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需求背景

中船重工（重庆）西南装备研究院有限公司是中国船舶集团有限公司和重庆市政府联合打造的产学研新型高端研发机构，是我国工业互联网二级节点船舶行业建设基地，拥有重庆市先进清洁能源动力装备制造业创新中心，牵头组建重庆市氢能装备产业技术创新联盟。

伺服电动缸是我司“十四五”规划重点研发新产品，作为一种机电一体化驱动装置，具有结构简单、精度高、响应快、稳定性高等优点，被广泛应用于航天、航空、船舶、机器人、数控机床等国家重大需求领域。机电一体化设备向轻量化、小型化、智能化趋势发展，我司亟需新一代低能耗高性能机电一体化伺服驱动系统的设计能力。本项目主要围绕新一代低能耗高性能伺服电动缸设计制造技术需求开展，研究轻量化低能耗伺服驱动系统精益设计方法；突破丝杠副核心部件公差匹配、小螺距硬齿面精密螺纹加工技术；开发非线性自抗扰快速响应控制系统；研制高性能伺服电动缸，在船舶、航空、航天等领域实现应用。

需解决的主要技术难题

新一代低能耗高性能伺服电动缸设计制造技术需要解决的技术难题包括：

1. 电动机效率提升：提高电动机的效率，减少能量损耗，以实现低能耗的目标。

2. 精确控制系统设计：设计高精度的控制系统，能够实现精确的位置和速度控制，以满足高性能的要求。

3. 高强度材料选择：选择高强度的材料，以提高电动缸的承载能力和耐久性，同时减少重量，降低能耗。

4. 摩擦和磨损减少：减少电动缸运动过程中的摩擦和磨损，以降低能量损耗和延长使用寿命。

5. 散热和冷却设计：设计有效的散热和冷却系统，以保持电动缸的工作温度在合理范围内，避免过热和损坏。

6. 高效能量转换：提高能量转换的效率，将输入的电能转化为机械能的过程中减少能量损耗。

7. 高速运动控制：实现高速运动时的精确控制，避免振动和失控，同时保持高性能和低能耗。

8. 智能化控制系统：采用智能化的控制系统，能够根据不同的工况和需求进行自适应调整，提高系统的性能和能效。

9. 可靠性和安全性设计：确保电动缸在长时间运行和恶劣环境下的可靠性和安全性，避免故障和事故发生。

10. 制造工艺和成本控制：研发适用的制造工艺，降低生产成本，提高制造效率，以实现技术的商业化应用。

期望实现的主要技术目标

伺服电动缸是我司“十四五”规划重点研发新产品，作为一种机电一体化驱动装置，具有结构简单、精度高、响应快、稳定性高等优点，被广泛应用于航天、航空、船舶、机器人、数控机床等国家重大需求领域。

突破伺服电动缸核心关键技术可填补我司机电一体化市场系列产品的空白，顺应伺服电动缸的国产化替代趋势，为我司开拓高端伺服电动缸市场，提升企业核心竞争力。预计到2026年高性能伺服电动缸系列产品将为企业产生约2亿元净利润收入。

  新一代高性能伺服电动缸的设计制造积极响应国家《中国制造2025》、《关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见》、《“十四五”智能制造发展规划》等国家战略文件，为我国制造业战略部署作出重大贡献，弥补我国船舶、航空航天等领域高性能伺服电动缸短板，提升我国高性能伺服驱动装置核心竞争力，形成高端产品替代效益，带动我国航天、航空、航海、武器装备、工程机械等领域高端装备的发展。高性能伺服电动缸的国产化为实现我国由制造大国向强国转变和“工业强基”，解决部分“卡脖子”技术问题提供有力支撑，进而推动我国国民经济发展和社会进步。预计本项目可为社会提供新增就业人数600人，直接或间接带动就业人数超2000人，能为促进区域经济的繁荣发展和社会稳定以及地方财政收入作出积极贡献。

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