C10.16.1cycle-life ratings of physical controls设计研究
物理控件的寿命通常以可承受的按压或旋转次数衡量
别名: 循环寿命 · switch life · 按压次数 · MTBF cycles
概念解释
规格书写「50 万次」或「10 万转」,说的是这颗键或这颗旋钮在规定力、规定环境里,电气和机械都还算合格的循环数。循环寿命(cycle life)是物理控件的时间轴,单位不是年,是动作次数。逐渐变手感、高频键要更高额定,是后几层;这里先问寿命是怎么被计数、计数到底保证什么。
机制
每次按或转都在磨触点、穹顶、轴和润滑。额定循环是在实验室载荷谱下,失效(断、粘、力曲线越界、接触电阻越界)到达规定比例之前的次数。现场的力和环境很少等于那条谱:过压、侧向、沙尘、高温会把同一颗件的寿命削掉一个数量级。寿命数字还不包含「手感仍被当成同一颗键」——电气还通,段落感可能已经没了。把寿命理解成年,会在低频键上过于保守、在每天按几千次的键上过于乐观:次数才是积分器,年只是除以使用率之后的换算。
怎么研究
按目标载荷谱做加速循环,中途抽测电气和力曲线,再对照现场使用率换算到年。
自变量:力、侧向分量、环境、每分钟循环率(过快会引入热和与现场不符的润滑状态)。 因变量:到达电气失效的次数、到达力曲线越界的次数、两者哪个先到。
规格书的次数要问清失效定义。加速循环过快会假性缩短或假性延长寿命,需要和现场回收件对照。使用日志用来把次数映射到年,没有日志就不要报年。
边界
几乎不动的安全键(紧急停)的寿命瓶颈可能是材料老化、腐蚀,不是循环数,循环额定会给出虚假安全感。霍尔、光学键没有电触点磨损,循环寿命转到机械导轨和键帽。额定「机械寿命」和「电气寿命」常常不是同一个数,负载电流大时电气先死。一次性或密封不可维修的设备,寿命要按整机报废来规划,而不是按能换微动开关来规划。
怎么落地
- 用预期动作次数而不是「用几年」去选件;把日志里的年使用率乘上去。
- 问清额定对应的是电气通断还是力曲线仍在窗内;盲操键要后者。
- 验证:按现场力和环境抽检循环,画出电气失效和手感越界两条曲线。手感先越界的,寿命按手感来报。没有使用率就不要换算成质保年。