. . Q/UTS U UT T 斯斯達達康康通通訊訊有有限限公公司司企企業業標標準準 Q_UTSB_006A0_2004Q_UTSB_006A0_2004 19標準機柜結構設計規范 The mechanical criterion of 19 inch normal cabinets designing 2005-11-15 發布 2005-11-15 實施 U UT T 斯斯達達康康通通訊訊有有限限公公司司 發布 . . Revision History Revision # AuthorReviewed ByDescription Of ChangeIssued By/Date A.0Xu jianhua New standard document UTStarcom Proprietary Not for use or disclosure outside UTStarcom, Inc. or any of its subsidiaries Except under prior written agreement. Intended Audience:H/W Group, Quality Assurance Group & Internal Auditors. This document is controlled electronically and any hard copy should be considered uncontrolled. This document is owned by HZ of Mechanical Development Process Team Chairperson. . . 前 言 本標準制訂的目的，主要是為了適應公司日益全球化發展的需要，也是為了增強公司機柜可 互換性、提高公司機柜設計效率和質量、降低公司機柜研發和生產成本的需要。 本標準主要以 IEC 標準為主，參照了 ETSI、NEBS 標準對機柜性能部分的要求及 NEBS 標準對 機柜工程安裝的要求。 標準起草：徐建華 . . 目目 次次 1范圍范圍 1 2引用標準引用標準 1 3術語定義術語定義 2 3.13.1 設備實體設備實體(equipment(equipment practice)practice)2 2 3.23.2 機柜機柜(cabinet)(cabinet) 2 2 3.33.3 機架機架(rack)(rack)2 2 3.43.4 插箱插箱(subrack)(subrack) 2 2 3.53.5 機箱機箱(chassis)(chassis) 2 2 3.63.6 插件插件(plug-in(plug-in unit/model)unit/model)2 2 3.73.7 機柜高度機柜高度 (cabinet(cabinet height)height) 2 2 3.83.8 機柜寬度機柜寬度 (cabinet(cabinet width)width)3 3 3.93.9 機柜深度機柜深度 (cabinet(cabinet depth)depth)3 3 3.103.10 協調尺寸協調尺寸 (co-ordination(co-ordination dimension)dimension) 3 3 4機柜設計的總原則機柜設計的總原則3 5機柜的分類及特點機柜的分類及特點3 5.15.1 按照使用環境分類按照使用環境分類3 3 5.25.2 按照拼裝式方式分類按照拼裝式方式分類3 3 6機柜的基本組成機柜的基本組成 4 6.16.1 頂圍框、底座、外柱的設計頂圍框、底座、外柱的設計4 4 6.26.2 前門、后門的設計前門、后門的設計4 4 6.36.3 左、右側板的設計左、右側板的設計5 5 6.46.4 安裝柱的設計安裝柱的設計5 5 6.56.5 導軌的設計導軌的設計5 5 6.66.6 擱板的設計擱板的設計5 5 6.76.7 銘牌的設計銘牌的設計5 5 6.86.8 支撐腳的設計支撐腳的設計6 6 6.96.9 腳輪的設計腳輪的設計6 6 6.106.10 吊環的設計吊環的設計 6 6 7機柜設計的基本要求機柜設計的基本要求 6 7.17.1 機柜的外形尺寸、裝配尺寸及機柜并架要求機柜的外形尺寸、裝配尺寸及機柜并架要求6 6 7.27.2 機柜的剛度、強度和重量機柜的剛度、強度和重量6 6 7.37.3 機柜的走線要求機柜的走線要求6 6 7.47.4 機柜使用的熱環境及散熱能力機柜使用的熱環境及散熱能力6 6 7.57.5 機柜的電磁兼容能力機柜的電磁兼容能力7 7 7.67.6 防雷擊性能要求防雷擊性能要求7 7 7.77.7 機柜的防振等級要求機柜的防振等級要求7 7 7.87.8 機柜穩定平衡的最大角度要求機柜穩定平衡的最大角度要求7 7 7.97.9 機柜的防塵要求機柜的防塵要求7 7 7.107.10 機柜的包裝運輸要求機柜的包裝運輸要求 7 7 7.117.11 機柜的工程安裝要求機柜的工程安裝要求 7 7 7.127.12 機柜三防設計要求機柜三防設計要求 7 7 7.137.13 機柜的工業造型設計要求機柜的工業造型設計要求 7 7 7.147.14 機柜的人機工程設計要求機柜的人機工程設計要求 7 7 7.157.15 機柜的防水等級要求機柜的防水等級要求 7 7 7.167.16 機柜的生產成本要求機柜的生產成本要求 8 8 8機柜設計的基本準則機柜設計的基本準則 8 8.18.1 熱設計準則熱設計準則8 8 . . 8.28.2 靜電防護設計準則靜電防護設計準則8 8 8.38.3 EMCEMC 設計準則設計準則 8 8 8.48.4 “三防三防”設計準則設計準則9 9 8.58.5 維修性設計準則維修性設計準則9 9 8.68.6 互換性設計準則互換性設計準則 1010 8.78.7 可達性設計準則可達性設計準則 1010 8.88.8 模塊化設計準則模塊化設計準則 1010 8.98.9 人機工程設計準則人機工程設計準則 1010 8.108.10 防錯誤設計準則防錯誤設計準則1010 8.118.11 標識設計準則標識設計準則1111 9機柜的協調尺寸及公差機柜的協調尺寸及公差11 9.19.1 外形協調尺寸及公差外形協調尺寸及公差 1111 9.29.2 內部裝配協調尺寸及公差內部裝配協調尺寸及公差 1212 9.39.3 工程安裝尺寸協調尺寸及公差工程安裝尺寸協調尺寸及公差 1414 10機柜空區擋板的設計機柜空區擋板的設計 15 10.110.1 空區擋板的基本尺寸及公差空區擋板的基本尺寸及公差1515 10.210.2 空區擋板與機柜的裝配空區擋板與機柜的裝配1717 . . 1919標準機柜結構設計規范標準機柜結構設計規范 TheThe mechanicalmechanical criterioncriterion ofof 1919 inchinch normalnormal cabinetscabinets designingdesigning 1范圍 本標準規定了公司 19標準機柜結構設計的基本尺寸、基本性能及工程安裝要求。 本標準適用于公司所有 19標準機柜的設計，并且自本標準發布日起，應當嚴格執行。在沒 有特殊情況下，公司的 19標準機柜的設計必須依此標準為依據。 2引用標準 IEC 60917-1-98 電子設備機械結構設計模型化規則 第一部分：總標準 Modular order for the development of mechanical structures for electronic equipment practices，Part 1: generic standard IEC 60297-1-86 482.6(19 in)系列機械結構尺寸 第一部分：面板和構架 Dimensions of mechanical structures of the 482.6mm (19 in) series，Part 1: Panels and racks IEC 60297-2-82 482.6(19 in)系列機械結構尺寸 第二部分：機柜和機柜的間距 Dimensions of mechanical structures of the 482.6mm (19 in) series，Part 1: Cabinets and pitches of rack structures IEC 60916-88 電子、電工設備機械結構術語 Terminology for mechanical structures of electrotechnical and electronic equipment IEC 61587-99 電子設備機械結構 IEC 60917 和 IEC 60927 的試驗 Mechanical structures for electronic equipmenttests for IEC 60917 and IEC 60297 第一部分 機柜、插箱的氣候、機械試驗和安全特性 Part 1 Climatic、mechanical tests and safety aspects for cabinets、racks、subracks and chassis 第二部分 機柜插箱的地震載荷試驗 Part 2 Seismic tests for cabinets and racks . . IEC 60950-99 信息技術設備的安全 Safety of information technical equipment ETS 300 119-1-94 設備工程；通訊機柜的歐洲標準 第一部分：概述和術語 Equipment Engineering （EE） ；Equipment telecommunications standard for equipment practice，part 1: Introduction and terminology ETS 300 119-2-94 設備工程；通訊機柜的歐洲標準 第二部分：機柜和機架的工程需求 Equipment Engineering （EE） ；Equipment telecommunications standard for equipment practice，part 2: Engineering requirements for racks and cabinets ETS 300 119-3-94 設備工程；通訊機柜的歐洲標準 第三部分：機柜和機架排列的工程需求 Equipment Engineering （EE） ；Equipment telecommunications standard for equipment practice，part 3: Engineering requirements for miscellaneous racks and cabinets GR-63-CORE-2002 網絡通訊設備的系統需求：物理保護 Network Equipment-Building System Requirements: Physical Production 3術語定義 3.10 設備實體(equipment practice) 電子及機電系統的殼體和安裝件的機械結構，它考慮了機械部件、電器連線及電子元件之間的 相互適應性。 3.20 機柜(cabinet) 機柜是一種自由站立并獨立支撐的用于電子設備的殼體，它可以獨立使用，也可與其他機柜成 組使用。機柜可在一側或多側裝有門和側板，以適應不同的用途。 3.30 機架(rack) 用于安裝電氣或電子部件，能自由站立或固定安裝的結構。 3.40 插箱(subrack) 供安裝多個插件和印制板并可裝入機柜、機架等內的一種結構箱體單元。 3.50 機箱(chassis) 專為支撐輔助電氣元件而設計的一種結構箱體單元，也可向插箱一樣插入機柜、機架等內。 3.60 插件(plug-in unit/model) 可以插入機柜、機架或插箱內部的，以導軌導向并支撐的結構單元，其包括機械支撐結構、 PCB 板、接插件、導向柱、帶有插拔器、指示燈、開關的面板等。 . . 3.70 機柜高度 (cabinet height) 機柜高度指的是機柜在正常工作狀態下的高度，它不包括支撐腳(或腳輪)、吊環的高度。 附注： 1、 IEC 60297-2-82 種規定，機柜的高度應包括機柜所附帶的任何腳輪和支撐腳； 2、 ETS 300 119-2-94 和 ETS 300 119-3-94 規定，機柜的高度應包括機柜所附帶的任何 腳輪和支撐腳。 3.80 機柜寬度 (cabinet width) 機柜的寬度包括兩種寬度，協調尺寸寬度、實際寬度。協調尺寸寬度是機柜在工程現場中所要 滿足的節距線(pitch line)的協調尺寸(co-ordination dimension)的值；實際寬度是機柜左右包括側 板及側板外表面最突出部份的實際距離。有并柜要求的機柜，其實際寬度一定要小于協調尺寸 寬度；沒有并柜要求的機柜，其實際寬度不能大于協調尺寸的寬度。 3.90 機柜深度 (cabinet depth) 機柜的深度定義為機柜的前、后門外表面之間的距離。機柜的實際深度應該小于或等于機柜的 協調尺寸深度。 3.100協調尺寸 (co-ordination dimension) 協調尺寸是一個不帶公差的參考尺寸，主要是用于協調機柜內部結構(部)件的安裝配合及機柜、 電纜安裝空間。 4機柜設計的總原則 面積和空間浪費最少的產品排列； 產品尺寸的互換性，即就是零件、部件外形尺寸和裝配尺寸的統一性、標準性； 產品尺寸的協調性及產品的互配尺寸，包括產品的組合、運輸、儲存、安裝等。 5機柜的分類及特點 5.10 按照使用環境分類 可分為中心局使用機柜及端局使用機柜 5.1.1中心局使用機柜的設計特點 設計時重點考慮的是機柜與其它機柜的配合要求，包括 EMC、噪音、電纜布線、工程安裝、 人機工程，以及盡可能小的物理空間需求。 5.1.2端局使用機柜的設計特點 設計時重點考慮的是較惡劣的使用環境。 5.20 按照拼裝式方式分類 可分為整體焊接式機柜和拼裝式機柜 . . 5.2.1整體焊接式機柜整體焊接式機柜 優點：機柜整體剛度好，電磁兼容性能好，結構簡單。 缺點：對焊接工藝技術要求較高，零、部件互換性差，包裝運輸及工程安裝不方便。 符合 GR-63-CORE-2002 規定的機柜應當是焊接式機柜。 5.2.2拼裝式機柜拼裝式機柜 優點：可加工性好，零、部件互換性好，包裝運輸及工程安裝方便； 缺點：電磁兼容性能較差，整體剛度較差，結構較復雜。 6機柜的基本組成 機柜一般包括頂圍框、底座、左側板、右側板、前門、后門、立柱、安裝柱、導軌、擱板、 腳輪、底角、標牌、銘牌、吊環、并柜機構、防塵系統、防振系統、布線系統、散熱系統、 電磁兼容系統、防雷擊系統、告警系統、照明系統等。 附注：機柜的以上基本組成部分在機柜的結構設計過程中要嚴格認真考慮，不需要的應在 機柜結構設計方案上做有關說明和解釋。 6.10 頂圍框、底座、外柱的設計 頂圍框、底座、外柱使用螺栓、焊接等工藝方法聯在一起，形成機柜的基本框架。 頂圍框、底座的設計方法很多，通常有板金沖壓折彎、鋁型材組裝、鑄造等。現在常用 的 是板金沖壓折彎和鋁型材拼裝。板金沖壓折彎一般采用 2mm 厚的冷軋鋼板，并借 用螺釘聯接和焊接等工藝手段固定拼裝而成。 立柱通常用 2mm 厚的鋼板折彎而成，或者采用鋁型材。 頂圍框、底座進風口應有一定規格的防塵網，在有 EMC 要求的情況下，防塵網的選用應 當 考慮 EMC 的問題。 頂尾框和底座上預留的出線口，在有 EMC 要求的情況下，也應當考慮 EMC 問題。 用于對機柜進行散熱的風機，有時也可以設計安裝在頂圍框和底座內。 機柜總接地的銅螺栓一般被設計在機柜的底座上，或者頂圍框上。 機柜的頂圍框上一般設計有吊環，或者安裝吊環的預留孔。 機柜的腳輪、支撐腳以及對機柜進行固定安裝穿膨脹螺栓或螺栓的預留孔一般設計在機 柜的 底座上。 頂圍框、底座前、后面如果沒有被機柜的前門、后門遮蓋，其前、后面又被稱作機柜的 上眉、下眉。根據機柜工業設計的不同要求，機柜的銘牌、告警裝置經常被設計安裝在 機柜的上眉上。為了機柜并柜時的統一美觀，機柜上、下眉的寬度應該有統一的規定。 6.20 前門、后門的設計前門、后門的設計 前門是機柜工業造型設計的重點研究對象；前門包括門體、鎖緊機構、門限位機構、鉸 鏈 機構、門禁開關等。 機柜的前、后門可以設計為雙開門、單開門。單開門設計比較簡單，雙開門有利于工程 現場空間的有效利用。 根據工業造型設計美觀的要求，機柜的標牌也可以絲印或粘貼在機柜的前門上。 . . 根據電磁兼容設計、熱設計、工業造型設計的要求，前門可以被做成多孔門、有機玻璃 透明門等。對于多孔門，要考慮防塵措施；對于有機玻璃透明門，要考慮電磁兼容性。 GR-63-CORE-2002 規定門在正常打開狀態下，其最凸處位置與機柜節距線的垂直水平距離 不能大于 150mm。 6.30 左、右側板的設計左、右側板的設計 側板設計的要求就是要安裝拆卸方便，因此在側板的設計過程中，要求側板的重量輕， 并盡可能采用帶有自動快速定位鎖緊機構。 側板經常用 11.5mm 的冷軋鋼板折彎而成，為了提高側板的剛度，側板上經常沖壓或焊 接若干根加強筋，側板也可以用鋁型材和鋁板拼裝而成。 側板上如果需要沖壓百葉窗孔，應考慮電磁兼容、散熱、防水的要求。 根據機柜使用工程環境的不同，機柜側板上也可以預留過線孔，過線孔一定要加防止電 纜磨損的塑料或橡膠過線環。在有必要的時候，過線孔還應當考慮電磁泄露、防水、防 鼠的要求。 6.40 安裝柱的設計安裝柱的設計 安裝柱是插箱和機柜的連接機構； 安裝柱經常用 1.52mm 的冷軋鋼板折彎而成，也可以用鋁型材拉出。 安裝柱上要求預留浮動螺母安裝孔，具體尺寸系列詳見本標準 9.2.1 的內容。 6.50 導軌的設計導軌的設計 導軌的作用是使插箱及其它部件按照規定的方向運動和減少插箱推入和拉出機柜時的摩 擦力，以及對設備內部元、器件和接線提供可接近性的條件。 導軌可分為滑動摩擦導軌和滾動摩擦導軌；滑動摩擦導軌一般用于重量重、不經常拉出 推入的插箱，滾動摩擦導軌一般用于重量輕、經常拉出推入的插箱；滑動摩擦導軌一般 用 2mm 的冷軋鋼板折彎而成，滾動導軌為行業標準件，可以根據需要選購。 為了提高插箱的抗振性，從理論上講，一般情況下導軌是不可以和機柜的外柱直接連在 一起，所以應在機柜結構設計過程中靈活考慮。 為了減少插箱插入機柜時對機柜沖擊的影響，導軌或插箱的后端，都應設計抗沖擊裝置 (例如使用海綿橡膠等)。 6.60 擱板的設計擱板的設計 擱板的設計一般用于在機柜里放置非標準設備。 擱板的設計一般采用 12mm 的冷軋鋼板，或用鋁型板材和 1mm 冷軋鋼板拼裝，為了提高 擱板的強度，冷軋鋼板上經常沖壓或焊接若干個加強筋。 6.70 銘牌的設計銘牌的設計 銘牌是置于設備、產品表面，標有產品型號、名稱、商標、機號、性能、規格、出廠日 期，以及以供使用者正確操作、應用諸方面資料，內容之類的面牌。 按銘牌的內容分，可分為如下三種：a) 標有產品型號、名稱、生產單位、商標、機號、 廠標、性能、規格、出廠日期等內容的面牌，在本標準中定義為第一類銘牌；b）供使用 者正確操作、應用的資料，有必要單獨做成面牌時，這種面牌在本標準中定義為第二類 銘牌； c）只包括產品名稱和型號或商標的牌，一般位于機器的正面，這種面牌在本標 準中定義為第三類銘牌，又稱為標牌。 所有用于銷售的產品都應有第一類銘牌和標牌；當一套設備由幾個分立的機柜組成時， 每個機柜上都應有第一類銘牌和標牌。 第二類銘牌不是必須有的，可在必要時采用。 . . 銘牌的材料可選用：工業純鋁 L1、L2、L3、L4；不干膠類(附注：選用不干膠類材料做為 銘牌時，要考慮與機器的工作環境條件和預計的產品使用年限相配合，防止不干膠類材 料在過熱、過冷、潮濕的環境中脫落、發霉等)；特殊需要也可選用黃銅板 H62、H68 及 其他材料。金屬材料銘牌的厚度尺寸在 0.5mm1.0mm 之間選取，不干膠類銘牌的厚度尺 寸按實際需要選用。 各種銘牌的設計要根據公司的有關規定及工業設計要求設計。 6.80 支撐腳的設計 機柜的支撐腳主要用于惡略環境下地面不平時，機柜的工程安裝。 機柜的支撐腳應該具有減振功能和絕緣功能。 機柜的支撐腳在機柜底座上的位置要考慮到機柜全配制時重心的位置。 機柜的支撐腳應當具有高度可以靈活調節的功能；按照 ETS 300 119-2-94、ETS 300 119-2-94 的規定，支撐腳可調節的高度不能小于 25mm。 支撐腳與機柜連接的螺紋，在沒有特殊要求的情況下，應統一使用 M16 的螺紋。 6.90 腳輪的設計腳輪的設計 腳輪為行業的標準件，可在設計時根據不同的需要進行選用。 腳輪有萬向和單向之分，也有帶自鎖和不帶自鎖之分；在使用時腳輪有可拆卸和不可拆 卸之分。 腳輪的選用要考慮到機柜全配制時的重量。 腳輪在機柜底座上的位置要考慮到機柜全配制時重心的位置。 腳輪在沒有其它特殊要求的情況下，其與機柜相連的螺紋應當使用 M16 的螺紋。 6.100 吊環的設計吊環的設計 吊環為行業的標準件，可在設計時根據不同的需要進行選用。 吊環和機柜的連接的螺紋，在沒有特殊要求的情況下，應當統一使用 M12 的螺紋。 吊環在機柜頂圍框上的位置要考慮到機柜全配制時重心的位置。 吊環的選用要考慮機柜全配制時的重量。 7機柜設計的基本要求 7.10 機柜的外形尺寸、裝配尺寸及機柜并架要求機柜的外形尺寸、裝配尺寸及機柜并架要求 機柜的外形尺寸、裝配尺寸在沒有特殊要求的情況下一定要符合本標準 9、10 中相關的 內容。 按照 ETS 300 119-2-94、ETS 300 119-2-94 的規定, 機柜并架時，機柜兩側面可以無限 靠近，但是不能接近。 按照 GR-63-CORE-2002 的規定，機柜并軌時，機柜兩側面的間隙不少于 2mm；機柜并軌時， 7.20 機柜的剛度、強度和重量機柜的剛度、強度和重量 機柜的剛度是指機柜不能因為外力而變形，機柜的剛度指的是指機柜不能因為外力而破壞； 機柜的重量從理論上講是越輕越好，同時注意機柜滿配制時的重心位置，要求在前、后、左、 右方向盡量居中，在上、下方向盡量偏下。 7.30 機柜的走線要求機柜的走線要求 為了用戶的使用方便及其它原因，機柜的走線方式一般分為上走線和下走線；機柜的兩種走 . . 線方式在滿足電磁兼容性能的要求下，都要求排列整齊、幫扎牢靠、維修方便，并且盡量使 所有電纜不能外露。 7.40 機柜使用的熱環境及散熱能力機柜使用的熱環境及散熱能力 機柜都有一定的使用環境溫度的要求，同時機柜本身也應當具有一定的散熱能力，比如 使用風機、空調等各種熱交換設備。 按照 ETS 300 119-2-94、ETS 300 119-2-94 的規定，機柜內大于 75的熱空氣不能直接 對著電纜吹。 7.50 機柜的電磁兼容能力機柜的電磁兼容能力 從理論上講電磁波是不能被完全屏蔽的，但如果能屏蔽到不同的等級，對不同電子設備正常 工作的影響就會減小到零；因此通訊行業不同領域對不同的電子設備，就有不同屏蔽等級的 要求。 7.60 防雷擊性能要求防雷擊性能要求 防雷擊性能主要是指機柜不能因為自然雷電通過機柜的各種外部電纜對機柜及機柜內部的器 件造成不同程度的損壞。 7.70 機柜的防振等級要求機柜的防振等級要求 機柜的防振等級有兩方面的要求，其一是在運輸過程中的顛簸，不能對機柜及機柜內部的器 件造成損壞；其二是在工程安裝好后，不能因為大地的異常振動，而對機柜及機柜的內部器 件造成損壞。 7.80 機柜穩定平衡的最大角度要求機柜穩定平衡的最大角度要求 是指機柜傾斜而不受重力影響繼續傾斜的最大角度。 7.90 機柜的防塵要求機柜的防塵要求 空氣中漂浮有很多帶電的顆粒，如果對機柜不采取防塵措施，這些帶電的顆粒會越聚越多， 直到最后直接影響到機柜內設備的正常工作。 7.100 機柜的包裝運輸要求機柜的包裝運輸要求 機柜的包裝一般分為三層，包裝箱、減振泡沫、塑料袋；機柜的包裝設計要求美觀、防 潮(雨)、防顛簸；包裝材料要求環保、可回收，機柜的運輸方法要求安全可靠。 按照 ETS 300 119-2-94、ETS 300 119-2-94 的規定，機柜包裝后的最大外形尺寸不能大 于 2500mm*1200mm*900mm。 7.110 機柜的工程安裝要求機柜的工程安裝要求 在機柜的總體方案設計中，要考慮到機柜在工程安裝過程中的方便和安全。 7.120 機柜三防設計要求機柜三防設計要求 在嚴酷的氣候環境(高溫、高濕、和有大量工業氣體污染和鹽霧)的環境下，組成機柜的金 屬材料容易遭受腐蝕，非金屬材料容易老化和霉爛，從而嚴重影響到電子設備的可靠性和 壽命，因此在機柜的結構設計中，三防要求也是一個很重要的環節。 7.130 機柜的工業造型設計要求機柜的工業造型設計要求 工業造型設計主要解決的是電子設備和用戶之間的親和力，及感覺、視覺官上的舒適感， 使用戶在工作中達到心情愉快，從而盡最大肯可能地發揮出使用者的工作能力。機柜工業 造型的本身，一般包括六個要素，既組合、線條、立體感、質感、布置協調、明暗與色彩， 恰當地處理好這六個要素的相互關系，構成悅目宜人的外形和色彩，是工業造型設計中要 解決的基本問題。 7.140 機柜的人機工程設計要求機柜的人機工程設計要求 人機工程設計的基本要求是：根據人體特性和人機系統的關系，確定需要完成那些操作， . . 然后恰當地分配給人和設備，使兩者協調地工作，達到高效、經濟、安全、省力和操作方 便的目的。 7.150 機柜的防水等級要求機柜的防水等級要求 機柜的防水要求一般是針對戶外型機柜而言，主要是要求戶外型機柜具有一定防雨的能力。 7.160 機柜的生產成本要求機柜的生產成本要求 在追求機柜具有各種更高的性能指標外，還要注意機柜本身的生產成本，這兩個方面是一 對矛盾，因此找到解決這一對矛盾的最佳平衡點，也就是結構設計人員所必須要考慮的問 題。 8機柜設計的基本準則 8.10 熱設計準則熱設計準則 對產品進行熱分析和預計，對產品內部最高溫升進行設計控制； 使傳熱通路盡可能的短，橫截面盡可能的大； 盡可能利用自然通風或加風機散熱，通風孔的設計應考慮到防塵和 EMC； 對熱敏感的部件、元器件應遠離熱源或將其隔離，對發熱量較大的插箱或零部件應盡量 布局于機柜較上部位； 元器件布局應考慮到周圍零件輻射的影響，應將發熱量較大的零部件盡可能分散布局； 應選擇導熱系數較大傳導零件； 注意使強迫通風與自然通風方向一致，發熱部件應處于氣流通道上； 盡可能地使進氣與排氣之間有足夠的距離；。 8.20 靜電防護設計準則靜電防護設計準則 人員接觸的鍵盤、控制面板、手動控制器或鑰匙鎖的部件應能直接通過機架接地，用以耗散 人體的靜電荷，同時使靜電放電敏感元器件旁路；如果不能接地，則應與電路走線的絕緣距 離在 5mm 以上。 8.30 EMCEMC 設計準則設計準則 應采用金屬外殼屏蔽，以防產品內部的輻射耦合；屏蔽板（殼）必須接地；有導電防護 外殼的接插件，外殼應作接地處理； 機柜上的所有散熱孔應是圓孔，直徑不超過干擾波長的 1/20； 音頻信號的傳輸線的屏蔽層只允許在信號源端接地，不能把屏蔽線作為信號回線用； 盡可能不用長導線； 電纜導線不要跨越器件； 導線束內電纜屏蔽層之間應保持必要的電隔離； 機柜內各結構件之間應有良好的電氣連接，必要時增加導電簧片、導電襯墊等，加強機 柜的導電搭接性能； 多層插箱構成的機柜要設置匯流條，以保證各層的地等電位； 將主要的接地平面（單板接地平面，后背板接地平面等）用作工作地，確有干擾時可另 行設置模擬地，交流地，保護地，屏蔽地等（無干擾時則不必設置） ，并在適當的地方與 工作地匯接（干擾較大，應在較遠處匯接，反之，應在較近處匯接） ； 電纜及 PCB 布線注意強弱信號隔離、輸入線與輸出線的隔離、信號與干擾源的隔離， 電 . . 纜和連接器必須保證阻抗匹配； 產品應有明確的雷擊防護等級要求。 振動沖擊防護設計準則 對產品的結構設計進行振動、沖擊分析，測出其固有頻率，與產品內、外振動源的激勵 頻率比較，使產品的固有頻率與之有一定距離，防止共振； 陸地汽車運輸的振蕩頻率為 4 Hz 80Hz，根據 2 倍頻要求，機架去諧頻率為 160Hz，單 板去諧頻率為 320Hz； 抗振動、沖擊能力差的元器件與零部件可單獨采取被動隔振設計，例如在安裝座上增加 阻尼； 選用的元器件、零部件應對設計的振動、沖擊環境有一定余度的承受能力； 單板上的散熱器需用螺釘與印制板固定，不能靠器件管腳固定； 為防止電路導線出現高應力或疲勞失效，對質量超過 14g 的元器件，除用引線固定外， 還需用機械固定裝置（例如固定條）或膠固定，不允許懸空安裝； 較重的元器件盡可能安裝在接近安裝點的底板角附近，以便直接由結構支撐，而不要裝 在支撐點之間，重的元器件的重心應保持較低并靠近安裝座的底板，安裝高度過高的元 器件應采取局部加固； 對外連線（包括對板外和機外）盡量選用有鎖緊裝置的插頭和插座，少用螺旋式的插頭 插座，多芯插座應裝護套； 連接器應有鎖緊裝置和合適的插拔力，一般使用導軌和壓緊裝置以防止產生相對位移， 與半剛性同軸電纜連接的連接器，應按定量的力矩要求，用力矩扳手擰緊加固； 電纜與導線長度要適當，以免在溫度變化或振動、沖擊下產生引起失效的應力，電纜與 導線的走線應有固定裝置（例如卡環）定位，以防在振動、沖擊下產生位移，電纜與線 束應在連接端附近夾緊，以避免諧振及在連接點出現引起失效的應力，對疲勞失效敏感 的電纜采用絞合線； 繼電器的安裝應使其觸點動作方向，銜鐵吸合方向盡量避開主振動和沖擊響應的最大的 方向； 采用適當的防振動、防沖擊的產品安裝、包裝和結構設計，必要時采用緩沖器、減振器 及吸振材料。 8.40 “三防三防”設計準則設計準則 合理選用金屬材料，選用在大氣條件下化學性能十分穩定的金屬材料，如不銹鋼等，或 以塑料代替金屬； 注意不同金屬間的接觸腐蝕，電化學電位差大的會產生接觸腐蝕，控制電位差不大于 0.6V，超過時可選擇一種過渡金屬（或鍍層） 。 采用耐腐蝕覆蓋層，包括金屬覆蓋層（電鍍） ，非金屬覆蓋層（涂覆） ，化學處理層（氧 化，磷化，鈍化）等，印制板電路應根據情況（高壓，大電流或惡劣環境等）選擇噴涂 三防漆； 對節點應根據接觸要求選擇采用鍍銀或鍍金措施； 避免不合理的結構設計，避免積水結構，消除點焊，鉚接，螺紋緊固處的縫隙腐蝕。 8.50 維修性設計準則維修性設計準則 降低維修頻率及維修的復雜性； 降低對維修人員的技術水平、熟練程度及人員數量的要求； 在產品設計及維修保障設計中，盡可能減少因產品出故障導致的產品不可工作時間，減 . . 少為維修需要提供的測試儀器、設備、工具的品種、規格及數量； 最大可能地采用標準元器件、零部件、工具、設備、儀器，提高標準化系數； 電路的調試及機械調整盡可能簡便； 減小故障對系統的影響程度； 盡可能采用“單元化設計” （unitization） ，即將若干零、部件或功能件組合成一個可拆 裝的單元； 在設計定型前應進行維修試驗以評估維修性指標是否達到設計要求。 8.60 互換性設計準則互換性設計準則 各插箱、單板主處理器等常用電子部件在結構上應標準、通用； 盡量沿用成熟產品所用的半成品部件； 在標識和有關使用說明書中，應使用戶能夠正確地判斷兩個相似零、組、部件之間能否 互換。 多使用標準件、通用件，提高結構件的互換性，在產品中完成相同功能的元器件、零、 組、部件應有互換性。 8.70 可達性設計準則可達性設計準則 總原則是“看得見、夠得著、操作空間足夠” ； 如果必須用目視進行檢查維修，則維修通道必須有供目視用的空隙，并設有透明窗口或 可快速啟閉的口蓋； 結構設計及零、組、部件的安排應為測試與維修留有必要的檢測空間及維修空間，如螺 釘上方應留出起子的空間，螺母周圍應留扳手余隙； 設計時，爭取不拆下設備的構件就能進行故障檢測及故障定位； 結構設計應使需要更換的零、組、部件及維修部分盡量都是可獨立裝卸，不需要拆裝其 他零、組、部件，如拆卸一個單板無須拆卸其它單板； 緊固件數量盡可能少，拆卸盡可能方便，推薦用快速緊固件，如帶彈墊的螺釘。 8.80 模塊化設計準則模塊化設計準則 將產品分為若干獨立功能模塊，便于測試、調試和維修； 模塊能從產品上卸下后做工作正常性的檢測、調試、維修。更新到產品上的合格模塊應 幾乎不需要多少調試就能工作； 產品上的模塊應能單獨進行檢測。模塊的調整也應能單獨進行，與產品其他部分無關； 從產品上卸下模塊盡可能不動其他模塊； 模塊應設計得小而輕，一個人能攜帶； 可用簡單工具快速拆卸與固定模塊。 8.90 人機工程設計準則人機工程設計準則 經常操作的開關、按