19英寸常用機柜導軌選擇方法

經(jīng)驗人：劉有超

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19英寸常用機柜導軌選擇方法

經(jīng)驗人：劉有超

在系統(tǒng)級的地面、車載、船載產(chǎn)品中，由于集成系統(tǒng)涉及的產(chǎn)品品種多、設備量大，常用標準19英寸機柜完成對系統(tǒng)設備的集成。安裝在機柜上的插箱在使用及維護過程中需要經(jīng)常拉出和推回，這個時候就需要選擇合適的導軌來滿足插箱相應的使用需求。本文主要介紹了應該從哪些方面去考慮導軌的選擇，以此選出合適的導軌滿足安裝在機柜上的插箱的良好的使用和維護的需要。

概述

在系統(tǒng)級的車載、船載、地面等裝載平臺的產(chǎn)品中，由于涉及的設備品種多、套量大，所以通常用到19英寸機柜進行系統(tǒng)設備的集成。機柜上安裝的眾多插箱，有部分需要在使用及維護過程中經(jīng)常拉出和推回，這個時候就需要使用導軌來滿足相應的使用需求。導軌應能滿足在機柜和插箱上的安裝，并且能夠保證插箱在機柜中推拉靈活、可靠。導軌也有很多不同的廠家，各廠家也有很多不同的型號，在選擇時難免會有些讓人不知所措。本文通過闡述常用導軌選擇過程中的一些要點和使用過程中的注意事項，以便能夠為設備選擇合適的導軌，并正確、合理地使用導軌。

導軌的定義

什么叫導軌呢？導軌是指金屬或其他材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導移動裝置或設備并減少其摩擦的一種裝置。導軌表面上的縱向槽或脊，用于引導、固定機器部件、專用設備、儀器等。導軌又稱滑軌、線性導軌、線性滑軌，用于直線往復運動場合，擁有比直線軸承更高的額定負載，同時可以承擔一定的扭矩，可在高負載的情況下實現(xiàn)高精度的直線運動。導軌在日常生活中的應用也是很普遍的，抽屜是大家再熟悉不過的了，很多家居用品、辦公用品的抽屜使用的導軌就是導軌的具體應用之一。導軌可以用于任何需要滑動的機器或設備上。19英寸標準機柜用直線導軌主要是滾動導軌。滾動導軌的特點是摩擦阻力小，運動輕便靈活，磨損小，能長期保持精度。

導軌選擇方法

怎樣才能選到合適的導軌呢？導軌選擇時應從以下兩個方面進行選擇。

1 ）載重量

選擇的導軌首先必須滿足承重的要求，即能夠承受插箱的重量。地面產(chǎn)品導軌承受的重量為靜載荷，即插箱的實際重量。車載、船載產(chǎn)品導軌需要承受的重量為動載荷，即插箱在相應的環(huán)境條件下可能遇到的振動、沖擊情況下的動載荷。

2） 導軌尺寸

在選擇滑動導軌時，需要關注導軌的拉出長度和導軌自身的結(jié)構(gòu)尺寸。

導軌的拉出長度

安裝在機柜上的插箱，在使用及維護過程中需要拉出的最大距離必須在導軌的拉出長度范圍內(nèi)，若需要拉出的最大距離已經(jīng)超過了導軌的拉出長度，就只能把插箱從機柜上取下來進行維護了。軍用電子設備常用的19英寸標準機柜的深度主要分布在650～800mm的范圍內(nèi)，根據(jù)19英寸標準機柜上通常使用的導軌來看，需要選用三節(jié)滑動導軌才能滿足插箱拉出距離的需要，適合機柜深度在650～800mm范圍內(nèi)的可選用導軌的拉出距離主要分布在200～700mm的范圍內(nèi)。

導軌的結(jié)構(gòu)尺寸

導軌的長度尺寸應和插箱的深度尺寸相當，導軌的長度尺寸若超過插箱的深度尺寸，那么安裝到插箱上的內(nèi)導軌就會超出插箱后端，伸出插箱后端的距離越長，越會導致內(nèi)導軌產(chǎn)生變形的情況。一旦內(nèi)導軌產(chǎn)生變形，就會影響內(nèi)導軌和中導軌不能準確對位。在一些三節(jié)導軌上，中導軌和外導軌之間有鎖定開關，若內(nèi)導軌變形比較嚴重，在內(nèi)導軌推進到中導軌后端時，可能會導致內(nèi)導軌無法撞開鎖定開關，導致插箱推入時產(chǎn)生卡死的情況。

導軌的高度尺寸主要是受限于插箱的高度。插箱高度一般采用高度進制為44.45mm的尺寸系列。設計一個插箱在機柜上的安裝時，其安裝附件也應該在機柜上對應該插箱高度尺寸之內(nèi)解決，盡量不占用其它插箱的空間。即使該插箱下面和另外一個插箱之間是留有一定空間的，但是考慮到以后如果在擴展功能這些時可能會用到這些空間，因此也盡可能不要占用。特別是插箱高度是1U（1U=44.45mm）的時候，能夠使用的導軌的高度尺寸不能超過該尺寸，這個時候選擇導軌就比較受限制。2U插箱能夠選擇的導軌高度尺寸相對比較容易一些，但如果需要在插箱左右兩側(cè)進行跟線設計時，能夠選擇的導軌的高度尺寸也很受限制，所以2U插箱不建議從兩側(cè)進行跟線設計。3U及以上插箱由于插箱高度較大，可以選擇的導軌的高度尺寸也基本上不受限制了。

導軌的厚度尺寸也是制約導軌選擇的一大因素。機柜截面的安裝尺寸（t）、導軌安裝到機柜上的過渡結(jié)構(gòu)件尺寸（t1）、導軌厚度尺寸（t2）、插箱寬度尺寸（t3）這4個尺寸是息息相關的。為了保證插箱通過導軌能夠準確地裝入機柜，設計時應使4個尺寸的關系為：t=2×t1+2×t2+t3。同時在設計時應進行合理的公差設計。

導軌的環(huán)境適應性

不管是民品還是軍用產(chǎn)品，都得關注產(chǎn)品的環(huán)境適應性。只是軍用產(chǎn)品的要求會更嚴格一些。導軌本身使用了什么材料，做了什么樣的表面處理，能夠耐受什么樣的環(huán)境條件，這些都是選擇導軌時應該考慮的一系列因素。特別是設備若處于海洋環(huán)境的條件時，由于鹽霧、霉菌的影響，對導軌的三防性能有更加嚴格的要求，這種情況下建議都用不銹鋼材料的導軌。

導軌使用注意事項

知道了怎樣選擇導軌，那應該在設計的哪個階段選擇導軌呢？在項目初期規(guī)劃時，應先選擇好要使用的機柜，再規(guī)劃好插箱的深度和寬度，然后就可以開始選擇需要使用的導軌了，即先選擇好導軌，再開始插箱的詳細設計。這樣的順序有一個好處就是可以根據(jù)內(nèi)導軌上已有的安裝孔設計插箱左右兩側(cè)的安裝孔。當然，有時候可能也會遇到插箱已經(jīng)確定好了再選擇導軌的情況，這種情況時基本上都需要對內(nèi)導軌進行二次加工，以便能和插箱兩側(cè)面的安裝孔進行緊固。內(nèi)導軌在拉出時都有限位的撥片，以防止插箱在拉出的時候造成意外跌落。導軌的資料上面或許沒有準確地標出撥片的位置尺寸，需要在內(nèi)導軌上新增安裝孔的情況時，需要特別注意撥片的位置，不要把安裝孔設計在撥片的位置。

即使機柜都是19英寸標準的機柜，但是不同廠家的機柜各有各的結(jié)構(gòu)形式，內(nèi)部尺寸也都有區(qū)別，所以一般導軌不能直接和機柜進行安裝。導軌和機柜連接的一端通常需要通過過渡結(jié)構(gòu)件與機柜進行螺裝。過渡件應具有足夠的剛度，導軌和過渡結(jié)構(gòu)件之間可視情況采用螺裝或者鉚裝。內(nèi)導軌與插箱之間的連接多采用螺裝或掛裝。設計時可視插箱的情況選擇相應類型的導軌。

在進行插箱的結(jié)構(gòu)設計時，若是采用插箱側(cè)面直接和內(nèi)導軌進行螺裝固定的方式時，設計時應將插箱兩側(cè)面的安裝孔設計為螺紋孔，以避免安裝內(nèi)導軌時還需要打開插箱蓋板在插箱內(nèi)部裝入螺母。同時，需要注意的是絕大部分19英寸機柜插箱采用的導軌上面預留的安裝孔均為M4螺釘?shù)倪^孔，插箱設計時側(cè)面的安裝孔推薦設計成M4的螺紋孔，因為導軌內(nèi)部容納螺釘頭的間隙很小，若使用更大直徑的螺釘則螺釘頭高度超過了導軌中間預留間隙的尺寸，會造成螺釘頭和導軌干涉。若個別插箱側(cè)面預留了較大直徑的螺紋孔時，一般需要自制特殊緊固件，把螺釘頭高度做矮，安裝完成后螺釘頭與導軌不干涉，保證導軌能夠順暢地滑動。

結(jié)束語

導軌選用時應從載重量、導軌尺寸、環(huán)境適應性三個主要方面去進行選擇。在設計使用導軌時也有很多小的細節(jié)需要進行注意。通過以上方法就可以選擇好合適的導軌，并且能夠使用好導軌。

劉有超

西南電子技術研究所

劉有超（1982-）男，四川瀘縣人，工程師，主要從事電子設備及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.01.040