Приложение Е (справочное). Примеры расчета вибрационной экспозиции за смену

Приложение Е
(справочное)

Примеры расчета вибрационной экспозиции за смену

Е.1 Введение

В настоящем приложении дано несколько примеров организации измерений и расчетов вибрационной экспозиции за смену А(8) в соответствии с требованиями раздела 8. Процедура измерений для данных примеров соответствует требованиям 5.3.

Для всех примеров настоящего приложения:

- под уровнем вибрации понимают усредненное значение полной вибрации;

- воздействие вибрации оценивают только одним числовым значением (хотя обычно следует получать такие оценки для правой и левой руки по отдельности);

- в течение всего периода воздействия изменения уровня вибрации приняты незначительными (на практике обычно приходится иметь дело с более значительными вариациями уровня, что требует проведения усреднения по нескольким измерениям).

Е.2 Пример оценки вибрации при использовании одной ручной машины

Е.2.1 Продолжительные измерения при непрерывной работе ручной машины

Ситуация, когда ручная машина непрерывно работает в течение длительного периода времени и в процессе этой работы рука оператора находится в непрерывном контакте с ручной машиной или обрабатываемой деталью, является простейшей с точки зрения измерений. Примером операций такого типа является выравнивание больших поверхностей с помощью трамбовки, машин для полировки пола, газонокосилок.

В данном случае:

- измерения уровня вибрации проводят в течение длительного периода времени, позволяющего получать надежные, представительные результаты;

- время воздействия вибрации совпадает с временем использования ручной машины.

a) Преимущества

Измеренное значение уровня вибрации легко использовать для оценки воздействия в других условиях, когда время воздействия изменяется.

b) Недостатки

Существенных недостатков у данного способа измерений нет, но, к сожалению, на практике не так часто встречаются случаи, когда его можно применить.

Пример - За смену трамбовку используют в течение 2,5 ч, никакой другой виброопасный инструмент не применяют. Фотография вибрационного воздействия аналогична той, что изображена на рисунке Е.1. Среднеарифметическое по трем измерениям вибрации на рукоятках ручной машины дает значение полной вибрации =7,4 .

Значение вибрационной экспозиции за смену А(8) определяют по формуле (2), которая в случае одного непрерывного воздействия принимает вид

. (Е. 1).

Е.2.2 Продолжительные измерения при работе ручной машины с перерывами

На практике часто наблюдают случаи, когда рука рабочего во время выполнения операции находится в постоянном контакте с ручной машиной или обрабатываемой деталью, но сама машина работает с короткими перерывами. Примером операции такого типа является работа с шлифовальными машинами, цепными пилами, зубильными молотками.

Если ручная машина находится в работающем состоянии большую часть времени своего использования, то одним из вариантов является:

- проведение продолжительных измерений уровня вибрации в течение представительного периода использования ручной машины, при этом

- за время воздействия вибрации принимают общее время использования ручной машины в течение рабочего дня.

a) Преимущества

Измеренный уровень вибрации является представительным для реального выполнения данной операции, включая периоды, когда машина набирает обороты до достижения рабочей скорости, останавливается или находится в отключенном состоянии (при других способах измерений воздействие во время переходных процессов может быть оценено неточно).

b) Недостатки

Измеренный данным способом уровень вибрации зависит от доли общего времени нахождения ручной машины в руках оператора, когда та была включена и работала. Поэтому полученное значение не так легко перенести на другие ситуации с использованием той же ручной машины.

На результат измерений могут оказать влияние случайные удары (например, когда ручную машину кладут на верстак), не связанные с воздействием вибрации.

Пример - Шлифовальную машину используют для шлифовки дискообразной отливки. Записи в рабочем журнале показывают, что в среднем за смену обрабатывают 100 отливок. При обработке каждой отливки оператор сначала шлифует ее по ободу, а затем по верхней и нижней сторонам. Фотография вибрационного воздействия аналогична той, что изображена на рисунке Е.2. Среднее значение вибрации на одном цикле =3,6 .

Каждый цикл полностью занимает 2 мин. При производительности 100 отливок в день общее время воздействия вибрации будет составлять 200 мин или 3 ч 20 мин (3,33 ч). Значение вибрационной экспозиции за смену А(8) определяют по формуле (2), которая в случае одного непрерывного воздействия принимает вид

. (Е.2).

Примечания

1 Для таких инструментов, как шлифовальная машина с большой вероятностью уровень вибрации для левой и правой рук будет разным, и, кроме того, разным может оказаться и время воздействия вибрации. В таком случае оценки воздействия вибрации следует получить для каждой руки отдельно.

2 Другой способ анализа этой же рабочей операции дан в Е.2.3.

Е.2.3 Непродолжительные измерения при работе ручной машины с перерывами

На практике часто наблюдают случаи, когда либо сама ручная машина работает с длительными перерывами, хотя рука рабочего во время выполнения операции находится в постоянном контакте с ручной машиной или обрабатываемой деталью, либо рука рабочего отпускает ручную машину во время выполнения операции. Примером операции такого типа является работа с портативными шлифовальными машинами или на шлифовальных станках, с цепными или кустарниковыми пилами, зубильными молотками.

В данных случаях:

- проводят непродолжительные измерения уровня вибрации только в течение некоторого периода во время работы ручной машины. При этом можно применить прием имитации непрерывной работы (например, используя для шлифовки на шлифовальном станке бракованные детали);

- за время воздействия вибрации принимают общее время работы ручной машины в течение рабочего дня.

a) Преимущества

Измеренное значение уровня вибрации легко использовать для оценки воздействия в других условиях, когда время воздействия изменяется.

b) Недостатки

В данном способе при получении оценки вибрационной экспозиции за смену не учитывают вибрацию, действующую при наборе машиной оборотов до рабочей скорости, при снижении оборотов или при нахождении машины в отключенном состоянии. Если периоды действия такой вибрации сопоставимы с временем работы ручной машины на рабочей скорости, тогда погрешность оценки вибрационной экспозиции за смену будет значительна.

Пример - Шлифовальную машину используют для шлифовки дискообразной отливки. Записи в рабочем журнале показывают, что в среднем за смену обрабатывают 100 отливок. При обработке каждой отливки оператор сначала шлифует ее по ободу, а затем по верхней и нижней сторонам. Фотография вибрационного воздействия аналогична той, что изображена на рисунке Е.3.

Каждый цикл состоит из трех периодов:

- 20 с на шлифование обода;

- 40 с на шлифование верхней плоскости, после чего диск переворачивают

и

- 40 с на шлифование нижней плоскости.

Таким образом, в течение каждого рабочего цикла шлифовальная машина работает 100 с (или 1 мин 40 с) в течение 2-минутного рабочего цикла. При производительности 100 отливок в день общее время воздействия вибрации будет составлять 167 мин или 2 ч 47 мин (2,78 ч).

При проведении измерений в процессе имитационного шлифования на бракованных деталях было получено значение = 3,9 . Значение вибрационной экспозиции за смену А(8) определяют по формуле (2), которая в случае одного непрерывного воздействия принимает вид

. (Е.3).

Примечание - Другой способ анализа этой же рабочей операции дан в Е.2.2.

Е.2.4 Измерения в течение фиксированного интервала времени для одиночных ударов или всплесков вибрации ручной машины

Для работы ручных машин некоторых видов характерно наличие одиночных ударов или всплесков в сигнале вибрации; эти удары и всплески носят нерегулярный характер и разделяются между собой долгими паузами. Примером операции такого типа является работа гвоздезабивных машин или ударных гайковертов.

В данном случае:

- проводят измерения среднего уровня вибрации на интервале фиксированной длительности, который включает в себя заданное число (от одного и более) ударов или всплесков вибрации;

- за время воздействия вибрации принимают длительность измерения, умноженную на общее число ударов (всплесков) за рабочую смену и разделенную на число ударов (всплесков) на интервале измерения.

a) Преимущества

Измеренное значение уровня вибрации легко использовать для оценки воздействия в других условиях (при условии, что длительность измерения зарегистрирована).

b) Недостатки

Не вполне ясно, является ли данный метод оценивания (основанный на ГОСТ 31192.1) вполне адекватным при измерении вибрации импульсного типа.

Пример - Ударный гайковерт используют для завинчивания гаек на колеса автомобиля. На каждый автомобиль приходится 20 гаек. Обычно оператор использует ударный гайковерт для завинчивания пяти гаек, после чего отпускает инструмент и переходит к следующему колесу. Записи в рабочем журнале показывают, что в среднем за смену обслуживают 50 автомобилей, т.е. завинчивают 1000 гаек.

Измерения уровня вибрации проводят только в интервале времени, когда оператор завинчивает пять гаек на одном колесе. При этом ударный гайковерт удерживается в руках оператора примерно 20 с, следовательно, фиксированная длительность измерений для операции крепления пяти гаек будет составлять 20 с (см. рисунок Е.4). Средний уровень вибрации за 20-секундный период измерений . Чтобы общее время измерений превышало 60 с, необходимо провести, по крайней мере, четыре таких измерения.

Общее время воздействия вибрации в течение рабочего дня определяют по формуле

с. (Е.4)

Таким образом, в день общее время воздействия вибрации будет составлять 4000 с или 1 ч 6,7 мин (1,1 ч), а значение А(8) определяют по формуле

. (Е.5).

Е.3 Пример оценки вибрации при использовании нескольких ручных машин

Если значение вибрационной экспозиции за смену складывается из воздействия вибрации при работе более чем одной ручной машины (или процесса), необходимо определить долю в воздействии вибрации каждой такой машины или процесса в соответствии с одним из способов, изложенных в разделе Е.2.

Обычно для многих рабочих ситуаций характерно:

- использование более одной ручной машины или

- использование ручной машины на нескольких операциях, для которых уровень вибрации, воздействующей на оператора, различен.

При использовании нескольких ручных машин, процессов или различных операций для оценки воздействия вибрации применяют, как правило, сочетание основных методов из раздела Е.2.

Пример - Воздействие вибрации складывается из трех различных заданий. Для расчета вибрационной экспозиции за смену по долям каждого задания эти задания анализируют по отдельности. При этом для оценки доли каждого задания используют разные способы измерения.

Рабочий лесной промышленности первую часть рабочего дня занимается расчисткой леса с использованием кустарниковой пилы; непрерывное время работы 2 ч. Вторую часть дня он занят валкой деревьев с помощью цепной пилы, после чего с поваленного дерева той же пилой он обрезает ветви. За смену он валит и обрезает 30 деревьев.

Фотография вибрационного воздействия аналогична изображенной на рисунке Е.5. Для оценки вибрационной экспозиции за смену весь рабочий день следует разбить на три операции: работа с кустарниковой пилой, валка деревьев, обрезание ветвей.

Непрерывная работа с кустарниковой пилой занимает 2 ч. Средний уровень вибрации для данной операции, полученный по нескольким измерениям, равен 4,6 . Долю данной операции в значении вибрационной экспозиции за смену рассчитывают по формуле (3):

. (Е.6).

Валка каждого дерева с помощью цепной пилы занимает в среднем 2 мин, т.е. всего на то, чтобы повалить 30 деревьев, требуется 1 ч. Средний уровень вибрации, измеренный в течение периода валки, составляет 6 . Как и для предыдущей операции, долю данной операции в значении вибрационной экспозиции за смену рассчитывают по формуле (3):

. (Е.7).

Обрезка сучьев от ствола каждого упавшего дерева занимает в среднем 4 мин, т.е. всего 2 ч для 30 деревьев. Уровень вибрации непостоянен (есть участки роста и понижения в зависимости от обрезаемой ветки), поэтому для получения представительного интервала для данной операции было проведено усреднение в течение большого интервала времени. Средний уровень вибрации для операции обрезки составил 3,6 . Долю данной операции рассчитывают по формуле (3):

. (Е.8).

Доли от каждой операции в значении вибрационной экспозиции за смену суммируют по формуле (4), в результате получают следующее значение А(8):

. (Е.9)