 及 Miba 等。发达国家的滑动轴承产业历史悠久,已形成了全面的技术体系,积累了丰富 的研究和工程应用经验,掌握了多项高精制造工艺,并且已经建立起了以几家龙头企业 为首的滑动轴承供应体系,因此全球重要装备、关键配套的流体润滑滑动轴承基本上出 自上述大型滑动轴承厂家。以动压油膜滑动轴承为例,2020 年全球动压油膜滑动轴承市占率排名前五的企业,合计市占率约为 18.86%。国内动压油膜滑动轴 承市场竞争格局相对分散,其中崇德科技在全球动压油膜滑动轴承市场的占有率为 1.31%,排名第六,在国内市场占有率约为 5.57%,排名。

自润滑轴承格局:全球市场由外资主导,国内中高端市场集中度较高。相较于滚动轴承, 自润滑轴承子行业专业化分工明显,不同用途的自润滑轴承在品种和规格上差异较大, 对材料选型、技术路径等要求均有不同,因此自润滑轴承行业独树一帜,形成以美国 GGB 公司、日本 Oiles 公司、法国 Stain-Gobain 等专业自润滑轴承企业为主导的竞争格局。 国内自润滑轴承行业经过多年发展已具有一定规模,并在浙江嘉善地区形成了明显的产 业集群。国内格局上看,中低端市场中小企业较多,大多数中小企业生产水平不高,中 高端市场则由长盛轴承、双飞股份、中达精密等少数企业占领,集中度较高。

1.3、自润滑轴承多领域替代传统方案,材料是核心壁垒

自润滑轴承是新型轴承品类,全球推广使用历史仅 50 年。自润滑轴承的制造技术起源 于英国,20世纪50年代PTFE(聚四氟乙烯)在英国开始被作为一种轴承材料进行试验, 同时铜粉烧结工艺也获得了突破。1956年,世界上个以 PTFE 作为内衬,以钢板为 支撑的自润滑 DU轴承投放市场。60年代末,自润滑轴承开始进入航空航天等尖端科技 应用领域。从 70 年代开始,英国自润滑轴承制造商将技术许可给法国、德国、日本和美 国公司,这一举措推动了世界自润滑轴承行业的快速发展,自润滑轴承逐步在机械制造 领域广泛使用。

从应用领域来看,汽车自润滑轴承快速推广,产品与技术加速渗透。自润滑轴承备具轻 量化、低噪音、无给油、柔性等优点,因此其在汽车上的运用得以快速推广。自润滑轴 承及相关技术在汽车领域正在加速渗透:(1)目前每台乘用车上自润滑轴承的运用数量 已从之前的 30 件增加到 100 多件,而且正在不断地替代滚针、粉末类轴承而产生新的 运用;(2)除了轴承以外,自润滑技术在非轴承领域的运用也在增加,比如用于空调压 缩机的自润滑涂层斜盘、具备自润滑性能的高分子工程塑料结构件等。

自润滑轴承的优良性能还使得其在工程机械、一般工业等领域不断扩大应用。1)工程机 械:普通具备低速、重载特性,且工况较恶劣,而自润滑轴承具备免加油、耐冲击、耐 粉尘、高强度等特性,在解决了润滑问题的同时降低了噪音,延长了使用寿命,特别适 合在恶劣的矿场、野外作业的设备,目前工程机械底盘系统、车身系统、执行装置、液 压系统等部位均有使用自润滑轴承。2)一般工业:免维护自润滑轴承在高速和高精度工 业设备的连续运行中具有出色的耐磨性和抗咬合性,在注塑机、液压设备、冲压设备、 黑色冶金、纺织机械、熔炉、罐头食品、工业机器人、制药机械等领域均在逐步替换传 统轴承方案并扩大应用。

自润滑轴承壁垒较高,材料研发是核心。自润滑轴承的技术主要体现在自润滑材料的研 发,目前自润滑材料多为复合材料,如 PTFE、POM、PA、PI、酚醛树脂、PEEK 等高分 子复合材料,以及双金属/多金属复合材料、高性能铜合金复合材料、金属基复合材料等 金属基体材料和减摩材料。复合材料的研发和产业化应用均需较深的技术积累和长期的 反复试验,因此开发自润滑材料要求企业具备一支拥有良好理论基础和丰富实践经验的 高素质研发团队,并具备针对不同工况条件模拟测试产品承载能力、使用寿命、极限温 度和速度等性能的检测设备。

目前高性能滑动轴承材料的生产、加工技术主要掌握在少 数大型企业手中,新进入的企业缺乏足够的研发能力,只能向先进企业购买高性能轴承 材料,或者采用一些低档次的材料生产低端轴承产品。中高端产品研发能力的缺乏阻碍 了行业内新企业的发展,也形成了自润滑轴承行业的主要壁垒。

二、顺应产业趋势,滑动轴承方案助力解决风电降本难题

2.1、风电滑动轴承具备可行性,“以滑替滚”方案已得到海内外主机厂验证

风电轴承是壁垒较高的核心零部件,目前以滚动轴承为主。风电轴承一般包括变桨轴承、 偏航轴承、传动系统轴承(主轴轴承、齿轮箱轴承、发电机轴承)。轴承是风电设备的核 心零部件,需满足风电设备的恶劣工况和长寿命、高可靠性的使用要求,因此具备较高 技术壁垒。风电轴承在不同机型中的使用量不同,一般来说一台直驱式风机需要 1~2 套 主轴轴承、1 套偏航轴承、3 套变桨轴承,而双馈式或半直驱式风机由于在直驱式的基础 上增加了齿轮箱,因此还需要多套齿轮箱轴承。目前风电轴承为滚动轴承为主,由于不 同机型轴承的工况与设计要求均有差异,因此风电轴承定制化程度较高。

风电轴承根据设计要求使用不同类型轴承。滚动轴承根据结构、滚动体、功能的差异可 分为不同类型,按承载方面或公称接触角可分为向心轴承(径向受力)/推力轴承(轴向 受力);按能否调心可分为调心轴承/非调心轴承;按滚动体种类可分为球轴承/滚子轴承; 按滚动体列数可分为单列轴承/双列轴承/多列轴承。

在典型的风电滚动轴承设计中,偏航轴承一般选用单列球轴承、双列球轴承;变桨轴承 多采用双列球轴承,近年来有以滚子轴承替代球轴承的趋势(国外以取代 30%,国内约 15%);主轴轴承根据功率与设计的不同,在调心滚子轴承、单列圆锥滚子轴承、圆柱滚 子轴承、双列圆锥滚子轴承、三排圆柱滚子轴承当中选择一种或两种的组合;齿轮箱轴 承的低速轴、中间轴与输出轴使用的轴承有所不同,低速轴通常为调心滚子轴承、圆柱 滚子轴承、圆锥滚子轴承等,输出轴还可使用四点接触球轴承用作推力轴承;发电机轴 承的组配形式较多,常用的是深沟球轴承与圆柱滚子轴承的组配形式。

滑动轴承具备多种优良性能,契合风电工况要求,其中自润滑轴承还具备显著的成本优 势。滑动轴承与滚动轴承在性能指标上各有优劣势。具体而言,滚动轴承的摩擦系数较 小,传动效率高(一般滑动轴承的摩擦系数为 0.08-0.12,而滚动轴承的摩擦系数仅为 0.001-0.005)。滑动轴承由于接触面积大,承载能力、抗冲击能力、运行平稳性显著高于 滑动轴承,并且由于取消了滚动体,滑动轴承的径向尺寸更小,适用于结构要求紧凑的 场合。因此,滑动轴承的承载性能和环境适应性十分契合风电、核电等大型装备。 此外,在滑动轴承品类中,自润滑轴承的环境适应性与运动适应性显著优于流体润滑轴 承,并且由于自润滑轴承结构简单、免维护或少维护,其制造成本与维护成本均具备明 显优势。

主轴轴承:理论上可全部替换为滑动轴承。风力发电机中,主轴系统分别连接齿轮箱与 轮毂,对于风机叶片起到基础支撑作用,并将叶片载荷向齿轮箱传递。水平轴式风机中 约有 80%采用了主轴支撑原理,此时主轴需要同时承受轴向力、径向力与倾覆力矩,因 而需要具备良好的调心性能、抗振性能与运转稳定性。主轴支撑方式具体分为“三点支 承”,“两点支承”和“一点支承”,其中三点支承是双馈机型的常用布置形式,由“主轴 轴承+齿轮箱中的轴承”组成,一般用于较小兆瓦的风机;两点支承则是双列圆锥滚子 轴承+圆柱滚子轴承”形式,适用于大兆瓦风机;

一点支承通常采用双列圆锥滚子轴承, 其优点是易于安装,但随着轴承直径的增大,轴承成本会大大增加,对于直驱机型来说 超过 6MW 就很难再采用单轴承。从滑动轴承的角度来看,抗振性能与运转稳定性是滑 动轴承的优势所在,同时滑动轴承当中有“关节轴承”等具备优良调心性能的品类,因 此滑动轴承在风电主轴上的应用不存在无法突破的技术壁垒,我们认为三种支撑方式的 滚动轴承均有替换为滑动轴承的可能。

齿轮箱轴承:理论上中低速齿轮箱可全部替换为滑动轴承,高速齿轮箱中低速轴、中速 轴可替换为滑动轴承。在双馈机型和半直驱机型中,由于发电机的磁极对数较小,风电 叶轮转速远远达不到发电机的额定转速,因此必须通过齿轮箱增速来实现发电。不同机 型齿轮箱的工况与传动比要求不同,因此结构差异较大:1)双馈机型一般采用行星轮系 +平行轴传动的高速齿轮箱,目前应用广泛的为三级传动结构,主要为“一级行星+两 级平行轴”和“两级行星+一级平行轴”两种类型,一级行星两级平行轴多应用于 2MW 及 2MW 以下的风电机组,可靠性更高,但体积也相应更大;两级行星一级平行轴主要 用于 2.5MW 以上的风电机组,具有承载力强、变速效率高、体积小的优点。

2)半直驱 机型一般采用一至两级传动的中低速齿轮箱,传动比较双馈机型低,但结构相对紧凑, 可靠性较高。从轴承工作性能上看,双馈机型齿轮箱的低速轴和中速轴均可使用滑动轴 承,而高速轴由于转速过高不宜使用滑动轴承;半直驱机型配置中低速齿轮箱,理论上 其齿轮箱轴承可全部使用滑动轴承。

海外已有成熟应用,国内技术导入预期加强。全球风电龙头维斯塔斯已在部分海上风电 机型中采用滑动轴承,该轴承由维斯塔斯与德国 RENK 公司联合开发。除维斯塔斯之外, 德国威能极公司 2013 年开发出 3~5.x MW 半直驱型滑动轴承风电齿轮箱,已实现 8MW 滑动轴承风电齿轮箱研制;德国美闻达公司于 2016 年开发出 5MW 及以上滑动轴承风电 齿轮箱,将所有滚动轴承替换为滑动轴承,扭矩密度提升了 35%,达 150Nm/kg。

德国 采埃孚公司开发出 4~5MW 滑动轴承风电齿轮箱,将扭矩密度提高到 175Nm/kg;2020 年南高齿开发出 3.x MW 滑动轴承风电齿轮箱;2021 年上海电气与威能极合作开发出5.x MW 滑动轴承风电齿轮箱。整体上来看,目前国内滑动轴承风电齿轮箱研发与国外 并跑,国内厂商还处于样机开发与测试阶段。我们认为有维斯塔斯与 RENK 的成熟方案 在前,主机厂与国外厂商验证速度会更快,后续有望快速导入滑动轴承方案,并逐渐开 放国产滑动轴承厂商份额。

2.2、风电滑动轴承经济性分析:机组成本与风电全生命周期成本均有下降

风电持续大型化与降本背景下,滑动轴承为颇具潜力的降本增效方案。风电行业正朝着 更大功率、更低成本的方向发展,使用滑动轴承代替滚动轴承是风电行业未来重要的技 术发展方向。风轮直径每增加 10%,整机发电量将提高 8%以上,因此发展超大型风电 机组是实现风电平价上网的有效措施之一。随着风电机组超大型化发展,近年来新建的 10MW 以上超大功率风电齿轮箱若仍采用滚动轴承,会使其轴承径向尺寸过大,导致轴 承内外圈、滚道和滚珠的疲劳剥落、磨损等故障率持续增加,严重制约齿轮箱的性价比 与可靠性。

滑动轴承具有径向尺寸小、承载能力强、成本低等优点,可应用于风电主轴 承、齿轮箱轴承等部位,显著提高轴承扭矩密度,降低单位扭矩成本。2021 年 10 月, 金风科技新型轴系样机在新疆达坂城风电场成功实现并网发电。金风科技新型轴系采用 滑动主轴承,其轴系承载密度提升超过 20%,有力支撑了大功率机型的开发;滑动轴承 分瓣式设计,可实现局部更换,使维护成本下降超过 60%。

由于风电滑动轴承的制造成本和后续维护成本均显著低于滚动轴承,因此滑动轴承方案 有望助力实现风电行业降本增效。对于主机厂而言,滑动轴承带来的风机制造成本下降 将有助于其降低投标价格,提升竞争力;对于风电运营商(业主方)而言,滑动轴承带 来的风电场全生命周期成本下降,也将提升风电项目收益率,带来正面经济效益。以下 我们将逐步推导出滑动轴承风机的全生命周期成本下降空间,验证滑动轴承方案的经济 性:

风电机组中轴承成本占比较高,主流 5MW 机型预计在 10%-15%之间。风电轴承一 般包括变桨轴承、偏航轴承、传动系统轴承(主轴轴承、齿轮箱轴承、发电机轴承)。目 前风电机组轴承大多采用滚动轴承,由于滚动轴承为点接触或线接触,单位重量或尺寸 的承载能力有限,为满足风机承载要求与寿命要求,滚动轴承需经历渗碳淬火或无软带 淬火等复杂热处理工艺以及高精度机加工,因此成本居高不下,滚动轴承在风电大型化 趋势下成本溢价越来越高。

以三一重能和电气风电为例,2018 年以来两家主机厂轴承采 购成本占原材料成本比重均逐年上升,2020 年电气风电采购轴承占原材料成本比重为 8.0%,2021H1 三一重能采购轴承占原材料成本比重为 5.72%,均持续上升。考虑到三 一重能等主机厂在部分项目中同时提供风电机组及塔筒,并且多为 4MW 以下机型,我 们预计目前主流 5MW 风电机组(不包含塔筒)中轴承价值量占比在 10%-15%。同时由 于塔筒占全部风电设备成本比例通常在 25%左右,因此预计风电轴承成本占全部风电设 备成本的比例约为 7.5%-11%。

海上风电设备购置费约占风电场建设成本的 52.5%。我国海上风电项目成本的地域性 差异较大,主要原因在于每个海上风电项目所在海域的海床地质、水文条件不同。海上 风电项目中的风电机组和海上升压站平台的支撑结构设计比较复杂,一般需要根据水深、 水位变动幅度、土层条件、海床坡率与稳定性等一系列要求进行综合考虑后再设计。江 苏省是我国海上风电产业起步早、产业链相对较完善的地区,其海上风电项目的单位 建设成本约为 15000 元/kW,而广东省和福建省两个地区的海上风电项目建设成本约在 17000~18000 元/kW。平均来看,在江浙地区和闽粤地区海上风电项目的建设成本中, 设备购置费占比约为 52.5%、建筑工程费占比约为 28.5%,安装工程费占比约为 8.0%。

陆上风电设备购置费约占风电场建设成本的 67.9%。根据立鼎产业研究院对某 50MW 风电场的成本拆分数据,陆上风电场约 67.9%的成本来自于设备费;设备费中 94%的成 本来自于发电设备;发电设备中 80%来自风电机组成本,17%来自塔筒成本,因此风电 机组费用及塔筒费用是陆上风电场建设的主要成本。

风电单位运维成本逐年稳定提升,2020 年质保期外运维成本约为 41.5 元/千瓦,同比 提升 1.2%。风电运维的主要包括设备管理、技术管理、安全管理及运维人员管理四个 方面,其中设备管理可进一步划分为设备运行管理和设备维护管理。设备运行管理是指 包括了风电设备的日常运行管理、输变电设备的日常运行管理、定期和特殊的巡查检视; 设备维护管理包括定时检修、日常巡检和故障处理、大部件的改装升级和维修更换。根 据北极星电力网数据,2019 年我国风电运维质保期外均价为 41 元/千瓦,较 2018 年相 比增长了 1.5%;风电运维质保期内均价为 15.5 元/千瓦,较 2017 年相比增长了 1.97%, 预计 2020 年风电运维质保期外均价在 41.5 元/千瓦左右,风电运维质保期内均价为 15.8 元/千瓦左右。

从购置成本角度看,预计“以滑替滚”可使风电机组成本下降约 6.5%,投标价下降约 5.2%。降本增效是风电行业永恒主题,滑动轴承方案将显著降低风机传动系统成本,从 而带来整机成本下降。更低的制造成本意味着主机厂能以更低的价格竞标,因此降本增 效对主机厂来说至关重要。我们认为滑动轴承方案对于主机厂来说是革命性的技术路径, 为测算“以滑替滚”对风电机组成本的影响及对风机招标价的影响,我们做出如下假设:

(1)测算情形:风电滚动轴承 100%替换为滑动轴承;(2)轴承成本占比:根据上文论 述,预计风电轴承在风电机组(不含塔筒)中的成本占比约为 10%-15%。考虑到风电大 型化趋势下轴承价值量占比还将提升,以 15%的占比计算;(3)滑动轴承经济性:假设 相同兆瓦级别的风电滑动轴承价格较滚动轴承低 30%,同时由于滑动轴承方案可采用更 轻量化的风机设计,预计可使整机其他环节成本下降 2%;(4)主机厂要求毛利率:从 龙头主机厂来看,2022H1 金风科技、明阳智能、运达股份、电气风电的毛利率分别为 25.1%、25.7%、19.0%、18.1%,平均来看可以假设风机厂要求毛利率约为 20%。

2.3、产业趋势逐渐明朗,风电滑动轴承有望迎来百亿级市场空间

若仅考虑滚动轴承,当前国内风电轴承市场规模约为 157 亿元,预计 2024 年达到 240 亿元。目前风电轴承仍以滚动轴承为主,为测算风电滚动轴承市场规模,我们对数据做 出如下处理与假设:1)假设 2022-2024 年风电新增装机量分别为 63/75/83GW;2)根 据新强联、三一重能披露的轴承价格数据,2021 年单个偏航变桨轴承/主轴轴承/齿轮箱 轴承的单 MW 价值量约为 3.61/4.91/0.45 万元。偏航变桨轴承技术难度较低,每年单 MW 价值量下降 3%,主轴轴承、齿轮箱轴承技术壁垒较高,考虑风电大型化带来的溢 价,其单 MW 价值量均每年上升 5%;

3)主轴根据支撑方式不同,可安装 1~2 个主轴 轴承,假设每台风机平均使用 1.5 个主轴轴承;4)双馈、半直驱机型配置了齿轮箱,两 种机型约占新增装机量的 70%,同时《风电产业和风电轴承》中统计每台双馈、半直驱 风机约使用 15~23 个齿轮箱轴承,此处假设平均使用 20 个。 根据我们测算,2021 年国内风电轴承市场规模约为 157.2 亿元,预计到 2024 年增长至 240.7 亿元,3 年 CAGR 约为 15.3%。

稳态条件下国内风电滑动轴承增量市场超 100 亿元。滑动轴承方案具备显著经济性,有 望在未来快速批量导入,助力解决风电降本难题。对国内风电滑动轴承市场规模进行敏 感性分析,在 100GW 新增装机量、50%新增风电机组使用滑动轴的稳态条件下,国内 风电滑动轴承每年增量市场规模可达 101 亿元。

老旧风机“以小改大”产生大量滑动轴承需求,50%渗透率下潜在存量市场空间逾 300 亿元。老旧风机技改升级是提高风电机组发电量、保障风电机组安全运行、降低风电度 电成本的另一有效举措。根据崇德科技招股书数据,全国现有 1.5MW 及以下老旧风电机 组装机近 80GW,数量超 5,000 台,预估轴承数量超 90,000 套。大部分老旧风机位于风 资源优异地区,但由于设备老化,普遍存在发电能力差、故障率高、安全隐患多等问题。 若通过对齿轮箱、控制系统等综合技改升级,将 1.5M 及以下老旧风机转换成 4MW 以上 的大功率风电机组,则可增加 4 倍的风电场装机容量,同比降低 72%故障率。滑动轴承 性价比、功率密度均占优势,有望在该市场得到大批量应用,若 80GW 的 1.5MW 及以 下老旧风机全部替换为 4MW 风机,并且假设其中 50%的风机采用滑动轴承,则存量老 旧风机“以小改大”将带来约 309 亿元的潜在存量市场空间。

三、国内重点企业分析

3.1、长盛轴承:自润滑轴承国产龙头,积极布局风电轴承等新应用

专注自润滑轴承,造就国产龙头。浙江长盛滑动轴承股份有限公司始创于 1995 年 6 月, 1997 年通过固体镶嵌式自润滑轴承打开海外市场,2003 年进入汽车 OEM 市场,2006 年进入卡特全球供应链,2015 年成功研发出核电专用自润滑轴承。2017 年上市以来, 公司不断加强产品竞争力,先后拓展二级复合材料、液压用低摩擦零部件等新产品,延 申产业链。目前,公司已成为专业从事自润滑轴承及高性能聚合物的研发、生产及销售 的高新技术企业,产品涵盖自润滑轴承、低摩擦副零部件及相关精密铸件,覆盖汽车、 工程机械、农业机械、建筑机械、轻工机械、高速高精数控机床、核电等下游应用,并 出口欧美、日本等 40 多个国家和地区。经过多年发展,公司已成长为具备全球竞争力的 自润滑轴承国产龙头。

产品种类丰富,满足多样化定制需求。不同于标准化程度高的滚动轴承,自润滑轴承的 对磨件及其他附属部件一般由客户设计,因此不同客户对轴承主体的设计、选材需求各 异。公司产品根据材料和生产工艺的不同,分为金属塑料聚合物自润滑卷制轴承、双金 属边界润滑卷制轴承、金属基自润滑轴承(平面滑动轴承)、铜基边界润滑卷制轴承、非 金属自润滑轴承(纤维缠绕轴承、工程塑料轴承、粉末冶金轴承)、其他轴承(如关节轴 承等)、低摩擦副部件及高性能聚合物产品等,涉及的产品规模上万种,满足客户多样化 定制需求。其中,金属塑料聚合物自润滑卷制轴承主要应用于汽车行业,双金属边界润 滑卷制轴承、金属基自润滑轴承、铜基边界润滑卷制轴承主要应用于工程机械,非金属 自润滑轴承下游应用分布较广,主要应用于一般工业等。

把握下游机遇,业绩重回增长期。2015-2018 年期间,公司营业收入稳定增长,CAGR 为 21.1%。2019 年受国际贸易摩擦影响,外销下滑,导致整体收入下降。2020 年海外疫 情持续蔓延,出口市场萎缩,公司借助国内市场率先恢复的契机,积极调整市场方向,迅速提升了国内市场份额,业绩重新回到增长期。2021 年公司把握住工程机械、汽车等 下游景气度修复的机遇,实现营收和净利润稳健增长,其中营业收入 9.85 亿元,同比增 长 50.3%;归母净利润 1.55 亿元,同比增长 6.7%。2022H1 公司营业收入同比继续增 长,但利润增速出现下滑,主要系铜、钢等原材料价格居高不下,叠加疫情影响下工程 机械、汽车等下游开工不足。

内外兼修,三大产品齐发力。从地区结构看,公司较早进入汽车 OEM 市场,并陆续进入 卡特彼勒、利勃海尔等工程机械整机厂的全球供应商体系,因此外销是公司重要收入来 源。近年来公司基于多年积累的行业优势,逐步增加国内市场份额,内销收入占比有所 提升。2021 年公司国内、海外收入占比分别为 55.0%、45.0%。从产品结构来看,金属 塑料聚合物自润滑卷制轴承、双金属边界润滑卷制轴承、金属基自润滑轴承为公司三大 优势产品,2021 年收入占比分别为 30.5%、25.2%、19.8%,合计占比 75.5%。

工程机械产品盈利能力受原村料价格影响较大,产品结构优化有望提升毛利率水平。除 2021 年外,公司近年毛利率水平维持在 30%以上,净利率水平维持在 20%以上,整体 盈利能力突出。2021 年由于原材料价格高涨、下游相关行业需求波动、疫情持续反复等 多种因素综合影响,公司的毛利率降至 27.7%。2022Q1 由于原材料价格仍处高位,毛 利率进一步承压。

分产品来看,非金属自润滑轴承的毛利率高,在 50%-60%之间,主 要系该产品下游应用差异大,定制化程度较高;金属塑料聚合物自润滑卷制轴承主要应 用于汽车领域,毛利率在 40%-50%之间且长期稳定,公司产品结构优化有望提升整体 毛利率水平;双金属边界润滑卷制轴承、金属基自润滑轴承、铜基边界润滑卷制轴承主要应用于工程机械领域,毛利率在 20%-40%之间,由于这三类轴承原材料中金属占比 较高,其毛利率受铜、钢材价格波动的影响较大。

轴承产品下游横向拓展,风电+核电是重点布局方向。风电方面,公司自润滑轴承具备 结构简单、体积小、成本低、少维护等突出优势,目前正与各大主机厂展开更深入合作。 核电方面,公司顺利进入“国和一号”供应链,为其供应蒸汽发生器、稳压器支撑用球 铰和反应堆压力容器支撑用减摩板等部件,积累了成熟的应用经验。此外,公司纵向布 局新材料,基于摩擦学材料研发经验拓展高性能聚合物在密封、结构件、膜材料等方面 的应用,对标圣戈班(Saint-Gobain)等全球材料巨头。相较于发达国家,我国高性能聚 合物及自润滑轴承在上述领域的应用深度还有很大的挖掘空间,公司持续投入高性能聚 合物应用研发,有望多领域突破新市场,带来新的业绩增长点。

募集资金扩张产能,剑指风电滑动轴承。2022 年公司拟募集资金总额不超过 4.46 亿元。 扣除发行费后,募集资金净额将用于“扩建年产自润滑轴承 16,700 万套、滚珠丝杠 3 万 套项目”、“新建年产 14,000 套风力发电自润滑轴承项目”、“研究院建设项目”以及补充 流动资金。风电大型化背景下,滚动轴承成本高企,滑动轴承在成本上的优势逐步得到 主机厂重视。公司本次定增预计增加 14,000 套风电自润滑轴承产能,表明公司对风电轴 承“滑替滚”趋势信心充足。公司自润滑轴承采用定制高分子材料,摩擦系数低、免加 油免维护,相比其他滑动轴承方案更加适合风电主轴、齿轮箱等工作环境。根据公司官 微,公司风电轴承产品正与国内各主要主机厂进行合作开发测试,在齿轮箱轴承上进展 较为顺利,未来两年内公司风电滑动轴承业务值得期待。

3.2、崇德科技(未上市):专注动压油膜滑动轴承,产能突破有望开启全新成长曲线

专注动压油膜滑动轴承,核心技术达到世界先进水平。湖南崇德科技股份有限公司成立 于 2003 年,2007 年首套工业汽轮机用滑动轴承开发成功,2012 年完成高速轴承产品系 列化开发,成为具有国际先进水平的高速滑动轴承研发生产企业,2020 年整体变更为股 份有限公司,2022 年 6 月,斯凯孚(中国)通过公开司法拍卖竞得公司 6.96%股权。目 前,公司主营业务为动压油膜滑动轴承的研发、设计、生产及销售,滚动轴承及相关产 品等的销售。自成立以来,公司一直将核心技术的创新视为核心竞争力和企业生命力的 根源,始终坚持轴承技术的自主创新。经过近二十年的积累,公司已掌握动压油膜滑动 轴承领域的研发设计技术、生产制造技术及检测试验技术 3 大类,共计 28 项核心技术。

产品型谱齐全,下游应用广泛。公司形成了以动压油膜滑动轴承为主、滚动轴承相关产 品为辅的多元化产品模式,是目前国内外动压油膜滑动轴承行业中产品品种较为齐全、 创新能力的企业。公司产品线较为丰富,产品规格从轴承内孔小 15 毫米到大 1,400 毫米,几乎覆盖了能源发电、工业驱动、石油化工及船舶等领域所涉及的各类滑动 轴承和滚动轴承,广泛应用于各类电动机、发电机、齿轮箱、压缩机、风机、泵、膨胀 机及汽轮机等旋转机械。

动压油膜滑动轴承为滑动轴承中的中高端轴承,它属于液体动 压滑动轴承,主要依靠轴颈转动带来的流体动压形成相适应的压力油膜将轴承和轴颈表 面分隔,从而使金属和金属不发生直接接触。动压油膜滑动轴承在工作时,由轴的自身 转动将油带入楔形间隙,从而产生一定的动压承载能力,当载荷、速度、间隙和油的粘度匹配得当时,即实现液体动压润滑,其摩擦功耗很小,是一种较为方便和经济的轴承。

营业收入稳步增长,定制化产品附加值高。根据公司招股书(上会稿),2022 年 1-9 月 公司实现营业收入 3.1 亿元,同比增长 7.5%;实现归母净利润 0.49 亿,同比增长 15.7%, 归母净利润增长主要系毛利率上涨及其他收益科目增长,整体经营业绩情况呈现稳中向 好的趋势。与同行业可比上市公司相比,公司产品以定制化为主,且可倾瓦轴承组件、 固定形线轴承组件等滑动轴承组件类产品属于高端滑动轴承,产品技术含量更高、工艺 更加复杂,对应的产品附加值更高。

滑动轴承产品优势突出,聚焦国内中高端市场。从产品结构来看,滑动轴承总成、滑动 轴承组件、滚动轴承相关产品为公司主要产品,2021 年收入占比分别为 30.81%、28.2%、 34.46%,未来随着产能扩张,滑动轴承产品占比有望进一步提高。从地区结构看,公司 目前仍以国内市场为主,在中高市场占据重要份额。同时公司凭借自身齐全的产品型谱 及,产品销往韩国、印度、德国、美国、法国等多个国家和地区,近年来公司外销占比 略有上升。2021 年公司国内、海外收入占比分别为 92.5%、7.5%。

公司近年来毛利率稳定在 30%以上,净利率上升趋势明显。公司 2022 年 1-9 月毛利 率同比增长 3.43%,主要原因系发行人毛利率较高的自产业务收入占主营业务收入比由 2021 年 1-9 月的 61.2%提升至 2022 年 1-9 月的 70.6%,进而拉动了整体毛利率的增 长,未来随着自产产品占比的不断提升,高毛利率水平有望持续。

分产品来看,滑动轴 承组件的毛利率高,在 50%-60%之间,主要系各项技术参数及产品质量均处于业内 水平,产品附加值较高;滑动轴承总成产品系在滑动轴承组件的基础上集成了轴承 箱体、密封件、测温装置及润滑冷却装置等设备,上述设备单位价值以及单位成本均较 高,在提升了单位产品价格的同时,也使得其毛利率水平明显低于滑动轴承组件产品, 近年来维持在 30%左右;滚动轴承属于经销产品,其毛利率低于滑动轴承组件以及滑动 轴承总成产品等自产产品,维持在 20%左右。

深入布局风电滑动轴承,产能瓶颈突破有望打开新成长空间。公司在风电轴承领域已有 较深入布局,持续开展风电滑动轴承的技术研发和产品生产,并将其视为未来重要的产 品线。

针对风电齿轮箱滑动轴承使用中存在的低速重载、经常启停、低温、润滑保障差等恶劣工况,经过研发攻关,公司掌握了通过 DNV-GL 国际认证的、考虑弹流润滑、混 合摩擦、边缘修型的专用计算技术以及特种材料如 PEEK 及铜锡合金选择及成型技术; 搭建了满足全尺寸、全工况(大载荷 350 吨,转速范围 0.5~200rpm)要求、具备 μm 级的油膜厚度测量能力的国际先进水平的大型风电滑动轴承试验平台,具备了风电滑动 轴承全流程研发能力,并拟投入年产 3 万套高精滑动轴承高效生产线建设项目,预计年 产 32,236 套动压油膜滑动轴承总成、组件及风电齿轮箱滑动轴承产品,未来有望在风电 滑动轴承替代滚动轴承领域占领市场先机,进一步拓展应用市场,开启全新成长空间。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】

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