用于機柜的可柔性擴展線纜管理部件結構的設計與分析

柯世禹

（廣東韶鋼松山股份有限公司， 廣東 韶關 512100）

大數據時代要求機柜所承載的服務器量多數處于滿配場景。作為承擔著線纜梳理的線纜管理部件，對于機柜整潔、后期維護等起到不可替代的作用[1]。同時，隨著市場需求的多樣化，各式各樣的服務器對機柜類型提出更多要求，尤其是機柜的深度方向。為了滿足多樣化的機柜，目前的線纜管理部件往往尺寸各異，難以歸一化，使用成本、維護成本等相對較高，因此，本文闡述分析了一種可適用于多種機柜深度方向的機柜線纜管理部件，通過由內外體鈑金支撐件組成的抽拉結構完成抽動推拉動作，并可根據機柜不同深度進行精確調整，很好地匹配了不同深度的機柜。

1 用于機柜的可柔性擴展線纜管理部件

為了適用于多種類型機柜以及滿足歸一化、降成本需求，本文設計一種在機柜深度方向能柔性擴展的線纜管理單元結構。該結構解決了各式各樣線纜管理部件采購、安裝、維護等問題，通過簡易的抽拉動作即可匹配不同深度的機柜，極大地提高了線纜管理部件的理線效率。

可抽動推拉結構的線纜管理部件主要由鈑金支撐件、滾珠及其固定條、防撞橡膠組成。鈑金支撐件承擔著承載支撐、抽拉動作等作用，并通過滾珠確保內外鈑金件抽拉動作的順暢；滾珠安裝于固定條各個圓孔；為減少零部件之間的摩擦和碰撞，設計了防撞橡膠。

2 材料選擇

通常認為，鈑金為薄板金屬材料，其厚度不超過6 mm，在機柜、服務器等通信設備上有著廣泛應用。常用鈑金材料的性能和類型如表1 和表2 所示，綜合考慮強度、價格、工藝等，選取鈑金材料為2 mm 厚的熱鍍鋅板（SGCC）作為內外鈑金支撐件。

表1 常用鈑金材料的性能比較[2-3]

表2 常用鈑金材料選型表[2]

3 結構設計與分析

3.1 鈑金支撐件設計與分析

3.1.1 鈑金支撐件上的沖孔結構

如圖1 所示，在內外支撐鈑金件設置了圓孔結構，直徑為4.5 mm，相鄰孔距為16.5 m，采用沖孔一次成型，用于可拆卸的塑膠卡扣的安裝，當適配機柜深度后，通過卡扣實現支撐件的固定。

圖1 內外鈑金支撐件圓孔結構

3.1.2 側邊棱上的折彎結構

為提高支撐件強度，內外鈑金支撐件的兩側邊均選用折彎工藝處理。折彎結構使內外鈑金件強度得以加強，避免了拉伸過程中強度不足導致的變形而引起抽拉卡頓。值得注意的是，在滿足內外鈑金件間的滾珠塑膠固定條所需條件下，折彎邊高度選取最小值，因此，根據鈑金件厚度為1.2 mm，將外支撐件折彎邊高度確定為8.2 mm，內支撐件折彎邊高度為9.5 mm，其結構如下頁圖2、圖3 所示。

圖2 外鈑金支撐件的彎邊結構

圖3 內側鈑金支撐件的彎邊結構

3.1.3 側面折彎結構上的圓弧結構

為進一步加強整體結構強度以及便于滾珠安裝，使滾珠能固定在鈑金支撐件間，起到減少摩擦作用，從而保證抽拉動作能順暢進行，在外鈑金件兩側均采用圓弧結構設計，如圖4 所示，該結構在沖裁下料時一次成型。外鈑金件匹配滾珠尺寸，設計圓弧結構半徑為2.25 mm，內鈑金件同樣選用了匹配滾珠尺寸的圓弧結構設計，其半徑為2.25 mm，如圖5 所示。為減輕重量，在不影響結構強度的前提下，設計了減重孔，便于機柜內部氣流管理。

圖4 外鈑金支撐件的圓弧結構

圖5 內鈑金支撐件的圓弧結構

3.1.4 折邊上的止位結構

為了防止內外鈑金支撐件在抽拉過程中發生意外脫落，致其失效的情況，內外鈑金支撐件均設計限位結構，如圖6、圖7 所示。圖6 中，在外鈑金結構件的前端設計有止位結構，其尺寸分別為：上棱邊寬度為12.25 mm，下棱邊寬度為14.39 mm，高度為12.18 mm，厚度為1.2 mm，圓弧為0.9 mm。圖7 中，在外鈑金支撐件上的后端同樣設計了限位結構。為減輕重量，在不影響結構強度的前提下，設計了減重孔，便于機柜內部氣流管理。

圖6 外鈑金支撐件的止位結構

圖7 內支撐鈑金件的止位結構

3.2 其他零件設計

除了以上主要零件以外，線纜管理部件還包括滾珠固定條、橡膠防撞件、塑膠卡扣等結構件。如圖8 所示，滾珠固定結構件通常選用2 mm 厚的熱鍍鋅板（SGCC）經沖裁一次成型；如圖9 所示，防撞橡膠套起到緩沖作用[4-8]，并安裝于外鈑金支撐件止位結構處，可避免內鈑金支撐件相互碰撞引起的損傷；如圖10所示，塑膠卡扣安裝于鈑金支撐件上，起到緊固件作用，同時可免除工具的安裝與拆卸操作。

圖8 滾珠固定條結構

圖9 橡膠防撞件結構

圖10 卡扣結構

3.3 總裝圖

具有抽動推拉結構的可柔性擴展的線纜管理部件，主體由內外體鈑金支撐件組成，能匹配不同深度的機柜如圖11 所示。內外體鈑金支撐件間通過滾珠使抽拉動作保持順暢、不卡頓。當適配某種深度的機柜時，通過抽拉動作獲得匹配所需長度后，采用過塑膠卡扣固定內外鈑金件，并選用魔術貼實現線纜的固定綁扎。

圖11 深度方向抽拉式線纜管理單元

4 結論

1）該部件由內外體鈑金支撐件、滾珠及其固定件、橡膠防撞模塊等組成，可通過抽動推拉結構，匹配不同深度的機柜。24 個滾珠通過其固定塊安裝，可使抽拉動作順暢、不卡頓，當適配某種深度的機柜時，通過抽拉動作獲得匹配所需長度后，采用過塑膠卡扣固定內外鈑金件，并選用魔術貼實現線纜的固定綁扎。

2）可柔性擴展的線纜管理部件有利于減少線纜管理單元的型號，實現不同類型線纜管理單元的歸一化處理，極大地減少了采購、倉儲、設計及加工等成本，具有很強的實用性，極具推廣價值。