摘 要：机柜是用来装IT设备的柜子，其本身同样有着对UPS电源重要的辅助作用。一个好的机柜意味着保证计算机可以在良好的环境里运行，它系统性地解决了计算机应用中的高密度散热、大量线缆附设和管理、大容量配电及全面兼容不同厂商机架式设备的难题，从而使数据中心能够在高稳定性的环境下运行，本文重点就钣金结构的机柜设计进行探讨。
关键词：钣金结构;机柜设计;系统性
机柜按材质来分，有铝型材的机柜、冷轧钢板机柜、热轧钢板机柜;按照加工工艺来分，有九折型材机柜和十六折型材机柜等。板材种类、涂层材料、加工工艺决定了机柜的稳定性，一般机柜的宽度规格有600、800、1000mm等 ，深度规格有600、800mm等，高度规格有1000、1600、1800等。早期所用的机柜大都是用铸件或角钢经螺钉、铆钉连接或焊接等方式构成机柜框架，再加由薄钢板制成的盖板（例如门、上下盖板、侧板等）拼装而成，这种机柜的体积大、笨重、外形简陋，基本已被淘汰。随着晶体管、集成电路的使用和各种元器件的超小型化，机柜的结构也逐渐向小型化、积木化方向发展，机柜已由过去的整面板结构发展成为具有一定尺寸系列的插箱、插件结构，插箱、插件的组装排列方式分水平排列和垂直排列两类。机柜材料普遍采用薄钢板、各种断面形状的钢型材、铝型材及各种工程塑料等。机柜的框架除用焊接、螺钉连接外，还采用粘接工艺。
一、机柜基本结构分析
机柜按构件的承重、材料及其制造工艺的不同，可分为型材和薄板两种基本结构。型材结构机柜有钢型材机柜和铝型材机柜两种。钢形材机柜由异型无缝钢管为立柱组成，这种机柜的刚度和强度都很好，适用于重型设备。铝合金型材组成的铝型材机柜具有一定的刚度和强度，适用于一般或轻型设备，这种机柜因重量轻、加工量少、外形美观而得到广泛应用。薄板结构机柜有整板式机柜和弯板立柱式机柜，整板式机柜其侧板为一整块钢板弯折成形，这种机柜刚度和强度均较好，适用于重型或一般设备，但因侧板不可拆卸，使后期维修很不方便。弯板立柱式机柜的结构与型材机柜相似，而立柱则由钢板弯折而成，这种机柜具有一定的刚度和强度，适用于一般设备。根据需要机柜还装有机柜附件，其主要附件有固定或可伸缩的导轨、锁紧装置、铰链、走线槽、走线架和屏蔽梳形簧片等。
二、钣金机柜结构与原理
饭金结构机柜主要部分组成有分机、侧板、前立柱、加强筋、导轨、后立柱、后门板、减震器、底框、横档、顶框等。顶框、底框都由薄钢板弯折成形，以增加强度和刚度，必要时，内部还可以衬加强筋;顶框、底框由前后立柱支撑，前后立柱都由薄板折弯而成;侧板在外面包住顶框、底框并与立柱焊接在一起，在侧板内侧衬可焊加强筋起到增加强度的作用，通过以上步骤几个部件就构成了机柜的骨架，整个骨架采用焊接方式联接在一起，分机与机柜的联接采用导轨，导轨安装在立柱上，由于分机宽度有宽有窄，因此导轨与立柱之间可以加导轨联接板，通过改变导轨联接板的宽度来实现任意调节宽度的要求。分机面板与立柱之间可采用松不脱螺钉、浮动螺母进行联接，不仅安全可靠，而且可以进行浮动调整，十分方便，浮动螺母由两个零件组成，外面由σ=O.8薄钢板弯折成螺母卡，内部装有一个方螺母，方螺母与螺母卡之间四面都有间隙，从而可以在四个方向进行浮动调节，方螺母适合联接松不脱螺钉，可调整分机上下、左右之间间隙，也可使分机插入机柜深浅的微调得以实现，例如不同面板厚度，不同机柜深浅、不同松不脱螺钉长度差异等都能得到微调整。分机内装有电子元器件，这就存在一个屏蔽的问题，作为结构设计方面，这种机柜在分机之间加一个横档，即可以加强机柜整体结构强度，又可以挡住分机面板之间的间隙，防止电磁波外泄和外部干扰，同时还可以使面板导电良好，与机柜成为一体，从而起到一定的屏蔽效果。军用机柜对于减震的要求较高，因此在机柜的底部及后部均可配装减震器，这种设计应满足不同环境条件下的振动与冲击要求，从而达到减震，缓冲的目的。
三、钣金结构机柜的设计
（一）钣金结构机柜的图纸设计
要做好对材料选择的要求，保证选择正规厂家生产的高质量材料，确保材料在实际制作中能够符合相关标准的要求，保证设计成品能够达到设计的性能要求;在设计中要严格控制机柜制作中材料的冲折率，在保证机柜性能的前提下尽量降低机柜实际制作中工序的繁琐性，增强设计图纸的可操作性;要确保选用的材料具备较好的强度，易于弯曲，便于塑形。钣金结构机柜设计要符合经济实用的原则，在保障机柜使用安全、使用质量、使用性能的基础上尽量降低机柜制作过程中的成本投入。
（二）钣金结构机柜的尺寸设计
机柜设计尺寸的确定要严格按照机柜所存放的设备尺寸进行，并且要充分考虑设备工作所需的各项元件安装所需的空间;要注意对设备使用人群的操作动作、身高、体形等要素的了解，以确保设计的机柜便于操作人群的使用;设计图纸中尽量使用通用的尺寸数据以减少机柜实际制作中数据换算的复杂性;钣金结构的机柜设计尺寸要严格符合相关标准的要求。
（三）机柜弯曲结构及外壳的设计
钣金结构机柜的弯曲结构设计一定要遵循制作材料的常规折弯结构数据，保证弯曲程度在制作材料的弯曲性能承受范围之内，以免造成材料的损坏;如果制作材料的厚度等于或超过2.5mm，应该注意设计出1t～1.5t宽的工艺缺口。钣金机柜的外壳设计要充分考虑机柜所存放的设备的性能、保护与维修方面的要求，确保设备的正常使用;要根据设备与机柜的具体使用条件设计出适合的外壳类型，确保在不同条件中机柜使用性能的安全与稳定;机柜外壳设计要确保设备使用人群、维修人群操作与维修时的最佳角度。
四、结束语
随着社会经济发展水平的不断提高，钣金结构的机柜越来越为人们所青睐，其使用范围越来越广，社会对钣金机柜的性能等各方面的要求也越来越高。钣金结构的机柜设计工作应理解并掌握钣金结构机柜的设计准则与设计中应注意的问题，以保证充分发挥钣结构机柜的优势。
参考文献：
[1]于凡.有关机柜电气和结构可靠性设计研究[J].企业文化，2014.
[2]邢蕊.钣金结构机柜的设计原理分析[J].科技与企业，2014.
