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工控机机箱设计无风扇工控机 指南

blog 2021-04-07 8 0

  机箱设计基础技术资料机箱基本概念 何谓19” 机箱 19”机箱泛指装设在 19” 机柜 (Cabinet Rack)内的机器设备 其中Cabinet Rack的差异为 Cabinet 四周有外壳和上下盖保謢 Rack则无 ,Rack Cabinet有所区别常被称为 19”机箱 (Chassis) 为了能装在机柜内 并遵守特定之高度限制让不同制造者所生产之机箱能放入依规格设计之机柜 -19”机箱和机柜的由来 19” 机箱和机柜原本是美国军方电子控制仪器的一种规格 其设定的目的在于统一仪器的外形尺寸和方便快速组装抽换和维护 -19”机箱产品的种类 2-1-机柜的优点在于提供机箱安全保护和扩充的便利性 近几年由于网络的发展 2-2-办公室用产品 2-2-1 -Server. 2-2-2 -Telcom 产品 2-2-3 -Internet/Intranet 产品 2-2-4 其它计算机周边相关产品2-3- 工业用产品 2-3-1 -IPC(Industrial PC) 2-3-2 -Control Panel 2-3-3 19”机箱外部和机柜的规格 图中的机柜均为HP IEC-60297系列和 EIA-310 系列中均有详细规格 格明定高度单位为U(1U= 1.75” 宽度为19” 19”规格 最为常用 1-1-高度单位 35U高度之机柜 是指此一机柜中可装入总共35U 高之机箱 而非机柜由上到下的高度是35U. 1-2-19 宽度之定义为机箱由正前方观察可视之最宽距离 通常是机箱两侧之mounting flange 宽度 19”机柜之宽度受限于机箱尺寸 几乎全都大于500mm 19”机箱宽度为 483mm 左右 目前市面上之机柜宽度由500mm 800mm都有 1000mm之特殊规格 但最常用的为600mm 宽之机柜 1-3-在机柜深度 方面 即使短机箱卜亦可用长机柜 机柜制造商不泛各种不同深度规格之机柜 其中又以600mm 800mm深度的机柜最常被使用 2-1-外观尺寸 为单位,1U 因此如果1U 机箱的高度不 可超出 44.45mm 通常设计成44mm 以下 之机箱其实际高度亦比该 0.8—1.35MM 19”机柜在内部四个角落都有钣金件 因此其内部宽度只有450mm 17.7”左右 而非有19” 宽度可装机箱 不可能宽度设定成450mm 通常不会超过449mm 大都不会超过4U 高度 以方便机箱拆装和保养时 常用的滑轨厚度有10~ 20mm 不等 通常前后各有75mm 以上的空间 因此600mm 的机柜其机箱深度最好设计在 450mm 以下 2-2-机柜固定孔 其固定孔通常在mounting flange 其位置尺寸如下图所示 数据来源:EIA-310-D), 图中尺寸在宽度标示上有 其中最上层的尺寸为19 英吋机柜的标准尺寸 450,465,483.4三个尺寸 三个尺寸所代表的意义如下 机箱上mounting flange 两侧可容许之最宽距离 1U高度内之两个固定孔距离 1U高度内有三个固定孔时 其固定孔之间距为31.8mm 一半15.9mm 因此1U 1U之相接合位置在 12.7mm 距离的正中间 2-3-正面把手 为了方便机箱能由前方推入和拉出 在设计把手时要特别注意不可干涉到机箱和机柜组装的螺丝固定孔 如此放于桌上时便不会括伤桌面 因此脚垫最好能设计成可拆装的较好 19”机箱内部和组装组件的规格 19”机箱的设计重点 19”机箱产品实例参考 附录1.EIA-310-D 规格2.IEC 20697-1~20697-4 规格防护等级 IEC 60529 标准规定了机壳设备对灰尘和水的防护等级,同时也指出了机壳设备内部对人体的防护。IP 防护等 级由两位数字组成。第一位数字表示对外来舞台的防护(从手指触摸到灰尘防护),第二个数字表示对水的防护。 触摸和外来物体的防护 接触外来物体 无保护无保护 身体的大部件(手背) 直径大于等于 500mm的大型 物体 手指直径大于等于 12mm的中型 物体 直径大于或等于2.5mm的 工具和线mm的小 型物体 直径大于或等于1mm的工 具和线mm的颗粒 状外来物体 安全保护灰尘沉积 安全保护尘埃入侵 防水 等级 第二位数 垂直方向15度范围内倾 斜滴水 垂直60度溅水 完全浸水怎样规范机壳设备所处的环境条件和相对于操作人员的安全要求?在最恶劣的环境条件下,建筑物内部可能存在 从工业流程中产生的洒水器和灰尘的冲击。为了保护机柜内部的电子/电气设备免受这些物质的侵害,大多数情 况下使用IP 43 防护。对于操作人员的安全保护要求也包括在内,此时外围直径大于 1mm的物体不能够进入 机壳设备。对于室内机壳设备,IEC 61578-1 标准建议使用IP 54 防护最恶劣的条件。 对于室外没有环境保护的机壳设备,IEC 61969-3 标准建议使用IP 55 防护最恶劣的条件。 IP IK 防护等级 IP 防护类别是用两个数字标记的 例如一个防护类别 IP 标记字母―――――――――-第一个标记数字――――――――――――― 第二个标记数字――――――――――――――――――― 接触保护和外来物保护等级第一个标记数字 防水保护等级第二个数字 记数字防护范围 名称 说明 名称 说明 防护50mm直径和更大的 固体外来物体 探测器球体直径为 50mm,不应完全进入 水滴防护垂直落下的水滴 不应引起损害 防护12.5mm直径和更大 固体外来物体 探测器球体直径为 12.5mm 不应完全进入, 分段测试指针允许插进 其80mm 的长度,但必须 有足够的距离 箱体倾斜15时防护 水滴 箱体向任何一侧 倾斜至15角时, 垂直落下的水滴 不应引起损害 防护2.5mm直径和更大 固体外来物体 探测器球体直径为 2.5mm 不应完全进入 防护1.0mm直径和更大 固体外来物体 探测器球体直径为 1.0mm 不应完全进入 防护喷水从每个方向对准 箱体的射水都不 应引起损害 防护灰尘不可能完全阻止灰尘进 入,但是灰尘的进入量不 应超过这样的数量,即对 装置满意的工作或者安 全造成损害 防护射水从每个方向对准 灰尘封闭箱体内在20 毫巴的低压 时不应侵入灰尘 防护短时间浸入水中 箱体在标准压力 下短时间浸入水 中不应引起有害 作用的水浸入 防护长期浸入水中 箱体在必须在有 制造厂和用户协 商好的条件下长 期浸入水中不能 引起有害作用的 水浸入 塑料性能比较 优点 缺点 ABS (丙烯腈、丁二烯、苯 乙烯) 无毒无味,吸水性低, 易加工成型,可电镀、 喷涂,坚硬有强度,钢 性好,尺寸稳定性好, 收缩小,无风扇工控机价格中等。 热变形温度低(耐高温 70,耐低温-40)长 期暴露易老化,变色甚至 龟裂,易熔于醛、酮、醋。 PC (聚碳酸酯) 耐冲,韧性好,透明度 高,耐蠕变,尺寸稳定 性好(温度、深度、环 境变化时不会随之变 化),内温可达110 自熄性好,吸水性小, 有良好的阻燃性和电 绝缘性。 内力大时会开裂;注塑成 型率比ABS 低,(可加 ABS) PA (聚酰胺、尼龙) 耐磨、强韧、无毒、耐 寒、耐腐蚀、磨擦系数 小易成型,电绝缘性 好,耐温可达180 吸水性大,尺寸稳定性 差。常利用填充、增强方 法加以改性。 聚甲醛POM 结晶度高,刚性大,耐 冲击和蠕变性优良,耐 疲劳性好,具有突出的 自润滑性、耐磨性和耐 化学药品性 由熔融状态转变为固态 时,体积收缩较大,共聚 甲醛热稳定性差,物料在 成型机料筒中停留时间 不宜过长,否则会引起分 解,熔体起泡,颜色变黄, 机械强度下降。 聚酯 有较大的强韧性,薄膜 拉伸强度较大,有较宽 的温度范围内保持优 良的物理和机械性能, 摩擦系数小。 易熔于氧化性酸,尺寸稳 定性较差

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