ГОСТ Р ИСО 15230-2014

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛ В ОБЛАСТИ КОНТАКТА ЧЕЛОВЕКА С МАШИНОЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛОКАЛЬНОЙ ВИБРАЦИИ

Mechanical vibration - Coupling forces at the man-machine interface for hand-transmitted vibration

ОКС 13.160

Дата введения 2015-12-01

     

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АО "НИЦ КД") на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 "Вибрация, удар и контроль технического состояния"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 24 октября 2014 г. N 1424-ст.

4 Настоящий стандарт является идентичным по отношению к международному стандарту ИСО 15230:2007* "Вибрация. Определение сил в области контакта человека с машиной при воздействии локальной вибрации" (ISO 15230:2007 "Mechanical vibration - Coupling forces at the man-machine interface for hand-transmitted vibration").

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru)

Введение

Силы, действующие в области контакта кисти руки работника с ручной машиной или машиной с ручным управлением, являются важными характеристиками с точки зрения оценки воздействия вибрации на работника.

Силы, действующие в области контакта, состоят из двух компонентов. Первый - это сила, прилагаемая кистью руки для обеспечения необходимого управления машиной с целью, в конечном итоге, достигнуть желаемой производительности. Эта квазистатическая сила (на частотах ниже 5 Гц) является основным предметом рассмотрения настоящего стандарта. Второй компонент - биодинамическая сила, представляющая собой биодинамический ответ кисти руки на воздействующую вибрацию.

Различия в способах контакта руки с вибрирующей поверхностью могут повлиять на эффект воздействия вибрации на организм работника разными способами:

- изменением соотношения между вибрацией на рукоятке машины и вибрацией, передаваемой в систему "кисть - рука" работника;

- изменением функциональных систем организма работника (сосудистой, нервной, костной, связочно-суставной), на которые вибрация будет оказывать негативное влияние.

К настоящему времени проведены многочисленные исследования с моделированием воздействия вибрации на организм работника для оценки влияния на эффект этого воздействия сил подачи и охвата, создаваемых кистью руки. Настоящий стандарт устанавливает формат представления данных, позволяющий обобщать результаты подобных исследований.

Предполагается, что в будущем нормирование вибрации на рабочем месте будет осуществляться не только на основании параметров собственно вибрации, но и с учетом сил в области контакта работника с машиной.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает параметры, характеризующие контакт кисти руки оператора с вибрирующей поверхностью машины, включая параметры силового воздействия (сила нажатия, сила охвата) и давления на кожу кисти руки оператора, а также руководство по проведению измерений указанных параметров силы и давления, включая требования к средствам измерений и их калибровке.

Настоящий стандарт не распространяется на оценку сил, действующих в тангенциальном направлении к области контакта.

     2 Обозначения и сокращения

2.1 Обозначения

В настоящем стандарте применены следующие обозначения.

F - сила;

i - индекс суммирования (целое число);

n - общее число суммируемых элементов;

p - локальное давление на i-й элемент поверхности;

S - поверхность;

t - время;

Т - продолжительность операции;

- угол между осью руки и разделяющей плоскостью;

- угол между осью машины и разделяющей плоскостью;

- коэффициент пропорциональности для силы охвата;

- коэффициент пропорциональности для силы нажатия.

2.2 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения.

BD - при использовании в качестве подстрочного индекса указывает на отношение к биодинамической силе;

с - при использовании в качестве подстрочного индекса указывает на отношение к контакту руки с машиной;

coup - при использовании в качестве подстрочного индекса указывает на отношение к соединению в области контакта;

f - при использовании в качестве подстрочного индекса указывает на отношение к воздействию на машину;

g - при использовании в качестве подстрочного индекса указывает на отношение к направляющему воздействию на машину;

gr - при использовании в качестве подстрочного индекса указывает на отношение к силе охвата;

I - при использовании в качестве подстрочного индекса указывает на отношение к подъему машины;

m - при использовании в качестве подстрочного индекса указывает на среднее значение величины;

max - при использовании в качестве подстрочного индекса указывает на максимальное значение величины;

n - при использовании в качестве подстрочного индекса указывает на нормальную составляющую векторной величины;

pu - при использовании в качестве подстрочного индекса указывает на отношение к силе нажатия;

х, у, z - оси декартовой системы координат.

     3 Параметры, характеризующие воздействие в области контакта

3.1 Давление на кожный покров
     

    3.1.1 Элемент поверхности

Площадь элемента поверхности определяют в векторном виде через единичный вектор нормали к элементу поверхности (см. рисунок 1) по формуле

.                                                                    (1)

3.1.2 Локальное давление

Локальное давление , приложенное к элементу поверхности кожи кисти руки определяется отношением нормальной составляющей силы в центре элемента поверхности (см. 3.1.5) к площади элемента поверхности по формуле

.                                                                       (2)

Указывать значение локального давления необходимо совместно с площадью элемента поверхности, к которому это давление приложено.

Примечание - Локальное давление в области контакта кисти руки оператора с машиной зависит от механических характеристик системы "кисть - рука" оператора, положения кисти, особенностей работы оператора, применяемого инструмента и выполняемого рабочего задания и варьируется обычно в диапазоне от нуля до 0,8 Н/м. Давление свыше 0,8 Н/м может сопровождаться болевыми ощущениями.

Рисунок 1 - Нормаль к элементу поверхности

3.1.3 Среднее давление

Среднее давление , приложенное к кисти руки в области контакта оператора с машиной, рассчитывают по n элементам поверхности, составляющим область контакта, по формуле

.                                                               (3)

3.1.4 Максимальное локальное давление

Максимальным локальным давлением называют наибольшее из локальных давлений в области контакта кисти руки оператора с машиной:

.                                                             (4)

3.1.5 Элемент силы

Элемент силы в области контакта определяют по формуле

,                                                                    (5)

где - локальное давление на i-й элемент поверхности кожи в области контакта;

- площадь i-го элемента поверхности.

Вектор элемента силы направлен перпендикулярно элементу поверхности.

3.2 Толкающая или тянущая сила

Толкающую силу (некомпенсированную другими силами в области контакта) оператор прикладывает каждой кистью руки к вибрирующей поверхности в направлении от плеча. Тянущую силу оператор прикладывает каждой кистью руки к вибрирующей поверхности в направлении к плечу (см. рисунок 2).

Примечание 1 - В некоторых случаях оператор прилагает толкающую и тянущую силу одновременно в разных областях контакта. Тем не менее, для обозначения каждой из этих сил используют один и тот же символ .

Примечание 2 - Толкающая сила может быть весьма значительной, например при выполнении операции сверления, поэтому ее всегда необходимо принимать во внимание.