經(jīng)驗人：劉有超

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19英寸常用機柜導(dǎo)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(shè)備量大，常用標準19英寸機柜完成對系統(tǒng)設(shè)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(dǎo)軌來滿足插箱相應(yīng)的使用需求。本文主要介紹了應(yīng)該從哪些方面去考慮導(dǎo)軌的選擇，以此選出合適的導(dǎo)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(shè)備品種多、套量大，所以通常用到19英寸機柜進行系統(tǒng)設(shè)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(dǎo)軌來滿足相應(yīng)的使用需求。導(dǎo)軌應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)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(shè)備選擇合適的導(dǎo)軌，并正確、合理地使用導(dǎo)軌。

導(dǎo)軌的定義

什么叫導(dǎo)軌呢？導(dǎo)軌是指金屬或其他材料制成的槽或脊，可承受、固定、引導(dǎo)移動裝置或設(shè)備并減少其摩擦的一種裝置。導(dǎo)軌表面上的縱向槽或脊，用于引導(dǎo)、固定機器部件、專用設(shè)備、儀器等。導(dǎo)軌又稱滑軌、線性導(dǎo)軌、線性滑軌，用于直線往復(fù)運動場合，擁有比直線軸承更高的額定負載，同時可以承擔(dān)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(dǎo)軌在日常生活中的應(yīng)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(dǎo)軌就是導(dǎo)軌的具體應(yīng)用之一。導(dǎo)軌可以用于任何需要滑動的機器或設(shè)備上。19英寸標準機柜用直線導(dǎo)軌主要是滾動導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)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(dǎo)軌選擇方法

怎樣才能選到合適的導(dǎo)軌呢？導(dǎo)軌選擇時應(yīng)從以下兩個方面進行選擇。

1 ）載重量

選擇的導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)軌需要承受的重量為動載荷，即插箱在相應(yīng)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(dǎo)軌尺寸

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

導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(shè)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(dǎo)軌來看，需要選用三節(jié)滑動導(dǎo)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(dǎo)軌的拉出距離主要分布在200～700mm的范圍內(nèi)。

導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)尺寸

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

導(dǎo)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(shè)計一個插箱在機柜上的安裝時，其安裝附件也應(yīng)該在機柜上對應(yīng)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(dǎo)軌的高度尺寸不能超過該尺寸，這個時候選擇導(dǎo)軌就比較受限制。2U插箱能夠選擇的導(dǎo)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(shè)計時，能夠選擇的導(dǎo)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(shè)計。3U及以上插箱由于插箱高度較大，可以選擇的導(dǎo)軌的高度尺寸也基本上不受限制了。

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

導(dǎo)軌的環(huán)境適應(yīng)性

不管是民品還是軍用產(chǎn)品，都得關(guān)注產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性。只是軍用產(chǎn)品的要求會更嚴格一些。導(dǎo)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(dǎo)軌時應(yīng)該考慮的一系列因素。特別是設(shè)備若處于海洋環(huán)境的條件時，由于鹽霧、霉菌的影響，對導(dǎo)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(dǎo)軌。

導(dǎo)軌使用注意事項

知道了怎樣選擇導(dǎo)軌，那應(yīng)該在設(shè)計的哪個階段選擇導(dǎo)軌呢？在項目初期規(guī)劃時，應(yīng)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(dǎo)軌了，即先選擇好導(dǎo)軌，再開始插箱的詳細設(shè)計。這樣的順序有一個好處就是可以根據(jù)內(nèi)導(dǎo)軌上已有的安裝孔設(shè)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(dǎo)軌的情況，這種情況時基本上都需要對內(nèi)導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(shè)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(dǎo)軌不能直接和機柜進行安裝。導(dǎo)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(yīng)具有足夠的剛度，導(dǎo)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(dǎo)軌與插箱之間的連接多采用螺裝或掛裝。設(shè)計時可視插箱的情況選擇相應(yīng)類型的導(dǎo)軌。

在進行插箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，若是采用插箱側(cè)面直接和內(nèi)導(dǎo)軌進行螺裝固定的方式時，設(shè)計時應(yīng)將插箱兩側(cè)面的安裝孔設(shè)計為螺紋孔，以避免安裝內(nèi)導(dǎo)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(dǎo)軌上面預(yù)留的安裝孔均為M4螺釘?shù)倪^孔，插箱設(shè)計時側(cè)面的安裝孔推薦設(shè)計成M4的螺紋孔，因為導(dǎo)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(dǎo)軌中間預(yù)留間隙的尺寸，會造成螺釘頭和導(dǎo)軌干涉。若個別插箱側(cè)面預(yù)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(dǎo)軌不干涉，保證導(dǎo)軌能夠順暢地滑動。

結(jié)束語

導(dǎo)軌選用時應(yīng)從載重量、導(dǎo)軌尺寸、環(huán)境適應(yīng)性三個主要方面去進行選擇。在設(shè)計使用導(dǎo)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(dǎo)軌，并且能夠使用好導(dǎo)軌。

劉有超

西南電子技術(shù)研究所

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

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.01.040