آناليز تحليلي و تجربي پديده گير قطعه‌كار در قيد و بندها با استفاده از مكانيزم بلوك و دست

Theoretical and Experimental Analysis of Jamming of Workpiece in the Fixture by using the Block and Palm Study

گير قطعات در قيد و بند، يك پديده ناخواسته در حين بارگذاري با باربرداري است كه مطالعه شرايط وقوع آن در جاسازي قطعات در قيد و بند و تعيين شرايط لازم براي اجتناب از وقوع آن به‌عنوان يكي از مراحل صحت‌سنجي در طراحي قيد و بندها مطرح مي‌شود. در پژوهش حاضر، آناليز تحليلي و تجربي براي مطالعه شرايط وقوع اين پديده با استفاده از مطالعه موردي بلوك و دست ارائه شده است. مدل تحليلي بر مبناي اصل كمترين اندازه جواب پايه‌ريزي شده است. از مدل‌هاي تحليليِ ارائه‌شده در پژوهش‌هاي پيشين كه وقوع گير را در شرايط شبه‌استاتيكي بررسي كرده‌اند، نيز استفاده شده است. براي صحت‌سنجي پيش‌بيني تحليل، آزمايش تجربي طراحي و اجرا گرديد. براي اين منظور، مجموعه آزمايشگاهي براي مطالعه موردي بلوك و دست ساخته شد. پس از اندازه‌گيري تجربي ضريب اصطكاك بين بلوك، سطح پايه و اهرم، مسافت پيمايش‌شده توسط بلوك براي وقوع گير با استفاده از روش‌هاي پردازش تصوير و داده‌برداري به‌كمك انكودر زاويه‌اي اندازه‌گيري شد. بيشينه مقدار خطا بين پيش‌بيني تحليل و نتايج به‌دست‌آمده از آزمايش‌هاي تجربي براي مسافت پيمايش بلوك جهت وقوع گير برابر با 6/8 ميلي‌متر (معادل خطاي نسبي 3/8%) به‌دست آمد كه نشان‌دهنده دقت مناسب تحليل ارائه ‌شده است.

Jamming of workpiece in the fixture is an unwanted phenomenon which usually occurs during its loading or unloading processes. Investigating the conditions of the jamming occurrence and determining the conditions in which jamming would not occur, are considered as the important steps in the verification stage of the fixture design procedure. In this paper, analytical and experimental analysis is conducted for studying the jamming occurrence conditions using the block and palm study. Theoretical model is established based on the minimum norm principle. The proposed theoretical models in the previous studies which investigated the jamming phenomenon in the quasi-static conditions are also incorporated. Experiments are also designed and implemented for validation of the theoretical predictions. For this purpose, experimental setup is designed and fabricated for the block and palm case study. After measurement of the coefficient of friction between the block, base plate and pal, the jamming-in travel of block (distance in which jamming occurred) is then measured using a rotary encoder and the image processing techniques. The worst-case error equal to 6.8mm (equivalent to 3.8%) is obtained for the jamming-in travel of block between the theoretical predictions and experimental results which indicated the accuracy of the suggested theoretical model.