Межгосударственный стандарт ГОСТ EN 960-2020 "Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты головы. Макеты головы человека для испытаний защитных касок. Общие технические требования" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 октября 2020 г. N 883-ст)

Occupational safety standards system. Personal protective means of head. Headforms for use in the testing of protective helmets. General technical requirements

МКС 13.340.20

Дата введения - 1 октября 2021 г.
Введен впервые

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Подготовлен Частным учреждением Федерации Независимых Профсоюзов России "Научно-исследовательский институт охраны труда в г. Екатеринбурге" (ЧУ ФНПР "НИИОТ") на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 5 стандарта, который выполнен ЧУ ФНПР "НИИОТ"

2 Внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 31 августа 2020 г. N 132-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Армения	AM	ЗАО "Национальный орган по стандартизации и метрологии" Республики Армения
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Казахстан	KZ	Госстандарт Республики Казахстан
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 октября 2020 г. N 883-ст межгосударственный стандарт ГОСТ EN 960-2020 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 октября 2021 г.

5 Настоящий стандарт идентичен европейскому стандарту EN 960:2006 "Макеты головы для испытания защитных касок" (EN 960:2006 "Headforms for use in the testing of protective helmets", IDT).

Европейский стандарт разработан Техническим комитетом CEN/TC 158 "Защитные каски", секретариатом которого является BSI (Британский институт стандартов).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного европейского стандарта в целях приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6) и для увязки с наименованиями, принятыми в существующем комплексе межгосударственных стандартов

6 Введен впервые

Введение

При разработке настоящего стандарта устранены неточности конкретных разделов предыдущей редакции, выявленные за период действия стандарта:

- указания габаритных параметров содержат некоторые ошибки;

- отсутствуют соответствующие определения, характеристики, а также требования к маркировке макета головы человека;

- нет возможности проверить и/или доказать соответствие макета головы требованиям стандарта ввиду отсутствия предельных отклонений для указанных габаритных параметров;

- система определения размеров макетов не позволяет использовать простой метод определения предельных отклонений этих размеров, несмотря на то, что это необходимо для изготовления оригинальной формы макетов головы из дерева.

Установлено, что в некоторых стандартах, распространяющихся на средства индивидуальной защиты головы, для испытания применяются макеты части головы. В соответствии с этим в настоящем стандарте наряду с "макетом полной головы" приведены требования к "макету половины головы" и к "макету три четверти головы".

Как правило, "макет половины головы" устанавливается стационарно (поскольку при испытании он не падает), поэтому его масса не важна и, следовательно, не устанавливается настоящим стандартом.

При испытании на амортизацию "макет три четверти головы" применяется как при стационарной установке, так и как единый падающий объект с надетой на него каской. Макет с надетой на него каской удерживается, как правило, посредством шарового шарнира и рычага. При падении общая масса состоит из массы макета головы и массы удерживающей системы. Некоторые стандарты на средства защиты головы устанавливают значение общей падающей массы, а другие устанавливают только массу макета головы. Поэтому в настоящем стандарте для макета "три четверти головы" указаны только габаритные размеры, но не указывается масса. Вероятно, при последующих переработках стандарта будут введены требования и к массе макета.

В настоящем стандарте более точно определен центр тяжести и геометрический центр макета головы, указано, какая из этих характеристик наилучшим образом подходит для разных регламентированных типов макета головы и следует ли макет головы устанавливать стационарно и жестко закреплять или применять при управляемом или свободном падении.

Ранее номинальные размеры макетов головы указывались кратными 10 мм (50, 51, 52 и т.д.), хотя фактические значения размера головы находятся скорее на 5 мм больше или меньше номинального значения. Поэтому обозначения размеров в настоящем стандарте приведены в соответствии с фактическим номинальным значением размера головы с интервалом 10 мм (505, 515, 525 и т.д.).

EN 960:1994 не учитывал требования к макетам головы детей, несмотря на многолетний опыт изготовления детских касок. В результате изучения специальной литературы выявилось, что макеты головы меньших размеров описаны в других публикациях. Сравнение размеров таких макетов головы с размерами макетов по EN 960 показало, что технические требования для макетов головы меньших размеров установлены не надлежащим образом. Простое перенесение таких данных в стандарт было бы проблематично и непоследовательно. По этой причине было принято решение разработать требования для пяти новых макетов головы меньшего размера 495 на основе существующих размеров EN 960.

Для решения проблем, связанных с определением предельных отклонений, принято решение по замене существующей системы размеров на сферическую систему координат. При этом в качестве исходного параметра взята точка R (геометрический центр), а расстояния до точек на поверхности макета головы определяются под разными углами, измеренными от точки R. В дальнейшем установлены соответствующие предельные отклонения для значений радиусов и углов.

В рамках этого процесса были установлены линейные регрессии через существующие наборы данных для размеров головы от А до Q, и сферические координаты были определены по формулам этих линий регрессии. Координаты новых меньших размеров головы от 445 до 485 были получены путем простого масштабирования соответствующих точек обхвата головы 495 пропорционально соответствующим размерам головы.

В связи с отсутствием возможности использовать для меньшего размерного ряда кодовые буквы, предстоящие букве А (возможность использования букв алфавита в обратном порядке была рассмотрена и отклонена), принято решение отказаться от системы идентификации, базирующейся на кодовых буквах. Также исключен термин "внутренняя окружность каски". Вместо этого макеты головы классифицируют исключительно по обозначению обхвата, соответствующему их размеру.

В процессе переработки исправлены очевидные ошибки в существующих таблицах, которые проявлялись на макетах головы в виде возникновения ложных выпуклостей и вмятин. Кроме того, сглажены значения, приводившие к нестабильности, а также на макете удален выступающий подбородок.

Вследствие изложенного выше, габаритные размеры существующих макетов головы по EN 960:1994 должны также соответствовать и размерам, изложенным в настоящем стандарте, однако некоторые точки находятся вне указанного диапазона предельных отклонений.

Сферические координаты размеров макетов головы от 445 до 645 приведены в приложении А. Формулы, позволяющие рассчитать радиусы сферических координат в макете головы, а также вертикальные и горизонтальные углы приведены в приложении В.

Первым международным стандартом, содержащим требования к макетам головы стал ISO/R 1511:1970, через много лет последовал стандарт ISO/DIS 6220:1983.

Оба эти документа были основаны на британском стандарте BS 1869:1960, который в свою очередь был разработан на основе первой серии испытательных макетов головы, изготовленных лабораторией транспортных и дорожных исследований (TRRL) в 1950-х годах. Макеты головы этой лаборатории обозначались только по размеру, указанному в дюймах. Шаг изменения размеров составлял 1/8 дюйма.

При создании BS 1869 была принята концепция применения кодовых букв, но при транспозиции данных из TRRL произошли ошибки, которые привели к неверным данным размеров и к введению макета головы с кодовой буквой Н, с обхватом 565 мм. Такой макет головы был также регламентирован в R 1511, но впоследствии удален из стандартов ISO/DIS 6220 и EN 960:1994. Тем не менее ошибочные размеры приведены в стандартах R 1511, ISO/DIS 6220 и EN 960:1994.

Краткая информация по данному вопросу приведена в форме таблицы в приложении С.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает общие технические требования к конструкции макетов головы для испытаний защитных касок, а также требования к соответствующим размерным характеристикам.

2 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 макет головы (headform): Приближенная трехмерная модель части или полной головы человека, не включающая в себя черты лица и ушные раковины. В рамках настоящего стандарта рассмотрены три общих формы макета головы, а именно:

- макет полной головы: включает область от макушки до подбородка, а также часть шеи;

- макет три четверти головы: включает область от макушки вдоль боков и затылка ниже уровня основной плоскости;

- макет половины головы: включает область от макушки вдоль боков и затылка примерно до уровня основной плоскости.

2.2 обозначение размера (size designation): Обхват макета головы, выраженный в миллиметрах (см. таблицу 1).

2.3 размер С (circumference, С): Длина обхвата макета головы, измеряемая на уровне контрольной плоскости.

2.4 АА'-плоскость (АА' plane): Горизонтальная плоскость поперечного сечения макета головы, расположенная параллельно контрольной плоскости и расположенная выше нее в вертикальном направлении на 12,7 мм.

Примечание - Эта плоскость должна соответствовать уровню нижней кромки несущей ленты каски. Исходя из этого, можно определить размер каски.

2.5 контрольная плоскость (reference plane): Горизонтальная плоскость вертикально стоящего макета головы, расположенная на расстоянии y, измеряемом от центра области макушки вниз вдоль центральной вертикальной оси.

Примечание - Все данные по высоте горизонтальных плоскостей указаны относительно этой плоскости.

2.6 центральная вертикальная ось (central vertical axis): Вертикальная ось, проходящая по линии пересечения вертикальной продольной плоскости с вертикальной поперечной плоскостью.

2.7 область макушки (crown): Отдел на верхней внешней поверхности макета головы, центр которого расположен на центральной вертикальной оси.

2.8 вертикальная продольная плоскость (vertical longitudinal plane): Вертикальная плоскость симметрии макета головы, расположенная по центру между левым и правым краями макета головы, перпендикулярно к контрольной плоскости.

Примечание - Это соответствует медиальной сагиттальной плоскости головы человека.

2.9 вертикальная поперечная плоскость (vertical transverse plane): Вертикальная плоскость макета головы, расположенная по центру между передним и задним краями макета головы, перпендикулярно к вертикальной продольной плоскости и перпендикулярно к контрольной плоскости.

Примечание - Это соответствует корональной плоскости головы человека.

2.10 основная плоскость (basic plane): Горизонтальная плоскость макета головы, расположенная параллельно контрольной плоскости и ниже нее по вертикали на расстоянии х.

Примечание - Это соответствует основной плоскости головы человека, которая как продольная плоскость проходит через нижний уровень глазных впадин и верхний уровень отверстий наружного слухового прохода.

2.11 центр тяжести макета три четверти головы - точка A (centre of gravity of the three-quarter headform, point А): Точка на центральной вертикальной оси макета головы, которая расположена выше контрольной плоскости на 12,7 мм в вертикальном направлении.

2.12 центр тяжести макета полной головы - точка G (centre of gravity of the full headform, point G): Точка на центральной вертикальной оси макета головы, которая расположена на расстоянии z в вертикальном направлении ниже контрольной плоскости (см. таблицу 1).

2.13 геометрический центр - точка R (geometric centre, point R): Пересечение центральной вертикальной оси и контрольной плоскости макета головы.

Примечание - Эта точка является контрольной величиной для всех размеров, указанных в приложении А.

3 Требования

3.1 Материалы и общие характеристики

3.1.1 Макеты головы для испытания на амортизацию и перфорацию с использованием падающего объекта, состоящего из макета головы/каски

Макеты головы должны быть изготовлены из металла, и совместно с установленными устройствами крепления не должны иметь резонансную частоту в диапазоне частот ниже 2000 Гц. Макеты полной головы должны иметь следующие характеристики:

a) центр тяжести должен находиться в пределах радиуса 10 мм вокруг точки G на центральной вертикальной оси;

b) приспособление для установки акселерометра должно быть таким, чтобы чувствительные оси акселерометра проходили на расстоянии не более 10 мм от точки G на макете головы, который может быть установлен при любой угловой ориентации;

c) соответствующую массу, если она указана в таблице 1.

Макеты три четверти головы должны иметь следующие характеристики:

a) центр тяжести должен быть расположен в пределах радиуса 10 мм вокруг точки А на центральной вертикальной оси;

b) приспособление для установки акселерометра должно быть так расположено внутри макета головы или в устройстве его крепления, чтобы чувствительные оси акселерометра при любой угловой ориентации макета головы проходили через точку А на расстоянии не более 10 мм.

Примечания

1 Для этого вида испытания в соответствующем стандарте на каски допускается применять макет полной головы и макет три четверти головы.

2 Геометрические размеры макета половины головы не позволяют применять его для этого метода испытания.

3 Следует обратить внимание на то, чтобы общая масса макета головы вместе с акселерометром и средствами его крепления находилась в пределах допусков по настоящему стандарту и/или соответствующего стандарта на каски.

3.1.2 Макеты головы для испытания на амортизацию и перфорацию с использованием стационарно закрепленного (не падающего) объекта испытания, состоящего из макета головы/каски

Макеты головы должны быть сделаны из жесткого материала, который не влияет на результаты измерения амортизации или перфорации (например, из дерева). Макеты головы в комплекте с устройствами крепления не должны иметь резонансную частоту в диапазоне частот ниже 2000 Гц.

Примечание - Для этого вида испытания в соответствующем стандарте на каски допускается применять макеты полной головы, три четверти или половины головы.

3.1.3 Макеты головы для измерения геометрических параметров или идентификации положения каски

Макеты головы должны быть изготовлены из любого подходящего материала.

3.1.4 Макеты головы для других испытаний

Если для испытания требуется макет головы из специального материала или из материала со специфическими свойствами (например, тепло- или электропроводность, теплоемкость и т.д.), то эти материалы и их свойства должны удовлетворять требованиям соответствующего стандарта на каски.

3.2 Размеры

Внешняя поверхность каждого макета головы должна находиться в пределах координат, указанных в приложении А. Внешняя поверхность макета головы между координатными точками должна быть изогнутой и гладкой.

Примечание - Точная геометрическая поверхность между указанными координатами может быть определена, например, при помощи сплайн-функции 5-й степени.

3.3 Маркировка

3.3.1 Макет головы для геометрического обследования или идентификации положения каски должен иметь следующую маркировку:

a) обозначение размера макета головы;

b) контрольная плоскость;

c) основная плоскость;

d) вертикальная продольная плоскость;

e) вертикальная поперечная плоскость.

3.3.2 Маркировка других макетов головы должна, как минимум, включать размер макета головы.

Примечание - В соответствии с конкретными стандартами на средства защиты головы может потребоваться другая маркировка.

Сечение в вертикальной продольной плоскости

1 - плоскость АА'; 2 - контрольная плоскость; 3 - основная плоскость; 4 - точка А; 5 - точка R; 6 - точка G; 7 - центральная вертикальная ось

Рисунок 1 - Главные плоскости и контрольные точки макета головы

Таблица 1 - Размеры для рисунка 1 и масса макетов головы

Обозначение размера	h, мм	x, мм	y, мм	z, мм	Масса, г
445	108,5	21,0	81,7	9,9
455	110,6	21,5	83,3	10,1	1970 75
465	112,7	22,0	84,8	10,4
475	114,8	22,5	86,4	10,6
485	116,9	23,0	88,0	10,8
495	119,0	23,5	89,7	11,1	3100 100
505	121,1	24,0	91,2	11,3
515	123,2	24,5	92,7	11,5
525	125,3	25,0	94,5	11,7
535	127,4	25,5	96,0	11,9	4100 120
545	129,5	26,0	97,5	12,1
555	131,6	26,5	99,1	12,3
565	133,7	27,0	100,8	12,5
575	135,8	27,5	102,4	12,7	4700 140
585	137,9	28,0	103,9	12,9
595	140,0	28,5	105,4	13,1
605	142,1	29,0	107,2	13,3	5600 160
615	144,2	29,5	108,7	13,5
625	146,3	30,0	110,2	13,7	6100 180
635	148,4	30,5	111,8	13,9
645	150,5	31,0	113,5	14,1

Библиография

[1]	BS 1869:1960 1)	Protective helmets for racing motor cyclists (withdrawn) (Защитные мотоциклетные шлемы)
[2]	ISO/R 1511:1970 1)	ISO recommendation: Protective helmets for road users (withdrawn) (Рекомендации ИСО: Шлемы защитные дорожные)
[3]	ISO/DIS 6220:1983 1)	Headforms for use in the testing of protective helmets (withdrawn) (Макеты головы для испытаний защитных касок)

------------------------------

¹⁾_{Отменен.}