轴承在物流无人机中的应用
物流无人机是现代供应链中实现自动化和智能化的关键设备,其内部精密机械部件的性能直接决定了其可靠性、承载能力和能源效率。在无人机的诸多部件中,轴承虽然体积很小,但它对无人机的动力、传动、载荷等系统都起着至关重要的作用。物流无人机因其高速、轻量化、高可靠性等特点,对轴承的选用也比一般装备更加苛刻和精细。
物流无人机使用的支承形式多种多样,每一种支承都是根据具体的用途、载荷条件和使用条件而进行的。它们的主要种类有:
深沟球轴承是目前世界上使用最多的一种轴承,主要用于无人驾驶飞机的电机、推进器等。其主要作用是承载径向负载(即与转轴垂直的作用力),并具有一定的双轴承载能力。其结构紧凑,摩擦系数小,适于支撑转子高速转动,为高效率的功率转化奠定了基础。为满足无人驾驶飞行器对高精度要求,要求其运行平稳,振动小,以保证飞行控制系统的稳定运行。
但是,由于旋翼的升力很大,且负载很重,所以在旋翼中形成了很强的轴载。这就是角接触球轴承的用武之地了。它是经过特别设计的,特别是在一个方向上占主导地位的负载。角接触型瓦房店轴承采用两两相对(背对背或面对向)方式,可为转子提供稳定的扭矩支承,并对推进器的推力进行有效控制,从而保证转子在载荷作用下的高精度、高刚度,避免主轴串动,是保证飞行安全性和稳定性的基础。
在重载货物无人驾驶飞机上,如用于垂直起降和高精度姿态调整等关键部件时,将使用滚珠轴承。该结构专门用于承受与轴向方向平行的轴向力,其滚道可实现对大推力的均布,避免了过大的竖向压伤,是重型无人驾驶飞行器安全起飞、悬停的重要保证。
除以上所述的普通型号外,在某些对轻量化、高品质要求极高的应用场合,复合陶瓷滚珠轴承正在成为最先进的选择。这种轴承是由氮化硅陶瓷球和钢滚道组成的。陶瓷球的密度比钢铁低得多,转动惯量大大减小,但硬度和摩擦系数却大大降低。将其用于物流无人机的高速电机,可以有效地减少其摩擦阻力,提高其工作温度,提高其工作效率,从而实现更大的续航能力。同时,高强度的陶瓷材料,具有良好的抗腐蚀、抗磨损性能,使其能够在恶劣的工作环境中更长的使用寿命。