Межгосударственный стандарт ГОСТ ISO/TS 15694-2015 "Вибрация и удар. Измерения локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Одиночные ударные импульсы" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 марта 2016 г. N 227-ст)

Межгосударственный стандарт ГОСТ ISO/TS 15694-2015
"Вибрация и удар. Измерения локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Одиночные ударные импульсы"
(введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 марта 2016 г. N 227-ст)

Vibration and shock. Measurement of hand-transmitted vibration and evaluation of human exposure. Single shocks

Дата введения - 1 ноября 2016 г.

Введен впервые

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Подготовлен Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АО "НИЦ КД") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного документа, указанного в пункте 5

2 Внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 12 ноября 2015 г. N 82-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по MK (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт
Таджикистан	TJ	Таджикстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 марта 2016 г. N 227-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO/TS 15694-2015 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 ноября 2016 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному документу ISO/TS 15694:2004 Mechanical vibration and shock - Measurement and evaluation of single shocks transmitted from hand-held and hand-guided machines to the hand-arm system (Вибрация и удар. Измерения и оценка передаваемых на руки оператора одиночных ударов от ручных машин и машин с ручным управлением).

Международный документ разработан Европейским комитетом по стандартизации (CEN) в сотрудничестве с подкомитетом ISO/ТС 108/SC 4 "Воздействие вибрации и ударов на человека" технического комитета по стандартизации ISO/TC 108 "Вибрация, удар и контроль состояния" Международной организации по стандартизации (ISO) в рамках Соглашения о техническом сотрудничестве между ISO и CEN (Венское соглашение).

Перевод с английского языка (en).

Официальные экземпляры международного документа, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в Федеральном агентстве по техническому регулированию и метрологии.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования международного документа для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5-2001 (подраздел 3.6).

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным международным стандартам приведены в дополнительном приложении ДА.

Степень соответствия - идентичная (IDT)

6 Введен впервые

Введение

Влияние повторяющихся ударов на организм человека в полной мере еще не изучено. Проведенные исследования (см. [5], [9], [11]) показывают, что имеющихся знаний недостаточно для решения вопроса, может ли метод, изложенный в ISO 5349-1, быть распространен на оценку риска локальной вибрации в виде ударных нагрузок.

Тем не менее даже при отсутствии единого мнения о возможности оценки ударных воздействий от ручных машин и машин с ручным управлением, целесообразно установить единый подход к описанию этих воздействий. Указанной цели посвящен настоящий стандарт, который устанавливает методы:

- сбора данных о передаваемых на руки работника одиночных ударных импульсах с точным указанием условий их воздействия;

- представления информации об ударных воздействиях, производимых механизированным инструментом, в целях сравнения разных моделей и экземпляров инструмента.

К механизированному инструменту, способному создавать ударные воздействия, относятся, например, гвоздезабивные и скобозабивные машины. К их числу не отнесены ударные гайковерты, поскольку для таких машин выделение отдельных одиночных ударов, как правило, невозможно.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы измерения одиночных ударных импульсов на рукоятках ручных машин и машин с ручным управлением при частоте повторения импульсов, не превышающей 5 Гц.

Примечание - Для описания отдельных импульсов настоящий стандарт устанавливает характеристики, отличающиеся от используемых для локальной вибрации по ISO 5349-1.

Настоящий стандарт устанавливает также дополнительные требования к средствам измерений одиночных импульсов (см. приложения А, В, D и Е).

Данные, полученные в соответствии с методами настоящего стандарта, могут быть использованы для заявления характеристик ударной активности инструмента и для разработки критериев оценки риска воздействия одиночных ударных импульсов.

Настоящий стандарт не устанавливает процедуры и правила оценки воздействия одиночных импульсов, создаваемых ручными машинами и машинами с ручным управлением, на работников.

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для датированной ссылки применяют только указанное издание ссылочного документа. Для недатированной ссылки применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

ISO 5348, Mechanical vibration and shock - Mechanical mounting of accelerometers (Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров)

ISO 5349-1:2001, Mechanical vibration - Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted vibration - Part 1: General requirements (Вибрация. Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования)

ISO 5349-2, Mechanical vibration - Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted vibration - Part 2: Practical guidance for measurement at the workplace (Вибрация. Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Практическое руководство по проведению измерений на рабочих местах)

ISO 8041, Human response to vibration - Measuring instrumentation (Воздействие вибрации на человека. Средства измерений)

ISO 8662-11, Hand-held portable power tools - Measurement of vibrations at the handle - Part 11: Fastener driving tools (nailers) (Ручные машины. Измерения вибрации на рукоятке. Часть 11. Машины для забивания крепежных средств)

ISO 20643:2005, Mechanical vibration - Hand-held and hand-guided machinery - Principles for evaluation of vibration emission (Вибрация. Машины ручные и машины с ручным управлением. Принципы определения параметров вибрационной активности)*.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены условные обозначения по ISO 5349-1, термины по ISO 5349-2, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 одиночный удар (single shock): Всплеск ускорения короткой длительности.

Примечание 1 - Сигнал ускорения одиночного удара включает в себя подъем до пикового значения (см. 4.7) с последующими затухающими колебаниями.

Примечание 2 - В принципе одиночный удар может быть определен через другие физические величины, например через силу или механическую мощность, передаваемую в систему "кисть - рука". Однако в силу практических особенностей измерений принято описывать одиночные удары через параметры ускорения (см. также приложение С).

Пример - Одиночные удары или вибрацию в виде ударных импульсов создают, например, гвоздезабивные и скобозабивные машины. Длительность ударных импульсов для этих машин составляет обычно порядка 10 мс. Период между ударами много больше длительности ударного импульса (например, более 200 мс).

3.2 вибрация в виде ударных импульсов (single-shock vibration): Ряд одиночных ударов, разделенных между собой периодами нулевого ускорения.

Пример - См. пример в 3.1.

3.3 период повторения (repetition time): Временной интервал между двумя последовательными одиночными ударами.

3.4 частота повторения (strike rate): Величина, обратная (если имеет постоянное значение), т.е. = 1/.

4 Параметры одиночных ударов

4.1 Ускорение

Основной величиной, используемой для описания одиночных ударов, служит ускорение a(t). Все характеристики, установленные настоящим стандартом, являются параметрами этой величины.

Примечание - О применении величины скорости для описания одиночных ударов см. приложение С.

4.2 Ускорение с коррекцией по частотной характеристике

Ускорение, корректированное по частотной характеристике , (t) представляет собой ускорение в полосе частот от 6,3 до 1250 Гц. Фильтр, реализующий частотную характеристику , описан в приложении D.

Примечание 1 - Указанная полоса соответствует диапазону частот, охватываемому октавными полосами со среднегеометрическими частотами от 8 до 1000 Гц. В некоторых случаях может потребоваться более широкая полоса измерений. В этом случае вместе с результатом измерений указывают, в каком диапазоне частот он был получен.

Примечание 2 - Частотная характеристика отличается от обычной плоской частотной характеристики средства измерением точно определенных границ полосы частот и наличием точно определенной фазочастотной характеристики.

Примечание 3 - Под некоррелированным ускорением в настоящем стандарте понимается ускорение в диапазоне частот с верхней границей свыше 1250 Гц.

4.3 Среднеквадратичное значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике

Среднеквадратичное значение ускорения (t) на интервале времени Т, , определяют по формуле

.

(1)

Оно характеризует мощность (среднее по энергии) сигнала корректированного ускорения. С целью обеспечения возможности сопоставления результатов разных измерений и повышения воспроизводимости этих результатов устанавливают единое время интегрирования Т = 3 с. Практика показывает, что данный временной интервал является минимальным, позволяющим полно описать реакцию оператора на ударное воздействие. Для того чтобы повысить надежность результатов измерений, рекомендуется проводить усреднение по результатам измерений для нескольких ударных импульсов (см. 6.3).

4.4 Текущее среднеквадратичное значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике

Текущее среднеквадратичное значение корректированного ускорения в момент времени t, (t), рассчитывают по формуле

,

(2)

где - заданная постоянная времени. Значение = 0,125 с является предпочтительным.

Для того чтобы повысить надежность результатов измерений, рекомендуется проводить усреднение по результатам измерений для нескольких ударных импульсов (см. 6.3).

Примечание 1 - Экспоненциальное усреднение, описываемое формулой (2), пригодно для описания многих физических процессов и может быть реализовано простыми аналоговыми и цифровыми схемами. Описание через истинное текущее среднеквадратичное значение, получаемое без использования экспоненциальной весовой функции в формуле (2), проще с математической точки зрения, но эту величину сложнее измерить аналоговыми устройствами, в то время как никаких практических выгод такое описание не дает.

Примечание 2 - В ряде других стандартов использовано не экспоненциальное, а линейное усреднение, описываемое формулой

.

4.5 Среднестепенное значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике

Среднестепенное значение (четвертого порядка) ускорения (t) на интервале времени T, , определяют по формуле

.

(3)

Подобно среднеквадратичному значению, среднестепенное значение характеризует усредненный по времени сигнал. Однако из-за того, что вместо второй степени используется четвертая степень сигнала, пики сигнала подчеркиваются в большей степени. Выбор единого времени интегрирования Т = 3 с дает возможность сравнивать результаты разных измерений и обеспечивает их лучшую воспроизводимость. Практика показывает, что данный временной интервал является минимальным, позволяющим в полной мере описать реакцию оператора на ударное воздействие. Для того чтобы повысить надежность измерений, рекомендуется проводить усреднение по результатам измерений для нескольких ударных импульсов (см. 6.3).

4.6 Максимальное текущее среднеквадратичное значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике

Максимальное текущее среднеквадратичное значение ускорения (t) на интервале времени T, (t) определяют по формуле

.

(4)

Для того чтобы повысить надежность результатов измерений, целесообразно в качестве данной величины брать выборочную медиану по результатам измерений для нескольких ударных импульсов.

4.7 Пиковое значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике

Пиковое значение ускорения (t) на интервале времени Т, , определяют по формуле

.

(5)

Для того чтобы повысить надежность результатов измерений, целесообразно в качестве данной величины брать выборочную медиану по результатам измерений для нескольких ударных импульсов.

4.8 Пик-фактор ускорения с коррекцией по частотной характеристике

Пик-фактор ускорения (t) на интервале времени Т, , определяют по формуле

.

(6)

Данная величина характеризует степень "импульсности" сигнала (т.е. насколько большой вклад в форму сигнала вносят импульсные процессы).

4.9 Показатель импульсности ускорения с коррекцией по частотной характеристике

Показатель импульсности ускорения (t) на интервале времени Т, , определяют по формуле

.

(7)

Данная величина также характеризует степень "импульсности" сигнала.

4.10 Ускорение с коррекцией по частотной характеристике

Согласно ISO 5349-1 в качестве величины, характеризующей локальную вибрацию, следует использовать ускорение, корректированное по частотной характеристике (см. приложение Е), (t).

Примечание 1 - Величина (t) может быть получена из (t) посредством преобразования сигнала ускорения в сигнал скорости на частотах выше 16 Гц.

Примечание 2 - Хотя частотная коррекция, установленная в ISO 5349-1, изначально предназначалась для описания периодической и случайной вибрации, в том же стандарте было указано, что ту же коррекцию временно (до проведения дополнительных исследований) можно применять в случае вибрации в виде повторяющихся ударов. Кроме того, применение частотной характеристики позволяет сравнивать результаты новых измерений с уже имеющимися данными. Эти результаты будут обладать также лучшей воспроизводимостью, поскольку характеристика ослабляет высокочастотные, наиболее изменчивые составляющие.

4.11 Среднеквадратичное значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике

Среднеквадратичное значение ускорения (t) на интервале времени Т, , определяют по формуле

.

(8)

Оно характеризует мощность (среднее по энергии) сигнала корректированного ускорения. С целью обеспечения возможности сопоставления результатов разных измерений и повышения воспроизводимости этих результатов устанавливают единое время интегрирования T = 3 с. Практика показывает, что данный временной интервал является минимальным, позволяющим полно описать реакцию оператора на ударное воздействие. Для того чтобы повысить надежность результатов измерений, рекомендуется проводить усреднение по результатам измерений для нескольких ударных импульсов (см. 6.3).

4.12 Среднестепенное значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике

Среднестепенное значение (четвертого порядка) ускорения (t) на интервале времени T, определяют по формуле

.

(9)

Подобно среднеквадратичному значению, среднестепенное значение характеризует усредненный по времени сигнал. Однако в силу того, что вместо второй степени используется четвертая степень сигнала, пики сигнала подчеркиваются в большей степени. Выбор единого времени интегрирования T = 3 сдает возможность сравнивать результаты разных измерений и обеспечивает их лучшую воспроизводимость. Практика показывает, что данный временной интервал является минимальным, позволяющим полно описать реакцию оператора на ударное воздействие. Для того чтобы повысить надежность результатов измерений, рекомендуется проводить усреднение по результатам измерений для нескольких ударных импульсов (см. 6.3).

4.13 Показатель импульсности ускорения с коррекцией по частотной характеристике

Показатель импульсности ускорения (t) на интервале времени T, , определяют по формуле

.

(10)

Данная величина характеризует степень "импульсности" сигнала.

5 Средства измерений

Среднеквадратичные значения корректированных ускорений (t) и (t), определенных в 4.3 и 4.11, на интервале времени T = 3 с можно получить с помощью средств измерений, удовлетворяющих требованиям ISO 8041, у которых частотная характеристика удовлетворяет требованиям 4.2. Значения остальных параметров, указанных в разделе 4, могут быть получены с применением средств измерений, удовлетворяющих требованиям приложения А (а также приложения В в части цифровых средств измерений).

Примечание - Требования приложения А более жесткие по сравнению с установленными в ISO 8041.

На практике могут возникнуть трудности с соблюдением требований к средствам измерений, если в измерительной цепи использован механический фильтр.

6 Метод измерений

6.1 Установка акселерометров

Для того чтобы обеспечить плоскую частотную характеристику в диапазоне от 6,3 до 1250 Гц для измерений ускорения с частотной коррекцией , акселерометр должен быть жестко установлен на вибрирующей поверхности в соответствии с требованиями ISO 5348.

Если измерения должны быть проведены на эластичной рукоятке, то ускорение измеряют под кистью руки оператора, сжимающей рукоятку, используя для этого специальный адаптер. При этом необходимо учесть возможность резонанса в области контакта руки и рукоятки и предусмотреть соответствующее ослабление сигнала.

Если измерению подлежит только ускорение, корректированное по частотной характеристике , то акселерометр устанавливают, руководствуясь требованиями ISO 5349-2.

При необходимости измерения среднеквадратичного значения ускорения (с коррекцией как по , так и по ) могут быть выполнены с применением механического фильтра. Однако если измерению подлежат пиковые или среднестепенные значения ускорения, а также параметры, полученные на их основе, то использование механических фильтров может привести к большим ошибкам измерений и поэтому не рекомендуется.

Примечание 1 - Некоторые клеящие вещества, например используемые для крепления проволочных тензометров, не только фиксируют преобразователь на поверхности, но также противостоят значительным динамическим нагрузкам.

Примечание 2 - В случае рукояток с пластиковой поверхностью общая эффективная масса акселерометра, включая адаптер, должна быть как можно меньше (желательно не более 12 г).

Примечание 3 - Влияние способа крепления акселерометра на результат измерений можно оценить, проведя те же измерения с использованием лазерного виброметра. Однако для массовых измерений использование лазерных виброметров может оказаться непрактичным или слишком дорогостоящим.

6.2 Условия измерений

Для того чтобы различить удары, связанные с выполняемой рабочей операцией и с работой применяемого инструмента, измерения необходимо организовать таким образом, чтобы минимизировать влияние оператора.

Во время измерений может наблюдаться одиночный удар или серия из одиночных ударов (например, = 10). Если период повторения ударов можно варьировать, то следует использовать значение = 3 с. Если измерения проводят для одиночного удара, то период измерения должен быть равен T = 3 с.

Если измерения проводят для серии повторяющихся ударов, то среднеквадратичные и среднестепенные значения корректированного ускорения могут быть определены усреднением (как среднее арифметическое) результатов измерений по данной серии.

7 Протокол испытаний

В протоколе испытаний указывают соответствующую информацию по ISO 20643, ISO 5349-1 или ISO 8662-11, а также следующие сведения:

a) направление основного возбуждения;

b) подробное описание способа крепления акселерометра;

c) массу акселерометра и крепежных приспособлений (механического фильтра, адаптера и т.п.);

d) число импульсов во время измерений ;

e) среднеквадратичное значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике для T = 3 с ();

f) среднеквадратичное значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике для T = 3 c ().

Дополнительно могут быть приведены следующие сведения:

g) пик-фактор для ускорения с коррекцией по частотной характеристике для T = 3 с ();

h) пиковое ускорение с коррекцией по частотной характеристике для T = 3 с ();

i) показатель импульсности ускорения с коррекцией по частотной характеристике для T = 3 с ().

j) показатель импульсности ускорения с коррекцией по частотной характеристике для Т- 3 с ();

k) максимальное текущее среднеквадратичное значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике и постоянная времени (и );

I) среднестепенное значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике для ().

m) среднеквадратичное значение ускорения с коррекцией по частотной характеристике для T = 3 с ().

Примечание 1 - Вышеуказанный перечень не является исчерпывающим. При необходимости могут быть приведены дополнительные сведения.

Примечание 2 - Рекомендуется выполнять запись сигнала ускорения, для того чтобы иметь возможность проведения его последующего повторного анализа.

_____________________________

* Действует взамен EN 1033:1995.

Библиография

[1]	ISO 2041, Vibration and shock - Vocabulary
[2]	ISO 5805, Mechanical vibration and shock - Human exposure - Vocabulary
[3]	ISO 16063-11, Methods for the calibration of vibration and shock transducers - Part 11: Primary vibration calibration by laser interferometry
[4]	ISO 16063-12, Methods for the calibration of vibration and shock transducers - Part 12: Primary vibration calibration by the reciprocity method
[5]	H. Dupuis, N. Schfer: Effects of impulse vibration on the hand-arm system. Scand. J. Work Eviron. Health, 1986, pp. 320 - 322
[6]	H. Lindell, I. Lnnroth, H. Ottertun: Transient vibrations from impact wrenches cause damages on blood cell and the effects are not taken into account by ISO 5349. Proceedings of the 8th International Conference on Hand-Arm Vibration, Ume, Sweden, 1998
[7]	N. Schfer, H. Dupuis, E. Hartung: Acute effects of shock-type vibration transmitted to the hand-arm system. Int. Arch. Occup. Environ. Health, 55, 1984, pp. 49 - 59
[8]	Th. Schenk: Measurement of single shocks affecting the hand-arm system. Proceedings of the 6th International Conference on Hand-Arm Vibration, Published by Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften, Sankt Augustin, Germany, 1993
[9]	J. Starck: High impulse acceleration levels in hand-held vibratory tools. Scand. J. Work Eviron. Health, 10, 1984, pp. 171 - 178
[10]	J. Starck, P. Jussi, P. Ilmari: Physical characteristics of vibration in relation to vibration-induced white finger. Am. Ind. Hyg. Assoc, 51-4, 1990, pp. 179 - 184
[11]	Stockholm Workshop 94: Hand-arm vibration syndrome - Diagnostic and quantitative relationships to exposure. Arbete och Hlsa, 5, 1995
[12]	EN 61260, Electroacoustics - Octave-band and fractional-octave-band filters (IEC 61260:1995)