标准机柜结是构设计规范.doc

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1、 Q/UTS U UT T 斯斯达达康康通通讯讯有有限限公公司司企企业业标标准准 Q_UTSB_006A0_2004Q_UTSB_006A0_2004 19标准机柜结构设计规范 The mechanical criterion of 19 inch normal cabinets designing 2005-11-15 发布 2005-11-15 实施 U UT T 斯斯达达康康通通讯讯有有限限公公司司 发布 19标准机柜结构设计规范 Q_UTSB_006A0_2004 i Revision History Revision # AuthorReviewed ByDescription Of

2、 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 ele

3、ctronically and any hard copy should be considered uncontrolled. This document is owned by HZ of Mechanical Development Process Team Chairperson. 19标准机柜结构设计规范 Q_UTSB_006A0_2004 ii 前 言 本标准制订的目的，主要是为了适应公司日益全球化发展的需要，也是为了增强公司机柜可 互换性、提高公司机柜设计效率和质量、降低公司机柜研发和生产成本的需要。 本标准主要以 IEC 标准为主，参照了 ETSI、NEBS 标准对机柜性能部分

4、的要求及 NEBS 标准对 机柜工程安装的要求。 标准起草：徐建华 19标准机柜结构设计规范 Q_UTSB_006A0_2004 iii 目目 次次 1范围范围 1 2引用标准引用标准 1 3术语定义术语定义 2 3.13.1 设备实体设备实体(equipment(equipment practice)practice)2 2 3.23.2 机柜机柜(cabinet)(cabinet) 2 2 3.33.3 机架机架(rack)(rack)2 2 3.43.4 插箱插箱(subrack)(subrack) 2 2 3.53.5 机箱机箱(chassis)(chassis) 2 2 3.63.6

5、 插件插件(plug-in(plug-in unit/model)unit/model)2 2 3.73.7 机柜高度机柜高度 (cabinet(cabinet height)height) 2 2 3.83.8 机柜宽度机柜宽度 (cabinet(cabinet width)width)3 3 3.93.9 机柜深度机柜深度 (cabinet(cabinet depth)depth)3 3 3.103.10 协调尺寸协调尺寸 (co-ordination(co-ordination dimension)dimension) 3 3 4机柜设计的总原则机柜设计的总原则3 5机柜的分类及特点机柜

6、的分类及特点3 5.15.1 按照使用环境分类按照使用环境分类3 3 5.25.2 按照拼装式方式分类按照拼装式方式分类3 3 6机柜的基本组成机柜的基本组成 4 6.16.1 顶围框、底座、外柱的设计顶围框、底座、外柱的设计4 4 6.26.2 前门、后门的设计前门、后门的设计4 4 6.36.3 左、右侧板的设计左、右侧板的设计5 5 6.46.4 安装柱的设计安装柱的设计5 5 6.56.5 导轨的设计导轨的设计5 5 6.66.6 搁板的设计搁板的设计5 5 6.76.7 铭牌的设计铭牌的设计5 5 6.86.8 支撑脚的设计支撑脚的设计6 6 6.96.9 脚轮的设计脚轮的设计6 6

7、 6.106.10 吊环的设计吊环的设计 6 6 7机柜设计的基本要求机柜设计的基本要求 6 7.17.1 机柜的外形尺寸、装配尺寸及机柜并架要求机柜的外形尺寸、装配尺寸及机柜并架要求6 6 7.27.2 机柜的刚度、强度和重量机柜的刚度、强度和重量6 6 7.37.3 机柜的走线要求机柜的走线要求6 6 7.47.4 机柜使用的热环境及散热能力机柜使用的热环境及散热能力6 6 7.57.5 机柜的电磁兼容能力机柜的电磁兼容能力7 7 7.67.6 防雷击性能要求防雷击性能要求7 7 7.77.7 机柜的防振等级要求机柜的防振等级要求7 7 7.87.8 机柜稳定平衡的最大角度要求机柜稳定平衡

8、的最大角度要求7 7 7.97.9 机柜的防尘要求机柜的防尘要求7 7 7.107.10 机柜的包装运输要求机柜的包装运输要求 7 7 7.117.11 机柜的工程安装要求机柜的工程安装要求 7 7 7.127.12 机柜三防设计要求机柜三防设计要求 7 7 7.137.13 机柜的工业造型设计要求机柜的工业造型设计要求 7 7 7.147.14 机柜的人机工程设计要求机柜的人机工程设计要求 7 7 7.157.15 机柜的防水等级要求机柜的防水等级要求 7 7 7.167.16 机柜的生产成本要求机柜的生产成本要求 8 8 8机柜设计的基本准则机柜设计的基本准则 8 8.18.1 热设计准则

9、热设计准则8 8 19标准机柜结构设计规范 Q_UTSB_006A0_2004 iv 8.28.2 静电防护设计准则静电防护设计准则8 8 8.38.3 EMCEMC 设计准则设计准则 8 8 8.48.4 “三防三防”设计准则设计准则9 9 8.58.5 维修性设计准则维修性设计准则9 9 8.68.6 互换性设计准则互换性设计准则 1010 8.78.7 可达性设计准则可达性设计准则 1010 8.88.8 模块化设计准则模块化设计准则 1010 8.98.9 人机工程设计准则人机工程设计准则 1010 8.108.10 防错误设计准则防错误设计准则1010 8.118.11 标识设计准则

10、标识设计准则1111 9机柜的协调尺寸及公差机柜的协调尺寸及公差11 9.19.1 外形协调尺寸及公差外形协调尺寸及公差 1111 9.29.2 内部装配协调尺寸及公差内部装配协调尺寸及公差 1212 9.39.3 工程安装尺寸协调尺寸及公差工程安装尺寸协调尺寸及公差 1414 10机柜空区挡板的设计机柜空区挡板的设计 15 10.110.1 空区挡板的基本尺寸及公差空区挡板的基本尺寸及公差1515 10.210.2 空区挡板与机柜的装配空区挡板与机柜的装配1717 19标准机柜结构设计规范 Q_UTSB_006A0_2004 Page 1 of 17 1919标准机柜结构设计规范标准机柜结构

11、设计规范 TheThe mechanicalmechanical criterioncriterion ofof 1919 inchinch normalnormal cabinetscabinets designingdesigning 1范围 本标准规定了公司 19标准机柜结构设计的基本尺寸、基本性能及工程安装要求。 本标准适用于公司所有 19标准机柜的设计，并且自本标准发布日起，应当严格执行。在没 有特殊情况下，公司的 19标准机柜的设计必须依此标准为依据。 2引用标准 IEC 60917-1-98 电子设备机械结构设计模型化规则 第一部分：总标准 Modular order for t

12、he development of mechanical structures for electronic equipment practices，Part 1: generic standard IEC 60297-1-86 482.6(19 in)系列机械结构尺寸 第一部分：面板和构架 Dimensions of mechanical structures of the 482.6mm (19 in) series，Part 1: Panels and racks IEC 60297-2-82 482.6(19 in)系列机械结构尺寸 第二部分：机柜和机柜的间距 Dimensions o

13、f mechanical structures of the 482.6mm (19 in) series，Part 1: Cabinets and pitches of rack structures IEC 60916-88 电子、电工设备机械结构术语 Terminology for mechanical structures of electrotechnical and electronic equipment IEC 61587-99 电子设备机械结构 IEC 60917 和 IEC 60927 的试验 Mechanical structures for electronic equ

14、ipmenttests for IEC 60917 and IEC 60297 第一部分 机柜、插箱的气候、机械试验和安全特性 Part 1 Climatic、mechanical tests and safety aspects for cabinets、racks、subracks and chassis 第二部分 机柜插箱的地震载荷试验 Part 2 Seismic tests for cabinets and racks 19标准机柜结构设计规范 Q_UTSB_006A0_2004 Page 2 of 17 IEC 60950-99 信息技术设备的安全 Safety of inform

15、ation technical equipment ETS 300 119-1-94 设备工程；通讯机柜的欧洲标准 第一部分：概述和术语 Equipment Engineering （EE） ；Equipment telecommunications standard for equipment practice，part 1: Introduction and terminology ETS 300 119-2-94 设备工程；通讯机柜的欧洲标准 第二部分：机柜和机架的工程需求 Equipment Engineering （EE） ；Equipment telecommunications

16、standard for equipment practice，part 2: Engineering requirements for racks and cabinets ETS 300 119-3-94 设备工程；通讯机柜的欧洲标准 第三部分：机柜和机架排列的工程需求 Equipment Engineering （EE） ；Equipment telecommunications standard for equipment practice，part 3: Engineering requirements for miscellaneous racks and cabinets GR-

17、63-CORE-2002 网络通讯设备的系统需求：物理保护 Network Equipment-Building System Requirements: Physical Production 3术语定义 3.10 设备实体(equipment practice) 电子及机电系统的壳体和安装件的机械结构，它考虑了机械部件、电器连线及电子元件之间的 相互适应性。 3.20 机柜(cabinet) 机柜是一种自由站立并独立支撑的用于电子设备的壳体，它可以独立使用，也可与其他机柜成 组使用。机柜可在一侧或多侧装有门和侧板，以适应不同的用途。 3.30 机架(rack) 用于安装电气或电子部件，能自

18、由站立或固定安装的结构。 3.40 插箱(subrack) 供安装多个插件和印制板并可装入机柜、机架等内的一种结构箱体单元。 3.50 机箱(chassis) 专为支撑辅助电气元件而设计的一种结构箱体单元，也可向插箱一样插入机柜、机架等内。 3.60 插件(plug-in unit/model) 可以插入机柜、机架或插箱内部的，以导轨导向并支撑的结构单元，其包括机械支撑结构、 PCB 板、接插件、导向柱、带有插拔器、指示灯、开关的面板等。 19标准机柜结构设计规范 Q_UTSB_006A0_2004 Page 3 of 17 3.70 机柜高度 (cabinet height) 机柜高度指的是

19、机柜在正常工作状态下的高度，它不包括支撑脚(或脚轮)、吊环的高度。 附注： 1、 IEC 60297-2-82 种规定，机柜的高度应包括机柜所附带的任何脚轮和支撑脚； 2、 ETS 300 119-2-94 和 ETS 300 119-3-94 规定，机柜的高度应包括机柜所附带的任何脚 轮和支撑脚。 3.80 机柜宽度 (cabinet width) 机柜的宽度包括两种宽度，协调尺寸宽度、实际宽度。协调尺寸宽度是机柜在工程现场中所要 满足的节距线(pitch line)的协调尺寸(co-ordination dimension)的值；实际宽度是机柜左右包括侧 板及侧板外表面最突出部份的实际距离

20、。有并柜要求的机柜，其实际宽度一定要小于协调尺寸 宽度；没有并柜要求的机柜，其实际宽度不能大于协调尺寸的宽度。 3.90 机柜深度 (cabinet depth) 机柜的深度定义为机柜的前、后门外表面之间的距离。机柜的实际深度应该小于或等于机柜的 协调尺寸深度。 3.100协调尺寸 (co-ordination dimension) 协调尺寸是一个不带公差的参考尺寸，主要是用于协调机柜内部结构(部)件的安装配合及机柜、 电缆安装空间。 4机柜设计的总原则 面积和空间浪费最少的产品排列； 产品尺寸的互换性，即就是零件、部件外形尺寸和装配尺寸的统一性、标准性； 产品尺寸的协调性及产品的互配尺寸，包

21、括产品的组合、运输、储存、安装等。 5机柜的分类及特点 5.10 按照使用环境分类 可分为中心局使用机柜及端局使用机柜 5.1.1中心局使用机柜的设计特点 设计时重点考虑的是机柜与其它机柜的配合要求，包括 EMC、噪音、电缆布线、工程安装、 人机工程，以及尽可能小的物理空间需求。 5.1.2端局使用机柜的设计特点 设计时重点考虑的是较恶劣的使用环境。 5.20 按照拼装式方式分类 可分为整体焊接式机柜和拼装式机柜 19标准机柜结构设计规范 Q_UTSB_006A0_2004 Page 4 of 17 5.2.1整体焊接式机柜整体焊接式机柜 优点：机柜整体刚度好，电磁兼容性能好，结构简单。 缺点

22、：对焊接工艺技术要求较高，零、部件互换性差，包装运输及工程安装不方便。 符合 GR-63-CORE-2002 规定的机柜应当是焊接式机柜。 5.2.2拼装式机柜拼装式机柜 优点：可加工性好，零、部件互换性好，包装运输及工程安装方便； 缺点：电磁兼容性能较差，整体刚度较差，结构较复杂。 6机柜的基本组成 机柜一般包括顶围框、底座、左侧板、右侧板、前门、后门、立柱、安装柱、导轨、搁板、 脚轮、底角、标牌、铭牌、吊环、并柜机构、防尘系统、防振系统、布线系统、散热系统、 电磁兼容系统、防雷击系统、告警系统、照明系统等。 附注：机柜的以上基本组成部分在机柜的结构设计过程中要严格认真考虑，不需要的应在机

23、柜结构设计方案上做有关说明和解释。 6.10 顶围框、底座、外柱的设计 顶围框、底座、外柱使用螺栓、焊接等工艺方法联在一起，形成机柜的基本框架。 顶围框、底座的设计方法很多，通常有板金冲压折弯、铝型材组装、铸造等。现在常用 的 是板金冲压折弯和铝型材拼装。板金冲压折弯一般采用 2mm 厚的冷轧钢板，并借 用螺钉联接和焊接等工艺手段固定拼装而成。 立柱通常用 2mm 厚的钢板折弯而成，或者采用铝型材。 顶围框、底座进风口应有一定规格的防尘网，在有 EMC 要求的情况下，防尘网的选用应 当 考虑 EMC 的问题。 顶尾框和底座上预留的出线口，在有 EMC 要求的情况下，也应当考虑 EMC 问题。

24、用于对机柜进行散热的风机，有时也可以设计安装在顶围框和底座内。 机柜总接地的铜螺栓一般被设计在机柜的底座上，或者顶围框上。 机柜的顶围框上一般设计有吊环，或者安装吊环的预留孔。 机柜的脚轮、支撑脚以及对机柜进行固定安装穿膨胀螺栓或螺栓的预留孔一般设计在机 柜的 底座上。 顶围框、底座前、后面如果没有被机柜的前门、后门遮盖，其前、后面又被称作机柜的 上眉、下眉。根据机柜工业设计的不同要求，机柜的铭牌、告警装置经常被设计安装在 机柜的上眉上。为了机柜并柜时的统一美观，机柜上、下眉的宽度应该有统一的规定。 6.20 前门、后门的设计前门、后门的设计 前门是机柜工业造型设计的重点研究对象；前门包括门体

25、、锁紧机构、门限位机构、铰 链 机构、门禁开关等。 机柜的前、后门可以设计为双开门、单开门。单开门设计比较简单，双开门有利于工程 现场空间的有效利用。 根据工业造型设计美观的要求，机柜的标牌也可以丝印或粘贴在机柜的前门上。 19标准机柜结构设计规范 Q_UTSB_006A0_2004 Page 5 of 17 根据电磁兼容设计、热设计、工业造型设计的要求，前门可以被做成多孔门、有机玻璃 透明门等。对于多孔门，要考虑防尘措施；对于有机玻璃透明门，要考虑电磁兼容性。 GR-63-CORE-2002 规定门在正常打开状态下，其最凸处位置与机柜节距线的垂直水平距离 不能大于 150mm。 6.30 左

26、、右侧板的设计左、右侧板的设计 侧板设计的要求就是要安装拆卸方便，因此在侧板的设计过程中，要求侧板的重量轻， 并尽可能采用带有自动快速定位锁紧机构。 侧板经常用 11.5mm 的冷轧钢板折弯而成，为了提高侧板的刚度，侧板上经常冲压或焊 接若干根加强筋，侧板也可以用铝型材和铝板拼装而成。 侧板上如果需要冲压百叶窗孔，应考虑电磁兼容、散热、防水的要求。 根据机柜使用工程环境的不同，机柜侧板上也可以预留过线孔，过线孔一定要加防止电 缆磨损的塑料或橡胶过线环。在有必要的时候，过线孔还应当考虑电磁泄露、防水、防 鼠的要求。 6.40 安装柱的设计安装柱的设计 安装柱是插箱和机柜的连接机构； 安装柱经常用

27、 1.52mm 的冷轧钢板折弯而成，也可以用铝型材拉出。 安装柱上要求预留浮动螺母安装孔，具体尺寸系列详见本标准 9.2.1 的内容。 6.50 导轨的设计导轨的设计 导轨的作用是使插箱及其它部件按照规定的方向运动和减少插箱推入和拉出机柜时的摩 擦力，以及对设备内部元、器件和接线提供可接近性的条件。 导轨可分为滑动摩擦导轨和滚动摩擦导轨；滑动摩擦导轨一般用于重量重、不经常拉出 推入的插箱，滚动摩擦导轨一般用于重量轻、经常拉出推入的插箱；滑动摩擦导轨一般 用 2mm 的冷轧钢板折弯而成，滚动导轨为行业标准件，可以根据需要选购。 为了提高插箱的抗振性，从理论上讲，一般情况下导轨是不可以和机柜的外柱

28、直接连在 一起，所以应在机柜结构设计过程中灵活考虑。 为了减少插箱插入机柜时对机柜冲击的影响，导轨或插箱的后端，都应设计抗冲击装置 (例如使用海绵橡胶等)。 6.60 搁板的设计搁板的设计 搁板的设计一般用于在机柜里放置非标准设备。 搁板的设计一般采用 12mm 的冷轧钢板，或用铝型板材和 1mm 冷轧钢板拼装，为了提高 搁板的强度，冷轧钢板上经常冲压或焊接若干个加强筋。 6.70 铭牌的设计铭牌的设计 铭牌是置于设备、产品表面，标有产品型号、名称、商标、机号、性能、规格、出厂日 期，以及以供使用者正确操作、应用诸方面资料，内容之类的面牌。 按铭牌的内容分，可分为如下三种：a) 标有产品型号、

29、名称、生产单位、商标、机号、 厂标、性能、规格、出厂日期等内容的面牌，在本标准中定义为第一类铭牌；b）供使用 者正确操作、应用的资料，有必要单独做成面牌时，这种面牌在本标准中定义为第二类 铭牌； c）只包括产品名称和型号或商标的牌，一般位于机器的正面，这种面牌在本标 准中定义为第三类铭牌，又称为标牌。 所有用于销售的产品都应有第一类铭牌和标牌；当一套设备由几个分立的机柜组成时， 每个机柜上都应有第一类铭牌和标牌。 第二类铭牌不是必须有的，可在必要时采用。 19标准机柜结构设计规范 Q_UTSB_006A0_2004 Page 6 of 17 铭牌的材料可选用：工业纯铝 L1、L2、L3、L4；

30、不干胶类(附注：选用不干胶类材料做为 铭牌时，要考虑与机器的工作环境条件和预计的产品使用年限相配合，防止不干胶类材 料在过热、过冷、潮湿的环境中脱落、发霉等)；特殊需要也可选用黄铜板 H62、H68 及 其他材料。金属材料铭牌的厚度尺寸在 0.5mm1.0mm 之间选取，不干胶类铭牌的厚度尺 寸按实际需要选用。 各种铭牌的设计要根据公司的有关规定及工业设计要求设计。 6.80 支撑脚的设计 机柜的支撑脚主要用于恶略环境下地面不平时，机柜的工程安装。 机柜的支撑脚应该具有减振功能和绝缘功能。 机柜的支撑脚在机柜底座上的位置要考虑到机柜全配制时重心的位置。 机柜的支撑脚应当具有高度可以灵活调节的功

31、能；按照 ETS 300 119-2-94、ETS 300 119-2-94 的规定，支撑脚可调节的高度不能小于 25mm。 支撑脚与机柜连接的螺纹，在没有特殊要求的情况下，应统一使用 M16 的螺纹。 6.90 脚轮的设计脚轮的设计 脚轮为行业的标准件，可在设计时根据不同的需要进行选用。 脚轮有万向和单向之分，也有带自锁和不带自锁之分；在使用时脚轮有可拆卸和不可拆 卸之分。 脚轮的选用要考虑到机柜全配制时的重量。 脚轮在机柜底座上的位置要考虑到机柜全配制时重心的位置。 脚轮在没有其它特殊要求的情况下，其与机柜相连的螺纹应当使用 M16 的螺纹。 6.100 吊环的设计吊环的设计 吊环为行业的

32、标准件，可在设计时根据不同的需要进行选用。 吊环和机柜的连接的螺纹，在没有特殊要求的情况下，应当统一使用 M12 的螺纹。 吊环在机柜顶围框上的位置要考虑到机柜全配制时重心的位置。 吊环的选用要考虑机柜全配制时的重量。 7机柜设计的基本要求 7.10 机柜的外形尺寸、装配尺寸及机柜并架要求机柜的外形尺寸、装配尺寸及机柜并架要求 机柜的外形尺寸、装配尺寸在没有特殊要求的情况下一定要符合本标准 9、10 中相关的 内容。 按照 ETS 300 119-2-94、ETS 300 119-2-94 的规定, 机柜并架时，机柜两侧面可以无限 靠近，但是不能接近。 按照 GR-63-CORE-2002 的

33、规定，机柜并轨时，机柜两侧面的间隙不少于 2mm；机柜并轨时， 7.20 机柜的刚度、强度和重量机柜的刚度、强度和重量 机柜的刚度是指机柜不能因为外力而变形，机柜的刚度指的是指机柜不能因为外力而破坏； 机柜的重量从理论上讲是越轻越好，同时注意机柜满配制时的重心位置，要求在前、后、左、 右方向尽量居中，在上、下方向尽量偏下。 7.30 机柜的走线要求机柜的走线要求 为了用户的使用方便及其它原因，机柜的走线方式一般分为上走线和下走线；机柜的两种走 19标准机柜结构设计规范 Q_UTSB_006A0_2004 Page 7 of 17 线方式在满足电磁兼容性能的要求下，都要求排列整齐、帮扎牢靠、维修

34、方便，并且尽量使 所有电缆不能外露。 7.40 机柜使用的热环境及散热能力机柜使用的热环境及散热能力 机柜都有一定的使用环境温度的要求，同时机柜本身也应当具有一定的散热能力，比如 使用风机、空调等各种热交换设备。 按照 ETS 300 119-2-94、ETS 300 119-2-94 的规定，机柜内大于 75的热空气不能直接 对着电缆吹。 7.50 机柜的电磁兼容能力机柜的电磁兼容能力 从理论上讲电磁波是不能被完全屏蔽的，但如果能屏蔽到不同的等级，对不同电子设备正常 工作的影响就会减小到零；因此通讯行业不同领域对不同的电子设备，就有不同屏蔽等级的 要求。 7.60 防雷击性能要求防雷击性能要

35、求 防雷击性能主要是指机柜不能因为自然雷电通过机柜的各种外部电缆对机柜及机柜内部的器 件造成不同程度的损坏。 7.70 机柜的防振等级要求机柜的防振等级要求 机柜的防振等级有两方面的要求，其一是在运输过程中的颠簸，不能对机柜及机柜内部的器 件造成损坏；其二是在工程安装好后，不能因为大地的异常振动，而对机柜及机柜的内部器 件造成损坏。 7.80 机柜稳定平衡的最大角度要求机柜稳定平衡的最大角度要求 是指机柜倾斜而不受重力影响继续倾斜的最大角度。 7.90 机柜的防尘要求机柜的防尘要求 空气中漂浮有很多带电的颗粒，如果对机柜不采取防尘措施，这些带电的颗粒会越聚越多， 直到最后直接影响到机柜内设备的正常工作。 7.1