用于机柜的可柔性扩展线缆管理部件结构的设计与分析

2022-08-03柯世禹

山西冶金 2022年3期

柯世禹

（广东韶钢松山股份有限公司，广东韶关 512100）

大数据时代要求机柜所承载的服务器量多数处于满配场景。作为承担着线缆梳理的线缆管理部件，对于机柜整洁、后期维护等起到不可替代的作用[1]。同时，随着市场需求的多样化，各式各样的服务器对机柜类型提出更多要求，尤其是机柜的深度方向。为了满足多样化的机柜，目前的线缆管理部件往往尺寸各异，难以归一化，使用成本、维护成本等相对较高，因此，本文阐述分析了一种可适用于多种机柜深度方向的机柜线缆管理部件，通过由内外体钣金支撑件组成的抽拉结构完成抽动推拉动作，并可根据机柜不同深度进行精确调整，很好地匹配了不同深度的机柜。

1 用于机柜的可柔性扩展线缆管理部件

为了适用于多种类型机柜以及满足归一化、降成本需求，本文设计一种在机柜深度方向能柔性扩展的线缆管理单元结构。该结构解决了各式各样线缆管理部件采购、安装、维护等问题，通过简易的抽拉动作即可匹配不同深度的机柜，极大地提高了线缆管理部件的理线效率。

可抽动推拉结构的线缆管理部件主要由钣金支撑件、滚珠及其固定条、防撞橡胶组成。钣金支撑件承担着承载支撑、抽拉动作等作用，并通过滚珠确保内外钣金件抽拉动作的顺畅；滚珠安装于固定条各个圆孔；为减少零部件之间的摩擦和碰撞，设计了防撞橡胶。

2 材料选择

通常认为，钣金为薄板金属材料，其厚度不超过6 mm，在机柜、服务器等通信设备上有着广泛应用。常用钣金材料的性能和类型如表1 和表2 所示，综合考虑强度、价格、工艺等，选取钣金材料为2 mm 厚的热镀锌板（SGCC）作为内外钣金支撑件。

表1 常用钣金材料的性能比较[2-3]

表2 常用钣金材料选型表[2]

3 结构设计与分析

3.1 钣金支撑件设计与分析

3.1.1 钣金支撑件上的冲孔结构

如图1 所示，在内外支撑钣金件设置了圆孔结构，直径为4.5 mm，相邻孔距为16.5 m，采用冲孔一次成型，用于可拆卸的塑胶卡扣的安装，当适配机柜深度后，通过卡扣实现支撑件的固定。

图1 内外钣金支撑件圆孔结构

3.1.2 侧边棱上的折弯结构

为提高支撑件强度，内外钣金支撑件的两侧边均选用折弯工艺处理。折弯结构使内外钣金件强度得以加强，避免了拉伸过程中强度不足导致的变形而引起抽拉卡顿。值得注意的是，在满足内外钣金件间的滚珠塑胶固定条所需条件下，折弯边高度选取最小值，因此，根据钣金件厚度为1.2 mm，将外支撑件折弯边高度确定为8.2 mm，内支撑件折弯边高度为9.5 mm，其结构如下页图2、图3 所示。

图2 外钣金支撑件的弯边结构

图3 内侧钣金支撑件的弯边结构

3.1.3 侧面折弯结构上的圆弧结构

为进一步加强整体结构强度以及便于滚珠安装，使滚珠能固定在钣金支撑件间，起到减少摩擦作用，从而保证抽拉动作能顺畅进行，在外钣金件两侧均采用圆弧结构设计，如图4 所示，该结构在冲裁下料时一次成型。外钣金件匹配滚珠尺寸，设计圆弧结构半径为2.25 mm，内钣金件同样选用了匹配滚珠尺寸的圆弧结构设计，其半径为2.25 mm，如图5 所示。为减轻重量，在不影响结构强度的前提下，设计了减重孔，便于机柜内部气流管理。

图4 外钣金支撑件的圆弧结构

图5 内钣金支撑件的圆弧结构

3.1.4 折边上的止位结构

为了防止内外钣金支撑件在抽拉过程中发生意外脱落，致其失效的情况，内外钣金支撑件均设计限位结构，如图6、图7 所示。图6 中，在外钣金结构件的前端设计有止位结构，其尺寸分别为：上棱边宽度为12.25 mm，下棱边宽度为14.39 mm，高度为12.18 mm，厚度为1.2 mm，圆弧为0.9 mm。图7 中，在外钣金支撑件上的后端同样设计了限位结构。为减轻重量，在不影响结构强度的前提下，设计了减重孔，便于机柜内部气流管理。

图6 外钣金支撑件的止位结构

图7 内支撑钣金件的止位结构

3.2 其他零件设计

除了以上主要零件以外，线缆管理部件还包括滚珠固定条、橡胶防撞件、塑胶卡扣等结构件。如图8 所示，滚珠固定结构件通常选用2 mm 厚的热镀锌板（SGCC）经冲裁一次成型；如图9 所示，防撞橡胶套起到缓冲作用[4-8]，并安装于外钣金支撑件止位结构处，可避免内钣金支撑件相互碰撞引起的损伤；如图10所示，塑胶卡扣安装于钣金支撑件上，起到紧固件作用，同时可免除工具的安装与拆卸操作。