جاء إلينا أحد العملاء الذين صمموا محطة-نقطة البيع-الجهاز الطرفية في العام الماضي بسبب مشكلة. لقد حددوا قبة مقاس 6 مم بقوة تشغيل تبلغ 250 جرامًا للوحة مفاتيح الخروج الخاصة بهم. وبعد إجراء 500000 اختبار دورة في مختبرهم، انخفضت القوة إلى 210 جرام. اعتقد العميل أن القباب كانت معيبة. لم يكونوا كذلك. يعد هذا الانخفاض بنسبة 16% أمرًا طبيعيًا لقبة الفولاذ المقاوم للصدأ عند نصف مليون دورة. كان الخطأ الحقيقي هو أن العميل قد حدد تفاوتًا صارمًا قدره +/- 10g على قبة بوزن 250 جرامًا، مما يعني أن الحد الأدنى للمواصفات كان 240 جرامًا. عند 500 ألف دورة، كانت القبة خارج المواصفات بالفعل.
تفقد القباب المعدنية قوتها على مدى حياتها. هذا ليس عيبا. إنها فيزياء زنبرك من الفولاذ المقاوم للصدأ يتم ثنيه ملايين المرات. السؤال ليس ما إذا كانت القوة تضمحل أم لا، بل ما مدى اضمحلالها، وما إذا كان نطاق التسامح الخاص بك قادرًا على امتصاصها.
اختبار تحلل القوة على قبة مقاس 6 مم - تنخفض قوة التشغيل تدريجيًا مع صلابة عمل SUS301- واسترخائه.
ما الذي يسبب اضمحلال القوة
القبة المعدنية عبارة عن زنبرك مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ. في كل مرة تنكسر فيها، تنثني المادة. على مدى ملايين الدورات، يحدث أمران:
تصلب العمل.يصبح الفولاذ المقاوم للصدأ SUS301 أكثر صلابة عند ثنيه، مما يغير ثابت الزنبرك. يؤدي هذا عادة إلى زيادة أولية صغيرة في القوة في أول 10000 دورة، ثم انخفاض تدريجي.
استرخاء التوتر.يرتاح شكل القبة المُشكَّل ببطء نحو شكل أكثر انبساطًا بمرور الوقت والدورات. وهذا هو السبب الرئيسي لتدهور القوة على المدى الطويل-. في درجة حرارة الغرفة، يكون استرخاء التوتر بطيئًا. في درجات حرارة مرتفعة، فإنه يتسارع.
أرقام تسوس القوة النموذجية
استنادًا إلى بيانات اختبار الإنتاج الخاصة بنا على قباب SUS301 مقاس 6 مم وبوزن 250 جم، إليك ما يمكنك توقعه:
| عد الدورة | القوة المتبقية | الاضمحلال النموذجي |
|---|---|---|
| الأولي (0) | 250g | 0% |
| 10,000 | 255g | +2% (تصلب العمل) |
| 100,000 | 240g | -4% |
| 500,000 | 220g | -12% |
| 1,000,000 | 200g | -20% |
هذه الأرقام مخصصة لدرجة حرارة الغرفة (23 درجة مئوية). عند 85 درجة مئوية، يتسارع الانحلال إلى حوالي 30% عند مليون دورة. عند درجة حرارة 125 درجة مئوية، يمكنك رؤية 40% من الاضمحلال. ولهذا السبب تحتاج منتجات السيارات والمنتجات الصناعية التي تعمل بالحرارة إلى نطاق تحمل أوسع أو قوة أولية أعلى.
أربعة-قبب ذات أرجل على بكرة إنتاج - تعمل الأرجل على تثبيت القبة وتساعد في الحفاظ على القوة المتسقة خلال ملايين الدورات.
كيفية تحديد القبة التي تبقى في حالة التسامح
إذا كان منتجك يحتاج إلى مليون دورة ويجب أن يشعر المستخدم بنقرة متسقة، فلا تحدد القوة الأولية عند الطرف السفلي من نطاق التسامح. حدده في الطرف العلوي، بحيث يهبط الاضمحلال في منتصف شريطك.
مثال: يحتاج منتجك إلى قوة 200 جرام على الأقل بعد مليون دورة. لا تحدد قبة 200 جرام. مواصفات قبة 250 جرام. بعد 20% من الاضمحلال خلال 1 مليون دورة، ستكون القوة حوالي 200 جرام، وهو الحد الأدنى لديك. إذا حددت قبة بوزن 220 جرامًا، فبعد 20% من الاضمحلال، يصل وزنك إلى 176 جرامًا، وهو أقل من الحد الأدنى المطلوب.
نحن نسمي هذا هامش القوة. نوصي بهامش قوة بنسبة 15% إلى 20% على أي قبة يجب أن تدوم مليون دورة. بالنسبة لمنتجات السيارات التي تشهد درجات حرارة مرتفعة، نوصي بهامش بنسبة 25%.
ما يسرع الاضمحلال
ارتفاع درجة الحرارة.هذا هو العامل الأكبر. القبة التي تفقد 20% في درجة حرارة الغرفة تفقد 35% عند 85 درجة مئوية. إذا كان منتجك ساخنًا، فحدد قوة أولية أعلى.
خلال-السفر.إذا قام المستخدم بالضغط على القبة بعد نقطة الانطباق الخاصة بها وأسفلها على PCB، يكون الضغط على المادة أعلى. استخدم قبة ذات شكل جانبي أطول أو فاصل للحد من السفر.
التعرض الكيميائي.يمكن أن تهاجم عوامل التنظيف والزيوت سطح الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يؤدي إلى تسريع التعب. بالنسبة للمنتجات التي يتم مسحها بانتظام، حدد طلاء ENIG ودرجة مقاومة للمواد الكيميائية.
هندسة القبة.تتحلل القباب المتقاطعة بشكل أسرع من القباب المستديرة أو{0}}ذات الأرجل الأربعة، وذلك لأن الأذرع تنثني أكثر. إذا كانت دورة الحياة الطويلة أمرًا بالغ الأهمية، فاستخدم هندسة دائرية أو رباعية-.
كيف نختبر الاضمحلال
تخضع كل دفعة إنتاج لاختبار دورة على أساس العينة. نقوم بتشغيل 10 قبب من كل بكرة بمعدل 60 دورة في الدقيقة على أجهزة اختبار الدورة لدينا، ونفحص القوة عند 10 كيلو و100 كيلو و500 كيلو ومليون دورة. إذا انخفضت القوة أكثر من المواصفات الخاصة بنا (عادةً 20% عند مليون دورة)، فإننا نسحب الدفعة ونراجع دفعة المواد.
إذا كنت كذلكشراء صفائف ورقة القبةبالنسبة للمنتج الذي يجب أن يستمر لملايين الدورات، اطلب منا الحصول على تقرير تضاؤل القوة على القبة المحددة التي تفكر فيها. سنقوم بإجراء الاختبار ونرسل لك المنحنى. لقباب الالكترونيات الاستهلاكية, زر السيليكونالمجمعات، أومصفوفات قبة تعتمد على FPC-., اتصل بهندسة شانيولحسابات هامش القوة.
- جون سميث، كبير مهندسي التطبيقات، Shanyo
جاء إلينا أحد العملاء الذين صمموا محطة-نقطة البيع-الجهاز الطرفية في العام الماضي بسبب مشكلة. لقد حددوا قبة مقاس 6 مم بقوة تشغيل تبلغ 250 جرامًا للوحة مفاتيح الخروج الخاصة بهم. وبعد إجراء 500000 اختبار دورة في مختبرهم، انخفضت القوة إلى 210 جرام. اعتقد العميل أن القباب كانت معيبة. لم يكونوا كذلك. يعد هذا الانخفاض بنسبة 16% أمرًا طبيعيًا لقبة الفولاذ المقاوم للصدأ عند نصف مليون دورة. كان الخطأ الحقيقي هو أن العميل قد حدد تفاوتًا صارمًا قدره +/- 10g على قبة بوزن 250 جرامًا، مما يعني أن الحد الأدنى للمواصفات كان 240 جرامًا. عند 500 ألف دورة، كانت القبة خارج المواصفات بالفعل.
تفقد القباب المعدنية قوتها على مدى حياتها. هذا ليس عيبا. إنها فيزياء زنبرك من الفولاذ المقاوم للصدأ يتم ثنيه ملايين المرات. السؤال ليس ما إذا كانت القوة تضمحل أم لا، بل ما مدى اضمحلالها، وما إذا كان نطاق التسامح الخاص بك قادرًا على امتصاصها.
اختبار تحلل القوة على قبة مقاس 6 مم - تنخفض قوة التشغيل تدريجيًا مع صلابة عمل SUS301- واسترخائه.
ما الذي يسبب اضمحلال القوة
القبة المعدنية عبارة عن زنبرك مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ. في كل مرة تنكسر فيها، تنثني المادة. على مدى ملايين الدورات، يحدث أمران:
تصلب العمل.يصبح الفولاذ المقاوم للصدأ SUS301 أكثر صلابة عند ثنيه، مما يغير ثابت الزنبرك. يؤدي هذا عادة إلى زيادة أولية صغيرة في القوة في أول 10000 دورة، ثم انخفاض تدريجي.
استرخاء التوتر.يرتاح شكل القبة المُشكَّل ببطء نحو شكل أكثر انبساطًا بمرور الوقت والدورات. وهذا هو السبب الرئيسي لتدهور القوة على المدى الطويل-. في درجة حرارة الغرفة، يكون استرخاء التوتر بطيئًا. في درجات حرارة مرتفعة، فإنه يتسارع.
أرقام تسوس القوة النموذجية
استنادًا إلى بيانات اختبار الإنتاج الخاصة بنا على قباب SUS301 مقاس 6 مم وبوزن 250 جم، إليك ما يمكنك توقعه:
| عد الدورة | القوة المتبقية | الاضمحلال النموذجي |
|---|---|---|
| الأولي (0) | 250g | 0% |
| 10,000 | 255g | +2% (تصلب العمل) |
| 100,000 | 240g | -4% |
| 500,000 | 220g | -12% |
| 1,000,000 | 200g | -20% |
هذه الأرقام مخصصة لدرجة حرارة الغرفة (23 درجة مئوية). عند 85 درجة مئوية، يتسارع الانحلال إلى حوالي 30% عند مليون دورة. عند درجة حرارة 125 درجة مئوية، يمكنك رؤية 40% من الاضمحلال. ولهذا السبب تحتاج منتجات السيارات والمنتجات الصناعية التي تعمل بالحرارة إلى نطاق تحمل أوسع أو قوة أولية أعلى.
أربعة-قبب ذات أرجل على بكرة إنتاج - تعمل الأرجل على تثبيت القبة وتساعد في الحفاظ على القوة المتسقة خلال ملايين الدورات.
كيفية تحديد القبة التي تبقى في حالة التسامح
إذا كان منتجك يحتاج إلى مليون دورة ويجب أن يشعر المستخدم بنقرة متسقة، فلا تحدد القوة الأولية عند الطرف السفلي من نطاق التسامح. حدده في الطرف العلوي، بحيث يهبط الاضمحلال في منتصف شريطك.
مثال: يحتاج منتجك إلى قوة 200 جرام على الأقل بعد مليون دورة. لا تحدد قبة 200 جرام. مواصفات قبة 250 جرام. بعد 20% من الاضمحلال خلال 1 مليون دورة، ستكون القوة حوالي 200 جرام، وهو الحد الأدنى لديك. إذا حددت قبة بوزن 220 جرامًا، فبعد 20% من الاضمحلال، يصل وزنك إلى 176 جرامًا، وهو أقل من الحد الأدنى المطلوب.
نحن نسمي هذا هامش القوة. نوصي بهامش قوة بنسبة 15% إلى 20% على أي قبة يجب أن تدوم مليون دورة. بالنسبة لمنتجات السيارات التي تشهد درجات حرارة مرتفعة، نوصي بهامش بنسبة 25%.
ما يسرع الاضمحلال
ارتفاع درجة الحرارة.هذا هو العامل الأكبر. القبة التي تفقد 20% في درجة حرارة الغرفة تفقد 35% عند 85 درجة مئوية. إذا كان منتجك ساخنًا، فحدد قوة أولية أعلى.
خلال-السفر.إذا قام المستخدم بالضغط على القبة بعد نقطة الانطباق الخاصة بها وأسفلها على PCB، يكون الضغط على المادة أعلى. استخدم قبة ذات شكل جانبي أطول أو فاصل للحد من السفر.
التعرض الكيميائي.يمكن أن تهاجم عوامل التنظيف والزيوت سطح الفولاذ المقاوم للصدأ، مما يؤدي إلى تسريع التعب. بالنسبة للمنتجات التي يتم مسحها بانتظام، حدد طلاء ENIG ودرجة مقاومة للمواد الكيميائية.
هندسة القبة.تتحلل القباب المتقاطعة بشكل أسرع من القباب المستديرة أو{0}}ذات الأرجل الأربعة، وذلك لأن الأذرع تنثني أكثر. إذا كانت دورة الحياة الطويلة أمرًا بالغ الأهمية، فاستخدم هندسة دائرية أو رباعية-.
كيف نختبر الاضمحلال
تخضع كل دفعة إنتاج لاختبار دورة على أساس العينة. نقوم بتشغيل 10 قبب من كل بكرة بمعدل 60 دورة في الدقيقة على أجهزة اختبار الدورة لدينا، ونفحص القوة عند 10 كيلو و100 كيلو و500 كيلو ومليون دورة. إذا انخفضت القوة أكثر من المواصفات الخاصة بنا (عادةً 20% عند مليون دورة)، فإننا نسحب الدفعة ونراجع دفعة المواد.
إذا كنت كذلكشراء صفائف ورقة القبةبالنسبة للمنتج الذي يجب أن يستمر لملايين الدورات، اطلب منا الحصول على تقرير تضاؤل القوة على القبة المحددة التي تفكر فيها. سنقوم بإجراء الاختبار ونرسل لك المنحنى. لقباب الالكترونيات الاستهلاكية, زر السيليكونالمجمعات، أومصفوفات قبة تعتمد على FPC-., اتصل بهندسة شانيولحسابات هامش القوة.
- جون سميث، كبير مهندسي التطبيقات، Shanyo
