物流無人機作為現代供應鏈自動化與智能化的核心裝備,其可靠性、負載能力與能效直接取決于內部精密機械元件的性能。在眾多零部件中,軸承雖小,卻是確保無人機動力系統、傳動系統和負載機構高效穩定運行的關鍵所在。由于其獨特的工作特性——高轉速、輕量化與高可靠性要求,物流無人機對軸承的選擇遠較普通設備更為嚴苛和精密。

物流無人機中應用的軸承類型多樣,每種都針對特定的功能、負載條件和環境進行了優化設計。其主要類型包括:
深溝球軸承是應用最廣泛的類型之一,常見于無人機電機和螺旋槳主軸。它們主要用以承受徑向載荷(即垂直于旋轉軸的力),同時也能承受一定的雙向軸向載荷。其結構緊湊、摩擦系數低的特點,非常適合支持電機轉子的高速旋轉,是實現動力高效轉換的基礎。在物流無人機中,這類軸承通常需達到較高的精度等級(如ABEC-5或更高),以確保運轉平穩、振動微小,從而保障飛控系統的穩定性。

然而,物流無人機螺旋槳產生的巨大升力及其所攜帶的有效載荷重量,主要構成了強烈的軸向載荷。這正是角接觸球軸承大顯身手的地方。它們被專門設計用于承受復合載荷,尤其是以某一方向為主的軸向載荷。通過成對安裝(背對背或面對面),角接觸軸承能提供穩定的力矩支撐,有效管理螺旋槳產生的推力,確保旋翼轂在重載下保持極高的旋轉精度和剛性,防止主軸發生串動,這是飛行安全與操控穩定的基石。

對于承擔最沉重軸向負載的環節,例如在重型貨運無人機的垂直起降動力單元或精密調姿機構中,則會采用推力球軸承。它們專為承受平行于軸線的純軸向力而設計,其滾道能夠將巨大的推力均勻分布,防止機構因過大的垂直壓力而損壞,是重載無人機安全起降和懸停的關鍵保障。

除了上述常見類型,在一些對減重和極限性能有極致追求的領域,混合陶瓷球軸承正成為前沿選擇。此類軸承采用氮化硅陶瓷滾珠和鋼制滾道圈。陶瓷球密度遠低于鋼,極大降低了旋轉慣量,同時其硬度更高、摩擦系數更小。在物流無人機的高轉速電機中應用,能顯著降低摩擦阻力和運行溫度,提升電機效率,直接轉化為更長的飛行時間和續航里程。此外,陶瓷材料的耐磨性和耐腐蝕性也進一步延長了軸承在苛刻環境下的使用壽命。



