Käyttösuhteen ymmärtäminen

Etsiessäsi sopivaa toimilaitetta saatat miettiä, mikä käyttösuhde on ja miten se vaikuttaa sovellukseesi. Toimilaitetta valittaessa käyttösuhde on tärkeä, kun on riski käyttää toimilaitetta pidempään kuin sen oletettu käyttöaika sallii.

Mikä on toimilaite ja käyttösuhde?

Käyttösuhde on päälläoloajan suhde pois päältä -aikaan, yleensä prosentteina. Tämä tarkoittaa, että jos toimilaite ajaa ulos ja sisään 20 sekuntia ja on sitten levossa 40 sekuntia ennen kuin sykli toistuu, käyttösuhde on 33 %. Prosentti ilmaisee aina toimilaitteen ”päälläoloajan”. Pois päältä -aika saadaan vähentämällä tämä prosentti sadasta. Tässä tapauksessa tulos on 67 %.

Käyttösuhde on helppo laskea:



D on käyttösuhde

X on aika, jonka komponentti käy.

Y on kokonaisaika, joka kuluu toimilaitteen yhden syklin suorittamiseen.

Jos toimilaitteemme ajaa ulos 97 sekuntia, vetäytyy 45 sekuntia ja lepää lopuksi 79 sekuntia, yhtälö näyttää tältä:

Käyttösuhteeksi tulee 64 %. ”Päälläoloaika” on 64 % ja ”pois päältä” -aika 36 %.

Miksi käyttösuhde on tärkeä

Lineaariset toimilaitteet, kuten muutkin paljon käyvät laitteet, luovuttavat käyttämätöntä energiaa lämpönä. Jos lämpöä kertyy liikaa, komponentit voivat vahingoittua. Sallittu lämpömäärä määräytyy sen komponentin mukaan, jonka sallittu lämpötila on alhaisin. Tämä on yleensä moottori, mutta joissakin automatisoiduissa lineaarijärjestelmissä se voi olla myös hammaspyörät. Käyttösuhde määritetään tämän lämpötilan perusteella, jotta toimilaite ei ylikuumene.

Käyttösuhteen laskenta toimii, kun projekti tai sovellus käy tasaisella tahdilla koko toiminnon ajan. Jos toimilaitetta käytetään harvoin tai epäsäännöllisesti, tämän yhtälön käyttäminen lopullisena vastauksena ei aina anna tarkkaa lukemaa käyttösuhteesta. Tällöin on paras laskea käyttösuhde silloin, kun se on korkeimmillaan. Jos toimilaitteesi käy kolme minuuttia 15 %:n käyttösuhteella, voit turvallisesti olettaa, että muu liike jää tämän arvon alle.

Käyttösuhteen pienentäminen

Jos käyttösuhde on kyseiselle voimatasolle ja nopeudelle korkeimmillaan, ainoa tapa nostaa käyttösuhdetta (olettaen, ettei olla toimilaitteen maksirajalla) on pienentää kuormitusta, nopeutta tai molempia. Vastaavasti käyttösuhdetta voi pienentää kasvattamalla kuormitusta ja nopeutta.

Rajoilla ajaminen

Ei ole hyvä idea ajaa toimilaitetta jatkuvasti käyttösuhteen rajoilla. Jos toimilaitteesi käyttösuhde on 20 % ja ajat sitä jatkuvasti 20 %:ssa, laite saattaa kuumentua. Tämä nostaa komponenttivaurion todennäköisyyttä. Jos huomaat, että sinun on ajettava toimilaitetta jatkuvasti 20 %:n käyttösuhteella, on parasta valita toimilaite, joka kestää suuremman käyttösuhteen kuin 20 %. 25 % on hyvä tavoite.