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直线运动部件在航空航天和国防工业中起飞

时间:2022-10-15 作者:超级管理员 点击:515次

  航空航天和国防工业被定位为国家最大和最强大的产业之一。事实上,100多年来,这个行业已经移动、连接和保护了我们今天生活的现代世界。它横跨五个市场:军用飞机、导弹、航天、商业航空和通用航空。此外,中国航天工业被认为是世界上最重要的航空工业,是主要的军用和民用航天硬件供应商。


  一、线性运动部件在航空航天应用中的主要优势


  直线运动系统在航空航天和国防应用中的使用不断推动技术进步,从而实现重量最小化、燃油效率提高和精确运动。微型、轻型导螺杆和致动器组件可以转化为更小的移动质量和最小的设计空间。此外,先进的制造选项使这些部件的尺寸、材料、涂层、加工端和电机安装选项完全可定制。其他几个优点包括:


  高精度和可重复性

  添加用于增强定位的编码器、用于速度控制的加速度计和用于作用力控制的称重传感器。

  与滚珠丝杠组件和气动或液压致动器相比,成本更低。

  与现有电气系统的简单接口

  加入智能电机,生成无限运动曲线。

  通过特定的材料选择进行防腐

  免润滑选项通过使用内部润滑的塑料螺母实现,无需额外润滑即可运行,减少了维护和环境污染。

  清洁安静的操作



  与气动或液压缸相比,航空航天应用中使用的线性运动产品和线性致动器的优势大大提高了精确度和可重复操作。马达的内在优势是螺母和螺杆之间的机械连接,而不是泵压缩流体,然后将其压在柱塞上。与电力和机械连接相比,流体和流量的可变性总是更大。如果你试图精确地移动飞机机翼或导弹尾部的襟翼,这种程度的机械精度对于飞行表面控制是必不可少的。”


  除了提高精度和控制能力之外,增强的现场性能正在将线性运动推向航空航天应用的前沿。丝杠具有独特的螺纹,可以保持更紧密、更刚性的接触角,从而降低接触应力,提高承载能力,减少磨损,优化推力控制,最大限度地提高可预测寿命。此外,材料选择——专为强度和耐用性而设计,如高强度钢、青铜或工程高PV塑料3354,在恶劣和恶劣的环境条件和速度下提供经证明的可靠性。丝杠还提供了使用干润滑剂的机会,以减少维护频率,延长整个组件的使用寿命。当需要特定的线性运动速率、速度和力时,选定的丝杠制造商还生产他们自己的螺纹滚压模,并设计定制的螺纹形式。这种内部能力可以为原型零件提供更短的交付时间,并降低由于磨损而需要更换滚压模时的停机风险。


  当设计包括热膨胀时,丝杠在-50到140f的宽温度范围内表现最佳。通过选择适当的高强度丝杠螺母材料(如青铜和高PV聚合物),也可以很好地管理高作用力。由青铜或聚合物与玻璃或Kevlar结合制成的螺母可以与螺杆上的PTFE涂层一起用作干润滑剂。聚四氟乙烯涂层可将螺母的寿命延长十倍。


  设计灵活性


  丝杠、直线导轨、电动直线致动器等直线运动部件提供的通用性和设计灵活性,为飞行工程师提供了以前无法实现的设计自由度。螺母设计可以最大限度地有效集成其他部件,减少零件数量,简化设计。您可以使用超声波焊接或嵌入焊接工艺将螺纹嵌件添加到螺母设计中。导螺杆也可以由多种材料制成,以满足特定的航空航天要求,包括:


  钛

  不锈钢

  铝

  工程塑料

  高强合金

  青铜


  这些材料还可以用于制造空心螺钉以减轻重量,并具有定制的端部以容纳轴承、滑轮、联轴器、电机和其他组装部件。


  直线运动在这个行业应用广泛。一些常见的例子包括:


  导弹尾部驱动。精密设计的微型丝杠组件取代了以前在这些情况下使用的液压和气动执行器。当螺钉或螺母旋转时,每个螺钉和螺母组合将扭矩转换成推力,使得配件沿直线方向移动。此外,螺旋机构消除了滑动摩擦和粘滑现象,因此初次润滑后几乎不需要维护。由于效率高,丝杠自动将驱动导弹尾部所需的功率降至最低。尾部驱动齿轮的尺寸和重量也减少了,使丝杠成为小型导弹和目标弹药的更好选择。


  无人驾驶飞行器。由于无人机/无人机在军事和国防工业中的应用越来越多,全球无人机市场有望快速增长。固定翼细分市场以及军事和国防细分市场有望引领市场。螺杆驱动致动器正迅速成为首选解决方案,因为它们的性能选项和定制解决方案更快上市。


  螺旋机构消除了滑动摩擦和粘滑现象,初次润滑后几乎不需要维护。


  这些系统中使用的飞机的成本从数千元到数亿元不等,从重量不到一磅的微型天平到重量超过50,000磅的大型飞机差异很大。无人飞行器(UAV)被设计用于执行具有高作用力、高线性精度和宽温度范围的任务。将这些设计规格与高度可定制的制造选项(包括钛或铝等非标准材料和用于减轻重量的特殊空心螺钉)相结合,使该螺钉成为航空航天和无人驾驶汽车应用的完美选择。襟翼驱动钛合金螺钉,带青铜或聚合物螺母


  尾部-钛螺钉,带青铜或聚合物螺母

  驱动起落架——螺杆的线性驱动器用于伸出和收回起落架和起落架舱门。

  有效载荷门驱动

  驻车制动启动

  以及摄像机和视觉系统的平移/倾斜驱动。


  座椅驱动。Acme螺纹形式非常适合座椅驱动,因为它们在飞机的使用寿命期间具有高度可靠和可重复的性能。此外,当与经过验证的航空级电机结合使用时,采用螺旋线性技术的螺杆设计的座椅致动器可以在包装和重量方面进行优化,以符合众多安全航空旅行法规。


  无人机中直线运动产品的常见领域。


  电子瞄准系统。大多数电子瞄准系统包括集成摄像头、传感器和定位机构的组合,需要高精度的数据采集和云台驱动。精密丝杠不仅提供与滚珠丝杠相同的高线性驱动精度,而且以非常低的成本提供高度可定制的解决方案。推进器螺丝。推力反向器螺钉允许调整减速飞机的推力反向器,减少刹车磨损并缩短着陆距离。


  这些例子只是直线运动系统所取得的技术进步的一小部分。螺旋和直线运动制导系统在航空航天工业中的其他常见用途包括瞄准驱动系统、坦克瞄准系统、天线仰角和方位角驱动系统。


  随着直线运动技术的不断发展,这些创新解决方案的制造商也在不断发展。他们已经发展到提供专业服务和端到端能力,同时通过世界一流的工程、BOM减少和测试来帮助支持航空客户合作伙伴关系。这些关系也在项目生命周期的早期形成。制造商在原型领域的敏捷性,加上运行小批量组件和帮助零件验证的灵活性,使航空航天工程师能够在大大缩短的时间内从原型到生产。由于行业压力要求更智能、更轻、更精确的航空航天和国防解决方案,线性运动元件将继续支持这些计划。


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