Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования
На нашем сайте можно бесплатно скачать Руководящий документ ГОСТ 31191.1-2004 в удобном формате. Узнать актуальный статус документа «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования» на 2016 год.
Скрыть дополнительную информацию
Страница 1
Страница 2
Страница 3
Страница 4
Страница 5
Страница 6
Страница 7
Страница 8
Страница 9
Страница 10
Страница 11
Страница 12
Страница 13
Страница 14
Страница 15
Страница 16
Страница 17
Страница 18
Страница 19
Страница 20
Страница 21
Страница 22
Страница 23
Страница 24
Страница 25
Страница 26
Страница 27
Страница 28
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
(МГС)
INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION
(ISC)
ГОСТ
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ 31191.1 —
стандарт 2004
(ИСО 2631-1:1997)
Вибрация и удар
ИЗМЕРЕНИЕ ОБЩЕЙ ВИБРАЦИИ И ОЦЕНКА ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЧЕЛОВЕКА
Часть 1 Общие требования
ISO 2631-1:1997
Mechanical vibration and shock — Evaluation of human exposure to whole-body vibration — Part 1: General requirements (MOD)
Издание официальное
r—i Москва
?£] Стамдартинформ
LJ 2010
ГОСТ 31191.1-2004
Предисловие
Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-97 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Порядок разработки, принятия, применения. обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Госстандартом России
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации по переписке (протокол № 15 от 4 февраля 2004 г.)
|
За принятие проголосовапи: |
|||||||||||||||||||||||||||
|
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 2631-1:1997 «Вибрация и удар. Оценка воздействия общей вибрации начеповека. Часть 1. Общие требования» (ISO 2631-1:1997 «Mechanical vibration and shock — Evaluation of human exposure to wholo-body vibration — Part 1: General requirements») путем внесения технических отклонений, объяснение которых приведено во введении к настоящему стандарту, и изменения его структуры.
Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного международного стандарта приведено в дополнительном приложении Е.
Степень соответствия — модифицированная (MOD)
5 Приказом Федерапьного агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 декабря 2007 г. N9 357-ст межгосударственный стандарт 31191.1—2004 (ИСО 2631-1:1997) введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2008 г.
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
7 ИЗДАНИЕ (ноябрь 2009 г.) с Поправкой ИУС (11—2008)
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в указателе «Национальные стандарты».
Информация об изменениях к наспюящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений — в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»
© Стандартинформ. 2008 © СТАНДАРТИНФОРМ. 2010
В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен. тиражирован и распространен в качестве официапьного издания без разрешения Федерального агентства по техническому регупированию и метрологии
ГОСТ 31191.1-2004
Содержание
1 Область применения……………………………………..1
2 Нормативные ссылки……………………………………..2
3 Термины и определения……………………………………2
4 Обозначения…………………………………………2
5 Измерение вибрации……………………………………..4
6 Оценка вибрации……………………………………….6
7 Влияние вибрации на состояние здоровья………………………….12
8 Влияние вибрации на степень комфорта и чувствительность к вибрации…………..13
9 Болезни движения………………………………………15
Приложение А (обязательное) Представление функций частотной коррекции в аналитическом
виде……………………………………….17
Приложение В (рекомендуемое) Руководство по оценке влияния вибрации на состояние здоровья
человека…………………………………….19
Приложение С (рекомендуемое) Руководство по оценке влияния вибрации на степень комфорта и
чувствительности к вибрации…………………………..21
Приложение D (рекомендуемое) Руководство по оценке влияния вибрации на появление болезни
движения…………………………………….23
Приложение Е (справочное) Изменение структуры настоящего стандарта по отношению
к ИСО 2631-1:1997 ………………………………..24
ill
ГОСТ 31191.1-2004
Введение
Основной целью настоящего стандарта является установление методов получения количественной информации о воздействии общей вибрации на человека в отношении:
— его здоровья и степени комфорта;
— чувствительности к воздействию вибрации;
— подверженности болезни движения.
Настоящий стандарт устанавливает методы получения значений параметров, на основе которых могут быть сделаны заключения о допустимости действующей вибрации в соответствии с требованиями национального законодательства. Приводимый в стандарте перечень измеряемых параметров и рекомендации по их использованию при оценке вибрации установлены на основе международного опыта и применимы к разным условиям и разным видам вибрации, включая вибрацию с большим значением пик-фактора. Принятые на национальном уровне гигиенические нормативы могут устанавливать предельные значения для одного или нескольких параметров из данного перечня.
В трех приложениях к настоящему стандарту рассмотрены эффекты воздействия вибрации на здоровье (приложение В), степень комфорта и чувствительность к вибрации (приложение С) и подверженность болезни движения (приложение D).
Настоящий стандарт не рассматривает потенциальный эффект воздействия вибрации на качество выполняемых работ, поскольку это в сильной степени зависит от эргономических факторов, усповий работы и выполняемого задания.
По сравнению с примененным международным стандартом ИСО 2631-1:1997 в текст настоящего стандарта внесены следующие изменения:
— изменена структура стандарта, как указано в приложении Е;
— раздел 1 дополнен способом оценки вибрации, воздействующей на ноги сидящего человека, с точки зрения риска получения вибрационной болезни;
— в разделе 2 международные стандарты заменены соответствующими межгосударственными:
— в раздел 3 добавлены определения терминов «комфорт», «чувствительность к вибрации», «порог чувствительности к вибрации», «болезнь движения»;
— пункт 6.4.2 дополнен алгоритмом расчета корректированного ускорения с использованием метода быстрого преобразования Фурье (БПФ);
— исключены ссылки на зарубежные литературные источники, доступ к которым затруднен, а также исключен структурный элемент «Библиография».
IV
ГОСТ 31191.1-2004 (ИСО 2631-1:1997)
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Вибрация и удар
ИЗМЕРЕНИЕ ОБЩЕЙ ВИБРАЦИИ И ОЦЕНКА ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЧЕЛОВЕКА
Часть 1 Общие требования
Vibration and shock. Measurement and evaluation of human exposure to whole-body vibration. Pari 1.
General requirements
Дата введения — 2008—07—01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает общие требования по измерению общей вибрации разных видов: периодической, случайной, в форме переходных процессов. В стандарте указаны основные факторы, которые необходимо принимать во внимание для определения приемлемости действующей вибрации с точки зрения ее впияния на здоровье и степень комфорта, чувствительности к вибрации и подверженности болезни движения. Диапазон частот рассматриваемой вибрации составляет:
— от 0,5 до 80 Гц11 для оценки воздействия на здоровье и степень комфорта и чувствительности к вибрации;
— от 0.1 до 0,5 Гц для оценки подверженности болезни движения.
Настоящий стандарт распространяется на вибрацию, передаваемую через опорные поверхности на ноги (положение стоя), на ноги, ягодицы и спину (положение сидя) и на все тело в целом (положение лежа), которая может наблюдаться, например, на транспортных средствах, в зданиях и поблизости от работающего оборудования.
В настоящем стандарте в качестве фактора риска для здоровья рассмотрена только вибрация, передаваемая на ягодицы и спину сидящего человека через подушку и спинку сиденья. Продолжительное воздействие вибрации, передаваемой на ступни ног сидящего человека, также способно вызвать специфическое заболевание, называемое вибрационной болезнью2‘. Динамические характеристики ступней ног сидящего человека близки к характеристикам кистей рук, а этиология и патогенез вибрационной болезни аналогичны тем. что характерны для заболевания в результате воздействия локальной вибрации. Поэтому при измерении и оценке общей вибрации, воздействующей на ноги сидящего человека, следует руководствоваться ГОСТ 31192.1, применяя в части требований к месту и направлению измерений вибрации положения настоящего стандарта (5.2, 5.3).
Настоящий стандарт не распространяется на методы оценки параметров сипьных одиночных ударов. в частности таких, что имеют место при аварии транспортных средств.
11 Здесь и далее диапазон частот измерений (оценки) определен в виде последовательности третьоктавных полос, а границы диапазона частот указаны через среднегеометрические частоты крайних полос этой последовательности. Таким образом, номинальный диапазон частот измерений (оценки) будет несколько шир« указанного. Это в особенности следует иметь а виду при рассмотрении требований к измерениям вибрации (раздел 5).
*’ Случаи заболевания вибрационной болезнью при воздействии вибрации на ноги человека наблюдаются только при грубых нарушениях условий безопасного ведения работ и требований к конструкции машин в части снижения вреда от воздействия вибрации по ГОСТ 12.1.012.
Издание официальное
1
ГОСТ 31191.1-2004
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования
ГОСТ ИСО 8041-2006 Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений (ИСО 8041:2005, ЮТ)
ГОСТ ИСО 10326-1-2002 Вибрация. Оценка вибрации сидений транспортных средств по результатам лабораторных испытаний. Часть 1. Обшие требования (ИСО 10326-1:1992. ЮТ)
ГОСТ 17168-82 Фильтры электронные октавные и третьоктавные. Общие технические требования и методы испытаний (МЭК 61260:1995. NEQ)
ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения (ИСО 2041:1990, NEQ)
ГОСТ 31191.2-2004 (ИСО 2631-2:2003) Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Вибрация внутри зданий (ИСО 2631-2:2003, MOD)
ГОСТ 31192.1-2004 (ИСО 5349-1:2001) Вибрация. Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования (ИСО 5349-1:2001, MOD)
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 12.1.012. ГОСТ ИСО 8041 и ГОСТ 24346. а также следующие термины с соответствующими опредепениями:
3.1 комфорт: Субъективное ощущение хорошего самочувствия в усповиях воздействия внешних факторов, включая вибрацию и удар.
Примечание — Состояние комфорта не означает полного отсутствия каких-либо мешающих или вредных факторов. Оно определяется целым комплексом воздействий на органы чувств человека и его индивидуальным отношением к этим воздействиям.
3.2 чувствительность к вибрации: Субъективное восприятие человеком наличия воздействующей на него вибрации.
3.3 порог чувствительности к вибрации: Низший уровень вибрации, при котором человек еще способен ощущать ее воздействие.
3.4 болезнь движения: Рвотный рефлекс, тошнота и недомогание, провоцируемые движением самого человека или окружающих его предметов (среды).
Примечание — Болезнь движения, обусловленную морской качкой, часто называют морской болезнью.
3.5 укачивание: Процесс воздействия низкочастотных колебаний, способный привести к болезни движения.
4 Обозначения
В настоящем стандарте применены следующие условные обозначения: а — виброускорение. Поступательное ускорение выражают в метрах на секунду в квадрате
(м/с2), а угловое виброускорение — в радианах на секунду в квадрате (рад/с2). Если иное не определено, измеряемым параметром явпяется среднеквадратичное значение виброускорения:
Н{р) — передаточная функция фильтра, выраженная как функция комппексной угловой часто
ты:
р -j 2 ?tf — комплексная угловая частота;
2
ГОСТ 31191.1-2004
W — частотная коррекция;
с. d, е. f.j, к — индексы, используемые для обозначения различных форм частотной коррекции (см. таблицы 1 и 2);
w — индекс, используемый для обозначения корректированного виброускорения:
х, у. z — индексы, используемые для обозначения направления поступательной вибрации (см.
рисунок 1). Для угловой вибрации они указывают ось вращения г (вращения вокруг осей х. у и г соответствуют раскачиванию с бока на бок, наклонам вперед и назад и поворотам из стороны в сторону, см. рисунок 1); v — индекс, используемый для обозначения полной вибрации, рассчитанной по измерениям
в направлениях х, у и z (см. 6.5).
|
Таблица 1 — Применение основных функций частотной коррекции |
||||||||||||||||||||
|
|
Таблица 2 — Применение дополнительных функций частотной коррекции |
|||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
3
|
|
с) Положение лежа Рисунок 1 — Базицентрическая система координат для тела человека |
5 Измерение вибрации
ГОСТ 31191.1-2004
5.1 Общие положения
Основной измеряемой величиной является виброускорение (см. раздел 4).
В области очень низких частот и низких уровней вибрации, что можно наблюдать, например, внутри зданий или на морских судах, измеряемой величиной может быть виброскорость, которая затем должна быть преобразована в виброускорение.
5.2 Направление измерений
5.2.1 Вибрацию измеряют в направлении осей системы координат с центром в точке контакта тела человека с вибрирующей поверхностью. Основные базицентрические системы координат показаны на рисунке 1.
5.2.2 Если точно совместить ось чувствительности датчика вибрации (далее — датчик) с осью ба-зицентрической системы координат невозможно, допускается расхождение между ними в пределах 15°. Для наклонного сиденья оси системы координат следует связать с телом человека: при этом направление оси г не обязательно будет вертикальным. Направление осей базицентрической системы координат относительно поля силы тяжести должно быть зафиксировано.
4
ГОСТ 31191.1-2004
5.2.3 При одновременном измерении вибрации в одной точке, но разных направлениях датчики должны быть расположены как можно ближе друг к другу.
5.3 Точки измерений
5.3.1 Датчик должен быть размещен в точке, где вибрация передается на тело человека. Рекомендуются следующие точки измерений:
— подушка сиденья — точка под седалищным бугром сидящего человека;
— спинка сиденья — точка, в которой давление тела человека максимально:
— опорная поверхность для ног — точка наиболее частого контакта ноги с поверхностью.
Для лежащего человека измерения проводят на опорной поверхности под тазом, спиной и головой. Во всех случаях точки измерений должны быть точно зафиксированы.
Примечания
1 Если проведение непосредственных измерений вибрации на поверхности контакта тела человека и опорной поверхности невозможно из практических соображений, ее допускается измерять на жестких элементах конструкции здания или транспортного средства. Использование таких данных в целях оценки воздействия вибрации на человека требует проведения дополнительных расчетов и знания динамики поведения конструкции.
2 Если измерения на спинке сиденья в точке ее контакта с телом человека невозможны, допускается их проведение на раме за спинкой. В этом случае результаты измерений должны быть корректированы с учетом передаточных свойств спинки сиденья.
3 Вибрация, передаваемая на тело человека от жестких поверхностей, может быть измерена на опорной поверхности вблизи области контакта (обычно в пределах 10 см от центра этой области).
5.3.2 Вибрация, передаваемая телу человека через мягкие или упругие материалы (например, подушку сиденья или дивана), должна быть измерена с помощью датчика, установленного между телом человека и основной областью контакта на поверхности. Для этого датчик помещают внутрь специального установочного приспособления. Последнее не должно сильно изменять распределение давления на поверхность упругого материала. При измерениях на мягкой поверхности человек должен принять нормальное для данных условий положение.
Примечание — Типичная конструкция приспособления для крепления акселерометра при проведении измерений на сиденье представлена в ГОСТ ИСО 10326-1.
5.4 Общие требования к средствам измерения
Средства измерения должны соответствовать требованиям ГОСТ ИСО 8041.
Если предусмотрена запись сигналов вибрации для их последующего анализа, в целях максимизации отношения сигнал/шум сигнал может быть предварительно пропущен через фильтр низких частот с частотой среза (по уровню минус 3 дБ), примерно в 1,5 раза превышающей верхнюю границу диапазона частот измерений. При этом фазовая характеристика измерительного тракта должна быть линейной в пределах диапазона частот измерений.
5.5 Длительность измерений
Длительность измерений должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить требуемую статистическую точность обработки сигнала. Кроме того, она должна обеспечивать проведение измерения для представительного участка сигнала вибрации. Длительность измерений должна быть зафиксирована.
Если общая запись сигнала вибрации, воздействующей на человека, содержит несколько участков с разными характеристиками, то для кажцого такого участка может потребоваться проведение отдельного анализа.
Примечание — В случае стационарного случайного сигнала точность измерений зависит от длительности измерений и полосы фильтрации. Например, чтобы ошибка измерений при проведении анализа вибрации в третьоктавной полосе частот не превышала 3 дБ при доверительной вероятности 90 %. минимальная длительность измерений для значения нижней границы диапазона частот измерений 1 Гц должна составлять 108 с. а для значения 0.5 Гц — 227 с. Обычно условие получения представительного участка сигнала вибрации требует значительно большей длительности измерений.
5.6 Регистрация условий измерения вибрации
При выполнении требований настоящего стандарта результаты измерений должны быть точно документированы. Это подразумевает ссылки на соответствующие разделы и приложения настоящего стандарта и указание применяемой функции (функций) частотной коррекции.
5
ГОСТ 31191.1-2004
В случае использования альтернативного метода оценки должно быть дано его описание. При этом должны быть зафиксированы параметры вибрации (амплитудные характеристики и период измерений), измеренные как основным, так и альтернативным (альтернативными) методами.
В протоколе измерений рекомендуется указывать подробности условий измерения вибрации, а также такие ее характеристики, как частотный состав (т. е. спектр), направления действия, характер изменения вибрации с течением времени и другие факторы, которые могут оказать влияние на результат оценивания.
Примечание — Другими факторами, оказывающими влияние на реакцию человека на воздействие вибрации. являются тип популяции (возраст, пол. число членов, ощущение защищенности и т. д.). опыт. то. насколько воздействие вибрации ожидаемо, степень возбуждения, мотивация (например, степень трудности выполняемого задания), принимаемая поза, вид деятельности (например, водитель или пассажир транспортного средства), финансовые обстоятельства.
6 Оценка вибрации
6.1 Основной метод
Любой метод оценки вибрации согласно настоящему стандарту включает в себя измерения среднеквадратичного значения корректированного виброускорения в метрах на секунду в квадрате (м/с2) в случае поступательной вибрации и в радианах на секунду в квадрате (рад/с2) в случае угловой вибрации. Для получения этого значения можно использовать представление сигнала вибрации как во временной. так и в частотной областях.
Во временной области формула расчета имеет вид:
(1)
где a„(f) — корректированное поступательное (угловое) виброускорение как функция времени, м/с (рад/с2):
Т — длительность измерений, с.
Числовые значения функций частотной коррекции приведены в табпицах 3 и 4. а аналитические выражения этих функций — в приложении А. В последующих разделах, а также в приложениях В. С и D рассмотрены функции частотной коррекции, применяемые для различных направлений и различных условий действия вибрации (см. таблицы 1 и 2).
6.2 Условия применимости основного метода
6.2.1 Определение пик-фактора
В целях настоящего стандарта пик-фактор определяют как абсолютное значение отношения максимального значения мгновенного корректированного виброускорения к его среднеквадратичному значению. Максимальное значение мгновенного корректированного виброусхорения определяют на всем интервале измерения (см. 5.5), т. е. периоде интегрирования Т для получения среднеквадратичного значения (см. 6.1).
П р и м е ч а н и е — Пик-фактор не всегда может служить показателем степени жесткости вибрации (см. 6.3).
|
Таблица 3 — Значения основных функций частотной коррекции в третьоктавных полосах частот |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6
ГОСТ 31191.1-2004
|
Окончание таблицы 3 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
» х — номер полосы частоте соответствии с ГОСТ 17168. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примечания
1 Допуск на значения частотной коррекции — по 6.4.1.2.
2 Если известно, что составпяющие на частотах ниже 1 Гц несущественны с точки зрения их влияния на корректированное виброускорение, рекомендуется использовать диапазон частот от 1 до 80 Гц.
3 Приведенные в таблице значения частотной коррекции рассчитаны с учетом полосовой фильтрации сигнала.
|
Таблица 4 — Значения дополнительных функций частотной коррекции в третьоктавных полосах частот |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7
ГОСТ 31191.1-2004
|
Окончание таблицы 4 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
