某型加固计算机的主机机箱结构设计

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1、万方数据第25卷第5期(总第117期)VoI．25No．5(SUMNo．117)机械管理开发MECHANICALMANACEMENTANDDEVELOPMENT2010年10月Oct．20lO某型加固计算机的主机机箱结构设计雷宏东(国营大众机械厂第一研究所，山西太原030024)【摘要】介绍了计算机主机机箱的加固技术，其中包括：热设计，电磁兼容加固技术，抗振动冲击加固技术，维修性技术，利用波导通风窗，导电胶条，导电密封垫，电源滤波器等，成功研制出符合各项指标的硬铝合金材质的加固计算机主机。【关键词】热设计；电磁兼容；振动

2、冲击；加固技术【中图分类号】TP302【文献标识码】A【文章编号】1003—773x(2010)05一0007一03O引言为适应各种恶劣环境中长时间可靠、正常的工作，设计计算机时要对影响计算机性能的各种因素(系统结构，电气特性，机械物理结构等)，采取相应保证措施的计算机(称为加固计算机)或称抗恶劣环境计算机。其特点：具有强的环境适应性、高可靠性、高可维性。计算机加固通常包括：抗振动冲击性加同，电磁兼容性加固，高低温性加固，三防(防腐，防霉。抗盐雾)加固等。对军用计算机进行全面加固或选择性加固，取决于军用计算机的具体使用环

3、境。应用于指挥方舱的军用工程装备的计算机，由于工作在方舱内部，主要对其进行电磁兼容性加固和抗振动冲击性加同。从材质的选择到加工工艺；对于散热效能、结构设计的任一细节，直至最终的外观构思，将其完美融合在一起的整个流程就是机箱工业设计。在选料、强度构造、组装便利性、散热效能等方面，都是机箱设计的重中之重。本文主要对其选材、散热、减振、电磁兼容进行讨论。1材料的选择目前计算机箱体的常用材料：铝板、铜板、铝合金板、镀锌钢板、不锈钢板等金属板材。因为钢板具有加工工艺简单，造价低廉的特点，商用计算机一般采用冷镀锌钢板，而军用加固型计

4、算机以铝结构和铝合金结构居多川。我们选用硬铝合金的优点是：1)质轻，比重为2．9加m3；2)导热性能好，热导率为204W／(m·k)，导热性仅次于银、铜、金；3)导电性能好，有利于电磁屏蔽防护；4)的抗拉强度为35～40kg，mm2，优于铝材；5)表面可以生成一层由Al：O，或Al：O，·H：O组成的保护膜(既溶于强酸又易溶于碱)，使之具有较高的耐腐蚀性；6)铣切加工精度高，易于解决电磁兼容设计中的缝隙问题。2热设计热设计是电子设备结构设计的重要内容，它对提高电子设备的可靠性，延长使用寿命有着重要意义。随着电子技术的发展

5、，电子元器件从分立元件发展到中、大规模集成电路，插件实现了模块化；计算机的体积越来越小，功率越来越大；导致热密度的增加，有效散热面积减少，致使热设计尤为重要。计算机中半导体器件的性能和可靠性是对温度敏感的，温度可能严重影响着半导体器件的运行速度、信号串扰和失效率。热设计，就是采用冷却、加热、恒温等措施，保证设备及元器件在规定的温度范围内正常工作的一种设计技术。系统中的硬盘、内存、CPu等主要芯片，不能满足系统的环境温度要求时，要采用智能温控技术，使机箱内的温度保持在计算机可正常工作的温度范围之内。2．1加热机箱内装有主板

6、加热板、底板加热板、电源加热板、硬盘加热板，采用单片机配合数字式温度传感器监测机箱内CPU附近的温度，当监测到温度低于3℃时，启动加热器使箱体内小环境加热，同时机箱面板上的加热指示灯亮，使机箱内的温度达到计算机可以正常工作的温度范围，当达到合理温度后，计算机自动启动。2．2散热计算机能否很好地通风散热决定着加固的成败。对军用计算机进行电磁兼容性加固时，电磁屏蔽的密闭性要求与其通风散热性是一对矛盾，因此有必要对其通风散热进行研究。计算机的通风散热技术包括：元器件、接捅件的选择和安装位置；建立机箱内部的空气流动和热分布模型，

7、并进行热量计算；选择合适的冷却方式。一般机箱的散热是把外界空气抽进来，流经元件器件的表面，把热量带走的方式进行散热。虽然这种方式很有效，但是由于内部元器件与外部空气有直接接触，会使电磁兼容性、密封、防腐等要求达不到系统的要求。热设计的根本任务：把元器件所产生的热量迅速有效地传到密封机箱外部环境中去。我们常采用的散热方式见图l。机器热源以辐射。对流。传导的方式传给机壳，机壳以辐射、对流方式传递给周围介质(空气)。所以，热设收稿日期：2010-05一04作者简介：雷宏东(1980一)，男山西平遥人，助理工程师。本科，研究方向

8、：机械设计。图1热交换示意图·7·万方数据第25卷第5期(总第117期)机械管理开发2010年10月计总是以两个方面的工作过程进行：一方面提高内部元器件传热能力，一方面提高机壳的向外传热的能力。由于本机的外壳需密封，故用如下方法：1)安装风扇对壳内空气进行强迫对流。由于机壳内有一风扇，使内部空气流动加快，提高了内部热