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加固机箱的布局打算

  加固机箱的结构设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。第 卷 增刊 , 红 外与激 光 工 程 年 月 加 固机箱 的结构设计 董志立 , 张 大勇 林 , 军 东北 电 子技 术研 究所 , 辽 宁 锦州 摘要 首先 介绍 了

  第 卷 增刊 , 红 外与激 光 工 程 年 月 加 固机箱 的结构设计 董志立 , 张 大勇 林 , 军 东北 电 子技 术研 究所 , 辽 宁 锦州 摘要 首先 介绍 了加 固机 箱采用 的 系列标 准外形尺 寸 然 后 分 别 从 热 设 计 杭 振 动 与杭 冲击设 计 设 计及 电磁 兼容设 计 四 个 方 面 阐述 了加 固机 箱 的设 计新技术及 实际 应 用 综 合运 用 的 重要 性 。 , 、 、 三防 , 最后 强 调 了加 固机 箱的设 计新技 术 关键词 热 设 计 中图分类号 抗 振 动 与 杭 冲击设 计 三 防设 计 电磁 兼容设 计 一 文献标识码 文章编号 增 一 一 一 , 一 , , , , , 一 一 , 一 , 甩 一 一 一 引 言 , 加 固机箱采用 系列标准外 形尺 寸 、 经 常用 到的 , 机箱是 与机柜配 套的内插式机箱 , ‘ , 依据 一 机载 电子设 备机箱 安装架 的 安装 形 式和 基 本尺 寸 加 固机箱为长 方体 机箱高度完全相 同 尺 寸 为 不 同机 箱 的 宽度代 号 为 、 、 、 , , 和 、 等 , 其中 、 机箱宽度 为 、 。 加 固机箱结构 设计 的关键技 术 主 要 包 括热 设计 技 术 抗振动 冲击设 计 技 术 三 防技 术 电磁 兼容技术 等 。 热设计 热设计 的 目的是 通 过对热 量 传播 方 式 的分析 靠性 。 , 研 究控制热 量 的 有 效 措 施 , , 达 到降低 温 升 。 , 确保机 器 的可 加 固机箱 的热结构设 计 就 是尽 可 能减 少 热 阻 加快散 热速 度 , 降低 温 升速 度 加 固机箱 的散热通 路 主 收稿 日期 一 一 作者简介 董志 立 〔 一 , 男 , 辽 宁锦州人 , 工 程师 , 主要 从 事 机 电设 计及 生 产管 理 工 作 。 红 外与激光工 程 光 电子器件技 术 。 第 卷 要是元器件分 印制 电路冷板叶 楔形 锁紧块分 机箱 导轨分 散热翅片 首先要根据发热元 器 件 的热密度和 要 求 的 。 热阻 选择冷却方 式 , 主 要方法包 括 二 自然对流 强迫风 冷 液冷 热管技术等 为长度 为导热 、 、 、 热阻可 以定义为 系数 为横截面积 。 优风 。 其中 利用 热 阻概念 式中 阻的要求为 一 , 代入 热传导基本方程 △ 二 。 △ , 为耗散功率 为温 升 , , △ 在常温 下 对热 对热阻 的要求 ℃ 阿时 , 可 用强迫风 冷 。 低于 ℃ 柳 , 时 可 考虑用热管散热 热管是一 种密封结 。 构 的空心 管 管内含有 蒸发时传递 大量 热量的液体 以及 冷凝 时将液体带回起始 点的吸 液芯 的部分 。 吸 液芯 是热管设计 中最关键 , , 它 决定 毛细 管 的吸液作用 用于把 冷凝液抽回蒸发 。 端 内部通 道的多孔性和连续性决定 了沿 吸 液芯 的流体阻 力 热管中吸 液芯 的毛 细 作用 使它能在 重 力场或加速 度场 中的任 何方 向工 作 热管一 般 是用来把热源 的热量直接传到散热器 而不 需要外 部动 力 而 在一 些 新用途 中 。 。 , 大多数热管是 附加于待冷却装置上 的 热 管属 于 电子元件整个壳体的一 部分 , , , 。 设计 了一 种强迫 风 冷 的加 固机箱 机箱 的框架 由上 下座 板 前后 支撑架 散热 翅 片和盖板组 成 框架组 装采用铝合 金真 空钎焊 工 艺 , 、 、 , 材料选用焊接性能 良好的防锈铝 , 。 框架真 空钎 焊 后 一 按 , 预 攻安 装 丝 套 用 内螺纹 。 深 然 后采用导 电氧化进 行表面处 理 , 一 通风 图 道设 置 在机箱上 下两面 其 中前支撑架 的螺纹孔 , 印制电路板导轨图 一 作 为风 道 的前端 大大方便 了与环 控通 风 系统 的连 接 框架 中上 下座 板的风 道 见 图 真空钎焊形 成 。 。 , 风 道 中的翅片与座板 、 盖 板 同炉 , 框架上 下 座板 内侧直接加 工 出导轨槽 , 如图 所示 , 引导 印制 电路 板 的滑 动 , 而 且 可 与印制 。 电路板上 的楔形 锁紧块 形成 高强度 的连接 降低热阻 , 有利于传递 印制 电路板上 元器 件产 生 的热 量 抗振动 与抗冲击设计 抗 振动与抗冲击设计主 要采用 技术有隔离技术 、 去祸 技 术 、 阻尼 技术和 刚性化 技术 。 加固机箱 的常见抗振动与抗 冲 。 击结构是把整个机箱装在 一 个安装架 上 , , 这 种安装架后 面 有 。 两 只 定位销 保证 机箱定位 前 面 有紧定装 置 根据 一 机载 电子 设 备 的安装架及 其 附件 的基 本尺 寸要 求 防松功能 , , 并且 增加 , 设计 了 , 类前紧定装置 螺杆 设计 成 图 , , , 如 图 所示 。 在 实际 应 用 中 上 , 中 的形 式 虽然 图 由 类前紧 定 装 置 增加 了 防 止 环 扣 脱 落 的 功 能 但 是 由于 把 销 孔 开 在 螺纹杆 。 削弱 了螺杆 的 强度 , 造成 了在 试 验 过程 中螺杆的断裂 经 改进后 螺杆 设计成 图 中 的形 式 , 既 增 强 了螺杆 的强度 , 又 通 过翻 铆 实现 了防止 环 扣脱 落 的功 能 。 增刊 董志立 等 加 固机 箱的结 构设 计 图 改进前后的螺杆 利用刚性化技术把所有装 配 件有机地组 成一 个完整 的受力整 体 的锁 紧 , , 如机箱框架整 体钎 焊和 印制板在导轨 中 , 也是一 项抗振动 与抗冲击 的措施 , , 但 焊接 的机 箱受到金 属材料局 限 。 而 且 焊接后 的机箱需要校形 , , 不适宜批量生 产 。 也可 采用搭接定位 的螺接形 式 , 机箱结构加 固意味着 降低 了结构 的振动 频率 并使谐振频 。 率 向高频移动 如果印制板 的振动频率较低 那 么 机箱结构所产生 的高频 响应就不会影响到印制板上 的元 件 三 防技术 由于 潮热 四种三 防措施 、 盐雾 、 霉菌三 种环 境因素对 电子 产 品有较大影响 , , 因而 把 它们 称 为三 防技术 。 目前主 要 采取 材料防护 。 工 艺防护 , 结构防护 , , 隔离防护 。 加固机箱采用整体密 闭式金属机箱 机箱接缝处 采用 导 电密封胶条 , 是三 防 的有效措施 , 也 满足 了加 固 机箱 电磁屏蔽的要 求 采用 风 道 冷却 小 , , 冷却气流不 与加固机箱 内部任何元 器 件接触 ” , 冷却 气流 中杂质灰尘和 水汽 的腐蚀 性危害 容易达 到 三 防 “ 要求 。 加 固机箱外壳进 行 所 有受力件如 紧定钩 、 处理 , 然后涂氨基 烘漆 一 , 进 一 步提高 了三 防能力 。 把手 和 不 脱 出螺钉 均采用 不锈钢 材料 。 电磁 兼容设计 电磁 兼 容设计也 是加固机箱设计 的重 要 组 成 部分 , 在设计 初期应考虑到 电磁 兼 容设计 , , 以避 免在随后的 设计 屏蔽 、 制造 、 使用过程 中走弯路 、 。 在 电磁能量 发射 器 和 接受 器 之 间 。 加 固机箱通 过 反射和 吸 收 电磁 辐射 达到 林 。 。 屏 蔽效 能是反射 吸 收和 多次 反射损耗 的总和 吸 收损耗 由 林 材 料 的相对导磁 率 为 给 出 这里 。 , 为 吸 收损耗 为厚度 为频率 为材料 的相对导 电率 , 由钢 或铝 制 成 的机 壳 能达 到 屏 蔽 因 为它们都 具 有 较 高 的 导电率 。 钢为 , 铝为 铝 的相 对导磁 , 率为 , 钢 的相 对 导磁 率 为 , 这 使得钢 适 宜 作 为磁 场 屏 蔽 材 料 , 增加 屏 蔽材料 的厚 度 也 将 改善 屏 蔽效 能 。 但 较大 的厚度将 受到制造 工 艺 的 限制 而 重 量 的增加 将使设 备 变 得 无 法 使用 几 为屏 障 固有 阻 抗 。 反射损 耗 由 , 乙 给出 , 这里 为 反射 损 耗 瓜 为 电磁 波阻 抗 代入 乙 和 几 值后 可 以导 出三 种基 本场 的一 组 表 达 式 凡 恤 一 一 ’ 用 于 电场 用 于磁场 用 于平面 波 凡 尹 。厅 凡 红 外与激 光工 程 光 电子 器件技 术 第 卷 式中 、 和 是以 , 为 单位 的电场 、 磁场和平面波场 的反射项 为频率 林 相对 导磁 率 为 为 由源 至 屏 蔽的距 离 由以上 关系式 可 以得 出 以下 结论 以上 。 按照 一 般规律 , , 在 , 随着导 电率 的增加和 导磁率的减小 反射损耗将增加 随着频率降低和源 至 屏 蔽 的距 离的减小 电场 反射损耗将增加 。 , 随着频 率增高和源 至 屏 蔽的距 离的增加 磁场 反射损耗将增加 。 。 , 随着频 率 降低 平 面 波 反射损耗将 增加 厚金 属屏 障的多次反射损耗非 常小而 通 常被忽 略 在加 固机箱 的结构设计 中 采用 隔舱板 的形 式 将保密信号区和 非保 密信号区 分开 在隔舱 板上 安装馈通 滤波器 和 穿心 电容等 滤波组件 用来连 接密 信号 区和 非保密信 号区 的信号 如 图 , 。 。 , , , , 图 加固机箱 中的隔 舱板 所示 。 耐 结 论 以上 , 分 别从热设计 , 、 抗振动 与抗冲击 设计 , 、 三 防设 计 及 电磁 兼容设 计四个方面 讲述 了加固机箱 的结构 , 设 计 技术及 实际应用 但 在 实 际设计 中 应 当综合应用 各种设计 技术 , 比如楔形 锁紧块 的应 用 既 降低 热 阻 又 , 可 以提高 印制板 的抗振动与抗冲击 性能 又 比如 导 电密封胶条也是三 防设计和 电磁 兼容设计 的综合 应用 。 只 有这样才能保证 设 备在 恶 劣 的环 境条件下 正 常工 作 参考文献 任苏中 航 空 电子设 备结构设计 阿 朱世雄 抗恶 劣环 境计算机 〔 北京 航 空工 业 出版社 国防工 业 出版社 北京 , , 北京 斯坦 伯格 电子 设备冷却 技术四 航空工 业 出版社 ,