[发明专利]一种用于直驱式电液伺服作动器的自旋转石墨烯散热装置

说明书

一种用于直驱式电液伺服作动器的自旋转石墨烯散热装置，属于液压装置技术领域。外壳内外壁偏心设置，套在自旋转机构外侧，自旋转机构设在轴杆外侧，轴杆与外壳内壁同轴并与外端盖和内端盖连接，自旋转机构包括转子及叶片，转子套在轴杆外并与外端盖及内端盖连接，转子与叶片滑动连接，叶片外壁与外壳内壁贴合设置；石墨烯散热层涂覆在外壳、叶片、转子、内端盖及外端盖的外壁上。本发明有利于系统节能及散热装置小型化，满足电液作动器高集成化、低能耗、高散热率的需求；增加了装置的传热面积，提高了单位几何空间的散热效率，有利于装置集成化；增加散热装置附近的空气流动，提高了表面散热系数，可将石墨烯传导出的热量高效地散发出去。

技术领域

本发明涉及一种用于直驱式电液伺服作动器的自旋转石墨烯散热装置，属于液压装置技术领域。

背景技术

直驱式电液伺服作动器(Electro-Hydrostatic Actuator，EHA)是由电机、泵、液压阀组和液压缸等液压元件高度集成的动力单元，它以重量轻、体积小、功率密度大等优点广泛应用于航空、农业、医疗等众多领域。

直驱式电液伺服作动器是一种典型的液压闭式系统，高度集成化导致其散热空间有限，换热能力大幅降低，油温也会急剧上升，过高的油液温度会给系统的正常工作带来巨大危害。据统计，温度每升高15℃，介质的稳定使用寿命将降低90％；温升还会降低液压油的粘度和润滑性，严重影响系统的密封性能；此外温升还会使零件膨胀变形，加速元件老化。由此可见，散热性能是制约直驱式电液伺服作动器快速发展与应用的关键问题之一。

目前解决直驱式电液伺服作动器散热问题常用的方法有两种：

一种是通过合理的系统功率匹配减小直驱式电液伺服作动器的发热量，受工况需求和功率损失的影响，功率匹配的方法解决散热问题效果有限。另一种则是通过外置冷却器散热，通过外置冷却器散热是另一种常用方法，但现有的冷却器质量重、体积大、能耗高，与直驱式电液伺服作动器的高集成化、小型化和高效能特点严重相悖。因此，亟需一种小型化、低能耗、高散热效率的散热装置，以满足高度集成化直驱式电液伺服作动器的散热需求。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种用于直驱式电液伺服作动器的自旋转石墨烯散热装置。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种用于直驱式电液伺服作动器的自旋转石墨烯散热装置，包括外壳、轴杆、自旋转机构、外端盖、内端盖以及石墨烯散热层；所述外壳内壁与外壁偏心设置，外壳套装在自旋转机构的外侧，所述自旋转机构同轴设置在轴杆的外侧，所述轴杆与外壳内壁同轴设置，并一端与外端盖连接，且另一端与内端盖连接，所述自旋转机构包括转子以及多个叶片，所述转子同轴套装在轴杆的外侧，并两端面分别与外端盖以及内端盖对应固定连接，转子的外壁与多个叶片滑动连接，所述叶片的外壁与外壳的内壁贴合设置；所述石墨烯散热层涂覆在外壳、叶片、转子、内端盖以及外端盖的外壁上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明应用了石墨烯，石墨烯作为一种新材料，其热导率最高可达5300W/mk，是金属铜导热率的十倍，导热性能优越；

2、本发明利用直驱式电液伺服作动器内部拥有丰富的液压能，使其自身液压能驱动散热装置旋转，进而结合石墨烯提高表面散热系数，充分发挥石墨烯的高导热特性，摒弃了外部输入源，有利于系统节能及散热装置小型化，继而满足直驱式电液伺服作动器高集成化、低能耗、高散热率的需求；

3、本发明可以集成在直驱式电液伺服作动器上实现高效率散热解决了直驱式电液伺服作动器散热性能差及现有的冷却装置质量重、体积大难以满足直驱式电液伺服作动器高集成化、小型化、高散热效率的需求的问题；

4、本发明将高导热性能的石墨烯应用到直驱式电液伺服作动器的散热领域中，发明了自旋转石墨烯散热装置，在与液压油接触的所有零件的内外表面均涂覆石墨烯，将直驱式电液伺服作动器中液压油的热量通过石墨烯高效导出；