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1 Principio de funcionamiento y clasificación principal del reductor En los sistemas de transmisión mecánica, un reductor funciona como un dispositivo intermedio crítico que conecta la fuente de energía y el actuador. Su mecanismo principal implica la reducción de engranajes y la amplificación del par mediante transmisión mecánica. Específicamente, el reductor emplea un sistema de engranajes donde el eje de entrada (con menos dientes) engrana con el engranaje más grande del eje de salida, desacelerando efectivamente la fuerza de rotación de alta velocidad del motor primario mientras aumenta el par de salida. Como resultado, los reductores se utilizan ampliamente en equipos de transmisión de baja velocidad y alto par y se consideran un factor clave que influye en el rendimiento robótico. Los reductores vienen en diversos tipos y modelos para satisfacer las diversas necesidades de transmisión de potencia en las industrias. Se pueden clasificar de múltiples maneras. Según la precisión del control, los reductores se clasifican en reductores de propósito general y reductores de precisión. Los reductores de propósito general ofrecen menor precisión de control, pero son suficientes para la transmisión de potencia básica en maquinaria general. Los reductores de precisión, por otro lado, se caracterizan por su alta exactitud, larga vida útil, mínima holgura y una fiabilidad superior, lo que los hace ideales para aplicaciones de control de alta precisión en robótica industrial, robótica colaborativa, automatización industrial y otros campos de fabricación avanzada. Los reductores de precisión, principalmente los reductores RV y los reductores armónicos, son componentes esenciales en la fabricación de equipos de alta gama, como la robótica, y representan aproximadamente el 35% del coste total de un robot industrial. Estos reductores se utilizan ampliamente en aplicaciones de control de alta precisión, como robots industriales, robots colaborativos y automatización industrial, donde se enfrentan a importantes barreras técnicas. En concreto, los reductores armónicos están diseñados para aplicaciones ligeras y de baja carga, mientras que los reductores RV están optimizados para escenarios de carga media a alta que requieren un alto par y rigidez. Estos últimos exigen tecnología más avanzada, presentan mayores retos de producción y montaje, y tienen una menor tasa de producción nacional. Actualmente, la japonesa Nabtesco mantiene una posición de liderazgo en este mercado global. Debido a sus características técnicas distintivas en los principios de transmisión y diseños estructurales, estos dos sistemas demuestran ventajas complementarias en productos posteriores y dominios de aplicación, atendiendo diversos escenarios e industrias de uso final. Una comparación concreta en robótica industrial es la siguiente: proyecto Reductor armónico desacelerador RV Principio de transmisión y estructura de desaceleración El reductor está compuesto por la transmisión planetaria evolvente de primera etapa y la transmisión planetaria cicloidal de segunda etapa. Se utilizan al menos dos ejes excéntricos para conectar el reductor de segunda etapa. El piñón y el engranaje cicloidal están hechos de piezas fundidas sólidas y de acero. El sistema está compuesto por tres partes principales: la rueda flexible, la rueda rígida y el generador de ondas. Es simple y compacto, y el material, el volumen y el peso son menores que los del reductor RV. características de rendimiento Gran volumen, alta capacidad de carga (la carga de torque admisible puede alcanzar 28,000 N·m), alta rigidez; pero al mismo tiempo, el producto utiliza una estructura de sobreposicionamiento relativamente compleja, el proceso de fabricación y el control de costos son más difíciles El volumen es pequeño y la carga es baja (la carga de torque admisible es de hasta 1,500 N·m), pero el engranaje clave es un elemento flexible, y su rendimiento se reduce gradualmente bajo deformación repetida, y la capacidad de carga y la vida útil del producto son limitadas. capacidad de carga y vida útil El producto puede lograr un mayor torque del producto y capacidad anti-impacto, rigidez de vuelco torsional, mayor resistencia a la fatiga, vida útil de precisión más larga, alta precisión de movimiento. La transmisión de engranajes flexibles tiene baja vida útil por fatiga y débil resistencia a la torsión. articulación sinovial Es más adecuado para articulaciones de gran torque y carga pesada como base de robot, cintura y parte superior del brazo. Generalmente se utiliza para posiciones de carga ligera como antebrazo, muñeca y mano. Uso real Los reductores RV se utilizan principalmente para cargas superiores a 20 kg, mientras que los reductores armónicos RV se recomiendan para cargas entre 6 kg y 20 kg. Para cargas inferiores a 6 kg, se suelen utilizar reductores armónicos. Áreas de aplicación de terminales principales El campo de los robots de servicio mediano y pesado, representado por industrias como la automotriz, fotovoltaica, soldadura, doblado, rociado, paletizado, procesamiento de metales, transporte y terminales portuarias. Las industrias de electrónica 3C, semiconductores, alimentos, moldeo por inyección, molde y médica tienen una gran demanda de robots de servicio ligero. .2 Principio de funcionamiento y características del reductor RV Como se define en GB/T 34897-2017 “Cojinetes de precisión para reductores RV en robots industriales con cojinetes”, un reductor RV es un mecanismo de transmisión que comprende un reductor de engranajes planetarios como etapa delantera y un reductor de rueda dentada cicloidal como etapa trasera. Presenta una alta relación de transmisión y capacidad de autobloqueo en condiciones específicas. El reductor RV, desarrollado a partir de la transmisión planetaria de torsión de pasador tradicional, presenta un sistema de reducción de doble etapa que comprende un reductor de engranajes planetarios como etapa delantera y un reductor de rueda dentada cicloidal como etapa trasera, con al menos dos ejes excéntricos que conectan las dos etapas. Su carcasa y rueda dentada cicloidal están sólidamente acoplados mediante piezas fundidas y componentes de acero, formando un tren de engranajes diferencial cerrado. Esta innovación no solo supera las limitaciones de las transmisiones de rueda dentada cicloidal convencionales, sino que también ofrece una gama de ventajas que incluyen alta precisión (con una holgura entre dientes inferior a 1 minuto de arco), rigidez excepcional, durabilidad superior, alta densidad de salida (compacta pero potente), una amplia relación de reducción de velocidad y mínima vibración. El proceso de transmisión de movimiento del reductor RV funciona de la siguiente manera: la rotación del servomotor se transmite a los engranajes planetarios a través del engranaje de entrada. Según la relación de transmisión entre el engranaje de entrada y los engranajes planetarios, la velocidad se reduce correspondientemente (reducción de primera etapa). El cigüeñal está conectado directamente a los engranajes planetarios, manteniendo la misma velocidad de rotación. Dos engranajes cicloidales están instalados entre la sección excéntrica del cigüeñal y los rodamientos de agujas. Cuando el cigüeñal gira, los engranajes cicloidales montados en la sección excéntrica también realizan un movimiento excéntrico alrededor del eje de entrada. Por otro lado, la carcasa de agujas contiene agujas distribuidas uniformemente a intervalos regulares, con un rodillo adicional por engranaje cicloidal. Al completar el cigüeñal una vuelta completa, los engranajes cicloidales engranan con las agujas, realizando un movimiento excéntrico. Durante este proceso, el portasatélites de salida gira la distancia de un diente en sentido contrario a la rotación del cigüeñal. Esta rotación se transmite al eje de la unidad reductora de segunda etapa (reducción de segunda etapa). La relación de reducción total es el producto de las relaciones de reducción de la primera y la segunda etapa.  

Como sistema de transmisión de potencia en vehículos eléctricos, el reductor puede reducir la velocidad y aumentar el par para satisfacer la demanda de potencia normal de los usuarios. Incluye principalmente sistema de engranajes, rodamientos, diferencial, carcasa y otros accesorios. Sus principales atributos y requisitos de rendimiento son el espacio, el peso, la eficiencia y el ruido, la vibración y la aspereza (NVH). Los reductores de potencia eléctricos actuales presentan predominantemente un diseño de eje paralelo de una sola velocidad y dos etapas, que ofrece una estructura simple y una alta rentabilidad, convirtiéndolos en la solución dominante indiscutible. Sin embargo, a medida que los usuarios exigen cada vez más espacio y autonomía en los vehículos, la presión sobre los diversos subsistemas aumenta significativamente. Como componente crítico, los reductores de potencia eléctricos se enfrentan ahora a importantes desafíos en cuanto a espacio, peso y eficiencia. Los principales fabricantes de equipos originales (OEM) y los gigantes internacionales de la tecnología de propulsión están explorando activamente arquitecturas innovadoras, como los engranajes planetarios. Actualmente, los modelos de producción en masa con engranajes planetarios se encuentran predominantemente en vehículos de gama media y alta de marcas internacionales como Audi e-tron, Jaguar Land Rover I-Pace y Lucid Air. En China, solo la marca Jike y algunos modelos Geely adoptarán esta tecnología a partir de 2024. Mientras tanto, el mercado de la cadena de suministro de engranajes planetarios para automóviles de pasajeros está dominado casi en su totalidad por gigantes globales como Schaeffler y ZF. Fabricantes nacionales como Xingqu están expandiendo activamente su presencia en este campo. En el futuro, se espera que los engranajes planetarios coaxiales ganen una tracción significativa en el mercado, particularmente en los segmentos de vehículos de gama media a alta. El requisito de alta compacidad en los sistemas de transmisión ▶ situación actual Como componente clave del tren motriz, el tren motriz afecta en gran medida el diseño del vehículo. Con la creciente demanda del público por el espacio interior y el espacio del maletero, y la plataformización del vehículo y el tren motriz, se requiere que el tren motriz tenga una alta adaptabilidad al diseño del vehículo. Por lo tanto, se requiere que el espacio y la regularidad del tren motriz sean mayores. Como se muestra en la figura a continuación, el tamaño del sistema de transmisión afecta directamente la dirección X (dirección longitudinal del vehículo) del tren motriz y, por lo tanto, afecta el espacio en el automóvil o el espacio en el maletero. Figura 1 Diagrama esquemático del diseño del sistema de transmisión Fuente: Información pública El sistema de transmisión actual emplea predominantemente configuraciones de ejes paralelos, donde las dimensiones del eje X están directamente influenciadas por la distancia entre los ejes de entrada y salida. Los estándares de la industria para las dimensiones del eje X son generalmente como se describe en la tabla a continuación. Aunque las cajas de engranajes planetarios actualmente tienen una pequeña participación de mercado, se proyecta que su demanda crezca significativamente en el futuro. Schaeffler, un defensor líder de las cajas de engranajes planetarios, ha desarrollado modelos con dimensiones de eje X 30% a 40% más pequeñas que los sistemas de ejes paralelos tradicionales. salida de par <3000 Nm 3000-4000 Nm 4000-5000 Nm Dimensión del eje X <400 mm 400-600 mm 460-480 mm ▶ lanzar el guante El sistema de transmisión actual comprime el espacio al extremo. Después de reducir la distancia central, enfrenta riesgos de resistencia del eje al diente y NVH (ruido, vibración y aspereza). La distancia central reducida impone restricciones en los parámetros macroscópicos de los dientes del engranaje, incluyendo limitaciones del módulo, riesgos de flexión de la raíz y desafíos de resistencia de contacto de la superficie del diente. Además, la mayor respuesta de torque y las frecuentes demandas de frenado regenerativo en vehículos de nueva energía imponen requisitos de resistencia más estrictos en los dientes del engranaje y diferenciales. Se requiere optimización en la selección de materiales, procesos de tratamiento térmico y técnicas de fortalecimiento de superficies. La necesidad de sistemas de transmisión livianos ▶ situación actual Para los vehículos de nueva energía, particularmente los modelos eléctricos puros, la autonomía es una preocupación clave para los usuarios, mientras que el peso impacta significativamente la autonomía de conducción. El accionamiento eléctrico representa aproximadamente el 5% del peso total del vehículo, y el sistema de transmisión representa aproximadamente el 50% del peso del accionamiento eléctrico. Dado que el peso del sistema de transmisión afecta directamente tanto el costo como las dimensiones, el bajo peso también es un requisito crítico para el accionamiento eléctrico. Actualmente, los reductores de ejes paralelos dominan el mercado con una adopción superior al 95%, donde el peso se correlaciona con el par de salida, como se muestra en la tabla a continuación. La serie Zhi Ji L7/L6 incorpora carcasas de aleación de magnesio y aluminio, lo que permite un peso 30% menor que las carcasas de aleación de aluminio convencionales. Si bien los reductores planetarios actualmente tienen una pequeña cuota de mercado, se prevé un crecimiento significativo de su demanda. Como pioneros en la tecnología de reductores planetarios, las soluciones de Schaeffler reducen el peso entre 30% y 40% en comparación con los reductores de ejes paralelos tradicionales. par de salida <3000 Nm 3000-4000 Nm 4000-5000 Nm Peso (peso en seco) <25 kg 25-30 kg 30-35 kg ▶ arrojar el guante Para satisfacer la demanda de sistemas de transmisión livianos, los reductores generalmente se optimizan a través del diseño estructural y la selección de materiales. La optimización estructural reduce directamente el uso del material, pero este enfoque también introduce riesgos de resistencia y confiabilidad, así como problemas de NVH (ruido, vibración y aspereza). Si bien las carcasas de aleación de magnesio y aluminio son rentables, sufren de fluencia a alta temperatura y poca rigidez, lo que exacerba aún más los riesgos de NVH. La necesidad de una transmisión eficiente ▶ situación actual Otro factor crítico que afecta el rango del vehículo es la eficiencia de la transmisión eléctrica. Más allá de los estándares CLTC (Prueba y certificación de vehículos de nueva energía de China), la eficiencia de velocidad constante a alta velocidad se ha convertido en una preocupación clave para los usuarios. Las condiciones habituales de conducción a alta velocidad, como 100 km/h y 120 km/h, requieren sistemas de transmisión de alta velocidad y alta eficiencia con bajo par. Los factores clave incluyen la arquitectura de la transmisión, la disposición del eje, la selección de rodamientos, la precisión de los engranajes, el diseño de la cavidad de la carcasa y la elección del lubricante. Gracias a la adopción de aplicaciones de ensamblaje por parte de los fabricantes de equipos originales (OEM), las condiciones operativas optimizadas y los avances en la tecnología de componentes, la eficiencia CLTC de las cajas de cambios ha mejorado constantemente. Antes de 2020, la eficiencia CLTC rondaba generalmente los 97,%, y algunos fabricantes alcanzaban los 97,5%. Por ejemplo, el G9 de XPeng Motors (modelo 2022) demostró una eficiencia CLTC medida superior a 97,5%, mientras que el G6 (modelo 2023) alcanzó los 97,6%1. ▶ Arrojar el guante En la actualidad, el reductor de alta eficiencia se basa básicamente en la reducción de la pérdida de par y la pérdida de velocidad. Reduzca la pérdida de par mejorando la precisión del engrane de los engranajes, reduciendo la rugosidad de la superficie de los dientes y la tasa de deslizamiento, y utilizando rodamientos de bolas de baja resistencia a la rodadura. Reducción de la pérdida de velocidad: El cárter de aceite seco minimiza la pérdida por agitación de aceite y se recomiendan lubricantes de baja viscosidad. La alta precisión de engrane y la baja rugosidad de la superficie de los dientes plantearán mayores requisitos para la tecnología de mecanizado de engranajes de eje y el ritmo de producción, y también significarán un mayor costo de producción. La capacidad de protección del cojinete del engranaje del eje se reducirá cuando se seleccione un aceite lubricante de baja viscosidad, lo que plantea un mayor desafío para la confiabilidad del cojinete del engranaje del eje. La necesidad de una transmisión silenciosa ▶ Situación actual A medida que los consumidores priorizan cada vez más el silencio del vehículo, la falta de enmascaramiento del ruido del motor en los sistemas de transmisión eléctrica hace que su ruido sea más perceptible. Además, el ruido de las cajas de cambios de transmisión eléctrica generalmente se encuentra en el rango de frecuencia medio-alto que los usuarios pueden percibir fácilmente. Con los recientes avances en los procesos de fabricación de vehículos nacionales y la calidad de los materiales, la calidad general del sonido de los vehículos ha mejorado significativamente, lo que ha acentuado aún más el silbido de los sistemas de propulsión eléctrica. En los sistemas de transmisión modernos, los problemas de NVH se han expandido más allá del chirrido del eje al diente. Los clientes ahora priorizan la comodidad de conducción y la calidad acústica, al tiempo que notan ruidos metálicos y transiciones bruscas durante los cambios de par. Esto refleja la creciente complejidad de los desafíos de NVH en la ingeniería automotriz. En los sistemas de transmisión estándar, la cámara semihúmeda generalmente produce un nivel de ruido promedio de 5 decibeles (dB) a 1 metro de distancia y alrededor de 70 dB (A) en condiciones de par máximo, con algunos fabricantes logrando niveles de ruido por debajo de 65 dB (A). ▶ arrojar el guante En comparación con los vehículos convencionales, los vehículos de nueva energía enfrentan mayores desafíos de desarrollo de NVH (ruido, vibración y aspereza) debido a la ausencia del efecto de enmascaramiento de los motores de combustión interna y la creciente demanda de los usuarios de un habitáculo silencioso. El ruido del sistema de transmisión en estos vehículos se compone principalmente de sonidos de frecuencia media a alta, particularmente sensibles al oído humano. Con numerosos componentes rotatorios y desafíos significativos en la producción en masa y la estabilidad del ensamblaje, el ruido de la transmisión se ha convertido en una fuente importante de quejas de los clientes. El NVH (ruido, vibración y aspereza) es una percepción subjetiva estrechamente vinculada a consideraciones de costo. Dado que las expectativas de los usuarios varían según el segmento de vehículos, el establecimiento de objetivos de desarrollo de NVH debe alinearse primero con el posicionamiento del vehículo y la demografía del usuario objetivo. La resolución de los problemas de NVH abarca todo el ciclo de vida del desarrollo del vehículo. Una vez identificados, el proceso incluye pruebas, análisis, simulaciones computacionales, categorización de problemas, formulación de soluciones y validación. Más allá de un proceso de desarrollo sólido, la experiencia práctica juega un papel fundamental para abordar estos desafíos. Para abordar el chirrido del sistema de transmisión, la excitación estructural es la causa raíz, mientras que el control de la trayectoria es igualmente crítico. Las estrategias de mejora de NVH que abordan tanto la fuente como la trayectoria a menudo entran en conflicto con los requisitos de aligeramiento, a la vez que incrementan los costos. Más allá de la complejidad inherente y las demandas cambiantes de los desafíos de NVH, lograr un equilibrio multidimensional entre las medidas de mitigación de NVH, la reducción de peso y el control de costos plantea un desafío importante en la toma de decisiones para los OEM y los proveedores en todos los niveles.  

¿Por qué la arquitectura de 48 V? (Beneficios clave) El principio básico de la arquitectura de 48 V es "aumentar el voltaje mientras se mantiene la potencia de salida para reducir la corriente", lo que ofrece una serie de ventajas clave: 1. Alta eficiencia, baja pérdida: Según la fórmula de potencia de CC P = V × I, cuando la potencia permanece constante, el voltaje se cuadruplica (de 12 V a 48 V), mientras que la corriente disminuye a un cuarto de su valor original. Según la ley de Joule, la pérdida de calor en un cable (P_loss = I² × R) es proporcional al cuadrado de la corriente. Cuando la corriente se reduce a un cuarto, la pérdida de línea disminuye a un dieciseisavo del original, lo que mejora significativamente la eficiencia energética. Ligero y de bajo costo: Las corrientes más pequeñas significan que se pueden usar cables más delgados (con áreas de sección transversal más pequeñas). Esto reduce directamente el peso de los cables del sistema y los costos de material, lo cual es crucial para campos sensibles al peso como la automoción y la robótica. 3. Alta densidad de potencia: Para dispositivos robóticos, motores más pequeños y cables más delgados permiten diseños de unión más compactos y ligeros, mejorando tanto la flexibilidad como la integración. Seguridad y herencia: 48 V sirve como el voltaje máximo seguro en aplicaciones típicas, eliminando la necesidad de estrictas medidas de seguridad eléctrica y, por lo tanto, reduciendo la complejidad y los costos del sistema. Es una evolución natural de los sistemas de bajo voltaje existentes (12 V/24 V), manteniendo la continuidad técnica (con baterías de plomo-ácido clasificadas en múltiplos de 6 V). Revisión del historial de desarrollo de la arquitectura de 48 V Línea de desarrollo: desde la satisfacción de las necesidades básicas hasta la búsqueda de la máxima eficiencia, campo de aplicación desde instalaciones fijas hasta plataformas móviles. Estándares tempranos (principios del siglo XX): 48 V CC se convirtió en el voltaje estándar para las centrales telefónicas fijas, sentando las bases para las redes de telecomunicaciones modernas. La evolución de la industria automotriz: Era de 6 V: Tres baterías de plomo-ácido de 2 V conectadas en serie, que fue el estándar inicial. Era de 12 V: Con la proliferación de sistemas eléctricos en vehículos y la creciente demanda de energía, la configuración evolucionó a seis baterías conectadas en serie (6 V × 2). Era de 24 V: Los vehículos comerciales, debido a sus altas demandas de energía, adoptan una configuración de batería en serie de 12 celdas (12 V × 2) para reducir la corriente y mejorar la eficiencia. Revolución del centro de datos (circa 2016): Liderada por Google y el Open Compute Project (OCP), esta iniciativa abordó el consumo masivo de energía de los servidores mediante la implementación de una distribución de energía de 48 V, lo que redujo significativamente el desperdicio de energía y los costos operativos. Avance automotriz (2023-2024): El Cybertruck de Tesla se convirtió en el primer vehículo de producción en adoptar completamente un tren motriz de 48 V, reemplazando el sistema de 12 V de décadas de antigüedad y demostrando su inmenso potencial en plataformas móviles. Adopción de robótica (desde 2020): Los robots industriales, logísticos y de servicio han adoptado la arquitectura de 48 V para lograr una mayor eficiencia, un peso más ligero y diseños más compactos. El año inaugural de la robótica humanoide (2024): Fabricantes líderes como Optimus de Tesla e IRON de XPeng han adoptado la arquitectura de batería de 48 V, estableciéndola como el nuevo referente para plataformas avanzadas de robótica móvil. Esta arquitectura es la piedra angular fundamental para que los robots alcancen un tamaño compacto, una mayor duración de la batería y una interacción inteligente. ¿Por qué GaN es la solución preferida para el control de motores? (Ventajas clave) Los chips de GaN (nitruro de galio), con sus ventajas clave de baja pérdida y alta densidad de potencia, han superado las limitaciones de los dispositivos tradicionales basados en silicio, emergiendo como la dirección clave de desarrollo para los controladores de motores de media y baja tensión. Las principales ventajas de los chips de GaN incluyen: Baja pérdida de conmutación: Característica de recuperación inversa cero, sin corriente de cola, baja pérdida de conmutación del condensador, pérdida de superposición optimizada de tensión-corriente, reducción significativa de la pérdida total del sistema. Adaptabilidad a alta frecuencia: Admite una frecuencia PWM más alta (superando ampliamente el rango de 6-16 kHz de los dispositivos basados en silicio). El aumento de frecuencia minimiza la pérdida de potencia, lo que reduce eficazmente la ondulación de corriente y de par del motor, a la vez que mejora la precisión del control. Alta densidad de potencia: Permite que componentes pasivos más pequeños (inductores y condensadores) alcancen una mayor corriente de salida en las mismas condiciones, soportando cargas mayores. Entornos exigentes y respuesta rápida: Ofrece bajo aumento de temperatura, excelente resistencia térmica, rápida respuesta dinámica y adaptabilidad a condiciones de funcionamiento complejas. Comparación de parámetros básicos de controladores de motor basados en GaN y Si (IGBT/MOSFET) relación de contraste Controlador de motor basado en GaN Controlador de motor basado en Si (IGBT/MOSFET) I. Características básicas de los materiales brecha de energía 3,4 eV (banda prohibida amplia, resistente a alta temperatura y alta presión) 1,12 eV (banda prohibida estrecha, límite de tolerancia bajo) conductividad térmica Aproximadamente tres veces la del silicio (alta conductividad térmica) Valor de referencia (aproximadamente 150 W/(m·K), con conductividad débil) velocidad de saturación de electrones 2,8 × 10⁷ cm/s (conmutación de alta frecuencia compatible) Aproximadamente 1 × 10^7 cm/s (rendimiento de alta frecuencia limitado) II. Rendimiento del interruptor Frecuencia máxima de conmutación Admite nivel de MHz (normalmente 100 kHz+; algunos escenarios alcanzan MHz) Nominal de 20 kHz, pero normalmente funciona entre 6 y 16 kHz (la operación de alta frecuencia provoca una pérdida de potencia significativa) Carga de recuperación inversa Cero (sin pérdida de recuperación inversa, admite conmutación di/dt/dv/dt alta) IGBT requiere diodos en paralelo, que aún incurren en pérdida de recuperación inversa; el diodo del cuerpo del MOSFET tiene un Qrr alto. Tiempo muerto Mínimo 14 ns (reduce los armónicos de torsión y la vibración) 100-500 ns (puede causar discontinuidad de corriente, lo que lleva a un armónico de torsión de sexto orden) III. Características de pérdida Reducción de pérdida de conmutación (en comparación con el silicio) Régimen discreto reducido 39% (11,6 W frente a 19 W), régimen combinado reducido 24,5% (12,3 W frente a 16,3 W) Valor base (alta frecuencia causa alta relación de pérdida, limitando la eficiencia) incremento de pérdida de mejora de frecuencia El aumento de potencia es de solo 0,7 W cuando la frecuencia aumenta de 20 kHz a 40 kHz, con el incremento de pérdida reducido en 83%. La potencia de salida aumenta en 4,1 W cuando la potencia de salida aumenta de 20 kWz a 40 kWz (con pérdida que aumenta significativamente a medida que aumenta la frecuencia). Resistencia de encendido (RDS(on)) Basado en gas de electrones bidimensional (2DEG), es mucho menor que los dispositivos de silicio con las mismas especificaciones. La resistencia de encendido (RDS) del MOSFET aumenta con la corriente y la temperatura, mientras que el IGBT mantiene un voltaje de saturación constante pero exhibe pérdida de corriente de cola. IV. Propiedades térmicas resistencia térmica del dispositivo (Rth (is)) Tan bajo como 0,5 K/W (flip-chip/CCP, camino térmico corto) 1,5-2 K/W (paquete tradicional con baja eficiencia de disipación de calor) Diferencias en la temperatura de la unión con el mismo consumo de energía Baja temperatura corporal (20-40 ℃) (conducción de calor rápida, acumulación de calor mínima) La temperatura es demasiado alta y puede activar la protección contra sobrecalentamiento Demanda de disipadores de calor No se requiere disipador de calor para dispositivos por debajo de 200 W; la solución de paquete sellado de 1 kW elimina la necesidad de un disipador de calor cuando la corriente es inferior a 18 A. Los sistemas de potencia media y baja aún requieren disipadores de calor, mientras que los módulos de refrigeración de aire/líquido frío a gran escala y alta potencia V. Características de diseño del sistema Volumen de componentes pasivos Reemplazar el condensador electrolítico de 330 μF por un condensador cerámico de 22 μF reduce el tamaño del inductor (lo que reduce los requisitos capacitivos-inductivos a altas frecuencias). Confíe en inductores y condensadores electrolíticos de gran volumen (que requieren simulación de rizado de corriente a baja frecuencia) Densidad de potencia (corriente de salida) La solución discreta ofrece una relación de valor de corriente efectiva (Si) 3,5 A más alta al tiempo que admite una mayor capacidad de carga con un aumento de temperatura idéntico. Valor de referencia (aumento de corriente limitado por la pérdida de potencia y la disipación de calor) interferencia electromagnética Alta integración (p. ej., medio puente sellado), que permite la integración interna del motor para reducir la longitud del cable y minimizar la EMI. Diseño discreto, cable largo, fuerte radiación EMI a alta frecuencia VI. CONFIABILIDAD tolerancia a la temperatura La tolerancia a la temperatura es muy superior a la de los dispositivos basados en Si (operación estabilizadora bajo carga alta) Tolerancia a baja temperatura, vida útil acortada a alta temperatura vida útil del dispositivo (modelo Arrhenius) La vida se duplica por cada caída de 10 ℃ en la temperatura de la unión (una temperatura de unión más baja prolonga la vida útil) Alta temperatura corporal y vida útil relativamente corta Tiempo medio entre fallos (MTBF) Más alto (baja pérdida + bajo estrés térmico, lo que reduce el riesgo de fallo) Más bajo (mayor estrés térmico y probabilidad de fallo debido al desgaste) Fabricantes y soluciones típicos de GaN TI DRV7308 Precontrolador FET de GaN integrado con modulación trifásica y capacidad de control orientado al campo. Paquete QFN de 12 mm × 12 mm, con una eficiencia superior al 99% en aplicaciones de accionamiento de motor de 250 W, lo que elimina la necesidad de un disipador de calor. Solución de bajo voltaje Innosense (entrada de 48 V-60 V, compatible con motores de 1 kW). Esquema discreto (INNDMD48V25A1): 6 INN100EA035A + 3 INS2003FQ; la pérdida total es de 11,6 W (esquema de Si: 19 W) a 40 kHz/20 A, y el aumento de temperatura es de solo 10 ℃ cuando la frecuencia se incrementa a 40 kHz. Esquema de encapsulado (INNDMD48V22A1): 3 encapsulados de GaN de medio puente ISG3204LA; la pérdida total es de 12,3 W (esquema de Si: 16,3 W) a 40 kHz/20 A; no se necesita radiador por debajo de 18 A. Empresas como Texas Instruments (TI), Infineon, Innosense, EPC y Nanoware están desarrollando activamente aplicaciones de nitruro de galio (GaN) en robots humanoides, en particular para sistemas de accionamiento de motores.  

Estado de desarrollo y desafíos del conjunto de transmisión Como sistema de transmisión de potencia en accionamientos eléctricos, el reductor puede reducir la velocidad y aumentar el par para satisfacer la demanda normal de potencia de los usuarios. Incluye principalmente sistema de engranajes, cojinetes, diferencial, carcasa y otros accesorios. Los atributos clave y los requisitos de rendimiento son el tamaño del espacio, el peso, la eficiencia y el NVH. Los reductores de accionamiento eléctrico actuales presentan predominantemente un diseño de eje paralelo de una sola velocidad y dos etapas, que ofrece una estructura simple y una alta rentabilidad, lo que lo convierte en la solución convencional indiscutible. Sin embargo, a medida que los usuarios exigen cada vez más espacio y autonomía en los vehículos, la presión sobre varios subsistemas crece significativamente. Como componente crítico, los reductores de accionamiento eléctrico ahora enfrentan desafíos sustanciales en espacio, peso y eficiencia. Los principales fabricantes de equipos originales (OEM) y los gigantes internacionales del sistema de propulsión están explorando activamente arquitecturas innovadoras, como los arreglos de engranajes planetarios. Actualmente, los modelos de producción en masa con engranajes planetarios se encuentran predominantemente en vehículos de gama media a alta de marcas internacionales como Audi e-tron, Jaguar Land Rover I-Pace y Lucid Air. En China, solo la marca Jike y algunos modelos Geely adoptarán esta tecnología a partir de 2024. Mientras tanto, el mercado de la cadena de suministro de engranajes planetarios para automóviles de pasajeros está dominado casi en su totalidad por gigantes globales como Schaeffler y ZF. Fabricantes nacionales como Xingqu están expandiendo activamente su presencia en este campo. En el futuro, se espera que los engranajes planetarios coaxiales ganen una tracción significativa en el mercado, particularmente en los segmentos de vehículos de gama media a alta. El requisito de alta compacidad en los sistemas de transmisión ▶ situación actual Como componente clave del tren motriz, el tren motriz afecta en gran medida el diseño del vehículo. Con la creciente demanda del público por el espacio interior y el espacio del maletero, y la plataformización del vehículo y el tren motriz, se requiere que el tren motriz tenga una alta adaptabilidad al diseño del vehículo. Por lo tanto, se requiere que el espacio y la regularidad del tren motriz sean mayores. Como se muestra en la figura a continuación, el tamaño del sistema de transmisión afecta directamente la dirección X (dirección longitudinal del vehículo) del tren motriz y, por lo tanto, afecta el espacio en el automóvil o el espacio en el maletero. Figura 1 Diagrama esquemático del diseño del sistema de transmisión Fuente: Información pública El sistema de transmisión actual emplea predominantemente configuraciones de ejes paralelos, donde las dimensiones del eje X están directamente influenciadas por la distancia entre los ejes de entrada y salida. Los estándares de la industria para las dimensiones del eje X son generalmente como se describe en la tabla a continuación. Aunque las cajas de engranajes planetarios actualmente tienen una pequeña participación en el mercado, se proyecta que su demanda crezca significativamente en el futuro. Schaeffler, un defensor líder de las cajas de engranajes planetarios, ha desarrollado modelos con dimensiones de eje X 30% a 40% más pequeñas que los sistemas de ejes paralelos tradicionales. Tabla 1 Dimensiones X en la industria Salida de par <3000 Nm 3000-4000 Nm 4000-5000 Nm Dimensión del eje X <400 mm 400-600 mm 460-480 mm ▶ lanzar el guante El sistema de transmisión actual comprime el espacio al extremo. Después de reducir la distancia central, enfrenta riesgos de resistencia del eje al diente y NVH (ruido, vibración y aspereza). La distancia central reducida impone restricciones en los parámetros macroscópicos de los dientes del engranaje, incluyendo limitaciones del módulo, riesgos de flexión de la raíz y desafíos de resistencia de contacto de la superficie del diente. Además, la mayor respuesta de torque y las frecuentes demandas de frenado regenerativo en vehículos de nueva energía imponen requisitos de resistencia más estrictos en los dientes del engranaje y diferenciales. Se requiere optimización en la selección de materiales, procesos de tratamiento térmico y técnicas de fortalecimiento de superficies. La necesidad de sistemas de transmisión livianos ▶ situación actual Para los vehículos de nueva energía, particularmente los modelos eléctricos puros, la autonomía es una preocupación clave para los usuarios, mientras que el peso impacta significativamente la autonomía de conducción. El accionamiento eléctrico representa aproximadamente el 5% del peso total del vehículo, y el sistema de transmisión representa aproximadamente el 50% del peso del accionamiento eléctrico. Dado que el peso del sistema de transmisión afecta directamente tanto el costo como las dimensiones, el bajo peso también es un requisito crítico para el accionamiento eléctrico. Actualmente, los reductores de ejes paralelos dominan el mercado con una adopción superior al 95%, donde el peso se correlaciona con el par de salida, como se muestra en la tabla a continuación. La serie Zhi Ji L7/L6 incorpora carcasas de aleación de magnesio y aluminio, lo que permite un peso 30% menor que las carcasas de aleación de aluminio convencionales. Si bien los reductores planetarios actualmente tienen una pequeña cuota de mercado, se prevé un crecimiento significativo de su demanda. Como pioneros en la tecnología de reductores planetarios, las soluciones de Schaeffler reducen el peso entre 30% y 40% en comparación con los reductores de ejes paralelos tradicionales. Tabla 2 Relación entre el peso y el par de salida del reductor único par de salida <3000 Nm 3000-4000 Nm 4000-5000 Nm Peso (peso en seco) <25 kg 25-30 kg 30-35 kg ▶ lanzar el guante Para satisfacer la demanda de sistemas de transmisión ligeros, los reductores normalmente se optimizan a través del diseño estructural y la selección de materiales. La optimización estructural reduce directamente el uso del material, pero este enfoque también introduce riesgos de resistencia y confiabilidad, así como problemas de NVH (ruido, vibración y aspereza). Si bien las carcasas de aleación de magnesio y aluminio son rentables, sufren de fluencia a alta temperatura y poca rigidez, lo que exacerba aún más los riesgos de NVH. La necesidad de una transmisión eficiente ▶ situación actual Otro factor crítico que afecta el alcance del vehículo es la eficiencia de la transmisión eléctrica. Más allá de los estándares CLTC (Prueba y certificación de vehículos de nueva energía de China), la eficiencia de velocidad constante a alta velocidad se ha convertido en una preocupación clave para los usuarios. Las condiciones habituales de conducción a alta velocidad, como 100 km/h y 120 km/h, requieren sistemas de transmisión de alta velocidad y alta eficiencia con bajo par. Los factores clave incluyen la arquitectura de la transmisión, la disposición del eje, la selección de rodamientos, la precisión de los engranajes, el diseño de la cavidad de la carcasa y la elección del lubricante. Gracias a la adopción de aplicaciones de ensamblaje por parte de los fabricantes de equipos originales (OEM), las condiciones operativas optimizadas y los avances en la tecnología de componentes, la eficiencia CLTC de las cajas de cambios ha mejorado constantemente. Antes de 2020, la eficiencia CLTC rondaba generalmente los 97,%, y algunos fabricantes alcanzaban los 97,5%. Por ejemplo, el G9 de XPeng Motors (modelo 2022) demostró una eficiencia CLTC medida superior a 97,5%, mientras que el G6 (modelo 2023) alcanzó los 97,6%1. ▶ Arrojar el guante En la actualidad, el reductor de alta eficiencia se basa básicamente en la reducción de la pérdida de par y la pérdida de velocidad. Reduzca la pérdida de par mejorando la precisión del engrane de los engranajes, reduciendo la rugosidad de la superficie de los dientes y la tasa de deslizamiento, y utilizando rodamientos de bolas de baja resistencia a la rodadura. Reducción de la pérdida de velocidad: El cárter de aceite seco minimiza la pérdida por agitación de aceite y se recomiendan lubricantes de baja viscosidad. La alta precisión de engrane y la baja rugosidad de la superficie de los dientes plantearán mayores requisitos para la tecnología de mecanizado de engranajes de eje y el ritmo de producción, y también significarán un mayor costo de producción. La capacidad de protección del cojinete del engranaje del eje se reducirá cuando se seleccione un aceite lubricante de baja viscosidad, lo que plantea un mayor desafío para la confiabilidad del cojinete del engranaje del eje. La necesidad de una transmisión silenciosa ▶ Situación actual A medida que los consumidores priorizan cada vez más el silencio del vehículo, la falta de enmascaramiento del ruido del motor en los sistemas de transmisión eléctrica hace que su ruido sea más perceptible. Además, el ruido de las cajas de cambios de transmisión eléctrica generalmente se encuentra en el rango de frecuencia medio-alto que los usuarios pueden percibir fácilmente. Con los recientes avances en los procesos de fabricación de vehículos nacionales y la calidad de los materiales, la calidad general del sonido de los vehículos ha mejorado significativamente, lo que ha acentuado aún más el silbido de los sistemas de propulsión eléctrica. En los sistemas de transmisión modernos, los problemas de NVH se han expandido más allá del chirrido del eje al diente. Los clientes ahora priorizan la comodidad de conducción y la calidad acústica, al tiempo que notan ruidos metálicos y transiciones bruscas durante los cambios de par. Esto refleja la creciente complejidad de los desafíos de NVH en la ingeniería automotriz. En los sistemas de transmisión estándar, la cámara semihúmeda generalmente produce un nivel de ruido promedio de 5 decibeles (dB) a 1 metro de distancia y alrededor de 70 dB (A) en condiciones de par máximo, con algunos fabricantes logrando niveles de ruido por debajo de 65 dB (A). ▶ arrojar el guante En comparación con los vehículos convencionales, los vehículos de nueva energía enfrentan mayores desafíos de desarrollo de NVH (ruido, vibración y aspereza) debido a la ausencia del efecto de enmascaramiento de los motores de combustión interna y la creciente demanda de los usuarios de un habitáculo silencioso. El ruido del sistema de transmisión en estos vehículos se compone principalmente de sonidos de frecuencia media a alta, particularmente sensibles al oído humano. Con numerosos componentes rotatorios y desafíos significativos en la producción en masa y la estabilidad del ensamblaje, el ruido de la transmisión se ha convertido en una fuente importante de quejas de los clientes. El NVH (ruido, vibración y aspereza) es una percepción subjetiva estrechamente vinculada a consideraciones de costo. Dado que las expectativas de los usuarios varían según el segmento de vehículos, el establecimiento de objetivos de desarrollo de NVH debe alinearse primero con el posicionamiento del vehículo y la demografía del usuario objetivo. La resolución de los problemas de NVH abarca todo el ciclo de vida del desarrollo del vehículo. Una vez identificados, el proceso incluye pruebas, análisis, simulaciones computacionales, categorización de problemas, formulación de soluciones y validación. Más allá de un proceso de desarrollo sólido, la experiencia práctica juega un papel fundamental para abordar estos desafíos. Para abordar el chirrido del sistema de transmisión, la excitación estructural es la causa raíz, mientras que el control de la trayectoria es igualmente crítico. Las estrategias de mejora de NVH que abordan tanto la fuente como la trayectoria a menudo entran en conflicto con los requisitos de aligeramiento, a la vez que incrementan los costos. Más allá de la complejidad inherente y las demandas cambiantes de los desafíos de NVH, lograr un equilibrio multidimensional entre las medidas de mitigación de NVH, la reducción de peso y el control de costos plantea un desafío significativo en la toma de decisiones para los OEM y los proveedores en todos los niveles. El estado de desarrollo y el desafío de Gear 1. El requisito de rotación de alta velocidad de los engranajes ▶ situación actual Los engranajes de alta velocidad han sido ampliamente adoptados en los vehículos de nueva energía, principalmente por su capacidad de transmitir potencia de manera estable a altas velocidades. Su aplicación involucra múltiples aspectos que incluyen la selección de materiales, el diseño, la fabricación y la lubricación. La velocidad de los engranajes en los vehículos de nueva energía ha evolucionado de 12,000 rpm a más de 20,000 rpm, y ahora tiende hacia 30,000 rpm y más. El desarrollo de engranajes de alta velocidad ha aumentado los requisitos para el diseño de engranajes, la selección de materiales y la fabricación, especialmente en términos de control de la vida útil de los engranajes, la lubricación, la disipación de calor y NVH (ruido, vibración y aspereza). ▶ Fiabilidad a prueba: El funcionamiento a alta velocidad acelera la fatiga por contacto de la superficie del diente, la fatiga por frotamiento y la concentración de tensiones, lo que provoca fallos prematuros en los engranajes. Actualmente, se seleccionan materiales como el 20MnCr5 para engranajes, que ofrecen mayor resistencia, mejor tenacidad y un tratamiento térmico y una procesabilidad superiores. Lubricación y disipación de calor: A altas velocidades de rotación, los engranajes experimentan velocidades lineales más altas, lo que genera una mayor generación de calor durante el engrane y dificulta la formación de una película de aceite, lo que aumenta el riesgo de fallo. Esto también plantea mayores desafíos en el diseño de engranajes, que requieren especificaciones más estrictas en cuanto a propiedades antiaglomerantes, tasas de deslizamiento y velocidades lineales. Un perfil de diente bien diseñado es especialmente crítico, mientras que la selección de lubricantes y la lubricación proactiva de los engranajes son igualmente vitales. Equilibrado dinámico: A medida que aumenta la velocidad de rotación, el impacto de los factores de equilibrio dinámico en el NVH de los accionamientos eléctricos se intensifica gradualmente, y los requisitos de equilibrio dinámico para los componentes eje-diente se vuelven más estrictos. Actualmente, todos los componentes eje-diente incluyen requisitos de inspección de equilibrio dinámico. NVH de engranajes: Los rangos expandidos de torque, velocidad y frecuencia de rotación a altas velocidades de engranajes aumentan significativamente la complejidad del control de NVH. Esto plantea desafíos en la gestión de la excitación de engranajes y las rutas de transmisión del vehículo, lo que requiere un diseño coordinado tanto de los paquetes de sonido de la unidad eléctrica como de los paquetes de sonido del vehículo, junto con el aislamiento de vibraciones y ruido para las rutas estructurales. A velocidades más altas, los rangos de torque y velocidad se amplían considerablemente, mientras que el rango de frecuencia de rotación correspondiente casi se duplica, lo que complica sustancialmente el control de NVH. Como resultado, los paquetes acústicos se han convertido en una característica estándar en los sistemas de transmisión eléctrica. Fabricación de engranajes: Los requisitos de precisión para engranajes son cada vez más estrictos. Actualmente, la industria está haciendo la transición de los grados estándar nacionales 5-6 a los grados 5 y superiores, lo que hace que el proceso de fabricación sea más desafiante. El requisito de altas relaciones de engranajes ▶ situación actual Con el desarrollo del rendimiento del motor, la velocidad pico del motor aumenta gradualmente, el límite de la velocidad máxima se mejora gradualmente y el límite de la relación de engranaje se libera gradualmente. Considerando la aceleración del vehículo y la economía de la propulsión eléctrica, aumentar la relación de velocidad puede mejorar rápidamente el par motor del extremo de la rueda del vehículo y reducir el volumen del motor para alcanzar el índice económico. A medida que la velocidad máxima del motor se acerca a 20,000+, la relación de transmisión también muestra una tendencia gradual al aumento. Por ejemplo, Huichuan tiene proyectos de producción en masa con una relación de transmisión > 12, y Huawei tiene proyectos de producción en masa con una relación de transmisión > 13. Los diseños con relaciones de transmisión superiores a 13 se están convirtiendo gradualmente en la norma. ▶ lanzar el guante La aplicación de engranajes de alta relación de velocidad ha aumentado la dificultad tanto en el rendimiento como en la fabricación de los engranajes. Rendimiento NVH: Los engranajes de alta relación de velocidad suelen generar más ruido y vibración, y su diseño, selección de materiales y fabricación plantean mayores desafíos técnicos. En términos de confiabilidad, los engranajes de alta relación de velocidad deben soportar un mayor par y velocidad, y la velocidad lineal de engrane de los engranajes también es mayor, lo que plantea requisitos más estrictos en el índice de confiabilidad de flexión y contacto. Material: Con el aumento de la velocidad y el par, también se requiere un mayor rendimiento del material del engranaje, lo que debe considerar la resistencia y la resistencia al desgaste. En la fabricación, el engranaje de alta relación de velocidad es más sensible a la excitación de engrane del engranaje, lo que hace que el engranaje requiera mayor precisión y consistencia. Altos requisitos de NVH para engranajes ▶ situación actual A diferencia de los motores de combustión interna, los vehículos de nueva energía son más sensibles al rendimiento de NVH del engranaje, lo que requiere estándares de NVH más altos para los sistemas de engranajes, particularmente en términos de suavidad de transmisión y reducción de ruido. Los engranajes son una fuente de energía clave en los sistemas de accionamiento eléctrico. Dados sus largos procesos de fabricación y alta complejidad de control, los problemas de NVH (ruido, vibración y aspereza) en los engranajes representan un desafío significativo para la industria. Las estadísticas de la industria indican que el 70-80%1 de los problemas de NVH del mercado de accesorios provienen de cojinetes y engranajes, y los problemas relacionados con los engranajes representan el 50-60%. El NVH del engranaje es un contribuyente importante al rendimiento general de NVH del vehículo. A medida que los engranajes de alta velocidad y alta relación se vuelven cada vez más frecuentes, abordar los desafíos de NVH en los engranajes se ha convertido en la principal prioridad de la industria. ▶ lanzar el guante El NVH del engranaje involucra múltiples aspectos, como los engranajes, la transmisión eléctrica, el chasis y todo el vehículo. Es un índice de control sistemático con un amplio rango y una gran dificultad de control. Al comienzo del diseño, los riesgos deben identificarse y controlarse de antemano a partir de las dimensiones del diseño y la fabricación del engranaje y la trayectoria. En el diseño de engranajes, el NVH del engranaje del eje involucra muchos campos, como el diseño del engranaje, el mecanizado, el ensamblaje, la rigidez del soporte de la carcasa, la rigidez del cojinete, el modo del engranaje del eje, el modo de la carcasa, el modo de transmisión eléctrica, el modo del motor, la trayectoria de transmisión, la radiación acústica, etc. Figura 2: Puntos de control del chirrido del diente del eje Fuente: Compilado a partir de datos públicos En la fabricación de engranajes, los requisitos de precisión están aumentando. Aunque la industria actualmente se adhiere a los grados 5-6 del estándar nacional, las crecientes demandas de NVH (ruido, vibración y aspereza) ahora requieren métricas de precisión de engranajes específicas para superar el grado 4, lo que plantea desafíos significativos tanto para la precisión como para el aseguramiento de la consistencia. Dado el largo ciclo de procesamiento y las múltiples etapas críticas, los controles estrictos son esenciales en todas las fases, desde la selección del material y la producción en bruto hasta el tratamiento térmico, el acabado y el rectificado de engranajes. Cada proceso requiere una optimización precisa de los parámetros, lo que complica aún más la fabricación. El monitoreo integral es imperativo para los parámetros críticos de NVH, incluyendo la orientación del perfil del diente, el descentramiento acumulado, la rugosidad de la superficie, el análisis de Fourier, la ondulación de la superficie del diente, el perfil tridimensional, el equilibrio dinámico y los patrones de rectificado. El estado de desarrollo y los desafíos de los rodamientos Requisitos de alta velocidad para rodamientos ▶ situación actual En 2024, los requisitos de rodamientos de la industria generalmente especifican velocidades de rotación entre 16,000 y 23,000 rpm, con algunos OEM desarrollando motores de ultra alta velocidad durante las etapas previas a la investigación que requieren 30,000 rpm. Desde la perspectiva del uso de rodamientos por parte de fabricantes de equipos originales (OEM), las marcas importadas dominan las aplicaciones de rodamientos de alta velocidad, mientras que las marcas nacionales se están poniendo al día rápidamente tanto en desarrollo tecnológico como en verificación de instalación. ▶ Rodamientos de ultraalta velocidad con baja fricción y aumento de temperatura, que utilizan bolas de acero con tratamiento térmico especial o bolas de cerámica de bajo costo. Diseño de jaula ligera de alta velocidad para suprimir el "efecto paraguas" en los orificios de bolsillo, junto con I+D y simulación de diseño de materiales de jaula especializados. Los rodamientos de alta velocidad requieren una mayor precisión interna, como redondez, ondulación, rugosidad, perfil, descentramiento, etc. línea de tiempo 2015-2017 2018-2019 2020-2024 2025 2030 rodamiento dmN 800.000 1 millón 1,5 millones 180.000 2 millones Ejemplo de velocidad de rotación del rodamiento (unidad rpm) 6208→13000 6208→16000 6208→25000 6208→30000 6208→33000 Tabla 3 Cronología para la producción en masa de alta velocidad de rodamientos accionados eléctricamente (dmN: un parámetro de velocidad de rotación medido en mm·r/min) La necesidad de alta eficiencia en los rodamientos ▶ situación actual Los sistemas de accionamiento eléctrico actuales utilizan predominantemente rodamientos de baja fricción. Por ejemplo, la plataforma de accionamiento eléctrico XPeng XPower 800V emplea diseños de rodamientos de baja fricción líderes en la industria. Para equilibrar la redundancia del diseño de la caja de engranajes y las consideraciones de costo, la mayoría de los rodamientos de soporte del eje intermedio y de salida adoptan combinaciones de rodamientos de rodillos cónicos. Para una eficiencia operativa óptima, los rodamientos rígidos de bolas de baja fricción (DGBB) combinados con rodamientos de rodillos cilíndricos (CRB) o rodamientos de bolas de doble hilera (TBB) serían más adecuados. ▶ Los rodamientos de rodillos cónicos ofrecen una menor pérdida de fricción mediante un diseño optimizado de convexidad de brida, fabricación de ultraprecisión y jaula de nailon. El rodamiento se caracteriza por su miniaturización y diseño personalizado, utilizando acero de alta pureza con tecnologías especializadas de tratamiento térmico y refuerzo de recubrimiento. Seleccione la combinación óptima de eficiencia del rodamiento según las condiciones de operación reales, como DGBB + CRB, TRB o TBB. Demanda de desarrollo de cojinetes aislantes ▶ situación actual Con la adopción generalizada en la industria de plataformas de alto voltaje de 800 V para accionamientos eléctricos, los módulos de potencia en inversores han hecho la transición de IGBT a SiC, lo que resulta en velocidades de conmutación más rápidas. La alta dv/dt (tasa de voltaje a corriente) ha aumentado drásticamente el riesgo de corrosión eléctrica en los cojinetes, lo que exige una mejor protección del aislamiento. Si bien los cojinetes de bolas cerámicos híbridos ofrecen actualmente el aislamiento más ideal, sus exorbitantes costos de fabricación siguen siendo un importante punto débil de la industria. Mientras tanto, se están desarrollando activamente cojinetes de buje aislados de bajo costo, con fabricantes líderes como SKF, Ensk, Fuji Electric y Renben. ▶ lanzar el guante Desarrollo de cojinetes de bolas cerámicos de bajo costo y localización de la cadena de suministro de polvo cerámico. El cojinete de buje aislante se desarrolla con una impedancia de aislamiento objetivo de 800 Ω a 1 ~ 5 MHz. línea de tiempo 2018-2020 2021-2023 2024 2025 y más allá plataforma de voltaje 800,000 1 millón 1.5 millones 180,000 cojinetes del motor cojinete de bolas cojinete de bolas de cerámica híbrido La capa de aislamiento tiene una impedancia de 400Ω (1-5MHz). La capa de aislamiento tiene una impedancia de 800Ω (1-5MHz). Tabla 4 Tendencia de selección de plataforma y cojinete de voltaje Tendencias y planificación del ensamblaje del sistema de transmisión El sistema de transmisión eléctrica se está desarrollando hacia la dirección multiobjetivo de tamaño compacto, bajo peso, alta eficiencia y bajo nivel de ruido, lo que proporciona más espacio, mayor resistencia y un entorno de conducción más cómodo para el vehículo. ▶ Dirección de desarrollo: La tecnología de engranajes planetarios coaxiales se alinea con los objetivos de desarrollo de los sistemas de transmisión eléctrica y está emergiendo como la tendencia principal para los futuros sistemas de transmisión eléctrica, particularmente en productos de transmisión eléctrica de alto torque. Para brindar experiencias de alto rendimiento a los usuarios, los engranajes planetarios dominarán gradualmente el mercado. Tanto los fabricantes nacionales de equipos originales (OEM) como los fabricantes de primer nivel invierten activamente en esta tecnología y la desarrollan. Los componentes y procesos principales de los engranajes planetarios, como los anillos de engranaje, los mecanismos de engranajes planetarios, el estampado de los portaplanetarios y la soldadura, muestran un potencial de crecimiento significativo. Para satisfacer las demandas de los usuarios de un manejo óptimo y una potencia de salida versátil en diversos escenarios, se están implementando sistemas de accionamiento eléctrico distribuido (incluidos los de accionamiento distribuido central integrado, accionamiento lateral de las ruedas y motores de cubo), junto con sistemas de transmisión de varias velocidades, en aplicaciones especializadas, lo que mejora significativamente la experiencia del usuario en diversas condiciones y entornos operativos. Mientras tanto, la mayoría de los sistemas de accionamiento eléctrico de bajo par siguen utilizando configuraciones de transmisión de eje paralelo, lo que garantiza una relación coste-rendimiento óptima para los usuarios finales. ▶ Modelo de cadena de suministro y cooperación: Con el énfasis del país en la industria de vehículos de nueva energía, en comparación con la industria de la transmisión tradicional, el umbral técnico inicial y el umbral de inversión en industrialización para los sistemas de accionamiento eléctrico son más bajos, lo que promueve aún más el desarrollo continuo de la industria de sistemas de accionamiento eléctrico de nueva energía de China. Desde el dominio inicial de la cadena de suministro, esta ha evolucionado gradualmente hacia un enfoque de doble vía: cadena de suministro más sistemas de desarrollo y fabricación propios de los fabricantes de equipos originales (OEM). A medida que se intensifica la competencia en el mercado y mejora el nivel de integración de los sistemas de accionamiento eléctrico, la futura cadena de suministro estará más estrechamente integrada con los OEM, con una clara división del trabajo, para garantizar la estabilidad del mercado a largo plazo. Tendencias y objetivos para sistemas de transmisión de alta eficiencia. Con la mejora continua de los objetivos de eficiencia, se adoptarán progresivamente tecnologías como dientes de eje de ultraalta precisión, rodamientos de baja resistencia a la rodadura, disposiciones de eje con baja pérdida de aceite por agitación, sistemas de cárter de aceite seco con lubricante activo y lubricantes de viscosidad ultrabaja. Junto con el uso generalizado de reductores planetarios coaxiales, se espera que el objetivo de eficiencia CLTC para sistemas de transmisión supere los 98% para 2024. Las futuras mejoras de eficiencia trascenderán las actualizaciones aisladas de componentes o subconjuntos, centrándose en la optimización a nivel de sistema y las aplicaciones integradas multiestrategia. Las métricas de eficiencia serán más granulares, y los fabricantes de automóviles ahora priorizan las métricas de rendimiento del mundo real, como el rango de estado estable de 100 km/h y 120 km/h (más allá del punto de referencia CLTC (ciclo de prueba de trabajo ligero de China) convencional), para alinearse mejor con las necesidades de conducción diarias de los usuarios. Figura 3 Niveles de eficiencia de los reductores de la industria de accionamiento eléctrico en los últimos tres años La tendencia y los objetivos del diseño ligero De 2027 a 2030, se espera que los conjuntos de engranajes planetarios se adopten ampliamente en sistemas de accionamiento eléctrico de alta potencia y alto par, reduciendo el peso entre 30% y 40% en comparación con los estándares actuales. Con los avances en nuevos materiales (p. ej., carcasas de aleación de magnesio y aluminio) y procesos de fabricación (como soldar pernos diferenciales en lugar de tornillos y estampar carcasas diferenciales fundidas a presión), se proyecta que el peso del sistema de transmisión disminuya en un 5% adicional. tiempo 2027-2030 salida de torque <3000 Nm 3000-4000 Nm 4000-5000 Nm Peso (peso en seco) <15 kg 15-18 kg 18-25 kg Tabla 5 Relación entre el peso del sistema de transmisión y la salida de torque Tendencia y objetivo del sistema de transmisión de bajo ruido Para cumplir con los requisitos de comodidad cada vez más estrictos de los usuarios, el sistema de transmisión ha mejorado progresivamente su optimización de excitación y capacidades de simulación de ruta, con objetivos de NVH que varían entre las diferentes clases de vehículos. Junto con los avances en las técnicas de simulación, la investigación de NVH ha cambiado el enfoque hacia las condiciones de conducción críticas para el usuario. El énfasis inicial del desarrollo se ha trasladado del rendimiento de NVH con par motor 100% a escenarios reales como aceleración suave y conducción en estado estable. Los problemas de NVH son inherentemente desafíos sistémicos. A medida que aumentan las demandas de los usuarios, las soluciones para los problemas de NVH en los motores eléctricos están evolucionando desde soluciones aisladas hasta enfoques integrales a nivel de sistema, buscando un equilibrio entre la rentabilidad y la eficiencia. Esto incluye estrategias como el enmascaramiento de ruido para el ruido de fondo en la etapa de engranajes, el empaquetamiento acústico localizado y la optimización de materiales acústicos según la frecuencia. Gracias a los continuos avances en la fabricación de componentes para reductores de transmisión, los niveles de ruido en los sistemas de transmisión están disminuyendo progresivamente. El estándar de ruido del sistema de transmisión es de 1,5 m de ruido promedio, y la predicción de la tendencia objetivo se muestra en la tabla a continuación. Ruido de banco de media carga en condición de par completo tiempo 2024-2027 2027-2030 Modelo de gama baja 70 dB (A) 68 dB (A) Modelos de coche de gama media a alta 65 dB (A) 60 dB (A) Tabla 6: Tendencias de ruido promedio Tendencias y objetivos de dimensiones espaciales Para satisfacer la demanda de mayor espacio interior y diseño de plataforma del tren motriz, se requiere que el tren motriz sea compacto y de forma regular, y la transmisión se está desarrollando gradualmente desde un eje paralelo a una disposición coaxial planetaria. La disposición planetaria ofrece dimensiones espaciales superiores, particularmente en la dirección del eje X en comparación con las configuraciones de eje paralelo. Con una capacidad de salida equivalente, la configuración del eje X puede reducir el requisito de espacio en aproximadamente 40%. Tendencias y objetivos de los engranajes del eje Para cumplir con el desarrollo de vehículos de nueva energía, los requisitos de rendimiento de los engranajes son cada vez más estrictos. ▶ Aligeramiento: Con el desarrollo de vehículos de nueva energía hacia la ligereza, los engranajes y sistemas de transmisión también se optimizan para lograr un volumen y una masa más pequeños; la innovación estructural, los engranajes con distancias centrales pequeñas y las configuraciones de reductores planetarios se han convertido en la tendencia de desarrollo de la industria. ▶ Transmisión de alta eficiencia: Para mejorar la autonomía y la eficiencia energética general de los vehículos de nueva energía, los engranajes y sistemas de transmisión de alta eficiencia se optimizan continuamente en términos de eficiencia de conversión, relación de transmisión y densidad de par. Los engranajes de alta velocidad y alta relación se están convirtiendo en tendencia. ▶ Requisitos de alto rendimiento NVH: El control del ruido es fundamental para la comodidad de conducción de los vehículos de nueva energía. Los engranajes de alto rendimiento NVH se han convertido en un indicador de control clave en el desarrollo de engranajes para vehículos de nueva energía. La dimensión del diseño se controla de antemano, lo que implica un control de diseño multidimensional como la estructura del engranaje, el mecanizado, el ensamblaje, la rigidez del soporte de la carcasa, la rigidez del cojinete, el modo eje-diente, el modo de la carcasa, el modo de accionamiento eléctrico, el modo del motor, la evitación de órdenes, la trayectoria de transmisión y la radiación acústica. ▶ Materiales y fabricación: Se están adoptando progresivamente materiales de alto rendimiento, como aceros de alta resistencia, aleaciones avanzadas, materiales no metálicos y compuestos. Los requisitos de precisión para engranajes son cada vez más estrictos, con normas nacionales que exigen una precisión de grado 5 o superior, y algunos parámetros alcanzan el grado 4 o superior. Un sistema de control integral integra factores humanos, de máquina, de material, de método y ambientales en la fabricación de engranajes. La estricta coordinación de todos los procesos de mecanizado garantiza una precisión secuencial completa. La implementación de nuevas tecnologías como el bruñido, el rectificado de ultraacabado y la fabricación de engranajes de precisión mejora la precisión a la vez que mantiene la consistencia. ▶ Debido a la tolerancia de los dientes, los errores de mecanizado de los engranajes, los errores de montaje, etc., el engranaje tiene un orden diferente al característico, por lo que el control de su precisión es fundamental.

1.1 Principio de funcionamiento y clasificación principal del reductor. En los sistemas de transmisión mecánica, un reductor funciona como un dispositivo intermedio crucial que conecta la fuente de alimentación con el actuador. Su mecanismo principal consiste en la reducción de engranajes y la amplificación del par mediante transmisión mecánica. Específicamente, el reductor emplea un sistema de engranajes donde el eje de entrada (con menos dientes) engrana con el engranaje más grande del eje de salida, desacelerando eficazmente la fuerza de rotación a alta velocidad del motor primario a la vez que aumenta el par de salida. Como resultado, los reductores se utilizan ampliamente en equipos de transmisión de baja velocidad y alto par y se consideran un factor clave que influye en el rendimiento robótico. Los reductores vienen en diversos tipos y modelos para satisfacer las diversas necesidades de transmisión de potencia en las distintas industrias. Se pueden clasificar de múltiples maneras. Según la precisión del control, los reductores se clasifican en reductores de propósito general y reductores de precisión. Los reductores de propósito general ofrecen menor precisión de control, pero son suficientes para la transmisión de potencia básica en maquinaria general. Los reductores de precisión, por otro lado, se caracterizan por su alta exactitud, larga vida útil, mínima holgura y una fiabilidad superior, lo que los hace ideales para aplicaciones de control de alta precisión en robótica industrial, robótica colaborativa, automatización industrial y otros campos de fabricación avanzada. Los reductores de precisión, principalmente los reductores RV y los reductores armónicos, son componentes esenciales en la fabricación de equipos de alta gama, como la robótica, y representan aproximadamente el 35% del coste total de un robot industrial. Estos reductores se utilizan ampliamente en aplicaciones de control de alta precisión, como robots industriales, robots colaborativos y automatización industrial, donde se enfrentan a importantes barreras técnicas. En concreto, los reductores armónicos están diseñados para aplicaciones ligeras y de baja carga, mientras que los reductores RV están optimizados para escenarios de carga media a alta que requieren un alto par y rigidez. Estos últimos exigen tecnología más avanzada, presentan mayores retos de producción y montaje, y tienen una menor tasa de producción nacional. Actualmente, la japonesa Nabtesco mantiene una posición de liderazgo en este mercado global. Debido a sus características técnicas distintivas en los principios de transmisión y diseños estructurales, estos dos sistemas demuestran ventajas complementarias en productos posteriores y dominios de aplicación, atendiendo diversos escenarios e industrias de uso final. Una comparación concreta en robótica industrial es la siguiente: proyecto Reductor armónico desacelerador RV Principio de transmisión y estructura de desaceleración El reductor está compuesto por la transmisión planetaria evolvente de primera etapa y la transmisión planetaria cicloidal de segunda etapa. Se utilizan al menos dos ejes excéntricos para conectar el reductor de segunda etapa. El piñón y el engranaje cicloidal están hechos de piezas fundidas sólidas y de acero. El sistema está compuesto por tres partes principales: la rueda flexible, la rueda rígida y el generador de ondas. Es simple y compacto, y el material, el volumen y el peso son menores que los del reductor RV. características de rendimiento Gran volumen, alta capacidad de carga (la carga de torque admisible puede alcanzar 28,000 N·m), alta rigidez; pero al mismo tiempo, el producto utiliza una estructura de sobreposicionamiento relativamente compleja, el proceso de fabricación y el control de costos son más difíciles El volumen es pequeño y la carga es baja (la carga de torque admisible es de hasta 1,500 N·m), pero el engranaje clave es un elemento flexible, y su rendimiento se reduce gradualmente bajo deformación repetida, y la capacidad de carga y la vida útil del producto son limitadas. capacidad de carga y vida útil El producto puede lograr un mayor torque del producto y capacidad anti-impacto, rigidez de vuelco torsional, mayor resistencia a la fatiga, vida útil de precisión más larga, alta precisión de movimiento. La transmisión de engranajes flexibles tiene baja vida útil por fatiga y débil resistencia a la torsión. articulación sinovial Es más adecuado para articulaciones de gran torque y carga pesada como base de robot, cintura y parte superior del brazo. Generalmente se utiliza para posiciones de carga ligera como antebrazo, muñeca y mano. Uso real Los reductores RV se utilizan principalmente para cargas superiores a 20 kg, mientras que los reductores armónicos RV se recomiendan para cargas entre 6 kg y 20 kg. Para cargas inferiores a 6 kg, se suelen utilizar reductores armónicos. Áreas de aplicación de terminales principales El campo de los robots de servicio mediano y pesado, representado por industrias como la automotriz, fotovoltaica, soldadura, doblado, pulverización, paletizado, procesamiento de metales, transporte y terminales portuarias. Las industrias de electrónica 3C, semiconductores, alimentos, moldeo por inyección, molde y médica tienen una gran demanda de robots de servicio ligero. 1.2 Principio de funcionamiento y características del reductor RV Según se define en GB/T 34897-2017 “Cojinetes de precisión para reductores RV en robots industriales con cojinetes”, un reductor RV es un mecanismo de transmisión que comprende un reductor de engranajes planetarios como etapa delantera y un reductor de rueda dentada cicloidal como etapa trasera. Presenta una alta relación de transmisión y capacidad de autobloqueo en condiciones específicas. El reductor RV, desarrollado a partir de la transmisión planetaria de torsión de pasador tradicional, presenta un sistema de reducción de doble etapa que comprende un reductor de engranajes planetarios como etapa delantera y un reductor de rueda dentada cicloidal como etapa trasera, con al menos dos ejes excéntricos que conectan las dos etapas. Su carcasa y rueda dentada cicloidal están sólidamente acoplados mediante piezas fundidas y componentes de acero, formando un tren de engranajes diferencial cerrado. Esta innovación no solo supera las limitaciones de las transmisiones de rueda dentada cicloidal convencionales, sino que también ofrece una gama de ventajas que incluyen alta precisión (con una holgura entre dientes inferior a 1 minuto de arco), rigidez excepcional, durabilidad superior, alta densidad de salida (compacta pero potente), una amplia relación de reducción de velocidad y mínima vibración. El proceso de transmisión de movimiento del reductor RV funciona de la siguiente manera: la rotación del servomotor se transmite a los engranajes planetarios a través del engranaje de entrada. Según la relación de transmisión entre el engranaje de entrada y los engranajes planetarios, la velocidad se reduce correspondientemente (reducción de primera etapa). El cigüeñal está conectado directamente a los engranajes planetarios, manteniendo la misma velocidad de rotación. Dos engranajes cicloidales están instalados entre la sección excéntrica del cigüeñal y los rodamientos de agujas. Cuando el cigüeñal gira, los engranajes cicloidales montados en la sección excéntrica también realizan un movimiento excéntrico alrededor del eje de entrada. Por otro lado, la carcasa del rodillo de agujas contiene rodillos de agujas espaciados uniformemente a intervalos, con un rodillo adicional por engranaje cicloidal. A medida que el cigüeñal completa una rotación completa, los engranajes cicloidales engranan con los rodillos de agujas mientras experimentan un movimiento excéntrico. Durante este proceso, el portasatélites de salida gira la distancia de un diente en la dirección opuesta a la rotación del cigüeñal. Esta rotación se transmite luego al eje de la unidad de reducción de segunda etapa (reducción de segunda etapa). La relación de reducción total es el producto de las relaciones de reducción de ambas etapas. La situación de la industria de reductores de precisión en China 2.1 La sucesiva introducción de estrategias nacionales y políticas industriales ha impulsado el rápido desarrollo de reductores de precisión nacionales. En los últimos años, las políticas industriales han brindado un fuerte apoyo a los avances tecnológicos y han acelerado el desarrollo en robots industriales y reductores de precisión. El gobierno ha designado la robótica y las máquinas herramienta CNC de alta gama como una de las diez áreas prioritarias clave que requieren una vigorosa promoción, con requisitos específicos para lograr avances de ingeniería e industrialización de componentes centrales inteligentes como reductores. El XIV Plan Quinquenal y sus planes de apoyo describen estrategias para profundizar la estrategia de potencia manufacturera, optimizar y modernizar el sector manufacturero, cultivar clústeres de fabricación avanzada e impulsar la innovación en industrias como la robótica. El plan hace hincapié en el desarrollo de equipos de fabricación inteligentes, abordando las debilidades en la percepción, el control, la toma de decisiones y la ejecución mediante la colaboración entre la industria, el mundo académico y la investigación. Los objetivos clave incluyen la superación de cuellos de botella críticos en componentes y dispositivos fundamentales, así como el desarrollo de controladores avanzados, sistemas de servoaccionamiento de alta precisión y reductores de alto rendimiento y alta fiabilidad. Por ejemplo, el XIV Plan Quinquenal para el Desarrollo de la Industria Robótica describe que, ante las nuevas circunstancias y requisitos, los próximos cinco años y más allá serán un período de oportunidad estratégica para que la industria robótica de China logre la autosuficiencia, la innovación y un desarrollo de salto. Hace hincapié en aprovechar las oportunidades, afrontar los desafíos y acelerar las soluciones a problemas como la acumulación tecnológica insuficiente, las bases industriales débiles y la falta de suministro de alta gama, impulsando así la industria robótica hacia un desarrollo de gama media a alta. El plan aboga por un desarrollo inteligente y de alta gama, apuntando a la transformación industrial y las mejoras del consumo. Las prioridades clave incluyen romper con las tecnologías centrales, consolidar las bases industriales, mejorar el suministro efectivo, expandir las aplicaciones del mercado, mejorar la estabilidad y la competitividad de la cadena de suministro, refinar continuamente el ecosistema industrial e impulsar el crecimiento de alta calidad en el sector robótico. Los objetivos de desarrollo establecidos en el plan son: Para 2025, China aspira a convertirse en un centro global de innovación robótica, un clúster para la fabricación de alta gama y una nueva frontera para aplicaciones integradas. Se lograrán avances en tecnologías robóticas centrales y productos premium, con métricas de rendimiento general que alcancen niveles avanzados internacionales y componentes clave que igualen la confiabilidad de sus contrapartes globales. La tasa de crecimiento anual de los ingresos de la industria robótica superará los 2011, impulsando un grupo de empresas líderes a nivel internacional y numerosas empresas especializadas, innovadoras y de alto crecimiento, que se han convertido en "pequeñas gigantes". Se establecerán de tres a cinco clústeres industriales con influencia global. La densidad de robots de fabricación se duplicará. Para 2035, la industria robótica china alcanzará una fortaleza integral líder a nivel mundial, y los robots se convertirán en componentes integrales del desarrollo económico, el sustento de las personas y la gobernanza social. El plan describe los objetivos clave: fortalecer las bases industriales, mejorar la funcionalidad, el rendimiento y la fiabilidad de los componentes críticos de los robots, y desarrollar tecnologías de fabricación avanzadas para reductores de alto rendimiento, incluyendo reductores de RV y reductores armónicos. Estos esfuerzos mejorarán la retención de precisión (mayor vida útil), la fiabilidad y la reducción de ruido, allanando el camino para la producción en masa. La implementación sucesiva de políticas nacionales e industriales ha impulsado con firmeza el rápido desarrollo de reductores de precisión nacionales. 2.2 Gracias a la creciente demanda de robots industriales, el mercado de reductores robóticos industriales, incluyendo los reductores de RV, se encuentra en rápida expansión. Según datos de GGII, la demanda total de reductores para robots industriales en China aumentó de 931.100 unidades a 1.366.000 entre 2021 y 2024, con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) de 13,63. La demanda incremental aumentó de 824.100 unidades a 1.154.500, alcanzando una TAC de 11,89. A medida que se acelera la digitalización, la automatización del trabajo humano obtendrá importantes beneficios. Como componente clave que impulsa la automatización industrial, apoya la modernización industrial y la fabricación inteligente, los reductores están preparados para un crecimiento a largo plazo. Ejemplo 4 2.3 El auge de las marcas nacionales en robots industriales y reductores de RV En los últimos años, impulsado por la creciente demanda descendente, la expansión de los campos de aplicación y el respaldo de las políticas industriales y los esfuerzos de colaboración entre el gobierno, la industria, la academia, las instituciones de investigación y los usuarios finales, el sector de robótica industrial de China ha priorizado los avances en tecnologías centrales. Los fabricantes nacionales han superado constantemente los obstáculos técnicos en componentes críticos como las cajas de engranajes, mejorando constantemente su destreza tecnológica y ventaja competitiva. La brecha de rendimiento entre los productos chinos y los líderes mundiales continúa reduciéndose. En el mercado de robots industriales de China, las marcas nacionales están aumentando rápidamente y el proceso de sustitución de importaciones se está acelerando. Con los avances en tecnologías clave, las mejoras en el rendimiento de los robots nacionales y la optimización del sistema de la cadena de suministro, los fabricantes nacionales de robots industriales han aprovechado las oportunidades del mercado para lograr un rápido crecimiento en los últimos años. Mientras tanto, la industria de reductores de robots industriales de China, incluidos los reductores de RV, ha entrado en una fase de rápido crecimiento. Con los fabricantes nacionales de reductores de RV mejorando sus capacidades técnicas y el rendimiento de sus productos, expandiendo gradualmente la capacidad de producción y obteniendo ventajas cada vez más prominentes en precios y relación calidad-precio, los principales fabricantes nacionales de robots industriales están aumentando rápidamente la tasa de localización de reductores de RV en las adquisiciones. Esta tendencia está impulsada por consideraciones como la seguridad y estabilidad de la cadena de suministro, los costos de adquisición y los ciclos de adquisición. El mercado nacional de reductores de robots industriales demuestra un potencial de crecimiento significativo y un amplio espacio de mercado. Nivel técnico y características de la industria La industria de reductores de RV se caracteriza por una alta dificultad técnica, un alto umbral de inversión y altas barreras industriales. Requiere una inversión sustancial de capital y talento en diseño de I+D, control de calidad, pruebas de productos, ensamblaje y verificación de ensayos. El proceso de fabricación impone estrictos requisitos sobre materiales, equipos de producción y precisión del proceso. Esta industria es un sector intensivo en tecnología, capital y talento. Los parámetros técnicos clave de los reductores de RV para robots industriales incluyen rigidez torsional, par de arranque, precisión de la transmisión, juego, holgura, error de transmisión, eficiencia de la transmisión y ruido. El diseño, desarrollo y fabricación de reductores de velocidad variable (RV) requieren constantes pruebas y ajustes de los materiales, las estructuras de los componentes y los perfiles de los engranajes, un proceso que requiere de 5 a 6 años de experiencia y conocimientos técnicos. Los requisitos de precisión de los reductores de velocidad variable (RV) determinan su alto contenido técnico durante la producción. Entre los principales desafíos técnicos se encuentra su diseño de reducción en dos etapas, donde incluso los errores más pequeños en la fase inicial se amplifican durante la producción, lo que afecta la precisión del producto. Además, para garantizar la transmisión de un alto par, soportar impactos de sobrecarga significativos y mantener la vida útil esperada, los reductores de velocidad variable (RV) emplean estructuras de sobreposicionamiento en su diseño. Esto requiere un mecanizado de alta precisión y presenta importantes dificultades de procesamiento. Especialmente durante la producción en masa, lograr estabilidad, fiabilidad y consistencia en el rendimiento y la calidad del producto se vuelve aún más difícil. En los últimos años, con el apoyo de políticas industriales y la colaboración entre el gobierno, la industria, el mundo académico, las instituciones de investigación y los usuarios, la I+D en robótica de China ha priorizado los avances en tecnologías clave. Tras años de innovación independiente y absorción de tecnología, algunas empresas nacionales han superado con éxito los desafíos técnicos en componentes clave como los reductores, mejorando constantemente sus capacidades tecnológicas y su competitividad. Sus productos ahora cumplen con los estándares internacionales avanzados en especificaciones técnicas y rendimiento. Particularmente en robótica industrial, fabricantes como Huan Dong Technology, un productor líder de reductores de RV, han llenado el vacío de oferta y demanda para componentes centrales en el sector de robótica industrial de China a través de I+D e inversión independientes y sostenidas. Las principales barreras para ingresar a la industria 4.1 Barreras para tecnologías de fabricación avanzadas La industria de reductores de RV es un sector intensivo en tecnología e impulsado por I+D donde el desarrollo de productos y la innovación exigen capacidades técnicas robustas y recursos dedicados a I+D. El ciclo de vida completo de un reductor de RV, desde el diseño y desarrollo hasta la producción en masa, requiere años de pruebas iterativas, refinamiento y acumulación de experiencia técnica. Dado el amplio alcance de aplicación de la industria, los actores líderes han desarrollado capacidades avanzadas de I+D y diseño de procesos, junto con amplios conocimientos técnicos y experiencia. Pueden identificar con precisión las tendencias de la industria, mantenerse a la vanguardia de los avances tecnológicos y abordar eficazmente las necesidades de iteración del producto. Sin embargo, los nuevos participantes a menudo tienen dificultades para satisfacer las demandas del mercado en áreas como la experiencia técnica y el desarrollo de talento, lo que les dificulta lograr avances significativos rápidamente y los coloca en una desventaja competitiva. 4.2 Barreras de acceso del cliente Para los clientes de la industria downstream, el rendimiento y la calidad de los reductores de RV impactan directamente en la calidad y otras características de los productos anfitriones. Al seleccionar fabricantes de reductores de RV, los clientes downstream mantienen un riguroso sistema de calificación de proveedores. Los fabricantes de la industria no solo deben aprobar certificaciones de sistemas de calidad reconocidas internacionalmente, sino también cumplir con los criterios de evaluación establecidos por cada cliente. El proceso de selección de proveedores generalmente implica largos períodos de rigurosas auditorías y evaluaciones del rendimiento del producto. Los clientes generalmente prueban los productos de los proveedores en múltiples métricas de rendimiento, incluyendo precisión, relaciones de reducción, capacidad de carga, eficiencia de la transmisión, vida útil y estabilidad, y algunos clientes realizan pruebas que duran decenas de miles de horas. Para estos clientes, una vez que un proveedor ingresa a su red, generalmente se establecen asociaciones estables. En consecuencia, la industria de reductores de RV mantiene ciertas barreras de entrada de clientes. 4.3 Barreras para la Inversión de Capital y la Producción a Gran Escala. Los reductores de RV exigen altos estándares de rendimiento y procesos de fabricación avanzados, que implican múltiples etapas de producción, diversos requisitos de materia prima y una importante necesidad de materiales de alto rendimiento. También requieren kits de accesorios completos. Mientras tanto, los clientes exigen cada vez más ciclos de entrega más largos y gamas de productos más amplias para satisfacer sus diversos escenarios de aplicación. Para satisfacer estas necesidades, los fabricantes de reductores de RV deben desarrollar capacidades de producción multivariadas a gran escala. Esto requiere una inversión sustancial de capital, conocimientos técnicos y experiencia operativa en la adquisición de equipos, el escalado de la producción y el control de procesos para establecer ventajas competitivas. Por un lado, las empresas deben realizar grandes inversiones en equipos de mecanizado y prueba de precisión, lo que exige maquinaria de alta gama, a menudo importada o fabricada a medida. Estos sistemas se enfrentan a largos plazos de entrega e instalación con un mantenimiento costoso. Por otro lado, garantizar la fiabilidad y la estabilidad del producto requiere protocolos de producción estandarizados, monitorización en tiempo real y controles de calidad en varias etapas. En consecuencia, los nuevos participantes en la industria tienen dificultades para alcanzar la capacidad de producción en masa en plazos cortos. Tendencias en la industria 5.1 La sustitución de importaciones se acelera; los fabricantes nacionales aprovechan las rápidas oportunidades de desarrollo. Actualmente, las principales marcas internacionales aún dominan el mercado global de reductores de RV, con altos precios de venta y elevados costos de mantenimiento posventa. Esta situación ha obstaculizado en cierta medida el desarrollo de los fabricantes nacionales de robots. Con la implementación de políticas de incentivos industriales como el "XIV Plan Quinquenal para el Desarrollo de la Fabricación Inteligente" y el "XIV Plan Quinquenal para el Desarrollo de la Industria Robótica", la fabricación de componentes básicos inteligentes se ha convertido en una industria crucial para los avances tecnológicos nacionales. Mientras tanto, mediante avances tecnológicos y mejoras de procesos, algunas empresas nacionales han alcanzado estándares líderes mundiales en rendimiento y estabilidad. Con una rentabilidad superior y ventajas de servicio localizadas, las marcas nacionales continúan expandiendo su participación de mercado a la vez que aceleran la sustitución de importaciones. De cara al futuro, a medida que China avanza en la investigación teórica, la fabricación y el desarrollo de equipos de prueba, y adquiere experiencia técnica en materiales, mecanizado de precisión de componentes clave y procesos de ensamblaje completos, las marcas nacionales obtendrán cada vez más reconocimiento de los clientes finales. 5.2 El ritmo de desarrollo de estándares de la industria se ha acelerado, con mejoras significativas en los niveles de tecnología de los productos. Los estándares de la industria sirven como marcos regulatorios que estandarizan prácticas, impulsan la innovación y guían el desarrollo del sector. Al perfeccionar continuamente los procesos de estandarización y acelerar el desarrollo de especificaciones actualizadas, estos estándares mejoran la eficiencia operativa de la industria. El mercado de reductores presenta diversas especificaciones; sin embargo, los estándares actuales de la industria presentan actualizaciones tardías y una cobertura incompleta. En particular, para los reductores de velocidad de revoluciones (RV) de precisión de alta gama, los estándares existentes no están sincronizados con los estándares globales, lo que dificulta la rápida evolución de la industria. A medida que se acelera la transformación inteligente, el desarrollo de estándares de la industria se alineará cada vez más con los avances tecnológicos, las innovaciones de productos y los procesos de fabricación. En el futuro, los estándares de la industria adoptarán un enfoque holístico que abarcará toda la cadena de suministro de reductores. Esta estrategia integral guiará a los fabricantes de reductores de velocidad de revoluciones (RV) hacia el logro de estándares técnicos más altos y consistentes, mejorando en última instancia la precisión mecánica, la vida útil, la estabilidad operativa y la confiabilidad en el sector de los reductores de velocidad de revoluciones (RV). 5.3 Las aplicaciones posteriores son extensas, con tendencias positivas a largo plazo en la industria. Los reductores de velocidad de revoluciones (RV) presentan amplias aplicaciones posteriores, siendo la automatización industrial un sector clave junto con la robótica. A medida que los avances tecnológicos y los niveles de automatización industrial siguen aumentando, estos reductores están preparados para expandir sus aplicaciones en más campos, impulsando la demanda diversificada downstream. Además, impulsada por el crecimiento económico nacional sostenido y las políticas industriales de apoyo, la inversión en activos fijos de China ha mostrado aumentos anuales constantes. Múltiples sectores downstream están presenciando perspectivas de desarrollo prometedoras impulsadas por la expansión económica y las inversiones industriales. Se proyecta que la demanda del mercado y la escala de la industria para reductores RV mantendrán una trayectoria de crecimiento positiva a largo plazo. Oportunidades y riesgos para el desarrollo de la industria 6.1 Oportunidades que enfrenta la industria 6.1.1 Fuerte apoyo y orientación de las políticas industriales La industria de reductores RV es un sector clave en el sector de fabricación avanzada de China, respaldado por las políticas industriales nacionales. Las autoridades competentes han puesto en marcha una serie de planes de desarrollo, entre ellos las "Opiniones de Implementación para la Mejora de la Fiabilidad de la Fabricación", el "XIV Plan Quinquenal para la Industria de Componentes de Maquinaria General", el "XIV Plan Quinquenal para la Fabricación Inteligente", el "XIV Plan Quinquenal para el Desarrollo de la Industria Robótica", la "Guía de Construcción del Sistema Nacional de Normas de Fabricación Inteligente (Edición 2021)" y las "Opiniones Orientadoras para la Promoción del Desarrollo de la Industria Robótica". Estas iniciativas han creado un entorno favorable para el crecimiento de la industria. Como componente fundamental de los reductores de alta precisión y los robots industriales, los reductores de RV siguen recibiendo un apoyo político sostenido. Por ejemplo, el "XIV Plan Quinquenal para el Desarrollo de la Industria Robótica", publicado conjuntamente por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información (MIIT) y otros 15 departamentos, propone "desarrollar tecnologías y procesos de fabricación avanzados para reductores de RV y reductores armónicos, mejorando su retención de precisión (vida útil), fiabilidad y reducción de ruido para la producción en masa". De manera similar, el "14.º Plan Quinquenal para el Desarrollo de la Manufactura Inteligente" publicado por el MIIT y otros siete departamentos enumera los "reductores de alto rendimiento y alta confiabilidad" como una categoría crítica que requiere avances en los componentes y dispositivos fundamentales de cuello de botella. En 2023, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma (NDRC) publicó el "Catálogo de Orientación para el Ajuste de la Estructura Industrial (Edición 2024)", que incluyó "reductores robóticos industriales de alta precisión" y "reductores de alta precisión específicos para robots" en su categoría recomendada. La introducción de una serie de políticas alentadoras y de apoyo por parte del estado ha sentado una buena base política para el desarrollo de esta industria y ha proporcionado un amplio espacio de política industrial y oportunidades para el desarrollo sostenido y rápido de la industria. 6.1.2 La industria downstream continúa desarrollando reductores RV se utilizan ampliamente en aplicaciones de control de alta precisión como la robótica y la automatización industrial. China se ha consolidado como el mayor mercado mundial de robots industriales, representando aproximadamente el 50% de la demanda global, lo que se ha convertido en un potente motor de crecimiento para la industria. El gobierno continuará impulsando la transformación de la fabricación inteligente, profundizando la integración de la industrialización y la informatización, y mejorando las capacidades de automatización industrial para acelerar el desarrollo de robots industriales, en particular en tres componentes fundamentales: reductores, controladores y servosistemas. Mientras tanto, la expansión de los sectores de aplicación y el crecimiento del mercado ampliarán aún más el potencial de mercado de la industria de reductores de RV. Las perspectivas a medio y largo plazo para este sector siguen siendo positivas, presentando importantes oportunidades de desarrollo. 6.1.3 Requisitos de domesticación para componentes clave. Como componentes críticos en equipos de alta gama como robots y máquinas herramienta CNC, los reductores de RV son indispensables en la automatización e inteligenteización industrial, desempeñando un papel vital en la transformación y modernización de la fabricación. Con la creciente demanda de reductores de RV para robots industriales, China se ha enfrentado a una escasez persistente de componentes esenciales. Anteriormente, la industria dependía en gran medida de marcas internacionales importadas para la producción de reductores de RV, lo que limitaba gravemente la expansión de la capacidad para los fabricantes nacionales. Para acelerar el desarrollo de la industria downstream, es imperativo avanzar en la tecnología de reductores de RV, aliviando las limitaciones de producción de los fabricantes de robots y sentando las bases para una fabricación inteligente que impulse el crecimiento económico y la transformación industrial. Actualmente, algunas empresas nacionales de reductores de RV han superado obstáculos técnicos y logrado avances significativos. Para los fabricantes nacionales downstream, la maduración de estos componentes clave no solo reduce los costos de producción, sino que también libera nueva capacidad de producción. 6.2 Riesgos que enfrenta la industria 6.2.1 Las capacidades técnicas y tecnológicas de las empresas nacionales aún son insuficientes. Los fabricantes internacionales han mantenido una clara ventaja de vanguardia. Durante décadas, la tecnología china de reductores de RV estuvo a la zaga de la de los países desarrollados, con el dominio del mercado global en manos de marcas extranjeras. La japonesa Nabtesco sigue siendo el principal productor nacional, mientras que China aún depende en gran medida de componentes clave importados para robots industriales. En los últimos años, fabricantes nacionales como la compañía han logrado avances significativos gracias a sus continuos esfuerzos en I+D. Sus productos están ganando reconocimiento en las industrias downstream, rompiendo el monopolio tecnológico de las marcas extranjeras. Sin embargo, los reductores de RV nacionales aún no alcanzan a sus homólogos importados en precisión, durabilidad, estabilidad y consistencia. Los problemas comunes incluyen una variedad limitada de productos y opciones de tamaño insuficientes. Para competir, los fabricantes nacionales deben aumentar la inversión para desarrollar modelos mejorados para diversas aplicaciones. El crecimiento de la industria requiere que las marcas chinas mejoren sus capacidades de I+D, refinen los procesos de fabricación y amplíen sus carteras de productos. Al generar confianza mediante un rendimiento fiable, precios competitivos y servicios localizados, los reductores de RV nacionales pueden asegurar una posición más sólida en el mercado. 6.2.2 Capacidad limitada para la producción a gran escala. En comparación con los gigantes internacionales de reductores de RV, los fabricantes nacionales generalmente operan a menor escala y con menor solidez financiera, lo que dificulta el desarrollo a largo plazo. Si bien el apoyo político ha propiciado el surgimiento de empresas nacionales con capacidad de producción en masa en los últimos años, la brecha con los líderes mundiales de la industria sigue siendo considerable. La mayoría de los fabricantes nacionales de reductores de RV aún enfrentan limitaciones debido a una capacidad de producción limitada. Si bien la creciente demanda del mercado de las industrias transformadoras proporciona una base objetiva para una rápida expansión, también impone mayores requisitos en cuanto a la escala de producción y la solidez financiera. Los fabricantes nacionales se enfrentan ahora a desafíos sin precedentes para ampliar sus capacidades de producción. Características cíclicas, regionales o estacionales de la industria. La industria de reductores de RV no presenta patrones cíclicos ni estacionales definidos, impulsados principalmente por las políticas macroeconómicas y la demanda del mercado descendente. Los actores nacionales se ubican predominantemente en el este y norte de China, atendiendo a clientes en estas regiones, mientras que los competidores internacionales se concentran principalmente en Japón. Posición y rol de la industria en la cadena industrial. La industria de reductores de RV ocupa la parte media de la cadena industrial. Su parte ascendente está compuesta por proveedores de materias primas y equipos de producción, incluyendo rodamientos, piezas brutas, acero, herramientas de corte e instrumentos de medición. La parte descendente se aplica principalmente a sectores de manufactura de alta gama como la robótica y la automatización industrial. La capacidad de producción, la calidad de entrega y los estándares tecnológicos de la industria ascendente influyen directamente en la calidad y la escala del suministro de materia prima para el sector de reductores de RV. Mientras tanto, a medida que los fabricantes de reductores de RV mejoran la calidad de sus productos y los procesos de producción, su rigurosa selección, evaluación y verificación de materiales de los proveedores ascendentes también impulsa y fomenta los avances tecnológicos entre estos proveedores. El sector descendente, un campo de manufactura de alta gama priorizado por las políticas industriales nacionales para el desarrollo inteligente y automatizado, ha experimentado un crecimiento significativo de la demanda en los últimos años. Como componente central de productos derivados, como robots industriales, el rendimiento, la precisión y la estabilidad de la calidad del reductor de RV influyen críticamente en la funcionalidad de los productos host derivados, lo que lo convierte en un contribuyente fundamental para el avance de las industrias derivadas. La relevancia entre la industria y sus sectores upstream y downstream 9.1 Relevancia para la industria upstream Las principales materias primas para los reductores de RV incluyen componentes de origen externo, como rodamientos, piezas en bruto, acero y herramientas de corte. Las cadenas de suministro upstream para rodamientos, piezas en bruto y acero se obtienen predominantemente de la industria siderúrgica, donde la oferta del mercado sigue siendo abundante y la competencia es intensa. Tanto la calidad del producto como las condiciones de suministro satisfacen las demandas de la industria. En los últimos años, los precios del acero se han mantenido relativamente estables debido a las reformas del lado de la oferta y los esfuerzos de reducción del exceso de capacidad en el sector siderúrgico. Sin embargo, las fluctuaciones en los precios del acero, impulsadas por factores como las tendencias del mercado internacional de materias primas, pueden afectar los costos de las materias primas y los márgenes de beneficio de los productos reductores. Desde una perspectiva a largo plazo, es poco probable que el amplio suministro de acero de China afecte negativamente a la industria de los reductores de RV. 9.2 Relevancia para las industrias downstream Como un componente indispensable en equipos de alta precisión, los reductores RV se utilizan ampliamente en sectores de fabricación avanzados como la robótica y la automatización industrial. Su calidad del producto, fiabilidad y vida útil determinan directamente el rendimiento de los sistemas host, mientras que la escala de la industria y las tendencias de desarrollo son impulsadas por las demandas del mercado downstream. En los últimos años, con la introducción de políticas de apoyo como el "14º Plan Quinquenal para la Industria de Piezas de Maquinaria General" y el "14º Plan Quinquenal para el Desarrollo de la Industria Robótica", la fabricación de equipos de alta gama, representada por robots industriales y máquinas herramienta CNC de alta gama, se ha convertido en un foco clave para que el desarrollo nacional logre avances. Mientras tanto, la reestructuración y modernización industrial acelerada han impulsado avances continuos en la automatización industrial y la inteligenteización. Beneficiándose del impulso de la industria downstream, el sector de reductores RV está preparado para entrar en una nueva fase de rápido crecimiento. Panorama de la competencia de la industria En el contexto de la Industria 4.0, los países desarrollados representados por Japón han priorizado el avance de la industria robótica. Han logrado la autosuficiencia total en componentes esenciales como los reductores de RV y se han asegurado una importante cuota de mercado gracias a su liderazgo tecnológico. La industria de los reductores de RV se caracteriza por una alta complejidad técnica, altos umbrales de inversión y estrictas barreras industriales. Requiere una inversión sustancial de capital y talento en diseño de I+D, control de calidad y pruebas de productos. Los procesos de fabricación exigen estrictos requisitos de materiales, equipos de producción y precisión, lo que dificulta la producción a gran escala. A nivel mundial, pocos fabricantes pueden suministrar reductores de RV de producción en masa con un rendimiento fiable. Gracias a su larga trayectoria, sólida base de capital y amplia experiencia técnica, las empresas japonesas dominan el mercado global de reductores para robots industriales. Entre sus representantes más destacados se encuentra Nabtesco, que se ha consolidado como líder gracias a sus capacidades de I+D de vanguardia, su capacidad de producción a gran escala, la calidad constante de sus productos y sus colaboraciones a largo plazo con líderes internacionales de la industria como FANUC y KUKA. Debido al tardío inicio de la industria china de reductores de RV, el nivel técnico general de las empresas del sector aún está por debajo del de las empresas líderes a nivel internacional. En el mercado nacional de reductores de RV, a medida que los fabricantes nacionales superan continuamente los desafíos técnicos, sus capacidades técnicas y competitividad han mejorado constantemente, reduciendo la brecha entre el rendimiento de sus productos y los líderes internacionales. Según el "Informe sobre el Desarrollo de la Industria Robótica de China (2022)" de la Sociedad de Electrónica de China, la competitividad de los componentes clave de los robots industriales chinos continúa en aumento. En el caso de los reductores, un grupo de empresas destacadas como Lüde Harmonic (principalmente dedicada a reductores armónicos) y Huandong Technology (principalmente dedicada a reductores de RV) se han convertido en pioneras en liderar el desarrollo del mercado nacional de reductores, gracias a su inversión sostenida en I+D, capacidades de fabricación de alta precisión, estricto control de calidad y la mejora continua de los sistemas de productos. Principales empresas del sector. A nivel mundial, Nabtesco es líder del mercado en la industria de reductores de RV. En el mercado chino de reductores de RV, además de Nabtesco, Huandong Technology se ha posicionado como líder, con una cuota de mercado cercana al 2011, mientras que otras empresas son relativamente más pequeñas. La situación básica es la siguiente: nombre corporativo Ubicación de la sede Operaciones comerciales clave y posición en el mercado Nabtesco Japón Como creador de reductores RV y empresa líder en el campo del control de movimiento, es el mayor fabricante mundial de reductores RV robóticos. Según las estadísticas de GGII, su participación de mercado en reductores RV robóticos de China fue 50.87%,40.17% y 33.79% en 2022, 2023 y 2024 respectivamente. Circulation Technology China El producto principal, el reductor RV, ha cubierto básicamente a los principales clientes de robots nacionales, con fuertes capacidades de producción y procesamiento, y goza de un alto reconocimiento de marca en la industria. Se ha convertido en un fabricante profesional de reductores RV para robots industriales con un volumen de producción y ventas nacional líder. Según las estadísticas de GGII, su participación en el mercado chino de reductores de RV robóticos fue de 13,65%, 18,89% y 24,98% en 2022, 2023 y 2024 respectivamente. Fuente: datos públicos disponibles, GGII En los últimos años, Shuanghuan Technology ha logrado una rápida expansión del mercado y ha establecido un dominio en el sector de la robótica de China a través de sus reductores de RV. En 2020, Nabtesco dominó el mercado nacional de reductores de RV con una participación de 54,80%, mientras que Sumitomo Heavy Industries tenía 6,60% y Shuanghuan Technology solo 5,25%. De 2021 a 2024, la participación de mercado de Shuanghuan Technology aumentó de manera constante a 10,, 13,65%1, 18,89% y 24,98%, ubicándose constantemente en segundo lugar, solo superada por Nabtesco. Durante el mismo período, la cuota de mercado de Nabtesco disminuyó a 51,77%, 50,87%, 40,17% y 33,79%, mientras que la de Sumitomo Heavy Industries disminuyó a 5,06%, 4,70%, 3,9%1 y 3,58%. Esta disminución sostenida de la cuota de mercado de los competidores internacionales destaca el papel de Shuanghuan Technology como una alternativa nacional líder a los productos de Nabtesco. Al reemplazar progresivamente los componentes importados de Nabtesco, Shuanghuan Technology ha consolidado su posición como líder de la industria en el mercado chino de reductores de RV robóticos. Extracto 5 [Descargo de responsabilidad] Este extracto proviene del prospecto de Shuanghuan Technology. Todos los derechos reservados al autor original. Solo para fines de intercambio de conocimientos y comunicación, no para uso comercial. Mantenemos nuestra neutralidad respecto a todos los puntos de vista expresados aquí. Si encuentra alguna discrepancia entre las fuentes citadas y los hechos, o si existen problemas relacionados con los derechos de autor, por favor, notifíquenos para su pronta revisión o eliminación.  

Como componente central en los sistemas de transmisión, los reductores desempeñan un papel fundamental en la reducción de la velocidad de rotación y el aumento del par. Su rendimiento técnico determina directamente la precisión operativa y la estabilidad de los equipos posteriores. En el sector de la robótica humanoide, los reductores de precisión se encuentran entre los componentes clave, representando aproximadamente el 16% de la estructura de costos. La precisión y la confiabilidad de la transmisión de estos reductores impactan directamente en la flexibilidad de los movimientos de los robots humanoides y su adaptabilidad a diversos escenarios. El análisis de la demanda del mercado indica una industrialización global acelerada de los robots humanoides, con un mercado incremental proyectado de 10 mil millones de yuanes para 2030. A medida que las políticas nacionales apoyan cada vez más la industria de la robótica, la inminente producción en masa de robots humanoides está creando una ventana de crecimiento explosivo para los reductores de precisión. Desde una perspectiva técnica, el mercado de reductores de precisión ha estado dominado durante mucho tiempo por empresas extranjeras: los reductores armónicos están liderados por Harmonic Drive con una participación de mercado global que supera el 80%; En el sector de reductores de RV, la japonesa Nabtesco posee más del 40% de la participación de mercado en China; el mercado de reductores planetarios de precisión también está dominado principalmente por fabricantes japoneses y alemanes. Este panorama no solo resalta la urgencia de la sustitución doméstica, sino que también establece un punto de referencia para que los fabricantes nacionales logren avances tecnológicos. Desde la perspectiva de la sustitución doméstica, los fabricantes nacionales han logrado avances clave en tecnología y mercado para 2025: el tamaño del mercado nacional de reductores armónicos alcanzó los 2.49 mil millones de yuanes en 2023, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de 16.54% de 2019 a 2023; se espera que el tamaño del mercado de reductores de RV en China alcance los 6 mil millones de yuanes para 2025, con fabricantes nacionales como Huan Dong Technology acercándose continuamente a los niveles avanzados internacionales en capacidades técnicas; El tamaño del mercado global de reductores planetarios de precisión creció de 929 millones de yuanes a 1.376 millones de yuanes entre 2020 y 2024, con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) de 10,32. Los productos nacionales de alta gama han alcanzado niveles avanzados a nivel internacional en indicadores clave como la precisión de la transmisión, la eficiencia y el nivel de ruido, logrando la sustitución de importaciones en algunos campos, y la tasa de localización está aumentando gradualmente. En este momento crucial para la industria, la creciente demanda de robots humanoides y los avances en la tecnología nacional de reductores han creado un efecto sinérgico, impulsando el proceso de sustitución nacional a una fase crítica de implementación y cosecha. En este contexto, este informe ofrece un análisis profundo de los impulsores del crecimiento, las vías tecnológicas y el progreso de la sustitución nacional en el sector de los reductores, ofreciendo información esencial para la investigación industrial y las decisiones de inversión. Reductor: Componentes clave en el campo de la transmisión, tamaño del mercado en constante crecimiento. 1.1 El reductor cumple una doble función: reducción de velocidad y mejora del par, con amplias aplicaciones posteriores. Como componente fundamental que conecta las fuentes de energía con los mecanismos de accionamiento, los reductores de engranajes funcionan mediante engranajes multietapa para reducir la velocidad de entrada y amplificar el par de salida, lo que los hace indispensables en los sistemas de transmisión mecánica. Dado que la mayoría de la maquinaria industrial opera en condiciones de alta carga y baja velocidad, donde la transmisión directa por motor primario no es práctica, los reductores de engranajes son esenciales para lograr la correspondencia entre velocidad y par. Gracias a un diseño de relación de transmisión de precisión, reducen proporcionalmente la velocidad de entrada y aumentan proporcionalmente el par de salida, garantizando una alineación óptima entre los parámetros de potencia y los requisitos de carga. Como elemento central de la transmisión mecánica moderna, el rendimiento de los reductores de engranajes determina directamente la eficiencia de la transmisión, la precisión operativa y la fiabilidad de los equipos de los sistemas de energía. Esto los hace irreemplazables en aplicaciones críticas como equipos automatizados, maquinaria de construcción y sistemas de transporte. El tamaño del mercado de la industria china de reductores muestra una tendencia al alza constante, con una tasa de crecimiento a largo plazo que se mantiene en torno a los 51111111111. Según datos de Rui Guan Consulting, el tamaño del mercado de la industria china de reductores alcanzó los 144.700 millones de yuanes en 2024, y la tasa de crecimiento se ha mantenido en el rango de 51111111111 en los últimos años. Influenciadas por la reducción de la mano de obra nacional y el creciente envejecimiento de la población, las empresas manufactureras están acelerando la transición a la producción automatizada para reducir los costos laborales y mejorar la eficiencia de la producción, lo que impulsa directamente el crecimiento de la demanda de componentes esenciales para la automatización industrial, como los reductores. Mientras tanto, los fabricantes nacionales de reductores mejoran continuamente la competitividad de los reductores de producción nacional mediante la introducción, asimilación, absorción e innovación de tecnologías extranjeras avanzadas, promoviendo el proceso de localización y sustitución de productos y reduciendo gradualmente la dependencia de las tecnologías extranjeras. Las aplicaciones posteriores de los reductores abarcan numerosos sectores y desempeñan un papel crucial. Gracias a su excelente capacidad de carga, fiabilidad, durabilidad y control preciso de la velocidad y el par, los reductores son clave para mejorar la eficiencia de sistemas de producción completos en diversas industrias. Sus aplicaciones posteriores incluyen principalmente la elevación y el transporte, el cemento y los materiales de construcción, la robótica, la minería pesada, la metalurgia y la generación de energía, entre otros sectores de la economía nacional y la industria de defensa. Entre estos, la elevación y el transporte, el cemento y los materiales de construcción, y la robótica son los campos de aplicación más importantes para los reductores. Con el crecimiento económico sostenido de China y la profundización de la automatización industrial, el producto interior bruto y la inversión en activos fijos han aumentado año tras año. Como componente básico clave de los equipos industriales, la demanda de reductores en el mercado también ha aumentado constantemente. 1.2 Los reductores se pueden clasificar en tres categorías: de uso general, de uso especial y de precisión. Los reductores se clasifican en tres tipos principales: reductores de uso general, reductores especializados y reductores de precisión. En general, los reductores de uso general tienen una amplia aplicación, los reductores especializados se diseñan a medida para necesidades específicas, mientras que los reductores de precisión se centran en ofrecer capacidades de control de movimiento y posicionamiento de alta precisión. Los reductores de propósito general son dispositivos de transmisión estándar diseñados principalmente para aplicaciones de mediana y pequeña escala. Ampliamente utilizados en cajas de engranajes industriales, sistemas de transporte y sectores relacionados, ofrecen una precisión de control limitada, satisfaciendo únicamente las necesidades básicas de transmisión de potencia de la mayoría de la maquinaria. Entre los fabricantes líderes se incluyen SEW, Siemens, Guomao Co., Ltd., Ningbo Dongli, Jiangsu Tailong y Zhongda Lide. Reductores especializados: Los dispositivos de reducción de velocidad personalizados, desarrollados según las necesidades industriales específicas, generalmente con especificaciones grandes o extragrandes, se pueden optimizar para escenarios de aplicación específicos o requisitos de la industria para cumplir con estándares de rendimiento más altos y necesidades funcionales especiales, como cajas de engranajes para generación de energía eólica, cajas de engranajes metalúrgicas, etc. Entre las empresas representativas se incluyen China High-Speed Transmission, Hangchi Forward, Weili Transmission, Zhongchi, Jinlei Co., Ltd., etc. Los reductores de precisión, que se caracterizan por su bajo juego, alta precisión, larga vida útil y excepcional confiabilidad, son la opción preferida para aplicaciones de precisión crítica, como la robótica y las máquinas herramienta de alta gama. Los fabricantes líderes incluyen HAMERNAK, Nabtesco, Lüde Harmonic y Zhongda Lide. gráfico 4 Figura 4: Los reductores se clasifican en tipos de propósito general, especializados y de precisión. característica de nivel en nombre del reductor general de la empresa Diseñadas principalmente para aplicaciones pequeñas y medianas, estas unidades modulares y serializadas son ampliamente aplicables en varias industrias. SEW, Siemens, Guomao Co., Ltd., Ningbo Dongli, Jiangsu Tailong, Zhongda Lide y otros reductores especiales Las especificaciones son principalmente grandes y extra grandes, en su mayoría productos no estándar y específicos de la industria. China informa sobre transmisión de alta velocidad, Hangchi Forward, Weili Transmission, Heavy Teeth, dispositivo de reducción de velocidad de precisión Jinlei Shares Con baja holgura de retorno, alta precisión, larga vida útil y estabilidad confiable, se usa ampliamente en campos de alta gama como robótica y máquinas herramienta CNC. Hamernak, Nabotsk, Green Harmonics, Zhongda Lide, etc. Fuente: prospecto de Guomao Co., Ltd., Wanlian Securities Research Institute Dependiendo de su estructura y métodos de transmisión, los reductores de precisión se pueden clasificar en reductores armónicos, reductores RV y reductores planetarios de precisión. ① Reductor armónico: compuesto por un generador de ondas, engranaje flexible y engranaje rígido. Con ventajas como tamaño compacto, diseño liviano, alta precisión de transmisión, funcionamiento suave y gran relación de transmisión, es particularmente adecuado para robots industriales y robots humanoides en industrias como 3C, semiconductores y dispositivos médicos. Se utiliza principalmente en componentes como brazos, muñecas y manos robóticas. Sin embargo, sus desventajas incluyen transmisión de bajo torque, transferencia de potencia ineficiente y vida útil limitada. ② Reductor RV: este mecanismo de dos etapas combina la transmisión de engranajes planetarios evolventes con la transmisión planetaria de piñón cicloidal. Con alta eficiencia de transmisión, funcionamiento suave, fuerte capacidad de carga, excelente rigidez y resistencia superior al impacto por sobrecarga, se usa ampliamente en componentes de carga pesada de robots industriales, como bases, brazos y hombros. Sin embargo, sus desventajas incluyen una estructura compleja, alta dificultad de fabricación y costos elevados. ③ Reductor de engranajes planetarios de precisión: compacto en tamaño, compuesto por engranajes planetarios, engranaje solar y corona dentada interna, con estructura compacta, alto torque, alta eficiencia de transmisión de una sola etapa, peso ligero, larga vida útil y libre de mantenimiento, etc. Se usa principalmente en las juntas de rotación del cuerpo de robots con bajos requisitos de precisión. Su limitación es el pequeño rango de relación de transmisión de una sola etapa. Figura 5: Comparación de tres reductores de precisión Categoría del reductor Característica de diseño Mérito Deficiencia Área de aplicación Dibujo esquemático Reductor armónico Los componentes principales son el generador de olas, la cabina flexible y la cabina rígida. Cuando el reductor opera, el generador de olas sufre una deformación controlable y la potencia se transmite a través del engrane de las cabinas flexible y rígida. Alta precisión de transmisión, peso y volumen reducidos, funcionamiento suave, gran relación de transmisión. La transferencia de par es relativamente pequeña, la eficiencia de transmisión es baja y la vida útil es limitada. Las articulaciones de los robots con cargas más ligeras, como el antebrazo, la muñeca y la mano, se utilizan en campos como el aeroespacial, los equipos de mecanizado de precisión y los dispositivos médicos. Desacelerador RV Incluye principalmente dos tipos de dispositivos de transmisión: la transmisión de engranajes planetarios evolventes y la transmisión planetaria de rueda dentada cicloidal. La precisión de la transmisión es alta, la eficiencia de la transmisión es alta, la estabilidad de la transmisión es alta, la capacidad de carga es fuerte, la rigidez y el rendimiento de impacto de sobrecarga son buenos. Estructura compleja, difícil de fabricar, alto coste y vida útil limitada. El robot tiene bases pesadas y articulaciones grandes, como el brazo y el hombro. Reductor planetario de precisión. El diseño compacto incluye principalmente engranajes planetarios, engranajes solares y anillos de engranaje internos. Los reductores planetarios de precisión suelen tener una relación de reducción de una sola etapa de 10 o menos, y el número de etapas de reducción generalmente no supera las tres. Transmisión de una sola etapa con una eficiencia excepcional, diseño ligero y una vida útil de hasta 20 000 horas, sin necesidad de mantenimiento. La transmisión de una sola etapa ofrece un rango de relaciones de transmisión reducido. Sistemas de transmisión de precisión para robots móviles, equipos de nueva energía, máquinas herramienta de alta gama y transporte inteligente Fuente: prospecto de IPO de Kefeng Intelligence, Wanlian Securities Research Institute Figura 6: Comparación de parámetros de tres reductores de precisión Indicadores clave reductor armónico desacelerador RV reductor planetario de precisión eficiencia de transmisión ＞70% ＞80% ＞95% precisión de transmisión （”） ≤60 ≤60 ≤180 relación de transmisión 30-160 30-192,4 3-512 vida útil diseñada （h） ＞8000 ＞6000 ＞20 000 rigidez torsional （N·m/arc·min） 1,34-54,09 20-1176 10-370 par de salida nominal (N··m) 6,6-921 101-6135 40-1200 ruido (db) ≤60 ≤70 ≤65 aumento de temperatura (℃) ≤40 ≤45 ≤30 Fuente: Prospecto de la OPI de Kefeng Intelligence, Wanlian Securities Research Institute Los reductores de precisión se utilizan ampliamente en robots y representan una alta proporción. Los reductores de precisión son los componentes principales de los robots y representan una parte significativa de la estructura de costos tanto en robots industriales como humanoides. Su rendimiento determina directamente el rendimiento general del robot, lo que hace que la calidad y el rendimiento sean las principales consideraciones durante la selección. Los reductores representan una parte sustancial del costo total de un robot. Según datos del Instituto de Investigación de la Industria Empresarial de China, representan el 35% de los costos de los robots industriales, lo que los convierte en El componente de mayor costo. Datos de Zhiyan Consulting muestran que representan el 16% de los costos de los robots humanoides, solo superados por los motores de par sin marco, lo que los posiciona como un componente clave en robots humanoides. A pesar de la tendencia a la baja en los precios de los reductores, impulsada por los avances tecnológicos y la intensificación de la competencia en el mercado, siguen siendo una parte crucial de los costos de los robots. Los fabricantes globales de reductores impulsan continuamente la reducción de costos mediante la innovación tecnológica y la producción a escala. 2.1 Reductor armónico: La robótica es el principal mercado incremental. Los armónicos ecológicos logran un avance. El reductor armónico consta de tres componentes clave: un generador de ondas, una rueda flexible y una rueda rígida. Mediante su funcionamiento coordinado, este dispositivo logra altas relaciones de reducción y un alto par de salida en un diseño compacto. El generador de ondas impulsa la rotación de la rueda rígida mediante la deformación elástica de la rueda flexible, reduciendo eficazmente la velocidad a la vez que aumenta el par. Este diseño lo hace especialmente adecuado para aplicaciones de control de precisión y entornos con limitaciones de espacio. El mercado chino de reductores armónicos está experimentando una rápida expansión. Estos componentes accionados con precisión se utilizan ampliamente en sistemas de transmisión de precisión. Con aplicaciones que ahora se extienden a la robótica, las máquinas herramienta CNC de alta gama, la fabricación de semiconductores y los equipos médicos. Los datos del Instituto de Investigación de la Industria Empresarial de China muestran que el tamaño del mercado creció de 1.350 millones de yuanes en 2019 a 2.490 millones de yuanes en 2023, alcanzando una sólida tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) de 16,54. Se proyecta que el mercado alcance los 3.320 millones de yuanes para 2025, con una TAC de 15,47 durante el período 2023-2025. El mercado mundial de reductores de armónicos exhibe una estructura de "líder dominante", con Lüde Harmonic logrando avances en la producción nacional. El panorama competitivo sigue estando altamente concentrado, con el fabricante japonés Harmonic Drive ocupando una posición de liderazgo con más del 801. En el mercado chino de reductores de armónicos para 2023, Harmonic Drive y Lüde Harmonic Se ubicaron en el primer nivel, con una participación de mercado de ventas del 38,7% y del 14,5%, respectivamente. Empresas como Lai Fu Harmonic, Tongchuan Technology y la japonesa Shinboshi Technology conformaron el segundo nivel, con una participación de mercado del 9,2%, del 7,3% y del 6,7%. Tecnológicamente, Harmonic Drive mantiene el liderazgo en la industria, mientras que fabricantes nacionales como Lüde Harmonic han alcanzado niveles avanzados internacionales mediante avances tecnológicos y mejoras en los procesos de producción en las relaciones de reducción, el par nominal, la eficiencia de la transmisión y la precisión. Este progreso ha roto el monopolio tecnológico de los fabricantes extranjeros en reductores de armónicos de alta gama, reemplazando gradualmente a las marcas importadas. Gráfico 13: Información básica de los principales fabricantes nacionales e internacionales de reductores de armónicos Nombre de la empresa Ubicación de registro Ubicación principal de registro Categorías principales de productos Campos de aplicación Harmonic Drive Systems Inc. (HDSI) Japón Reductores armónicos, reductores planetarios, actuadores, servoaccionamientos, etc. Campo de la robótica industrial (representado por robots multiarticulares), equipos médicos, instrumentos de medición óptica, equipos de comunicación, equipos de impresión, así como robots de aguas profundas, desarrollo aeroespacial, etc. NIDEC (Japón) Japón Motores, ventiladores, sopladores, controladores de motores, reductores, transportadores, equipos ópticos, sensores, dispositivos electrónicos, accesorios para equipos, equipos de producción, etc. Automoción, electrodomésticos, electrónica de consumo, robots, logística, atención médica y sanitaria, instalaciones públicas (transporte, energía, TIC), comercio, entretenimiento, industria, etc. Green Harmonic Suzhou, Jiangsu (China) Reductores armónicos y componentes metálicos, productos integrados en motores, productos hidráulicos Campos de fabricación de alta gama como robots industriales, robots de servicio, máquinas herramienta CNC, dispositivos médicos, equipos de producción de semiconductores, equipos de nuevas energías, etc. Laifubo Shaoxing, Zhejiang (China) Reductores armónicos Robots industriales, robots de servicio, equipos médicos, equipos de automatización de alta precisión, etc. 2.2 RV Reductor: Las empresas japonesas lideran el mercado, con un enorme potencial de sustitución nacional. El reductor RV emplea un mecanismo de reducción de dos etapas, que combina una transmisión planetaria evolvente de primera etapa con una transmisión planetaria cicloidal de segunda etapa. Este diseño ofrece ventajas excepcionales, como un amplio rango de transmisión y una alta eficiencia. Con una robusta capacidad de carga y una rigidez superior, sirve como un sistema de transmisión ideal de alto rendimiento, especialmente adecuado para robots industriales, máquinas herramienta CNC y equipos de diagnóstico médico donde la eficiencia de la transmisión, la capacidad de carga y la precisión son requisitos críticos. El mercado de reductores RV continúa expandiéndose, y la tasa de crecimiento del mercado chino supera la media mundial. Tanto el mercado mundial como el chino de reductores RV muestran un crecimiento constante, impulsado principalmente por el rápido desarrollo de la automatización industrial y la fabricación inteligente, especialmente su aplicación generalizada en el campo de los robots industriales. Según datos de QY Research, el tamaño del mercado global de reductores RV creció de 3.430 millones de yuanes a 7.510 millones de yuanes entre 2018 y 2023, con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) de... 16.97%. Según datos del Instituto de Investigación Industrial de Huajing, el tamaño del mercado chino de reductores de RV aumentó de 1.082 millones de yuanes a 4.295 millones de yuanes entre 2014 y 2021, con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) de 21.771111111111, superando la tasa de crecimiento promedio mundial. Se proyecta que el tamaño del mercado alcance los 6.000 millones de yuanes para 2025. Entre estos, el alto crecimiento del mercado chino de reductores de RV entre 2014 y 2017 se atribuyó principalmente al rápido aumento de las instalaciones de robots industriales posteriores; la desaceleración en el crecimiento de las instalaciones de robots industriales entre 2018 y 2019 provocó un estancamiento en el crecimiento del tamaño del mercado de reductores de RV; y la renovada aceleración en las instalaciones de robots industriales entre 2020 y 2021 impulsó un aumento significativo en la demanda de reductores de RV. Nabtesco mantiene una posición dominante en el mercado de reductores de RV. Mercado, con esfuerzos de sustitución nacional cobrando impulso significativo. En el sector global de reductores de RV, el fabricante japonés Nabtesco ha mantenido consistentemente el liderazgo de la industria. A nivel nacional, Nabtesco dominó el mercado en 2020 con una participación absoluta de 54.80%, seguido de Sumitomo Heavy Industries (6.60%) y Zhongda Lide (6.16%). De 2021 a 2023, el panorama del mercado experimentó cambios notables, ya que Huandong Technology demostró un fuerte crecimiento, aumentando su participación de mercado de 5.251111111111 en 2020 a 18.89% en 2023, consolidando su posición como el segundo mayor actor de China. Mientras tanto, los fabricantes internacionales vieron disminuir sus cuotas de mercado, con la participación de Nabtesco disminuyendo de 54.80% a 40.17%. A medida que Huandong Technology reemplaza progresivamente las importaciones de Nabtesco, consolida su liderazgo en el mercado chino de reductores de velocidad robóticos. 2.3 Reductor de engranajes planetarios de precisión: Con el mercado de Asia Pacífico como principal mercado, las empresas nacionales aceleran su crecimiento. Los reductores planetarios de precisión, que incluyen engranajes solares, engranajes planetarios, engranajes internos y ejes de salida, se caracterizan por su alta precisión, alto par, tamaño compacto y diseño ligero. Estos reductores destacan por su transmisión de alto par y su funcionamiento silencioso, lo que los hace indispensables en aplicaciones industriales que requieren alta velocidad, precisión y cargas pesadas. Se utilizan ampliamente en campos como la fabricación de máquinas herramienta, la industria aeroespacial, la maquinaria agrícola y la robótica inteligente, siendo un componente crítico en la industria moderna. El mercado global de reductores planetarios de precisión está en constante expansión, y se espera que el crecimiento del mercado nacional se acelere. Impulsado por la demanda en automatización industrial, robótica, industria aeroespacial y fabricación de precisión, Este sector ha mantenido un crecimiento constante en los últimos años. Según QY Research, se proyecta que el mercado global crezca de $929 millones en 2020 a $1376 mil millones en 2024, a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de 10.321111111111. Se espera que el mercado alcance los $11471 mil millones para 2025. Los reductores planetarios de precisión nacionales tienen un potencial de sustitución significativo. A nivel mundial, los productos de reductores planetarios de precisión de países como Alemania y Japón son reconocidos por su alto rendimiento y calidad, liderando la industria en materiales, estándares de diseño, control de calidad, precisión, confiabilidad y vida útil. Se utilizan ampliamente en campos de alta gama como equipos de automatización, robótica y máquinas herramienta de precisión. Los principales fabricantes incluyen a Shinbaku, Newcat y Wittenstein de Japón. Los fabricantes nacionales están representados principalmente por Kefeng Intelligent y Newcat. En En 2023, los cinco principales fabricantes de reductores planetarios de precisión en China fueron Shinbaku (Japón), Hubei Kefeng (China), Newcat (China), Jingrui Technology (Taiwán, China) y Liming (Taiwán, China), con cuotas de mercado de 201111111111, 121111111111, 9%, 7% y 5% respectivamente, alcanzando un CR5 de 531111111111. Actualmente, los reductores planetarios de precisión nacionales de alta gama, representados por Kefeng Intelligent, se han acercado o alcanzado niveles de liderazgo internacional en indicadores de rendimiento clave como la precisión y la eficiencia de la transmisión, y el control de ruido, logrando la sustitución de importaciones en algunos escenarios de aplicación y demostrando ventajas competitivas en la localización. Sin embargo, en comparación con los estándares internacionales de primer nivel, los productos nacionales aún presentan deficiencias en la vida útil y la consistencia de la producción, lo que requiere un esfuerzo continuo en I+D tecnológico. Optimización de procesos para impulsar mejoras integrales de rendimiento. Volumen de demanda y avance tecnológico: el reductor de precisión nacional entra en un período crítico de desarrollo. 3.1 Se acerca la producción en masa de robots humanoides, lo que abre un mercado incremental para los reductores de precisión. Los robots humanoides están preparados para un crecimiento notable, con proyecciones de rápida expansión. Su vasto potencial se ve impulsado por los avances tecnológicos, la reducción de costos y la creciente demanda social, lo que permite aplicaciones generalizadas en diversas industrias, desde la producción industrial y los servicios domésticos hasta el cuidado de personas mayores, la asistencia médica y el entretenimiento educativo. Estos robots desempeñarán un papel cada vez más importante en la prestación de servicios de apoyo y la mejora de la calidad de vida. Según el Instituto de Investigación de la Industria Empresarial de China, se espera que el mercado mundial de robots humanoides supere los 111 mil millones para 2028, con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 56,99% entre 2023 y 2028. A medida que estos robots se vuelven más inteligentes, su potencial de mercado a largo plazo seguirá creciendo exponencialmente. La robótica humanoide de Tesla está avanzando. Rápidamente, con la producción en masa y la comercialización entrando en la fase de planificación. El robot Optimus de la compañía ha demostrado una velocidad de iteración excepcional: desde el anuncio del proyecto en agosto de 2021 hasta la presentación de su prototipo de primera generación en septiembre de 2022, y finalmente el lanzamiento del Optimus-Gen2 de segunda generación en diciembre de 2023. Se han implementado actualizaciones de hardware, con mejoras significativas en los diseños de las articulaciones centrales, la ingeniería de componentes y el control general de la coordinación. Estas mejoras han aumentado drásticamente la flexibilidad y las capacidades operativas del robot, mostrando una rápida iteración del producto que permite mejoras más rápidas del rendimiento y reducciones de costos en la robótica humanoide. Optimus está diseñado para aplicaciones industriales y domésticas, con el objetivo final de alcanzar la producción en masa para 2026 y prestar servicios a otras empresas. Las proyecciones de la industria sugieren que Optimus entrará en producción en masa y ventas externas para 2026, encontrando aplicaciones en múltiples sectores. Figure AI ha obtenido financiación de múltiples líderes de la industria e inversores, lo que demuestra un sólido crecimiento tanto en tecnología como en potencial de mercado. A principios de marzo de 2024, la compañía anunció que había recaudado aproximadamente $675 millones de gigantes tecnológicos, como Jeff Bezos, fundador de Amazon, NVIDIA, OpenAI y Microsoft, con una valoración que alcanza los $2.6 mil millones. Entre los inversores también se incluyen ILG Innotek, la división de capital de riesgo de Intel, Samsung Investment Group, Parkway Venture Capital, Align Ventures y el Fondo ARK de Moutoujie. Estas inversiones no solo brindan apoyo financiero, sino que también respaldan firmemente el avance tecnológico y la expansión del mercado de Figure AI. El Figure 02, lanzado en agosto de 2024, se basa en la funcionalidad y la estética de su predecesor, a la vez que mejora significativamente el rendimiento robótico. Con una estructura de exoesqueleto rediseñada, el producto presenta una apariencia más refinada y cohesiva con curvas más suaves. Los cables y paquetes de baterías expuestos se han ocultado tras paneles metálicos, mientras que la potencia de computación en el borde se ha mejorado sustancialmente, lo que permite al robot realizar de forma autónoma diversas tareas del mundo real. Los fabricantes nacionales han diversificado sus diseños, con características de producto distintivas. Recientemente En los últimos años, especialmente desde 2023, participantes de diversos orígenes han acelerado su entrada en el mercado de robots humanoides. Universidades, centros de innovación y diversas empresas han realizado movimientos estratégicos, lo que ha dado lugar a una alta frecuencia de lanzamientos de nuevos productos de robots humanoides. Fabricantes de robots como Ubtech, Yushu y Fourier, centros de innovación como el Centro de Innovación de Robots Humanoides de Beijing y el Centro de Innovación de Robots Humanoides de Zhejiang, universidades como el Laboratorio de Robótica de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China y el Instituto de Automatización de la Academia de Ciencias de China, así como fabricantes de automóviles como XPeng y Chery, y empresas con respaldo digital como Xiaomi y Zhiyuan, han presentado productos de robots humanoides. Actualmente, cada producto nacional de robots humanoides presenta características únicas, demostrando una fuerte competitividad en características clave como la inteligencia y el control de movimiento, y avanzando rápidamente en el proceso de producción en masa. Para 2025, la industria de los robots humanoides entrará en una nueva fase de desarrollo, marcada por la finalización de soluciones y la realización de la producción a pequeña escala. La finalización de las soluciones indica que el diseño y la funcionalidad del producto se estabilizarán, preparándose para... La producción a gran escala, mientras que la producción a pequeña escala implica la transición de los robots humanoides de los laboratorios a aplicaciones comerciales más amplias, satisfaciendo las demandas del mercado y logrando avances industriales. La producción en masa de robots humanoides es inminente, con diferentes estrategias de selección de reductores de precisión para sus aplicaciones. El robot humanoide Optimus de Tesla emplea un sistema reductor armónico, mientras que algunos fabricantes nacionales adoptan reductores armónicos o reductores planetarios de precisión. Los reductores armónicos ofrecen un tamaño compacto y alta precisión, pero conllevan un mayor coste. La solución híbrida, que combina reductores armónicos y reductores planetarios de precisión, proporciona una rigidez y una rentabilidad superiores, aunque resulta en mayores dimensiones y peso. Los costes de hardware siguen siendo un factor crítico en la comercialización de robots humanoides, donde el enfoque híbrido demuestra ventajas en cuanto a costes. El análisis de mercado de los reductores de precisión para robots humanoides indica que este sector emergente podría generar cientos de miles de millones en ingresos adicionales. Los fabricantes actuales emplean diversos enfoques técnicos: Tesla utiliza 14 reductores armónicos, Fourier emplea 32 reductores planetarios, mientras que el modelo Yuanzheng A2 combina reductores planetarios y armónicos sin especificar el número exacto. A medida que los robots humanoides entran en el mercado... Se espera que la producción en masa y las economías de escala impulsen la reducción de precios en los reductores de precisión. Según las configuraciones del Optimus de Tesla y de robots humanoides domésticos, un solo robot humanoide suele requerir 30 reductores de precisión. Los reductores armónicos se priorizan para áreas de alta precisión como hombros y muñecas, mientras que los reductores planetarios predominan en las articulaciones de la cintura y la cadera, representando aproximadamente el 60% del total. Las proyecciones para los envíos de 2030, bajo escenarios conservadores (500.000 unidades), neutrales (1 millón de unidades) y optimistas (1,5 millones de unidades), sugieren un crecimiento incremental del mercado de 12.600 a 28.800 millones de yuanes para reductores de precisión, con los reductores armónicos contribuyendo con 9.000 a 21.600 millones de yuanes y los reductores planetarios con 3.600 a 7.200 millones de yuanes, respectivamente. Tabla 29: Pronóstico del tamaño del mercado global de reductores de precisión en robots humanoides para 2030. Categoría: Conservador Neutral Optimista. Envíos de robots humanoides (10.000 unidades): 50 100. 150 Demanda de reductores armónicos por unidad (unidades/unidad) 18 18 18 Demanda total de reductores armónicos (10 000 unidades) 900 1800 2700 Precio del reductor armónico (yuanes/unidad) 1000 900 800 Tamaño del mercado de reductores armónicos (100 millones de yuanes) 90 162 216 Demanda de reductores planetarios de precisión por unidad (unidades/unidad) 12 12 12 Demanda total de reductores planetarios de precisión (10 000 unidades) 600 1200 1800 Precio del reductor planetario de precisión (yuanes/unidad) 600 500 400 Tamaño del mercado de reductores planetarios de precisión (100 millones de yuanes) 36 60 72 Tamaño total del mercado de reductores de precisión para robots humanoides (100 millones de yuanes) 126 222 288 Fuentes de datos: prospecto de Harmonic Drive, prospecto de STAR Market, Instituto de Investigación de Valores Wanlian 3.2 El desarrollo de robots industriales impulsa el crecimiento de la demanda de reductores, con el volumen de instalación de China representando una proporción prominente. La demanda de aplicaciones de robots industriales en el mercado descendente está aumentando constantemente, impulsando el crecimiento de los reductores armónicos ascendentes y los reductores de RV. En los últimos años, el mercado global de robots industriales ha mostrado tendencias de desarrollo positivas en términos de volumen de instalación, innovación tecnológica, expansión de aplicaciones y expectativas del mercado. Según datos de IFR, el volumen global de instalación de robots industriales en 2024 fue de 542,000 unidades, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de 4.44% entre 2017 y 2024. En 2021, la tasa de crecimiento del volumen de instalación fue notablemente alta debido al rápido crecimiento de las industrias de vehículos de nueva energía y electrónica de consumo. Las cinco principales regiones para las instalaciones globales de robots industriales en 2024 fueron China, Japón, Estados Unidos, Corea del Sur y Alemania. Como el mercado de robots industriales más grande del mundo, China ha desempeñado un papel importante en el impulso La industria robótica global. Con el continuo avance de la fabricación de alta gama, la tendencia de "máquinas que reemplazan a humanos" seguirá beneficiándose, y se espera que la certeza del crecimiento en el mercado de reductores se fortalezca aún más en los próximos años. China, como el mayor mercado mundial de robots industriales, ha proporcionado un fuerte impulso para la sustitución nacional de reductores. Las industrias automotriz y electrónica son los principales sectores de demanda de robots industriales. China no solo es el mercado automotriz y la base de producción más grande del mundo, sino que también ocupa una posición clave en campos de producción clave como equipos electrónicos, baterías, semiconductores y microchips, lo que contribuye a que China se convierta en el mayor mercado mundial de robots industriales. Impulsado por la continua introducción de políticas de apoyo industrial y la creciente demanda del mercado, el volumen de instalación de robots industriales en China ha adquirido una importancia cada vez mayor a nivel mundial. Según las estadísticas de IFR, el volumen de instalación de robots industriales en China aumentó de 15.000 unidades en 2010 a 295.000 unidades en 2024, con una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de 23,7%1 de 2010 a 2024; la proporción del volumen de instalación también aumentó de 12,4% en 2010 a 54,43% en 2023. Actualmente, el volumen de instalación anual de robots industriales en China ha superado la suma de todos los demás países, lo que lo convierte en el mercado de robots industriales más grande del mundo. Esta posición en el mercado ha acelerado el proceso de sustitución nacional de reductores. 3.3 Los fabricantes nacionales de reductores de precisión están logrando avances tecnológicos continuos, acelerando el proceso de sustitución nacional. Las empresas extranjeras de reductores de precisión han dominado el mercado durante mucho tiempo, creando una demanda urgente de alternativas nacionales. Durante años, empresas internacionales como Harmonic Drive y Nabtesco se han consolidado como líderes en el mercado de reductores de precisión de alta gama, en particular en los campos de reductores armónicos y reductores RV, gracias a su larga trayectoria tecnológica y la calidad estable de sus productos. Al mismo tiempo, han forjado alianzas duraderas y estables con importantes fabricantes mundiales de robots industriales como ABB, Fanuc, KUKA y Yaskawa, consolidando aún más su liderazgo en el sector. Por el contrario, la industria china de reductores de precisión comenzó más tarde y se enfrenta al doble reto de las marcas extranjeras que dominan la cuota de mercado y el retraso tecnológico de sus productos. Sin embargo, los altos precios y los largos plazos de entrega de los reductores de precisión extranjeros se han convertido en importantes limitaciones para el desarrollo de la industria china de robots industriales. Por lo tanto, promover la localización de reductores de precisión y romper los monopolios tecnológicos extranjeros se han convertido en tareas urgentes para el desarrollo de la industria china de fabricación de equipos de alta gama. Con la mejora continua de las capacidades de I+D y producción independientes de las empresas nacionales, se espera que los reductores de precisión de producción nacional amplíen gradualmente su cuota de mercado, reduzcan eficazmente los costes y acorten los plazos de entrega, lo que representa un sólido impulso para el desarrollo integral de la industria robótica industrial china. Se han implementado políticas de apoyo industrial de forma intensiva, y el proceso de localización avanza a buen ritmo. El desarrollo de reductores está estrechamente vinculado a la industria manufacturera de alta gama. Para promover la modernización y la modernización industrial de China, el Estado y las autoridades competentes han emitido una serie de políticas de apoyo y orientación destinadas a impulsar la tecnología de reductores hacia una mayor precisión, un mayor rendimiento y una mayor eficiencia energética, fomentando la sustitución nacional y reduciendo la dependencia de productos importados. En los últimos años, las autoridades gubernamentales han introducido una serie de políticas industriales para impulsar el desarrollo de la industria de reductores de precisión, como el "XIV Plan Quinquenal para el Desarrollo de la Fabricación Inteligente" y los "Dictámenes de Implementación para la Mejora de la Fiabilidad de la Fabricación". Estas políticas incentivan a las empresas a mejorar la calidad y la capacidad de producción de reductores de precisión, superar los desafíos técnicos y, por lo tanto, mejorar la inteligencia de la fabricación nacional de equipos. Con la promulgación e implementación de una serie de políticas de incentivos industriales, China ha considerado el avance de las tecnologías robóticas clave como una de las estrategias clave para el desarrollo científico y tecnológico nacional, y el apoyo a la industria de reductores de precisión continúa en aumento. En el futuro, gracias al apoyo de las políticas y a los continuos avances tecnológicos en reductores de precisión nacionales, se acelerará el grado de localización y se espera que se cree un panorama de mercado donde los reductores de marcas nacionales puedan competir con las marcas internacionales. Gráfico 34: Políticas relevantes en la industria reductora de China en los últimos años Editor Nombre de la política Cobertura principal Diciembre de 2021 El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información y otros siete departamentos El 14.º Plan Quinquenal para el Desarrollo de la Fabricación Inteligente Desarrollaremos vigorosamente equipos de fabricación inteligente, incluidos sensores de desplazamiento micro/nano, sensores táctiles flexibles, sensores de visión de alta resolución, instrumentos de detección de componentes en línea, controladores avanzados, sistemas de servoaccionamiento de alta precisión, reductores confiables y de alto rendimiento, dispositivos portátiles de interacción hombre-máquina, equipos de posicionamiento de campo industrial y sistemas CNC inteligentes. Junio de 2023 Cinco departamentos, incluido el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información Implementación Opiniones sobre la mejora de la confiabilidad de la industria manufacturera Se mejora la confiabilidad de los componentes básicos especiales clave, como el reductor de precisión, el controlador inteligente, las piezas de control de instrumentos, el sensor, las piezas de origen, el detector, el preprocesador de muestra, el cojinete de alta gama, el engranaje de precisión, el sujetador de alta resistencia y el sello de alto rendimiento para robots industriales y las piezas básicas generales. Agosto de 2023 El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información y otros tres departamentos Plan de Implementación para el Proyecto Piloto de Nueva Normalización de la Industria (2023-2035) En el sistema de componentes clave, se desarrollan el controlador del motor, el conjunto reductor y otros estándares del sistema de motor de accionamiento. Septiembre de 2023 El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información y otros seis departamentos Plan de Trabajo para el Crecimiento Constante de la Industria de Maquinaria (2023-2024) Aceleraremos la construcción de los principales proyectos descritos en el 14º Plan Quinquenal, que incluyen fabricación inteligente y robótica, equipos técnicos importantes, vehículos de nueva energía y vehículos inteligentes conectados, maquinaria agrícola, equipos médicos de alta gama y medicamentos innovadores, al tiempo que ampliamos continuamente la demanda de maquinaria industrial, instrumentos, equipos farmacéuticos y robots industriales. Diciembre de 2023 Catálogo de la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma para la Orientación de la Reestructuración Industrial (Edición 2024) El catálogo se compone de tres categorías: alentado, restringido y eliminado. En la categoría alentada, propone promover el desarrollo de piezas clave de transmisión, como hornos rotatorios, rodamientos de bolas, molinos verticales, prensas de rodillos y otros reductores especiales para la industria del cemento, así como reductores de alta precisión para robots industriales. Fuente: Sitio web del gobierno chino, Wanlian Securities Research Institute 3.4 Recomendaciones de inversión y desarrollo Los reductores de precisión, como componentes centrales de la robótica, están preparados para desbloquear un mercado multimillonario para 2030 a medida que los robots humanoides de Tesla, Figure, Yushu Technology y Zhiyuan Robotics entran en producción en masa. El segmento de reductores armónicos se destaca como el más prometedor, con el mayor impulso de crecimiento. Mientras tanto, los fabricantes nacionales están logrando avances en la tecnología de reductores de precisión, acelerando la sustitución de productos extranjeros. Las empresas chinas líderes en este campo están bien posicionadas para capitalizar estas oportunidades. Los inversores deben centrarse en los principales actores nacionales especializados en reductores armónicos y reductores planetarios de precisión, que están preparados para integrarse en las principales cadenas de suministro de robots humanoides. Además, para impulsar la producción nacional, debemos priorizar los avances en tecnologías clave y superar los cuellos de botella críticos. Para fortalecer las inversiones fundamentales en I+D, alentamos a empresas, universidades e instituciones de investigación a establecer conjuntamente plataformas de I+D. El enfoque se centrará en superar las tecnologías clave, como materiales avanzados (p. ej., acero para engranajes de alta gama y materiales flexibles), procesos de mecanizado de precisión (p. ej., técnicas de conformado para ruedas flexibles de reductores armónicos y técnicas de rectificado para ruedas cicloidales de reductores RV) y diseño de transmisiones (p. ej., estructuras de alta eficiencia y bajo espacio de retorno). Esta iniciativa busca reducir la brecha con líderes mundiales de la industria, como Harmonic Drive y Nabtesco, en términos de precisión, vida útil y confiabilidad. Por ejemplo, empresas como Green Harmonic y Ring Motion Technology reciben apoyo para sostener las inversiones en I+D, impulsando el rendimiento de los reductores armónicos y RV. Para abordar demandas emergentes, como los robots humanoides, invertimos proactivamente en reductores ligeros y altamente integrados. Al mismo tiempo, fortalecemos las carteras de patentes para mitigar los riesgos de infracción internacional y construir barreras tecnológicas mediante la innovación independiente. 3.5 Advertencia de riesgo 1) Riesgo de intensificación de la competencia en el mercado: A medida que el mercado de robots humanoides se expande, la industria de reductores de precisión podría ver más nuevos participantes. Mientras tanto, el líder mundial de la industria, que tiene una posición dominante, podría adoptar estrategias agresivas contra los competidores. Esto podría conducir a una competencia más feroz, reduciendo potencialmente la rentabilidad corporativa debido a las guerras de precios. 2) Riesgo de bajo rendimiento en robótica humanoide: Actualmente en las primeras etapas de desarrollo, los robots humanoides se enfrentan a incertidumbres significativas. Si el rendimiento futuro no cumple con las expectativas, esto podría afectar negativamente a la demanda general de reductores de precisión, un componente central de estos robots. 3) Riesgo de bajo rendimiento en el crecimiento de la demanda de robots industriales: Si los sectores posteriores como la automoción y 3C (electrónica de consumo) no cumplen con el crecimiento esperado de la demanda, esto podría afectar negativamente al rendimiento futuro de los fabricantes de reductores de precisión. 4) Riesgos de que el reemplazo nacional de reductores de precisión no cumpla con las expectativas: Actualmente, los fabricantes chinos de reductores de precisión aún están muy por detrás de los líderes de la industria extranjera en tecnología. Sin avances tecnológicos, el proceso de sustitución interna puede no estar a la altura de las expectativas, lo que podría afectar el crecimiento del desempeño de las empresas nacionales de reductores de precisión.  

Estado de desarrollo y desafíos del conjunto de transmisión Como sistema de transmisión de potencia en accionamientos eléctricos, el reductor puede reducir la velocidad y aumentar el par para satisfacer la demanda normal de potencia de los usuarios. Incluye principalmente sistema de engranajes, cojinetes, diferencial, carcasa y otros accesorios. Los atributos clave y los requisitos de rendimiento son el tamaño del espacio, el peso, la eficiencia y el NVH. Los reductores de accionamiento eléctrico actuales presentan predominantemente un diseño de eje paralelo de una sola velocidad y dos etapas, que ofrece una estructura simple y una alta rentabilidad, lo que lo convierte en la solución convencional indiscutible. Sin embargo, a medida que los usuarios exigen cada vez más espacio y autonomía en los vehículos, la presión sobre varios subsistemas crece significativamente. Como componente crítico, los reductores de accionamiento eléctrico ahora enfrentan desafíos sustanciales en espacio, peso y eficiencia. Los principales fabricantes de equipos originales (OEM) y los gigantes internacionales del sistema de propulsión están explorando activamente arquitecturas innovadoras, como los arreglos de engranajes planetarios. Actualmente, los modelos de producción en masa con engranajes planetarios se encuentran predominantemente en vehículos de gama media a alta de marcas internacionales como Audi e-tron, Jaguar Land Rover I-Pace y Lucid Air. En China, solo la marca Jike y algunos modelos Geely adoptarán esta tecnología a partir de 2024. Mientras tanto, el mercado de la cadena de suministro de engranajes planetarios para automóviles de pasajeros está dominado casi en su totalidad por gigantes globales como Schaeffler y ZF. Fabricantes nacionales como Xingqu están expandiendo activamente su presencia en este campo. En el futuro, se espera que los engranajes planetarios coaxiales ganen una tracción significativa en el mercado, particularmente en los segmentos de vehículos de gama media a alta. El requisito de alta compacidad en los sistemas de transmisión ▶ situación actual Como componente clave del tren motriz, el tren motriz afecta en gran medida el diseño del vehículo. Con la creciente demanda del público por el espacio interior y el espacio del maletero, y la plataformización del vehículo y el tren motriz, se requiere que el tren motriz tenga una alta adaptabilidad al diseño del vehículo. Por lo tanto, se requiere que el espacio y la regularidad del tren motriz sean mayores. Como se muestra en la figura a continuación, el tamaño del sistema de transmisión afecta directamente la dirección X (dirección longitudinal del vehículo) del tren motriz y, por lo tanto, afecta el espacio en el automóvil o el espacio en el maletero. Figura 1 Diagrama esquemático del diseño del sistema de transmisión Fuente: Información pública El sistema de transmisión actual emplea predominantemente configuraciones de ejes paralelos, donde las dimensiones del eje X están directamente influenciadas por la distancia entre los ejes de entrada y salida. Los estándares de la industria para las dimensiones del eje X son generalmente como se describe en la tabla a continuación. Aunque las cajas de engranajes planetarios actualmente tienen una pequeña participación en el mercado, se proyecta que su demanda crezca significativamente en el futuro. Schaeffler, un defensor líder de las cajas de engranajes planetarios, ha desarrollado modelos con dimensiones de eje X 30% a 40% más pequeñas que los sistemas de ejes paralelos tradicionales. Tabla 1 Dimensiones X en la industria Salida de par <3000 Nm 3000-4000 Nm 4000-5000 Nm Dimensión del eje X <400 mm 400-600 mm 460-480 mm ▶ lanzar el guante El sistema de transmisión actual comprime el espacio al extremo. Después de reducir la distancia central, enfrenta riesgos de resistencia del eje al diente y NVH (ruido, vibración y aspereza). La distancia central reducida impone restricciones en los parámetros macroscópicos de los dientes del engranaje, incluyendo limitaciones del módulo, riesgos de flexión de la raíz y desafíos de resistencia de contacto de la superficie del diente. Además, la mayor respuesta de torque y las frecuentes demandas de frenado regenerativo en vehículos de nueva energía imponen requisitos de resistencia más estrictos en los dientes del engranaje y diferenciales. Se requiere optimización en la selección de materiales, procesos de tratamiento térmico y técnicas de fortalecimiento de superficies. La necesidad de sistemas de transmisión livianos ▶ situación actual Para los vehículos de nueva energía, particularmente los modelos eléctricos puros, la autonomía es una preocupación clave para los usuarios, mientras que el peso impacta significativamente la autonomía de conducción. El accionamiento eléctrico representa aproximadamente el 5% del peso total del vehículo, y el sistema de transmisión representa aproximadamente el 50% del peso del accionamiento eléctrico. Dado que el peso del sistema de transmisión afecta directamente tanto el costo como las dimensiones, el bajo peso también es un requisito crítico para el accionamiento eléctrico. Actualmente, los reductores de ejes paralelos dominan el mercado con una adopción superior al 95%, donde el peso se correlaciona con el par de salida, como se muestra en la tabla a continuación. La serie Zhi Ji L7/L6 incorpora carcasas de aleación de magnesio y aluminio, lo que permite un peso 30% menor que las carcasas de aleación de aluminio convencionales. Si bien los reductores planetarios actualmente tienen una pequeña cuota de mercado, se prevé un crecimiento significativo de su demanda. Como pioneros en la tecnología de reductores planetarios, las soluciones de Schaeffler reducen el peso entre 30% y 40% en comparación con los reductores de ejes paralelos tradicionales. Tabla 2 Relación entre el peso y el par de salida del reductor único par de salida <3000 Nm 3000-4000 Nm 4000-5000 Nm Peso (peso en seco) <25 kg 25-30 kg 30-35 kg ▶ lanzar el guante Para satisfacer la demanda de sistemas de transmisión ligeros, los reductores normalmente se optimizan a través del diseño estructural y la selección de materiales. La optimización estructural reduce directamente el uso del material, pero este enfoque también introduce riesgos de resistencia y confiabilidad, así como problemas de NVH (ruido, vibración y aspereza). Si bien las carcasas de aleación de magnesio y aluminio son rentables, sufren de fluencia a alta temperatura y poca rigidez, lo que exacerba aún más los riesgos de NVH. La necesidad de una transmisión eficiente ▶ situación actual Otro factor crítico que afecta el alcance del vehículo es la eficiencia de la transmisión eléctrica. Más allá de los estándares CLTC (Prueba y certificación de vehículos de nueva energía de China), la eficiencia de velocidad constante a alta velocidad se ha convertido en una preocupación clave para los usuarios. Las condiciones habituales de conducción a alta velocidad, como 100 km/h y 120 km/h, requieren sistemas de transmisión de alta velocidad y alta eficiencia con bajo par. Los factores clave incluyen la arquitectura de la transmisión, la disposición del eje, la selección de rodamientos, la precisión de los engranajes, el diseño de la cavidad de la carcasa y la elección del lubricante. Gracias a la adopción de aplicaciones de ensamblaje por parte de los fabricantes de equipos originales (OEM), las condiciones operativas optimizadas y los avances en la tecnología de componentes, la eficiencia CLTC de las cajas de cambios ha mejorado constantemente. Antes de 2020, la eficiencia CLTC rondaba generalmente los 97,%, y algunos fabricantes alcanzaban los 97,5%. Por ejemplo, el G9 de XPeng Motors (modelo 2022) demostró una eficiencia CLTC medida superior a 97,5%, mientras que el G6 (modelo 2023) alcanzó los 97,6%1. ▶ Arrojar el guante En la actualidad, el reductor de alta eficiencia se basa básicamente en la reducción de la pérdida de par y la pérdida de velocidad. Reduzca la pérdida de par mejorando la precisión del engrane de los engranajes, reduciendo la rugosidad de la superficie de los dientes y la tasa de deslizamiento, y utilizando rodamientos de bolas de baja resistencia a la rodadura. Reducción de la pérdida de velocidad: El cárter de aceite seco minimiza la pérdida por agitación de aceite y se recomiendan lubricantes de baja viscosidad. La alta precisión de engrane y la baja rugosidad de la superficie de los dientes plantearán mayores requisitos para la tecnología de mecanizado de engranajes de eje y el ritmo de producción, y también significarán un mayor costo de producción. La capacidad de protección del cojinete del engranaje del eje se reducirá cuando se seleccione un aceite lubricante de baja viscosidad, lo que plantea un mayor desafío para la confiabilidad del cojinete del engranaje del eje. La necesidad de una transmisión silenciosa ▶ Situación actual A medida que los consumidores priorizan cada vez más el silencio del vehículo, la falta de enmascaramiento del ruido del motor en los sistemas de transmisión eléctrica hace que su ruido sea más perceptible. Además, el ruido de las cajas de cambios de transmisión eléctrica generalmente se encuentra en el rango de frecuencia medio-alto que los usuarios pueden percibir fácilmente. Con los recientes avances en los procesos de fabricación de vehículos nacionales y la calidad de los materiales, la calidad general del sonido de los vehículos ha mejorado significativamente, lo que ha acentuado aún más el silbido de los sistemas de propulsión eléctrica. En los sistemas de transmisión modernos, los problemas de NVH se han expandido más allá del chirrido del eje al diente. Los clientes ahora priorizan la comodidad de conducción y la calidad acústica, al tiempo que notan ruidos metálicos y transiciones bruscas durante los cambios de par. Esto refleja la creciente complejidad de los desafíos de NVH en la ingeniería automotriz. En los sistemas de transmisión estándar, la cámara semihúmeda generalmente produce un nivel de ruido promedio de 5 decibeles (dB) a 1 metro de distancia y alrededor de 70 dB (A) en condiciones de par máximo, con algunos fabricantes logrando niveles de ruido por debajo de 65 dB (A). ▶ arrojar el guante En comparación con los vehículos convencionales, los vehículos de nueva energía enfrentan mayores desafíos de desarrollo de NVH (ruido, vibración y aspereza) debido a la ausencia del efecto de enmascaramiento de los motores de combustión interna y la creciente demanda de los usuarios de un habitáculo silencioso. El ruido del sistema de transmisión en estos vehículos se compone principalmente de sonidos de frecuencia media a alta, particularmente sensibles al oído humano. Con numerosos componentes rotatorios y desafíos significativos en la producción en masa y la estabilidad del ensamblaje, el ruido de la transmisión se ha convertido en una fuente importante de quejas de los clientes. El NVH (ruido, vibración y aspereza) es una percepción subjetiva estrechamente vinculada a consideraciones de costo. Dado que las expectativas de los usuarios varían según el segmento de vehículos, el establecimiento de objetivos de desarrollo de NVH debe alinearse primero con el posicionamiento del vehículo y la demografía del usuario objetivo. La resolución de los problemas de NVH abarca todo el ciclo de vida del desarrollo del vehículo. Una vez identificados, el proceso incluye pruebas, análisis, simulaciones computacionales, categorización de problemas, formulación de soluciones y validación. Más allá de un proceso de desarrollo sólido, la experiencia práctica juega un papel fundamental para abordar estos desafíos. Para abordar el chirrido del sistema de transmisión, la excitación estructural es la causa raíz, mientras que el control de la trayectoria es igualmente crítico. Las estrategias de mejora de NVH que abordan tanto la fuente como la trayectoria a menudo entran en conflicto con los requisitos de aligeramiento, a la vez que incrementan los costos. Más allá de la complejidad inherente y las demandas cambiantes de los desafíos de NVH, lograr un equilibrio multidimensional entre las medidas de mitigación de NVH, la reducción de peso y el control de costos plantea un desafío significativo en la toma de decisiones para los OEM y los proveedores en todos los niveles. El estado de desarrollo y el desafío de Gear 1. El requisito de rotación de alta velocidad de los engranajes ▶ situación actual Los engranajes de alta velocidad han sido ampliamente adoptados en los vehículos de nueva energía, principalmente por su capacidad de transmitir potencia de manera estable a altas velocidades. Su aplicación involucra múltiples aspectos que incluyen la selección de materiales, el diseño, la fabricación y la lubricación. La velocidad de los engranajes en los vehículos de nueva energía ha evolucionado de 12,000 rpm a más de 20,000 rpm, y ahora tiende hacia 30,000 rpm y más. El desarrollo de engranajes de alta velocidad ha aumentado los requisitos para el diseño de engranajes, la selección de materiales y la fabricación, especialmente en términos de control de la vida útil de los engranajes, la lubricación, la disipación de calor y NVH (ruido, vibración y aspereza). ▶ Fiabilidad a prueba: El funcionamiento a alta velocidad acelera la fatiga por contacto de la superficie del diente, la fatiga por frotamiento y la concentración de tensiones, lo que provoca fallos prematuros en los engranajes. Actualmente, se seleccionan materiales como el 20MnCr5 para engranajes, que ofrecen mayor resistencia, mejor tenacidad y un tratamiento térmico y una procesabilidad superiores. Lubricación y disipación de calor: A altas velocidades de rotación, los engranajes experimentan velocidades lineales más altas, lo que genera una mayor generación de calor durante el engrane y dificulta la formación de una película de aceite, lo que aumenta el riesgo de fallo. Esto también plantea mayores desafíos en el diseño de engranajes, que requieren especificaciones más estrictas en cuanto a propiedades antiaglomerantes, tasas de deslizamiento y velocidades lineales. Un perfil de diente bien diseñado es especialmente crítico, mientras que la selección de lubricantes y la lubricación proactiva de los engranajes son igualmente vitales. Equilibrado dinámico: A medida que aumenta la velocidad de rotación, el impacto de los factores de equilibrio dinámico en el NVH de los accionamientos eléctricos se intensifica gradualmente, y los requisitos de equilibrio dinámico para los componentes eje-diente se vuelven más estrictos. Actualmente, todos los componentes eje-diente incluyen requisitos de inspección de equilibrio dinámico. NVH de engranajes: Los rangos expandidos de torque, velocidad y frecuencia de rotación a altas velocidades de engranajes aumentan significativamente la complejidad del control de NVH. Esto plantea desafíos en la gestión de la excitación de engranajes y las rutas de transmisión del vehículo, lo que requiere un diseño coordinado tanto de los paquetes de sonido de la unidad eléctrica como de los paquetes de sonido del vehículo, junto con el aislamiento de vibraciones y ruido para las rutas estructurales. A velocidades más altas, los rangos de torque y velocidad se amplían considerablemente, mientras que el rango de frecuencia de rotación correspondiente casi se duplica, lo que complica sustancialmente el control de NVH. Como resultado, los paquetes acústicos se han convertido en una característica estándar en los sistemas de transmisión eléctrica. Fabricación de engranajes: Los requisitos de precisión para engranajes son cada vez más estrictos. Actualmente, la industria está haciendo la transición de los grados estándar nacionales 5-6 a los grados 5 y superiores, lo que hace que el proceso de fabricación sea más desafiante. El requisito de altas relaciones de engranajes ▶ situación actual Con el desarrollo del rendimiento del motor, la velocidad pico del motor aumenta gradualmente, el límite de la velocidad máxima se mejora gradualmente y el límite de la relación de engranaje se libera gradualmente. Considerando la aceleración del vehículo y la economía de la propulsión eléctrica, aumentar la relación de velocidad puede mejorar rápidamente el par motor del extremo de la rueda del vehículo y reducir el volumen del motor para alcanzar el índice económico. A medida que la velocidad máxima del motor se acerca a 20,000+, la relación de transmisión también muestra una tendencia gradual al aumento. Por ejemplo, Huichuan tiene proyectos de producción en masa con una relación de transmisión > 12, y Huawei tiene proyectos de producción en masa con una relación de transmisión > 13. Los diseños con relaciones de transmisión superiores a 13 se están convirtiendo gradualmente en la norma. ▶ lanzar el guante La aplicación de engranajes de alta relación de velocidad ha aumentado la dificultad tanto en el rendimiento como en la fabricación de los engranajes. Rendimiento NVH: Los engranajes de alta relación de velocidad suelen generar más ruido y vibración, y su diseño, selección de materiales y fabricación plantean mayores desafíos técnicos. En términos de confiabilidad, los engranajes de alta relación de velocidad deben soportar un mayor par y velocidad, y la velocidad lineal de engrane de los engranajes también es mayor, lo que plantea requisitos más estrictos en el índice de confiabilidad de flexión y contacto. Material: Con el aumento de la velocidad y el par, también se requiere un mayor rendimiento del material del engranaje, lo que debe considerar la resistencia y la resistencia al desgaste. En la fabricación, el engranaje de alta relación de velocidad es más sensible a la excitación de engrane del engranaje, lo que hace que el engranaje requiera mayor precisión y consistencia. Altos requisitos de NVH para engranajes ▶ situación actual A diferencia de los motores de combustión interna, los vehículos de nueva energía son más sensibles al rendimiento de NVH del engranaje, lo que requiere estándares de NVH más altos para los sistemas de engranajes, particularmente en términos de suavidad de transmisión y reducción de ruido. Los engranajes son una fuente de energía clave en los sistemas de accionamiento eléctrico. Dados sus largos procesos de fabricación y alta complejidad de control, los problemas de NVH (ruido, vibración y aspereza) en los engranajes representan un desafío significativo para la industria. Las estadísticas de la industria indican que el 70-80%1 de los problemas de NVH del mercado de accesorios provienen de cojinetes y engranajes, y los problemas relacionados con los engranajes representan el 50-60%. El NVH del engranaje es un contribuyente importante al rendimiento general de NVH del vehículo. A medida que los engranajes de alta velocidad y alta relación se vuelven cada vez más frecuentes, abordar los desafíos de NVH en los engranajes se ha convertido en la principal prioridad de la industria. ▶ lanzar el guante El NVH del engranaje involucra múltiples aspectos, como los engranajes, la transmisión eléctrica, el chasis y todo el vehículo. Es un índice de control sistemático con un amplio rango y una gran dificultad de control. Al comienzo del diseño, los riesgos deben identificarse y controlarse de antemano a partir de las dimensiones del diseño y la fabricación del engranaje y la trayectoria. En el diseño de engranajes, el NVH del engranaje del eje involucra muchos campos, como el diseño del engranaje, el mecanizado, el ensamblaje, la rigidez del soporte de la carcasa, la rigidez del cojinete, el modo del engranaje del eje, el modo de la carcasa, el modo de transmisión eléctrica, el modo del motor, la trayectoria de transmisión, la radiación acústica, etc. Figura 2: Puntos de control del chirrido del diente del eje Fuente: Compilado a partir de datos públicos En la fabricación de engranajes, los requisitos de precisión están aumentando. Aunque la industria actualmente se adhiere a los grados 5-6 del estándar nacional, las crecientes demandas de NVH (ruido, vibración y aspereza) ahora requieren métricas de precisión de engranajes específicas para superar el grado 4, lo que plantea desafíos significativos tanto para la precisión como para el aseguramiento de la consistencia. Dado el largo ciclo de procesamiento y las múltiples etapas críticas, los controles estrictos son esenciales en todas las fases, desde la selección del material y la producción en bruto hasta el tratamiento térmico, el acabado y el rectificado de engranajes. Cada proceso requiere una optimización precisa de los parámetros, lo que complica aún más la fabricación. El monitoreo integral es imperativo para los parámetros críticos de NVH, incluyendo la orientación del perfil del diente, el descentramiento acumulado, la rugosidad de la superficie, el análisis de Fourier, la ondulación de la superficie del diente, el perfil tridimensional, el equilibrio dinámico y los patrones de rectificado. El estado de desarrollo y los desafíos de los rodamientos Requisitos de alta velocidad para rodamientos ▶ situación actual En 2024, los requisitos de rodamientos de la industria generalmente especifican velocidades de rotación entre 16,000 y 23,000 rpm, con algunos OEM desarrollando motores de ultra alta velocidad durante las etapas previas a la investigación que requieren 30,000 rpm. Desde la perspectiva del uso de rodamientos por parte de fabricantes de equipos originales (OEM), las marcas importadas dominan las aplicaciones de rodamientos de alta velocidad, mientras que las marcas nacionales se están poniendo al día rápidamente tanto en desarrollo tecnológico como en verificación de instalación. ▶ Rodamientos de ultraalta velocidad con baja fricción y aumento de temperatura, que utilizan bolas de acero con tratamiento térmico especial o bolas de cerámica de bajo costo. Diseño de jaula ligera de alta velocidad para suprimir el "efecto paraguas" en los orificios de bolsillo, junto con I+D y simulación de diseño de materiales de jaula especializados. Los rodamientos de alta velocidad requieren una mayor precisión interna, como redondez, ondulación, rugosidad, perfil, descentramiento, etc. línea de tiempo 2015-2017 2018-2019 2020-2024 2025 2030 rodamiento dmN 800.000 1 millón 1,5 millones 180.000 2 millones Ejemplo de velocidad de rotación del rodamiento (unidad rpm) 6208→13000 6208→16000 6208→25000 6208→30000 6208→33000 Tabla 3 Cronología para la producción en masa de alta velocidad de rodamientos accionados eléctricamente (dmN: un parámetro de velocidad de rotación medido en mm·r/min) La necesidad de alta eficiencia en los rodamientos ▶ situación actual Los sistemas de accionamiento eléctrico actuales utilizan predominantemente rodamientos de baja fricción. Por ejemplo, la plataforma de accionamiento eléctrico XPeng XPower 800V emplea diseños de rodamientos de baja fricción líderes en la industria. Para equilibrar la redundancia del diseño de la caja de engranajes y las consideraciones de costo, la mayoría de los rodamientos de soporte del eje intermedio y de salida adoptan combinaciones de rodamientos de rodillos cónicos. Para una eficiencia operativa óptima, los rodamientos rígidos de bolas de baja fricción (DGBB) combinados con rodamientos de rodillos cilíndricos (CRB) o rodamientos de bolas de doble hilera (TBB) serían más adecuados. ▶ Los rodamientos de rodillos cónicos ofrecen una menor pérdida de fricción mediante un diseño optimizado de convexidad de brida, fabricación de ultraprecisión y jaula de nailon. El rodamiento se caracteriza por su miniaturización y diseño personalizado, utilizando acero de alta pureza con tecnologías especializadas de tratamiento térmico y refuerzo de recubrimiento. Seleccione la combinación óptima de eficiencia del rodamiento según las condiciones de operación reales, como DGBB + CRB, TRB o TBB. Demanda de desarrollo de cojinetes aislantes ▶ situación actual Con la adopción generalizada en la industria de plataformas de alto voltaje de 800 V para accionamientos eléctricos, los módulos de potencia en inversores han hecho la transición de IGBT a SiC, lo que resulta en velocidades de conmutación más rápidas. La alta dv/dt (tasa de voltaje a corriente) ha aumentado drásticamente el riesgo de corrosión eléctrica en los cojinetes, lo que exige una mejor protección del aislamiento. Si bien los cojinetes de bolas cerámicos híbridos ofrecen actualmente el aislamiento más ideal, sus exorbitantes costos de fabricación siguen siendo un importante punto débil de la industria. Mientras tanto, se están desarrollando activamente cojinetes de buje aislados de bajo costo, con fabricantes líderes como SKF, Ensk, Fuji Electric y Renben. ▶ lanzar el guante Desarrollo de cojinetes de bolas cerámicos de bajo costo y localización de la cadena de suministro de polvo cerámico. El cojinete de buje aislante se desarrolla con una impedancia de aislamiento objetivo de 800 Ω a 1 ~ 5 MHz. línea de tiempo 2018-2020 2021-2023 2024 2025 y más allá plataforma de voltaje 800,000 1 millón 1.5 millones 180,000 cojinetes del motor cojinete de bolas cojinete de bolas de cerámica híbrido La capa de aislamiento tiene una impedancia de 400Ω (1-5MHz). La capa de aislamiento tiene una impedancia de 800Ω (1-5MHz). Tabla 4 Tendencia de selección de plataforma y cojinete de voltaje Tendencias y planificación del ensamblaje del sistema de transmisión El sistema de transmisión eléctrica se está desarrollando hacia la dirección multiobjetivo de tamaño compacto, bajo peso, alta eficiencia y bajo nivel de ruido, lo que proporciona más espacio, mayor resistencia y un entorno de conducción más cómodo para el vehículo. ▶ Dirección de desarrollo: La tecnología de engranajes planetarios coaxiales se alinea con los objetivos de desarrollo de los sistemas de transmisión eléctrica y está emergiendo como la tendencia principal para los futuros sistemas de transmisión eléctrica, particularmente en productos de transmisión eléctrica de alto torque. Para brindar experiencias de alto rendimiento a los usuarios, los engranajes planetarios dominarán gradualmente el mercado. Tanto los fabricantes nacionales de equipos originales (OEM) como los fabricantes de primer nivel invierten activamente en esta tecnología y la desarrollan. Los componentes y procesos principales de los engranajes planetarios, como los anillos de engranaje, los mecanismos de engranajes planetarios, el estampado de los portaplanetarios y la soldadura, muestran un potencial de crecimiento significativo. Para satisfacer las demandas de los usuarios de un manejo óptimo y una potencia de salida versátil en diversos escenarios, se están implementando sistemas de accionamiento eléctrico distribuido (incluidos los de accionamiento distribuido central integrado, accionamiento lateral de las ruedas y motores de cubo), junto con sistemas de transmisión de varias velocidades, en aplicaciones especializadas, lo que mejora significativamente la experiencia del usuario en diversas condiciones y entornos operativos. Mientras tanto, la mayoría de los sistemas de accionamiento eléctrico de bajo par siguen utilizando configuraciones de transmisión de eje paralelo, lo que garantiza una relación coste-rendimiento óptima para los usuarios finales. ▶ Modelo de cadena de suministro y cooperación: Con el énfasis del país en la industria de vehículos de nueva energía, en comparación con la industria de la transmisión tradicional, el umbral técnico inicial y el umbral de inversión en industrialización para los sistemas de accionamiento eléctrico son más bajos, lo que promueve aún más el desarrollo continuo de la industria de sistemas de accionamiento eléctrico de nueva energía de China. Desde el dominio inicial de la cadena de suministro, esta ha evolucionado gradualmente hacia un enfoque de doble vía: cadena de suministro más sistemas de desarrollo y fabricación propios de los fabricantes de equipos originales (OEM). A medida que se intensifica la competencia en el mercado y mejora el nivel de integración de los sistemas de accionamiento eléctrico, la futura cadena de suministro estará más estrechamente integrada con los OEM, con una clara división del trabajo, para garantizar la estabilidad del mercado a largo plazo. Tendencias y objetivos para sistemas de transmisión de alta eficiencia. Con la mejora continua de los objetivos de eficiencia, se adoptarán progresivamente tecnologías como dientes de eje de ultraalta precisión, rodamientos de baja resistencia a la rodadura, disposiciones de eje con baja pérdida de aceite por agitación, sistemas de cárter de aceite seco con lubricante activo y lubricantes de viscosidad ultrabaja. Junto con el uso generalizado de reductores planetarios coaxiales, se espera que el objetivo de eficiencia CLTC para sistemas de transmisión supere los 98% para 2024. Las futuras mejoras de eficiencia trascenderán las actualizaciones aisladas de componentes o subconjuntos, centrándose en la optimización a nivel de sistema y las aplicaciones integradas multiestrategia. Las métricas de eficiencia serán más granulares, y los fabricantes de automóviles ahora priorizan las métricas de rendimiento del mundo real, como el rango de estado estable de 100 km/h y 120 km/h (más allá del punto de referencia CLTC (ciclo de prueba de trabajo ligero de China) convencional), para alinearse mejor con las necesidades de conducción diarias de los usuarios. Figura 3 Niveles de eficiencia de los reductores de la industria de accionamiento eléctrico en los últimos tres años La tendencia y los objetivos del diseño ligero De 2027 a 2030, se espera que los conjuntos de engranajes planetarios se adopten ampliamente en sistemas de accionamiento eléctrico de alta potencia y alto par, reduciendo el peso entre 30% y 40% en comparación con los estándares actuales. Con los avances en nuevos materiales (p. ej., carcasas de aleación de magnesio y aluminio) y procesos de fabricación (como soldar pernos diferenciales en lugar de tornillos y estampar carcasas diferenciales fundidas a presión), se proyecta que el peso del sistema de transmisión disminuya en un 5% adicional. tiempo 2027-2030 salida de torque <3000 Nm 3000-4000 Nm 4000-5000 Nm Peso (peso en seco) <15 kg 15-18 kg 18-25 kg Tabla 5 Relación entre el peso del sistema de transmisión y la salida de torque Tendencia y objetivo del sistema de transmisión de bajo ruido Para cumplir con los requisitos de comodidad cada vez más estrictos de los usuarios, el sistema de transmisión ha mejorado progresivamente su optimización de excitación y capacidades de simulación de ruta, con objetivos de NVH que varían entre las diferentes clases de vehículos. Junto con los avances en las técnicas de simulación, la investigación de NVH ha cambiado el enfoque hacia las condiciones de conducción críticas para el usuario. El énfasis inicial del desarrollo se ha trasladado del rendimiento de NVH con par motor 100% a escenarios reales como aceleración suave y conducción en estado estable. Los problemas de NVH son inherentemente desafíos sistémicos. A medida que aumentan las demandas de los usuarios, las soluciones para los problemas de NVH en los motores eléctricos están evolucionando desde soluciones aisladas hasta enfoques integrales a nivel de sistema, buscando un equilibrio entre la rentabilidad y la eficiencia. Esto incluye estrategias como el enmascaramiento de ruido para el ruido de fondo en la etapa de engranajes, el empaquetamiento acústico localizado y la optimización de materiales acústicos según la frecuencia. Gracias a los continuos avances en la fabricación de componentes para reductores de transmisión, los niveles de ruido en los sistemas de transmisión están disminuyendo progresivamente. El estándar de ruido del sistema de transmisión es de 1,5 m de ruido promedio, y la predicción de la tendencia objetivo se muestra en la tabla a continuación. Ruido de banco de media carga en condición de par completo tiempo 2024-2027 2027-2030 Modelo de gama baja 70 dB (A) 68 dB (A) Modelos de coche de gama media a alta 65 dB (A) 60 dB (A) Tabla 6: Tendencias de ruido promedio Tendencias y objetivos de dimensiones espaciales Para satisfacer la demanda de mayor espacio interior y diseño de plataforma del tren motriz, se requiere que el tren motriz sea compacto y de forma regular, y la transmisión se está desarrollando gradualmente desde un eje paralelo a una disposición coaxial planetaria. La disposición planetaria ofrece dimensiones espaciales superiores, particularmente en la dirección del eje X en comparación con las configuraciones de eje paralelo. Con una capacidad de salida equivalente, la configuración del eje X puede reducir el requisito de espacio en aproximadamente 40%. Tendencias y objetivos de los engranajes del eje Para cumplir con el desarrollo de vehículos de nueva energía, los requisitos de rendimiento de los engranajes son cada vez más estrictos. ▶ Aligeramiento: Con el desarrollo de vehículos de nueva energía hacia la ligereza, los engranajes y sistemas de transmisión también se optimizan para lograr un volumen y una masa más pequeños; la innovación estructural, los engranajes con distancias centrales pequeñas y las configuraciones de reductores planetarios se han convertido en la tendencia de desarrollo de la industria. ▶ Transmisión de alta eficiencia: Para mejorar la autonomía y la eficiencia energética general de los vehículos de nueva energía, los engranajes y sistemas de transmisión de alta eficiencia se optimizan continuamente en términos de eficiencia de conversión, relación de transmisión y densidad de par. Los engranajes de alta velocidad y alta relación se están convirtiendo en tendencia. ▶ Requisitos de alto rendimiento NVH: El control del ruido es fundamental para la comodidad de conducción de los vehículos de nueva energía. Los engranajes de alto rendimiento NVH se han convertido en un indicador de control clave en el desarrollo de engranajes para vehículos de nueva energía. La dimensión del diseño se controla de antemano, lo que implica un control de diseño multidimensional como la estructura del engranaje, el mecanizado, el ensamblaje, la rigidez del soporte de la carcasa, la rigidez del cojinete, el modo eje-diente, el modo de la carcasa, el modo de accionamiento eléctrico, el modo del motor, la evitación de órdenes, la trayectoria de transmisión y la radiación acústica. ▶ Materiales y fabricación: Se están adoptando progresivamente materiales de alto rendimiento, como aceros de alta resistencia, aleaciones avanzadas, materiales no metálicos y compuestos. Los requisitos de precisión para engranajes son cada vez más estrictos, con normas nacionales que exigen una precisión de Grado 5 o superior, y algunos parámetros alcanzan el Grado 4 o superior. Un sistema de control integral integra factores humanos, de máquina, de material, de método y ambientales en la fabricación de engranajes. La estricta coordinación de todos los procesos de mecanizado garantiza una precisión secuencial completa. La implementación de nuevas tecnologías como el bruñido, el rectificado de ultraacabado y la fabricación de engranajes de precisión mejora la precisión a la vez que mantiene la consistencia. ▶ Debido a la tolerancia de los dientes, los errores de mecanizado de los engranajes, los errores de ensamblaje, etc., el engranaje tiene un orden diferente al característico, por lo que el control de su precisión es fundamental.  

En los sistemas industriales modernos, los engranajes de transmisión funcionan como componentes mecánicos críticos, de forma similar a las articulaciones humanas que conectan y accionan diversos equipos. Desde máquinas herramienta de precisión hasta enormes motores aeronáuticos, desde vehículos cotidianos hasta maquinaria industrial compleja, estos engranajes son omnipresentes y proporcionan una base sólida para una transmisión de potencia eficiente y un control preciso. Tamaño del mercado global. Según datos del GII, el mercado global de fabricación de engranajes alcanzó los $260.800 millones en 2023 y se proyecta que crezca hasta los $385.600 millones para 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 5,7%. Los datos de instituciones de investigación de mercado autorizadas revelan que el mercado global de engranajes superó el umbral de 1,3112 billones de yuanes en 2023, proyectando que mantenga una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de 3,8% y alcance 1,7077 billones de yuanes para 2029. Este crecimiento sostenido refleja una sólida demanda de engranajes de transmisión en la manufactura global. Con el auge de las industrias emergentes y la modernización de los sectores tradicionales, el mercado de engranajes de transmisión demuestra un vasto potencial de desarrollo. Crecimiento constante del mercado de China La industria de engranajes de China ha mantenido un ritmo de crecimiento constante en los últimos años. De 2016 a 2022, la tasa de crecimiento anual compuesta fue de 5,9%, con un tamaño de mercado que alcanzó los 330 mil millones de yuanes en 2022 y aumentó aún más a 346 mil millones de yuanes en 2023. Como potencia manufacturera mundial, China cuenta con un sistema industrial completo. El auge de industrias como la automotriz, la fabricación de maquinaria y la aeroespacial ha revitalizado el mercado de engranajes de transmisión. Además, con la optimización y modernización de las estructuras industriales nacionales y el desarrollo acelerado de la fabricación de alta gama, se espera que el mercado de engranajes de transmisión alcance un crecimiento aún más rápido. Principales áreas de aplicación de los engranajes de transmisión: El soporte principal en el campo de la maquinaria industrial. En la industria de las máquinas herramienta, la transmisión por engranajes se utiliza ampliamente en sistemas de accionamiento de husillos y mecanismos de alimentación de diversos equipos, como tornos, fresadoras y cepilladoras. Su alta precisión en el control de velocidad y par garantiza la precisión del mecanizado, sentando las bases para una fabricación de precisión. En la maquinaria de elevación, los mecanismos de elevación y desplazamiento requieren un par excepcional. La transmisión de potencia fiable de la transmisión por engranajes garantiza un funcionamiento estable de la grúa con cargas pesadas. En la maquinaria de impresión, la transmisión por engranajes impulsa los accionamientos de tambores y los sistemas de transporte de papel, mientras que en la maquinaria textil, permite el movimiento sincronizado y la regulación de la velocidad de componentes como las máquinas de hilar y tejer. Todas estas aplicaciones dependen de una transmisión por engranajes eficiente para mantener una alta eficiencia de producción en todas las industrias. El vínculo de potencia en la industria automotriz. Dentro de un motor de automóvil, componentes críticos como el árbol de levas y el cigüeñal dependen de la transmisión de engranajes para la entrega de potencia, con un rendimiento estable y confiable que garantiza un funcionamiento suave. El sistema de transmisión logra relaciones de transmisión flexibles mediante combinaciones de engranajes diseñadas con precisión, satisfaciendo diversas demandas de velocidad y torque durante la aceleración, la velocidad de crucero y otras condiciones de conducción. El mecanismo de engranajes del diferencial actúa como un "equilibrador maestro" en las curvas, permitiendo que las ruedas izquierda y derecha giren a diferentes velocidades para garantizar la estabilidad y el manejo. Además, con el avance de la electrificación automotriz y las tecnologías inteligentes, los engranajes de precisión son indispensables para componentes de vanguardia como EPS, dirección controlada por cable y chasis controlado por cable. Alta precisión y requisitos avanzados en la industria aeroespacial. Los complejos y críticos sistemas de transmisión en los motores de aeronaves utilizan ampliamente mecanismos de engranajes. Estos engranajes deben demostrar capacidades excepcionales para soportar altas velocidades de rotación y un torque considerable, a la vez que mantienen una entrega de potencia precisa y confiable. Esto garantiza el funcionamiento estable del motor durante vuelos a gran altitud. De manera similar, los sistemas de transmisión de helicópteros para rotores principales y de cola emplean mecanismos accionados por engranajes. Su eficiente transferencia de potencia proporciona garantías cruciales tanto para operaciones de vuelo seguras como para una maniobrabilidad ágil. Aplicación en diversos robots. En el control de movimiento robótico, el diseño de engranajes de precisión integrado con algoritmos de control avanzados permite que los engranajes de transmisión proporcionen un control sensible y preciso sobre todas las articulaciones robóticas, garantizando una estabilidad y precisión excepcionales durante operaciones complejas. Por ejemplo, en brazos robóticos, el ajuste de la relación de transmisión permite un control preciso de la velocidad de rotación y el par, satisfaciendo diversos requisitos para agarre, transporte y otras tareas. Además, a medida que los robots manejan cargas variables durante diferentes tareas, los engranajes de transmisión ajustan dinámicamente su par de salida para adaptarse a demandas específicas, como el aumento del par durante el levantamiento de cargas pesadas para mejorar la capacidad de carga. Los diferentes tipos de engranajes de transmisión tienen características y escenarios de aplicación distintos. Los engranajes cónicos se utilizan para transmitir potencia entre ejes paralelos, mientras que los engranajes helicoidales reducen el ruido y la vibración para mejorar la suavidad de la transmisión. Los engranajes cónicos alteran la dirección de la transmisión de potencia dentro de los robots. Los mecanismos de engranajes sinfín logran altas relaciones de reducción en espacios reducidos con funcionalidad de autobloqueo, lo que los hace ideales para articulaciones robóticas y pinzas manuales. Amplia aplicación en otros campos. En el campo de los equipos médicos de precisión, el posicionamiento preciso y el bajo nivel de ruido de los engranajes de transmisión facilitan la automatización de cada paso en los procesos de diagnóstico y tratamiento médico. En el campo de la maquinaria agrícola, el sistema de transmisión de tractores, cosechadoras y otros equipos utiliza transmisión por engranajes para lograr una distribución de potencia adecuada y un ajuste preciso de la velocidad, lo que mejora la eficiencia y la calidad de la producción agrícola. Los equipos de maquinaria minera, como trituradoras y cintas transportadoras, requieren una transmisión de potencia potente. La transmisión por engranajes satisface las necesidades operativas de la mina en condiciones de trabajo rigurosas gracias a su alta capacidad de carga. En la generación de energía eólica, la caja de engranajes de los aerogeneradores convierte la rotación a baja velocidad del rotor en rotación a alta velocidad mediante la transmisión por engranajes, lo que permite una producción eficiente de energía limpia. Dificultades de investigación y fabricación de engranajes de transmisión. El desarrollo y la fabricación de engranajes de transmisión es una ingeniería de sistemas compleja, que enfrenta numerosas dificultades técnicas en cuanto a materiales, diseño, procesamiento y pruebas. En la selección de materiales y el control de calidad, es esencial identificar materiales con alta resistencia, excelente resistencia al desgaste, buena tenacidad y resistencia a la fatiga, a la vez que se garantiza una alta estabilidad en la calidad del material para eliminar problemas como desviaciones de composición y defectos internos. Para afrontar este reto, las empresas realizan investigaciones exhaustivas sobre las propiedades de los materiales, adaptándose estrechamente a las condiciones reales de funcionamiento de los engranajes, y seleccionan los materiales más adecuados mediante rigurosas pruebas. Además, establecen colaboraciones estables a largo plazo con proveedores de materiales de alta calidad y refuerzan los estrictos procedimientos de inspección y aceptación de las materias primas. Asimismo, los materiales se someten a procesos de pretratamiento, como el templado y la normalización, para optimizar su microestructura y rendimiento. El diseño y la optimización de alta precisión presentan desafíos igualmente formidables, ya que requieren un cálculo meticuloso de los parámetros críticos de los engranajes, como el módulo, el número de dientes, el ángulo de presión y el ancho de los dientes, para satisfacer los estrictos requisitos de eficiencia de la transmisión, capacidad de carga y estabilidad operativa. Además, los ingenieros deben tener en cuenta factores reales complejos, como la deformación térmica y el desgaste, durante la optimización integral. Las empresas utilizan software avanzado de Diseño Asistido por Computadora (CAD) e Ingeniería Asistida por Computadora (CAE) para construir modelos de engranajes precisos, realizando análisis de simulación multifase y optimizaciones iterativas. Mediante metodologías de Diseño de Experimentos (DOE), combinadas con pruebas de campo, los parámetros de diseño se someten a una validación y un ajuste precisos. En el mecanizado de precisión y el control de calidad de superficies, es fundamental minimizar los errores de perfil y dirección de los dientes, así como los errores de paso acumulados, a la vez que se garantiza una rugosidad y dureza superficiales uniformes y se previenen defectos como marcas de herramienta o quemaduras. Las empresas utilizan equipos avanzados, como fresadoras de engranajes de alta precisión, fresadoras de engranajes y rectificadoras de engranajes, con controles de precisión y mantenimiento periódicos. Al optimizar los procesos de mecanizado, seleccionar las herramientas y parámetros de corte adecuados, y emplear el mecanizado multipaso con correcciones de medición repetidas, se mejora la precisión del procesamiento. Además, se emplea tecnología de inspección en línea para reforzar el control de calidad durante el mecanizado, lo que permite la detección y corrección oportuna de errores. El proceso de tratamiento térmico requiere un control preciso de parámetros como la temperatura, la duración y la velocidad de enfriamiento para lograr una microestructura y propiedades óptimas, incluyendo la dureza de la superficie del diente y la tenacidad del núcleo. Es fundamental prevenir la deformación durante el tratamiento térmico para garantizar que la precisión del engranaje se mantenga intacta. Las empresas utilizan equipos avanzados, como hornos de temple al vacío y hornos de cementación, para mejorar la precisión del control de temperatura y atmósfera. Se formulan especificaciones de tratamiento térmico diseñadas científicamente, con optimizaciones personalizadas basadas en factores como el material, el tamaño y la forma. Procesos de pretratamiento como el recocido para aliviar tensiones se realizan antes del tratamiento térmico, seguidos del enderezamiento y los ajustes de precisión necesarios. Sistema de Pruebas y Evaluación de Rendimiento de Engranajes de Transmisión. Para garantizar la calidad y el rendimiento de los engranajes de transmisión, se requiere un sistema completo de pruebas y evaluación de rendimiento. La precisión del perfil y la dirección de los dientes se mide mediante el error de perfil, el error de dirección y el error acumulativo de circunferencia, entre otros. El centro de medición de engranajes y otros equipos de medición de precisión se utilizan para medir el perfil y la dirección de los dientes en todas las direcciones. Se obtienen los datos de error y, a continuación, se evalúa el grado de precisión del engranaje. La dureza de la superficie del diente debe cumplir con los requisitos de diseño para garantizar la resistencia al desgaste y la resistencia al contacto, mientras que la dureza del núcleo debe poseer la tenacidad suficiente para soportar cargas de impacto. Se utilizan durómetros para medir tanto las superficies como el núcleo, promediando las mediciones multipunto y verificando la uniformidad de la distribución de la dureza. La resistencia a la fatiga por contacto y la resistencia a la fatiga por flexión se determinan mediante cálculos y experimentos para establecer el límite de fatiga por contacto y el límite de fatiga por flexión del engranaje, evaluando su resistencia a la fatiga bajo cargas alternas a largo plazo. Al realizar pruebas de fatiga del engranaje que simulan las condiciones reales de operación de carga y velocidad de rotación, el engranaje se somete a pruebas de carga. El número de ciclos de falla por fatiga y los modos de falla se registran y se comparan con los estándares de diseño para el análisis. La eficiencia de transmisión es uno de los índices importantes para medir el rendimiento de la transmisión de engranajes. La eficiencia de transmisión se calcula midiendo la potencia de entrada y la potencia de salida del sistema de transmisión de engranajes bajo diferentes cargas y velocidades. El nivel de ruido está directamente relacionado con el entorno de trabajo y la comodidad del sistema de transmisión de engranajes, y también es un factor clave en la evaluación del rendimiento de los engranajes. En entornos específicos como las cámaras semianecoicas, se utilizan equipos como los sonómetros para medir los niveles de ruido durante la transmisión de engranajes, y se analizan los componentes de frecuencia y las fuentes del ruido. Análisis de la estructura empresarial en el campo de los engranajes de transmisión. Empresas reconocidas a nivel internacional: Gleason (EE. UU.): Como líder mundial en soluciones tecnológicas de engranajes, la empresa opera en el diseño, fabricación y venta de engranajes, así como en la I+D y producción de equipos relacionados, como máquinas de bruñido. También proporciona software de diseño para engranajes y sistemas de transmisión de potencia, sistemas de medición y soluciones de automatización. Los engranajes de transmisión de Gleason presumen de una precisión excepcional, satisfaciendo a la perfección los exigentes requisitos de sectores de alta gama como el aeroespacial y el automotriz. En aplicaciones aeroespaciales, estos engranajes soportan rotación a alta velocidad y cargas pesadas, con rangos de potencia adecuados para escenarios de transmisión de alta potencia como motores de grandes aviones de pasajeros. En el sector automotriz, satisfacen las necesidades de transmisión de potencia de vehículos de alto rendimiento. KLINGELNBERG (Suiza), líder mundial en la industria de engranajes, se especializa en el desarrollo y fabricación de máquinas de procesamiento de engranajes, centros de medición de precisión para diversas piezas axisimétricas y componentes de transmisión personalizados de alta precisión. Sus productos de engranajes de transmisión son reconocidos por su alta precisión y rendimiento, en particular los engranajes cónicos helicoidales y cilíndricos, ampliamente utilizados en los sectores de la automoción, la náutica y la maquinaria industrial. La empresa ofrece una amplia gama de potencias, desde transmisiones automotrices de potencia media hasta sistemas de propulsión marina de alta potencia, con productos premium correspondientes. Kohara (KHK, Japón): Reconocido fabricante japonés de engranajes, especializado en soluciones de engranajes estándar y personalizados, incluyendo engranajes cilíndricos, cónicos, sinfín y más. Reconocidos por su precisión y calidad constante, estos productos se utilizan ampliamente en maquinaria industrial, sistemas de automatización y equipos de procesamiento de alimentos. La potencia de salida varía según el tipo de producto, pero generalmente satisface los requisitos de potencia de la mayoría de los dispositivos industriales y líneas de producción automatizadas. Aisin (Japón): Como empresa de la lista Fortune Global 500, Aisin destaca en engranajes de transmisión para automoción, con una cuota de mercado líder a nivel mundial. Sus engranajes de transmisión automática son reconocidos por su alta precisión y fiabilidad, satisfaciendo con precisión las necesidades de transmisión de potencia de diversos tipos de vehículos. La gama de potencias abarca desde coches económicos hasta vehículos de lujo. SEW-EURODRIVE (Alemania): Líder mundial en tecnología de reductores, con plantas de fabricación en 52 países. Sus productos de engranajes de transmisión, como componentes esenciales de los reductores, se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones industriales. Estos productos se caracterizan por su alta eficiencia, durabilidad y bajo nivel de ruido, adaptándose a diversos entornos de trabajo complejos y requisitos operativos. La gama de productos abarca desde reductores compactos para automatización industrial hasta soluciones de engranajes a gran escala para maquinaria pesada, garantizando la compatibilidad en todas las aplicaciones de potencia. Flender (Alemania), fundada en 1899, es líder de la industria alemana en sistemas de transmisión mecánica, con un dominio especial en los sectores de la energía eólica y la industria pesada. Adquirida por Siemens Electric en 2005, la empresa ofrece líneas de productos estandarizadas en diversos rangos de potencia, con diseños modulares, alta intercambiabilidad y una excepcional eficiencia de transmisión. Sus productos de engranajes de transmisión están diseñados específicamente para aplicaciones de energía eólica e industria pesada, ofreciendo alta resistencia y fiabilidad para soportar el inmenso par de los grandes aerogeneradores y las cargas pesadas de los equipos industriales. La gama de productos se centra principalmente en aplicaciones de alta potencia en estos sectores. HarmonicDrive (Japón): Líder mundial en tecnología de control de movimiento, los reductores armónicos modulares de Harmonic Drive se caracterizan por su diseño ligero, holgura cero entre engranajes y una excepcional capacidad de par. Estas innovaciones impulsan aplicaciones de vanguardia, como la robótica industrial y los sistemas de fabricación de semiconductores LCD. Si bien los engranajes de transmisión no son los componentes que más consumen energía, su papel fundamental en los reductores armónicos proporciona una precisión inigualable en transmisiones de alta precisión, satisfaciendo a la perfección las exigentes exigencias de par y precisión de los robots industriales y otros equipos de precisión. Nabtesco (Japón): Coparticipa con Harmonic Drive en el mercado mundial de reductores de precisión, con una cuota de mercado del 751%, desempeñando un papel fundamental en la robótica industrial. Su reductor cicloidal patentado de dos etapas ofrece una holgura casi nula, un error de transmisión mínimo y una rigidez torsional excepcional. Los engranajes de transmisión, diseñados con un diseño cicloidal único, ofrecen una alta capacidad de par. El rango de potencia se adapta a las necesidades de los robots industriales, generalmente de potencia media con estrictos requisitos de precisión y fiabilidad. Bonfiglioli (Italia), fundada en 1956, es el fabricante líder de reductores de engranajes en Italia, especializado en motores accionados por engranajes, reductores planetarios, motores eléctricos y convertidores de frecuencia. Reconocida por su fiabilidad en sistemas de transmisión y control de potencia, la empresa cuenta con una red de ventas global. Sus productos de transmisión están diseñados para diversas aplicaciones industriales, ofreciendo una amplia gama de potencias, desde equipos industriales compactos hasta maquinaria de construcción pesada. Reductor Rulisi (Rulisi, Italia): Una reconocida marca europea, 100%, de fabricación local en Europa. Con montaje multicara, múltiples ejes de entrada, bridas IEC estándar, una serie intermedia completa y funcionamiento sin mantenimiento, ofrece numerosas ventajas. Diseñados específicamente para las industrias de mezcla y moldeo por inyección, sus productos son reconocidos por su excepcional calidad y fiabilidad en aplicaciones industriales pesadas. Los productos de transmisión soportan altas cargas y duras condiciones de trabajo, con rangos de potencia destinados principalmente a equipos industriales pesados de gran tamaño, que suelen ofrecer una potencia de salida de media a alta. IDC Industries, Inc. es un innovador fabricante de engranajes y proveedor de servicios para reductores con sede en EE. UU. que integra a la perfección soluciones estandarizadas de transmisión de potencia con servicios personalizados de mecanizado, tallado de engranajes y mantenimiento de cajas de engranajes. Sus productos de engranajes de transmisión se adaptan a las necesidades del cliente y sirven para diversas aplicaciones industriales en un amplio espectro de potencia para satisfacer requisitos específicos. Bauer Reducer: Fundada en 1927, esta empresa alemana se ha convertido en el proveedor líder mundial de motorreductores fiables y de alta calidad, y en líder del sector en soluciones de reductores innovadoras y energéticamente eficientes. Sus productos de engranajes de transmisión se utilizan ampliamente en sectores como la industria ligera, la maquinaria de construcción, el acero, las centrales eléctricas, el carbón, la minería, la fabricación de papel, la automoción y los puertos, con una cobertura de potencia que satisface plenamente las necesidades de transmisión de equipos generales en estos campos. ZF (Alemania): Como líder mundial en componentes para automoción, ZF cuenta con una experiencia de vanguardia en tecnología de transmisión de engranajes. Ofrece soluciones de sistemas de transmisión para numerosas marcas de automóviles, con productos que abarcan cajas de engranajes y cajas de transferencia, lo que le ha permitido consolidar una posición dominante en el mercado de la transmisión de engranajes para automoción. IMS Gear (IMS Gear SE & Co. KgaA, Alemania): Fundada en 1863 en la región de la Selva Negra, Alemania, inicialmente sirvió como subcontratista para la industria relojera local, produciendo componentes de precisión. Con el tiempo, la empresa creció y expandió su negocio al sector de fabricación de piezas de automoción. Tras más de 150 años de desarrollo, IMS Gear ha evolucionado desde una pequeña empresa dedicada a la producción de engranajes hasta convertirse en una empresa de renombre en tecnología de engranajes y transmisión, que ofrece soluciones excepcionales en componentes, conjuntos y engranajes. Con nueve fábricas en todo el mundo y aproximadamente 3100 empleados, cuenta con centros de producción y ventas en Estados Unidos, México, China, Japón y Corea del Sur. NORD (Alemania), fundada en 1965, es reconocida mundialmente por su producción y venta profesional de reductores, motores, convertidores de frecuencia y sistemas de servocontrol de alta calidad, y ocupa una posición de liderazgo en la industria internacional de transmisión y control de potencia. Sumitomo Transmission Technology (Japón): Desde su fundación en 1939, la empresa se ha convertido en sinónimo de cajas de engranajes fiables y de alto rendimiento gracias a sus diseños innovadores. Su gama de productos abarca desde pequeños motores reductores (de potencia nominal) hasta grandes cajas de engranajes (de decenas de kilovatios), complementadas con una cartera diversificada que incluye convertidores de frecuencia y diversos tipos de motores. Empresas nacionales líderes: Nanjing High Precision Transmission Equipment Manufacturing Group Co., Ltd. (Nanjing High Precision Transmission Equipment). NGC: Fundada en 1969 y cotizada en la bolsa de Hong Kong en 2007. Como líder reconocido en la industria de engranajes de China, ha alcanzado niveles de liderazgo mundial en tecnología, equipos y rendimiento de productos. La empresa posee un centro tecnológico empresarial reconocido por el Estado y lleva a cabo numerosos proyectos nacionales de ciencia y tecnología de gran envergadura. Sus principales productos incluyen cajas de engranajes específicas para materiales de construcción, cajas de engranajes específicas para metalurgia, cajas de engranajes para generación de energía eólica y cajas de engranajes para locomotoras ferroviarias, lo que le confiere una ventaja absoluta en los mercados nacionales de cajas de engranajes de alta velocidad para cargas pesadas y cajas de engranajes para energía eólica. Hangzhou Qianjin Gearbox Group Co., Ltd., fundada en 1960, es una empresa clave de alta tecnología en el marco del Programa Nacional de la Antorcha de China. La compañía ofrece una amplia gama de productos, que incluye cajas de engranajes para maquinaria marina, transmisiones para maquinaria de construcción, transmisiones para automóviles y cajas de engranajes para energía eólica, con más de mil variedades en diez categorías principales. Sus productos de la marca "Qianjin" gozan de gran popularidad en más de 30 provincias, municipios y regiones autónomas de China, y se exportan a más de 40 países y regiones de todo el mundo, gozando de una sólida reputación y una importante cuota de mercado en el sector. China Shipbuilding Industry Corporation Chongqing Gearbox Co., Ltd. es una gran empresa militar estatal especializada en la investigación, el desarrollo y la producción de cajas de engranajes de alta y baja velocidad para trabajos pesados, afiliada a China Shipbuilding Industry Corporation Limited. La compañía cuenta con años de profunda experiencia en I+D y producción, habiendo llevado a cabo numerosos proyectos nacionales de ciencia y tecnología de vanguardia, y ha acumulado una sólida experiencia y ventajas únicas en tecnología de transmisión de engranajes para los sectores de la construcción naval y la industria militar. Zhuzhou Gear Co., Ltd., fundada en 1958, adquirió su participación mayoritaria en 2005 mediante la fusión de Weichai Power y Xianghuoju. Desde 2010, la empresa ha invertido considerablemente en el establecimiento de la mayor base de I+D y fabricación de engranajes para ejes de transmisión de alta resistencia de China, que también se sitúa entre las mejores de Asia. Sus sistemas de transmisión para vehículos de nueva energía (NEV) controlan actualmente más del 25% del mercado, liderando la industria. Zhuzhi Company superó múltiples desafíos en diseño, fabricación y pruebas para desarrollar con éxito una gama completa de reductores para grúas sobre orugas, que abarcan desde 800 N·m hasta 2 millones de N·m, logrando así la sustitución total de importaciones. En 2023, sus reductores para grúas sobre orugas ocuparon el primer puesto en cuota de mercado mundial. En 2022, el reductor de paso de guiñada de Zhuchai Company, un componente esencial para la energía eólica, fue adoptado por los principales fabricantes de energía eólica. Transmisión de Doble Anillo: Desde su fundación en 1980, se ha centrado en la investigación, el desarrollo, la fabricación y la venta de componentes básicos de transmisión mecánica (engranajes y sus conjuntos), convirtiéndose en uno de los principales fabricantes y proveedores de servicios de engranajes profesionales de China. Sus productos se caracterizan por su alta precisión y calidad estable, abarcando diversos sectores, como vehículos de pasajeros, vehículos comerciales, vehículos de nuevas energías, transporte ferroviario, maquinaria no vial, robots industriales, engranajes de consumo y equipos de energía. Cubren una amplia gama de potencias, satisfaciendo diversas necesidades de transmisión, desde baja hasta alta potencia. Jingduan Technology: Como fabricante profesional de piezas forjadas de precisión para automoción en China, se dedica principalmente a la investigación, el desarrollo, la producción y la venta de piezas forjadas de precisión, como engranajes de semieje diferencial, engranajes planetarios y dientes de acoplamiento. Los engranajes diferenciales que produce, mediante procesos de forjado de precisión, se caracterizan por su alta resistencia y precisión. La gama de potencias de sus productos se centra principalmente en los intervalos de potencia requeridos por los sistemas de transmisión de automoción, que generalmente oscilan entre decenas y cientos de kilovatios. Guomao Co., Ltd. es un fabricante líder nacional de reductores de engranajes, especializado en modelos de uso general y de alta potencia. Sus productos de engranajes de transmisión, como componentes esenciales de los reductores, se utilizan ampliamente en diversos sectores industriales. Los reductores de engranajes ofrecen un amplio rango de potencia, que abarca desde aplicaciones de baja potencia en equipos pequeños hasta requisitos de alta potencia en maquinaria industrial de gran tamaño. Zhongda Lide se especializa en I+D, producción, venta y servicio técnico de componentes esenciales para sistemas de transmisión y control mecánicos. Sus productos principales incluyen reductores de precisión, motores reductores de velocidad y unidades de actuadores inteligentes, conformando una arquitectura de producto integrada de "reductor + motor + variador". Los engranajes de transmisión de la compañía se caracterizan por su alta precisión y se utilizan principalmente en automatización industrial y equipos de fabricación inteligente. El rango de potencia varía según los diferentes modelos de producto y escenarios de aplicación, cubriendo generalmente el espectro de potencia requerido por los equipos industriales. Zhongma Transmission se especializa en I+D, producción y venta de transmisiones automotrices y engranajes para vehículos. Su cartera de productos incluye transmisiones manuales, transmisiones automáticas y transmisiones para vehículos de nuevas energías, junto con sus correspondientes sistemas de engranajes. La oferta de la compañía satisface diversas necesidades de transmisión de potencia para distintos tipos de vehículos, con un amplio espectro de potencias que abarca desde sedanes domésticos de bajo consumo hasta vehículos comerciales de alta potencia. Lan Dai Technology se especializa en I+D, diseño, desarrollo, fabricación y venta de conjuntos de tren motriz, componentes de transmisión y productos de fundición a presión. Sus productos de engranajes de transmisión incluyen engranajes de transmisión para automóviles y engranajes de motor. Resumen: En el campo de los engranajes de transmisión, existe una brecha notable entre las empresas nacionales e internacionales. Las empresas extranjeras, con su larga trayectoria y amplia experiencia, invierten fuertemente en investigación fundamental. Poseen datos fundamentales exhaustivos y software de diseño especializado avanzado, liderando el desarrollo y la aplicación de nuevos materiales, así como el diseño y la fabricación de productos de alta gama. Por ejemplo, en aplicaciones de engranajes de transmisión de alta precisión, como transmisiones automáticas para automóviles y unidades de transmisión ferroviaria de alta velocidad, las empresas extranjeras han alcanzado la madurez tecnológica y mantienen una posición dominante. Las empresas chinas generalmente están rezagadas en investigación fundamental, y las tecnologías críticas y los productos de alta gama aún dependen en gran medida de las importaciones. En sus procesos de fabricación, las empresas extranjeras utilizan materiales para engranajes con una pureza y uniformidad superiores, técnicas avanzadas de tratamiento térmico que controlan eficazmente la deformación y las grietas, además de herramientas y equipos de mecanizado de precisión. Sin embargo, los fabricantes nacionales presentan deficiencias en la calidad de los materiales para engranajes, la estabilidad del proceso de tratamiento térmico y los equipos de procesamiento avanzados, lo que resulta en una precisión, fiabilidad y vida útil inferiores a las de sus homólogos internacionales. No obstante, gracias a la sólida industria nacional que impulsa la cadena de suministro, las empresas nacionales han logrado avances notables en los últimos años y avances en diversas áreas. En el sector marítimo, Hangzhou Gear Group ha desarrollado la caja de engranajes marina GWC85/100 más potente de China, superando retos clave como embragues de alto par, cojinetes deslizantes de alta resistencia y un diseño de sistema hidráulico de alto caudal. Esta innovación ofrece un ahorro energético significativo y una reducción de las emisiones de carbono en comparación con la competencia internacional, a la vez que supera las expectativas de los clientes en cuanto a control direccional y niveles de ruido. El sistema de propulsión integrado, desarrollado independientemente por el grupo, incorpora tecnologías de vanguardia como hélices de paso ajustable, control remoto y diagnóstico automático de fallos, logrando la automatización total de la navegación marítima y rompiendo el monopolio tecnológico extranjero de larga data. En el sector de los trenes de alta velocidad, en 2014, el dispositivo de accionamiento de caja de cambios CRH380A, desarrollado por China CRRC Qishuyan, se incluyó en el Plan Nacional de Nuevos Productos Clave. Ese mismo año, Chongqing Kairui aceptó la invitación del fabricante anfitrión para desarrollar cajas de cambios para trenes de alta velocidad. En enero de 2017, completó la certificación de producto CRCC y su caja de cambios CW350 (D) comenzó a suministrarse en lotes para los trenes Fuxing. Desde entonces, las cajas de cambios para trenes de alta velocidad nacionales se han modernizado y mejorado continuamente, ampliando su ámbito de aplicación, alcanzando gradualmente la cobertura total de las líneas ferroviarias nacionales de alta velocidad. En el sector de la maquinaria de construcción, Zhuzhou Gear Co., Ltd. ha superado múltiples desafíos en diseño, fabricación y pruebas para desarrollar con éxito una gama completa de reductores para grúas sobre orugas, logrando la sustitución total de importaciones. En 2023, la empresa mantuvo su liderazgo en el mercado mundial de reductores para grúas sobre orugas. En el campo de los pequeños reductores de precisión, empresas nacionales como Lüde Harmonic, Shuanghuan Transmission y Zhitong Technology han logrado avances colectivos. De cara al futuro, el rápido crecimiento de industrias como la de vehículos de nuevas energías, la aeroespacial y la robótica impulsará sin duda a las empresas de transmisión de engranajes de precisión a alcanzar el nivel y superarlo.

Desde electrodomésticos hasta dispositivos médicos: el panorama competitivo y las estrategias innovadoras del mercado de engranajes de plástico de 2025 a 2035. Impulsado por la demanda de componentes ligeros, los avances en la tecnología de polímeros y la rápida transformación hacia vehículos eléctricos (VE) y robótica, el mercado mundial de engranajes de plástico está preparado para un crecimiento continuo hasta 2035. Según Future Market Insights (FMI), el mercado se valoró en $6.9 mil millones en 2025 y se proyecta que alcance los $11.6 mil millones para 2035, lo que representa una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de 5.4%. Según el informe de FMI, "Tamaño, participación y pronóstico del mercado de engranajes de plástico (2025-2035)", los ingresos del mercado mundial de engranajes de plástico crecerán en $4.7 mil millones durante la próxima década, impulsados principalmente por la creciente demanda de Sistemas de engranajes de bajo ruido y bajo consumo energético en aplicaciones de automoción, electrónica y automatización. >>>> Una década de crecimiento centrada en la innovación de polímeros y aplicaciones para vehículos eléctricos El cambio de engranajes metálicos a engranajes de plástico de alto rendimiento está remodelando continuamente el panorama de la industria. Entre 2025 y 2030, se proyecta que el mercado de engranajes de plástico crezca en $2.1 mil millones, impulsado por el aligeramiento de los vehículos eléctricos y la miniaturización de los electrodomésticos. Entre 2030 y 2035, FMI predice que el mercado crecerá en otros $2.6 mil millones, lo que refleja la profunda integración de polímeros resistentes al desgaste, tecnologías de moldeo de precisión y materiales reciclables sostenibles en el ecosistema de fabricación inteligente. "Los engranajes de plástico se están convirtiendo gradualmente en una alternativa de alta carga y bajo mantenimiento para entornos hostiles", dijo Nikil Katewald, analista de investigación de FMI. “La mejora de la estabilidad térmica, la resistencia a la fatiga y la precisión del moldeo por inyección están abriendo nuevos escenarios de aplicación para los vehículos eléctricos y la robótica”. >>>> Resumen de datos clave del índice de mercado de engranajes de plástico Datos de pronóstico global Valor de mercado en 2025 111112 11111 6.9 mil millones Valor proyectado en 2035 111112 111111 1.6 mil millones Tasa de crecimiento anual compuesta 5.4 % Materiales principales Poliamida 66 (que representa el 20.0 % de la participación de mercado) Tipo de núcleo dominante Núcleos de plástico (que representan el 55.0 % de la participación de mercado) Principales tipos de productos Engranajes rectos (que representan el 30.0 % de la participación de mercado) >>>> China: el mercado de engranajes de plástico de más rápido crecimiento El análisis país por país de FMI muestra que China es líder en la expansión del mercado global. Se proyecta que el mercado chino, que se beneficia de la producción de vehículos eléctricos a gran escala, la automatización industrial y el desarrollo de la industria de fabricación de productos electrónicos, crecerá a una CAGR del 7,3%. En 2025, los mercados de Japón y Corea del Sur se valorarán en $349,8 millones y $204,3 millones, respectivamente, lo que destaca su posición dominante en el mercado del este de Asia. India le siguió de cerca con una tasa de crecimiento anual compuesta del 6,8%, impulsada por la localización de piezas de automoción, las exportaciones de productos eléctricos y la creciente demanda de sistemas de engranajes pequeños y duraderos en los sectores de procesamiento de alimentos y equipos médicos. >>>>Cinco fuerzas principales que impulsan la expansión del mercado: Aligeramiento de los vehículos eléctricos: En comparación con los engranajes metálicos, los engranajes de plástico pueden reducir el peso del vehículo hasta en un 50%, a la vez que reducen el ruido y aumentan la autonomía de la batería. Avances en la tecnología de polímeros: Las mejoras en los rellenos y lubricantes mejoran significativamente la resistencia mecánica, la resistencia al desgaste y la resistencia a la temperatura. El auge de la automatización industrial: los robots y los sistemas de transporte priorizan el uso de componentes plásticos de baja inercia y amortiguación de vibraciones. Enfoque en el desarrollo sostenible: Los plásticos reciclables de alto rendimiento se alinean con las regulaciones de la economía circular. Ventajas en cuanto a rentabilidad: El moldeo por inyección permite la producción a gran escala y tiene menores costos de mantenimiento que los engranajes metálicos. >>>> Descripción general de la segmentación del mercado de engranajes de plástico. Por tipo de material: En 2025, la poliamida 66 lideró con una participación de ingresos del 20,0%, gracias a sus ventajas: resistencia superior, baja fricción y resistencia a la fatiga. Por tipo de núcleo: Los núcleos de plástico representan el 55,0% de la participación de mercado, destacando por la reducción de peso, la reducción de ruido y la compatibilidad con materiales compuestos de precisión. Por tipo de producto: Los engranajes rectos representan el 30,0% de la participación de mercado y se utilizan ampliamente en los campos eléctrico y mecánico debido a su estructura simple y alta eficiencia. Por industria de uso final: la industria automotriz ocupa el primer lugar, seguida de los equipos electrónicos y eléctricos, los equipos médicos y la maquinaria de producción de alimentos. >>>> Descripción general del mercado de engranajes de plástico. Asia Pacífico: La región de más rápido crecimiento a nivel mundial, liderada por China (7,3% CAGR), India (6,8%), Japón y Corea del Sur. Europa: la tasa de crecimiento anual compuesta de Alemania es 6,21111111111; Europa Occidental representará la mayor parte de los ingresos de la región en 2024. América del Norte: el mercado estadounidense está valorado en $2,4 mil millones en 2025 y crecerá de manera constante a una CAGR de 5,%1. América Latina, Medio Oriente y África: la inversión en infraestructura en Brasil (5,7% CAGR), Arabia Saudita y Sudáfrica impulsarán el crecimiento del mercado.