钣金结构机柜防尘防水设计的探索与思考

钣金结构机柜防尘防水设计的探索与思考

周钰铭

广东申菱环境系统股份有限公司

摘要：机柜能够对重要的电气以及控制设备物件进行存储放置，促使设备不会受到外部因素影响，能够保障设备在良好的环境中保持稳定的性能。现阶段社会发展中诸多领域都应用机柜产品设备，当前钣金机柜是较为常见的机柜形式，与常见机柜相比，钣金结构机柜具有良好的承载力与干扰性能力，耐腐蚀性较好。钣金结构机柜主要是将不同金属材质薄板与型材进行结合焊接而成的柜体，通过不同结构性构件相互连接，会产生不同程度缝隙，此类缝隙会进入水和的灰尘，对机柜设备安全性产生较大影响。所以当前在钣金结构机柜设计过程中，要对机柜外壳、材料、尺寸等进行分析，控制其防尘防水性能。

关键词：钣金结构；机柜；防尘防水设计

随着我国工业化进程不断加快，机柜行业是快速发展的新兴行业，在工业机电一体化发展过程中，电气设备与通信设备等对实际运行环境具有较高要求，如果将设备放置在常见的工作环境中，会出现较多问题，对设备稳定运行产生较大影响。所以需要将此类设备放置在专门的空间环境中对外部危害性要素进行阻隔。机柜不仅仅是一个箱体，其还具有稳定的防护性功能，能够保障设备稳定运行。现阶段不同行业发展以及不同的生产领域对机柜具有不同性能要求，所以当前需要对机柜基本性能进行完善，创新原有的设计理念，推动整个机柜行业全面发展。

一、钣金结构机柜防尘防水设计要点分析

近些年我国机柜行业整体发展速度较快，发展态势良好。在机柜行业中钣金结构机柜自身强度值较高，造价成本相对较低，能够实现量化生产，当前应用范围较广，在工业、通信、电子电器、网络等行业应用范围较广。但是不同领域发展对机构结构设计要求存在相应差异。钣金结构机柜主要是通过焊接和组装形成的柜体，在生产操作过程中会产生不同程度裂缝问题，其中在焊接连接处、通风位置、散热处等都未能全面实现密封，并且会长期暴露在空气环境中，导致进水进灰尘风险系数扩大，对内部控制设备实际应用性能产生较大影响，导致设备基本故障概率扩大，对钣金结构机柜内部设备保护会产生不利影响。所以当前对钣金结构机柜全面设计过程中，要强化防水与防尘设计，结合实际应用应用提升设计水平，也能对钣金结构机柜性能进行完善[1]。

二、钣金结构机柜防尘防水设计探析

当前对钣金结构机柜防水防尘进行设计时，相关设计人员需要对IP防护等级进行分析，确定机柜防护性能。在具体防护中，在不同环境中，水分与粉尘会通过相应渠道进入，主要有风道口与连接结合位置。比如门缝、结构件连接部位、电缆进出口位置等，所以当前强化防水防尘设计需要对此类位置进行密封处理，确保柜内外环境能够有效隔离，更好地实现防护目标，提升防护质量，保障设备能够稳定运行。

（一）钣金结构机柜防尘设计

从设计实践活动中能看出，钣金结构机柜粉尘大多数都是源于抽取到机柜中的空气，所以在实际设计过程中要控制过多空气进入到机柜中，在进风口位置将空气中的灰尘进行过滤，不同的设计方向能够划分为不同的应用方法。首先要做好全密闭防尘设计，此类设计主要是在加固携行式钣金机柜中进行应用，对密封机柜整体进行设计，能够避免灰尘进入，能够适应规范化的防尘要求。在机柜不同部位连接处，需要应用各类弹性度较高的密封性材料，通过外部力进行压缩能够实现弹性材料密封，安装设计如图1所示。针对不利于应用密封材料以及不能有效拆卸的部位可以选取密封胶进行密封操作。机柜设计中的热设计能够将设备中产生的热量进行引导，然后从机壳位置疏散到空气中[2]。

（图1弹性密封材料的安装设计示意图）

隔离式设计就是将钣金机柜中的风道进行隔离，使得大量空气不能进入到机柜保存设备的腔体中，此类设计方式主要是在加固型钣金机柜中进行应用，基本防尘等级较高。在机柜散热设计过程中，可以选取强迫风冷，应用热管将设备传递的热量进行疏导，迁移到风道的散热片中。风道风扇从外部开始抽风，对散热片进行有效冷却。在风道隔离设计过程中，能避免灰尘对设备元器件产生不同程度损害，但是机柜在较长的应用实践中，风扇叶片等位置仍旧会积攒一定量灰尘，所以仍需定期进行清理操作。

在防尘网、防尘棉设计过程中，基本防尘原理就是机械式过滤，就是当粉尘落到防尘棉与防尘网时，通过不同过滤阻隔，能够对灰尘进行有效吸附。但是灰尘中存在密度较小的粉尘，能够从过滤网中穿过，所以当前要适度提升防尘等级。防尘网与防尘棉在安装中可以将其夹在机柜和压板中间位置。压板如果是塑胶件，可以将压板与防尘网连接在仪器。机柜经过长时间应用，防尘棉与防尘网中由于吸附的灰尘增加导致网孔减小，对系统实际进风量产生较大影响，所以可以对防尘网与防尘棉设计结构进行调控，设为可拆卸结构，便于后期定期进行清洗[3]。

（二）钣金结构机柜防水设计

在钣金结构机柜防水设计过程中，相关设计人员要明确设计重点，对机柜各个结构件连接位置，比如锁具、铰链、门板等位置。对于此类位置的防水设计要选取不同的设计方法。首先可以选取防水条方式设计方法，此类设计可以选取软性材料设计，比如PVC、TPU、硅胶、橡胶等，防水条大多使用在两个钣金薄片配合的缝隙处，柜体外壳以及框架配合的间隙处。防水条生产方式主要是通过模具生产的弹性固态体，在背面进行覆胶，然后根据实际要求进行选装。在结构接缝位置需要注入防水材料，然后进行固化。此类状况也能通过二次啤塑进行处理，但是耗费的成本较高，对模具技术也具有较高要求。第二种生产技术工艺当前应用较多，通过点胶机能够对产品防水质量有效控制。在防水结构设计中，柜体进风口也是灰尘与水分入口，对进风口进行设计，设为防水结构，斜面流线形式，促使水分能够通过自身重量进行滑落。对结构构件螺钉连接方式进行调控，可以使用焊接结构，在顶层加设防雨盖，在门板和柜体接触位置设置为导流槽位置。在辅材选用过程中，可以选取密封小胶圈、密封胶，能够对柜体结构缝隙进行修补，在电缆线进出口位置可以加设电缆接头防护措施。

（三）二次啤塑防水

针对防水等级较高的钣金结构机柜，可以选取二次啤塑方法，这样能确保防水效果有效提升。但是此类方法在实际应用过程中也存在较大问题，实际生产制造难度较高，耗费的资金量较大。此类方法大多数都是对特殊性要求较高的钣金机柜中进行应用。此外，钣金结构机柜要对不同IP防护要求进行分析，确定外壳结构基本形式、加工和安装方式，从而能够适应不同等级防水防尘要求。从图2中能够看出，塑胶啤塑残余应力较大，容易发生不同程度变形，应用此类材料进行防水，能够对变形问题进行控制，还能调控脱模斜度，增设顶出位置，还能对啤塑完成的产品进行定位定型，然后将其放置在相应温度的水中进行有效冷却，能够对残余应力进行控制。

（图2二次啤塑防水设计）

结语：

总而言之，在钣金结构机柜设计过程中，相关设计人员需要明确防水防尘设计的重要作用，分析设计重心，将其放置在抗干扰、防腐蚀与抗震中。此外，还需要兼顾钣金结构多项应用性能，能够设计出更多满足客户发展要求的产品，这样能够得到更多客户信任。促使机柜企业各项生产效益能够全面提升，推动企业全面发展。

参考文献：

[1]李伯勋.钣金结构机柜防尘防水设计的研究[J].军民两用技术与产品，2016（20）：171.

[2]王力.钣金结构机柜防尘防水设计的探究[J].中国科技投资，2016（18）：272-272.

[3]李顺华.钣金结构机柜防尘防水设计的研究[J].环球市场，2018（11）：344.