[发明专利]电子模块楔形封装插槽锁紧力测量系统

说明书

本发明公开的一种电子模块楔形封装插槽锁紧力测量系统，旨在提供一种能够测量两自由度楔形锁紧条锁紧力的测量系统。本发明通过下述技术方案实现：采用互为垂直搭接而成的矩形体短基座和长基座的测试模块，所形成的L形垂直体的端面上设线阵排列的定位螺栓和互为垂直面内侧装配压力传感器的线阵凹槽，每个压力传感器通过线阵凹槽背端的导线孔连接数据采集仪，定位螺栓结合压力传感器和插入低导热锁紧条，高导热锁紧条下方的挡块调节测试间距；测试模块通过压力传感器将测量结果实时上传至上位机，对楔形锁紧条锁紧力进行动态测试，实时传输显示测量结果。

技术领域

本发明涉及一种电子模块机箱插槽的楔形锁紧条固定装置的锁紧力测量系统。尤其是航空高密度电子模块楔形封装形式的锁紧条进行锁紧力测量的系统。

背景技术

随着计算机技术的快速发展，计算机本身各种硬件的设计越来越精巧，其中，集成电路的发展使过去功能单一，体积庞大，独立应用的模拟电路和分立元件被高集成度、体积小而功能众多，资源共享的模块化结构所代替，使计算机的可更换模块概念得到普及。随着电子技术的发展，电子设备由分立式向综合化发展，以往独立的电子设备被功能更加强大和复杂的可更换模块所替代。由于在机箱箱体前面设置具有不同插口或形状的通用插槽，在机箱内都备有不少插槽和接口、在相应插槽内装有功能各异的介质转换模块，在后面板的一端上配备有可自动转换的主电源和备用电源。为机箱内各模块提供直流电压的主电源和备用电源面各自独立，以模块形式插入，在机箱内通过材质多样、功能不同的锁紧导轨模拟输入通道自动相连转换电路模块。在需要更换介质模块2时，将整个面板取下，待需要换的模块更换后，重新固定在箱体前面的机架上。在电子设备设计中，传统的自下而上的设计方法被现在自上而下的顶层设计思想所代替，即用标准化、模块化的思想，提出了现场可更换模块（ＬＲＭ）的概念，并得到普及。每一模块具有独立的功能，外形尺寸统一，减少了尺寸的复杂多样性。在维护上，可以在现场将模块取出，换上另一标准模块，系统可立即恢复工作．换下的模块送到指定地点进行维修。电子设备处于恶劣的振动、冲击环境下，尤其是电子设备所处的环境条件更为苛刻。所以模块必须用一定的机械装置固定在机箱插槽中，不得晃动、窜动，并尽量减小电子模块与机箱壁面之间的接触应力。这些模块与设备机架之间往往通过楔形锁紧连接结构连接，这种连接结构形式可以实现模块快速而方便的装卸，提高设备的维护性能，但同时也对设备结构动力学性能分析带来了很大的影响。目前楔形锁紧机构一般用于电子设备可更换模块和电路板等的固定，楔形锁紧机构将单元模块固定在需要位置。楔形锁紧装置在电子设备的插件、模块和印制板中是一个非常重要的构件。楔形锁紧装置主要利用楔形块之间的静摩擦力来约束两个具有相对运动部件之间的运动。电子设备用楔形锁紧机构主要由滑座若干滑块和螺杆组成，滑座为锁紧装置与模块的连接体，螺杆与后滑块的螺纹啮合是引起滑块位移的机械形式。楔形滑块机构在锁紧螺杆驱动下，各向内外切楔形面滑动块相互挤压产生挤压力，沿着各自的导向面，在两个L型导热条构成的导热滑座箱条四壁滑移，向X、Y、Z六个自由度方向膨胀，从而使两L型导热条在直插定位插板和机箱冷板插槽形成的空隙中沿对角线分离直至两L型导热条压紧空隙的四个壁面，在这种状态下，若不采用锁紧螺母，则会发生因振动或逆时针旋动，螺杆松开楔形锁紧装置时，螺杆逆时针旋动过大的位移导致后滑块掉人机箱中。每根锁紧条有个滑块，拧紧前端螺杆推动楔块运动，前后楔块挤压与中间轴固定在一起，运动滑块沿后楔块的斜面移动直至贴紧，通过楔形锁紧机构楔形块之间的挤压将单元电子模块固定在导槽内滑座和模块固接在一起成为一体，实现电子模块在插槽内的锁紧。该锁紧装置依据锁紧楔面之间的角度差和由弹簧压缩产生的摩擦力进行锁紧，能满足固定部件和动作部件之间的快速解锁及锁紧需要，作业稳定性好，结构简单，使用方便，成本低。插件或模块采用这种楔形锁紧装置来固定，可以提高抗振和散热性能和整机的可靠性，而且拆装方便。在恶劣振动环境中工作的设备，采用该锁紧装置可大大改善安装的边界条件，提高谐振频率，降低模块的振幅，从而提高了模块的抗振性能。从本质上讲楔形锁紧结构是一种接触连接结构，表现为有时接触有时不接触，系统的刚度随着这种状态的变改变而不断改变，系统出现复杂的非线性动力学现象。楔形锁紧连接这一具体的结构形式的楔形锁紧条是LRM模块中重要的结构件及传热部件。楔形连接结构的受力变形情况可知，楔形锁紧条对设备结构动力学性能分析带来了很大的影响。电子设备所面临的振动冲击环境越来越严酷，特别是线性刚度连接结构的硬化刚度特性。现有技术为了减小电子模块向机箱冷板传导热阻，提高电子模块插件散热能力的散热楔形锁紧装置，同时减少电缆杂乱的情况，将各类可插拔模块安装到机箱，通常采用锁紧螺杆顺次串联驱动滑块、中间体楔形滑动块和固定块组成楔形滑块机构，中间体楔形滑动块利用左下移滑动块、右移上升滑动块和后左下移滑动块，构成的楔形锁紧装置。应力是指金属材料受到外力的作用时在其内部产生方向相反而大小相等的内部抵抗力。在应力测试中，导向槽和与其相对的一侧箱壁之间安装待测电路，需要应力测试专用软件，采集电路板制程中的应力值，将电脑与应力测试仪采用USB线通讯连接进行应力测试，ICT应力测试，FCT应力测试，锁螺丝应力测试、振动应力测试，跌落应力测试等等。将采集的应力值使用专业应力测试报告软件打开，生成报告。在模块散热能力的评价中，楔形锁紧装置和模块自身分别与机箱壁接触，楔形锁紧装置的等效应力是一个重要参数。楔形锁紧装置表面接触压力由螺杆扭矩确定，表面接触压力并不是线性变化的。在实验时通过使用力矩扳手进行安装，控制扭紧力矩来以达到控制工作面压力的目的。