单位文秘网 2021-07-04 08:20:10 点击: 次
摘 要:机箱设计作为电子设备结构设计的主要内容,已经成为实现设备技术指标的重要环节。文章介绍了可搬移式机箱的结构设计,并且从五个方面阐述了搬移式机箱设计新技术及实际应用,五个方面分别为:机箱的设计、电磁兼容设计、抗振动与抗冲击设计、热设计及三防技术,并结合设计情况提出了一些建议。
关键词:搬移式机箱;结构设计;电子设备
引言
机箱作为各种电子设备不可缺少的一个基础组成部分,随着电子技术的不断发展,机箱的结构形式也在不断推陈出新,小型化、模块化、人性化是未来机箱的发展方向。另外,由于电子设备已经应用在不同的领域,其所处的环境也日趋复杂(如舰船、机载、地下、海上等),所以又有许多特殊的要求需要机箱的改进创新设计来满足。
下面分别从设备机箱设计、电磁兼容性设计、热设计、抗冲击振动设计、以及三防设计五方面阐述一种新型可搬移式机箱的结构设计。
1 机箱设计a
电子设备依靠可搬移式机箱作为移动载体,具有结构紧凑,质量轻巧,携带方便的特点。机箱外形尺寸(宽×高×深)为:220mm×88mm×320mm,重量≤4KG。材料选用铝合金板6061,经数控加工中心加工而成;结构创新采用了六面拼板式结构,前后面板、左右侧板和上下盖板两两相互搭接,在搭接面加工凹槽,安装共挤出导电橡胶条,最后通过螺钉固定。右侧配有把手,便于搬移携带 (外形图见图1)。设备的前面板主要是指示功能,安装显示屏、键盘、加载接口、指示灯和开关;后面板安装电源及业务功能接口。机箱内部有2块功能板和一块电源板,拆卸前面板即可实现印字板的安装。采用带有楔形滑块的锁紧机构对所有PCB板采用进行紧固,锁紧机构可以提高PCB板的抗冲击振动性能,对热阻也可以有效的降低。
设备的另一个创新结构特点是采用组合式模块化设计。在机箱底部留有4个M4的螺纹安装孔(单机使用时用来安装脚垫,组合时用来与托盘固定),后面板设计紧固安装机构。配合专门设计的托盘、挂耳,可将2台设备通过底板与托盘的螺纹连接,后面板与托盘的southco拉动式锁扣锁紧,3分钟内便可组成2U标准19英寸机箱(满足GJB100-1986尺寸及上架安装要求),实现机柜安装,也可快速分拆,独立使用(如图2所示)。
2 电磁兼容性设计
(1)具有一定深度的缝隙依据电磁场理论可以被等效看作波
导,电磁波在机箱内部的传播在一定条件下会被波导衰减,孔缝的深度越深,表面粗糙度越小,衰减越多。所以机箱采用了六面拼板结构,各零件交错搭接,等效增加了缝隙深度。又通过合理的设置螺钉间距,减小间隙之间的长度,从而对增强了电磁屏蔽性能。为加强机箱的导电完整性,在各接触面加装了中石的11-231-138-0000共挤出导电橡胶条,这样既阻止了机箱的电磁泄漏,又提高了整机的密封性。
(2)针对可搬移式机箱前面板含有液晶屏和薄膜按键,这类孔洞产生的电磁泄漏比较大,所以设计了屏蔽罩、带金属丝网的屏蔽玻璃、导电橡胶等对显示屏进行单独屏蔽设计。薄膜按键的出线孔也单独设计了波导孔。并且指示灯、开关和连接器都选择符合屏蔽要求的军用连接器。后面板的电连接器均设计电磁密封衬垫,并且在输入、输出信号线处分别安装镍锌磁环实现滤波设计;在电源连接器处安装一个低通滤波器,实现对电源线的滤波处理。线缆均选用带屏蔽层的屏蔽电缆,并针对屏蔽层单独进行了接地设计。
3 抗冲击振动设计
隔离技术、阻尼技术、去耦技术、刚性化技术这四种技术是抗冲击振动中经常用到的技术。
为应对PCB板的抗冲击振动,设计带有楔形块的锁紧机构,在PCB板的左右两次通过铆钉将锁紧结构进行连接固定,并在机箱左右侧板加工导向槽,使锁紧机构与之配合。拆卸设备前面板即可实现全部PCB板的插拔安装。给锁紧机构螺杆顺时针方向施加预紧力,左右的楔形块便会沿楔形表面移动,实现在左右方向与导向槽面接触,直至锁紧。
机箱的主要零部件选用铝合金材质,螺钉孔采用钢丝螺套工艺,避免了铝件易滑丝的问题。钢丝螺套的材质为高强度和高表面质量的钢丝,从而减少与螺钉之间的磨擦和磨损,使因为螺钉磨擦而产生的扭力降低90%,用最小的力矩便可使预紧力矩和螺钉拉力达到最大,防止螺钉松脱;这样使用钢丝螺套大大提高了螺纹孔强度,同时还能节约材料,减轻重量,减小体积。并且钢丝螺套选用耐热、耐腐蚀优质钢作为材料,加大程度避免了螺纹联接的卡死、锈死、擦伤等不良问题,进一步提升了整机的抗冲击振动性能。
4 热设计
50W是该型号设备的最大功耗,待机功耗≤5W,在机箱的结构设计上,采用自然散热方式。并且将PCB板上功率较大的器件尽量靠近壳体内壁,通过锁紧机构将电源模块反压在壳体底部,通过底板将热量导出机箱外(见图4)。并为几个比较热的芯片单独设计散热片,芯片与散热片间涂有导热硅脂,对于与散热片间隙较大的芯片,设计导热橡胶板,以降低热阻,提高散热效率。
5 三防技术
三防主要是防止盐雾、潮热、霉菌三种环境因素对电子设备的影响。目前三防措施主要有以下四种方式:结构防护,材料防护,工艺防护,隔离防护。
可搬移式机箱采用六面拼板的结构防护形式,前后面板、左右侧板、盖板和底板均相互搭接,接缝处采用共挤出橡胶条,并用松不脱螺钉螺接;机箱内部喷涂TB06-9锌黄丙烯酸聚氨酯底漆;前后面板的连接器与面板内表面结合处均设计了导电橡胶,保证了设备的密封性,防止了空气中水汽和粉尘等对内部器件的腐蚀性危害,使设备达到“三防”要求,从而也提升了可搬移式机箱的屏蔽效能。
对于把手、松不脱螺钉和各安装螺钉均选用不锈钢022Cr17Ni1
2Mo2(GB/T 20878-2007)材质;对机箱的主要零部件壳体、侧板、面板等进行导电氧化处理,并喷涂褐绿色塑粉(GY05 GB/T3181)。在机箱的表面喷涂桔纹纹理的塑粉,可以有效弥补视觉上较暗淡的不足,通过这种非金属材料肌理,营造了一种明快和柔和之感;为更好的提高PCB板上各器件的使用寿命,对PCB板进行了涂覆三防漆的处理,这也大大加强了设备的稳定性和可靠性。
6 结束语
综上所述,从元器件选型、机箱的结构设计、电磁兼容、热设计等多个方面阐述了结构设计技术在可搬移式机箱中的实际应用和创新设计,这仅仅是从事电子设备机箱结构设计的一点经验,是片面的,初步的。随着材料科学研究的不断深入以及科学技术的不断发展,机箱的结构设计的内容和要求也不断完善和丰富,科研设计人员需秉承科学发展的精神,不断推陈出新,用新工艺、新技术、新方法来提升的机箱结构设计,来适应电子设备的发展需求。
参考文献
[1]邱成悌,赵 殳,蒋全兴.电子设备结构设计原理[M].南京:东南大学出版社,2001.
[2]朱世雄.抗恶劣环境计算机[M].北京:国防工业出版社,1986.
[3]董杰.机械设计工艺性手册[M].上海:上海交通大学出版社,1991.
[4]任苏中.航空电子设备结构设计[M].北京:航空工业出版社,1992.
(责任编辑:单位文秘网) )地址:https://www.kgf8887.com/show-183-57964-1.html
上一篇:拖拉机配套旋耕机技术要点
下一篇:访问工程师项目的实践总结
版权声明:
本站由单位文秘网原创策划制作,欢迎订阅或转载,但请注明出处。违者必究。单位文秘网独家运营 版权所有 未经许可不得转载使用