ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР

_ СИСТЕМА СТАНДАРТОВ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ

V ХАРАКТЕРИСТИК ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

- ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВИБРАЦИИ

ГОСТ 12.4.094-88

(

БЗ 5—887393

СТ СЭВ 3075-81)

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССМТЄгсТАНДЛРТЛМ
Москв

аГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

С

ГОСТ
12.4.094—88

(СТ СЭВ 3075—81)

истема стандартов безопасности труда
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА
ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВИБРАЦИИ

Occupational safety standards system.
Method for determination of dynamical
characteristics of human body under
vibration action

ОКСТУ 0012

Дата введения 01.07.89

Настоящий стандарт устанавливает методы определения вход­ного и передаточного импедансов и комплексной частотной харак­теристики тела человека при воздействии вибрации.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в приложении 1.

  1. АППАРАТУРА

    1. Для проведения испытаний применяют:

в

Издание официальное

ибрационный стенд и измерительную аппаратуру в соответ­ствии с требованиями, изложенными в табл. 1.

Таблица 1

Наименование характеристики

Значение характеристики для вибрации

локальной

общей

Для вибростенда:



толкающая сила, Н, не менее

300

2000

допустимая статическая нагрузка, Н, не менее логарифмический уровень среднего квадрати­

ческого значения виброскорости, дБ:

200

1200

не менее

100

75

не более

нелинейные искажения при воспройзведении гармонической вибрации, %, не более

120

135

10



Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1989



Наименование характеристики

Значение характеристики для вибрации

локальной

общей

Продолжение тлбл. 1


отклонение уровня виброскорости (виброуско­рения) от заданного при монотонном, непрерыв­ном изменении частоты гармонической вибрации, дБ, не болце

Для измерительной аппаратуры:

динамический диапазон, дБ

минимальная измеряемая сила, Н

относительный коэффициент поперечного пре­образования виброизмерительного преобразова­теля, %, не более

систематическая погрешность измерения силы, дБ, не более

пределы измерения фаз



систематическая погрешность измерения сдвига фаз, не более

п

±1

0,01

50

0,2

10

1.5

15

—90°


—180*

+90°

±6°

+180’


ереходной элемент, изготовленный по нормативно-технической документации;

привязную систему, обеспечивающую возможность экстренного освобождения испытателя,, изготовленную по нормативно-техниче­ской документации; .

систему экстренного отключения вибрации, изготовленную по нормативно-технической документации.

  1. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

    1. Составляют программу испытания, в которой устанавлива­ют объект и цель испытания, условия проведения испытания, рас­положение датчиков на теле испытателя, количество испытателей,

    2. К испытанию допускают практически здоровых испытате­лей мужского пола в возрасте от 18 до 45 лет'массой (70±10) кг, имеющих медицинскую справку — допуск и испытанию. Минималь­ное число испытателей — 5..

    3. Подбирают диапазон вибрбскорости согласно приложе­нию 2. ■ '

    4. Собирают измерительную установку (примеры блок-схем измерительных установок приведены в приложении 3).

Вибрбизмерительные преобразователи силы и виброскорости при измерениях импеданса следует устанавливать на одной дета­ли, причем' оси чувствительности обоих виброизмерительных преоб­разователей должны совпадать между собой ті быть параллельны направлению возбуждения.

Способ соединения переходного элемента с виброизмеритель- ным преобразователем силы должен исключать появление изгиба­ющих моментов, причем ось чувствительности вибропреобразова­теля силы должна проходить через центр масс переходного эле­мента.

Низшая собственная частота систем, состоящих из виброизмери- тельных преобразователей и деталей для их крепления, устанавли­ваемых на вибровозбудителе и на теле испытателя, должна не ме­нее чем в 3 раза превышать верхнюю частоту исследуемой полосы частот.

Низшая собственная частота системы, состоящей из переходно­го элемента и деталей для его крепления и находящихся между виброизмерительным преобразователем силы и тела испытателя, должна не менее чем в 2 раза превышать верхнюю частоту иссле­дуемой полосы частот.

  1. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

    1. Перед испытанием каждый испытатель проходит медицин­ский контроль.

Испытания проводят два экспериментатора.

  1. В процессе измерения испытатель должен сохранять задан­ную позу, способ и силу обхвата переходного элемента, величину и направление силы нажатия или управляющие усилия в соответ-' ствии с условиями, имитирующими производственный процесс.

  2. Динамические характеристики тела человека измеряют в направлении одной или нескольких осей ортогональной системы координат (см. приложение 4). При локальной вибрации направ­ление одной из этих осей должно совпадать с направлением силы нажатия.

  3. Скорость непрерывного изменения частоты вибрации не должна превышать 0,2 октавы в 1 с.

  4. Значение частоты вибрации при дискретном изменении частоты следует выбирать по ГОСТ 12000—86.

  5. Продолжительность каждого измерения при воздействии вибрации с дискретным изменением частоты выбирают так чтобы она составляла не менее 10 периодов возбуждаемой вибрации.

  6. На переходном элементе (входе) возбуждают гармоничес­кую вибрацию с постоянным средним квадратическим значением виброскорости О] в полосе частот: 5—200 Гц — при воздействии локальной вибрации; 0,7—100 Гц — при действии общей вибрации. Допускается определять динамические характеристики в более уз* ких полосах частот.

  7. Измеряют среднее квадратическое вибрационной силы Flt действующей на человека, и сдвиг фаз между силой и виброско- ростью на входе (аргумент входного импеданса).

  8. Измеряют среднее квадратическое значение виброскоро-. сти v2 в. контрольной точке тела испытателя (на выходе) и сдвиг фаз .между виброскоростями вд входе и на выходе (аргумент ком­плексной частотной характеристики).

  9. Измеряют сдвиг фаз между силой и виброскоростью на вы­ходе (аргумент передаточного импеданса).

  10. Перерыв между испытаниями при повторных измерениях на каждом испытателе должен составлять не менее 5 мин.

  11. Результаты испытаний заносят в протокол, который дол­жен содержать:

состав измерительного тракта;

данные о позе, усилии нажатия и усилии обхвата испытателя;

расположении виброизмерительиых преобразователей и наиме­нование осей, по которым проведены измерения;

возрастные данные и массу испытателя;

результаты измерений в виде таблиц или графиков;

дату проведения измерения;

фамилию и должность лиц, проводивших измерения.

  1. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

    1. Модуль входного импеданса | ZBX(/co„) | вычисляют по фор­муле

ВХ(Ю1=—
rv
const

Модуль передаточного импеданса) Znep(/con) | вычисляют по формуле

1Дер(М)1=^.

V2 п

Модуль комплексной характеристики | K(j<o)()| вычисляют по формуле

Vin

где /= V — 1;

®п — м-е значение частоты гармонической вибрации, с-1;ficonst — среднее квадратическое значение виброскорости на входе, поддерживаемое постоянным в исследуемой полосе час­тот, м/с;

Flnсреднее квадратическое значение силы, Н, на входе при частоте w?l;

и2п среднее квадратическое значение виброскорости, м/с,, (виброускорения, м/с2), на выходе при частоте ®п;

fin — среднее квадратическое значение виброскорости, м/с (виброускорения, м/с2), на входе при частоте ®п.

  1. Определяют средние арифметические значения модуля |ZBX|Cp, |Znep|ї ср, К| ср и аргумента (<рср) импедансов и ком­плексной частотной характеристики.

  2. Значения модулей и аргументов определяют с доверитель­ной вероятностью Р=0,9 и относительным, доверительным интер­валом 8±0,4 в соответствии с приложением 5.

  3. Если є превышает допустимое значение, то дополнитель­ное число испытателей уточняют по формуле

Дл=45,

проводят дополнительные испытания и затем определяют средние значения модуля и аргумента динамических характеристик.

Результаты расчетов представляют в виде таблиц. Для проектирования имитаторов тела человека и средств вибрацион­ной защиты могут применяться значения модулей и аргументов импеданса и комплексной частотной характеристики, приведенной в приложении б

.ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В СТАНДАРТЕ, И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

Таблица 2

Термин

Пояснение



Динамическая характеристика те­ла человека при воздействии:

локальной вибрации общей вибрации

Входной механический импеданс

Входной механический импеданс, передаточный механический импе­данс и комплексная частотная ха­рактеристика

Комплексная частотная характе­ристика

Переходный элемент

По. ГОСТ 21878—76

Механическая система (сиденье, рабочая площадка, рукоятка и др.), через которую вибрация передается

Имитатор тела человека

телу' человека

Устройство, воспроизводящее одну илц несколько динамических харак­теристик тела человека



ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

СРЕДНИЕ КВАДРАТИЧЕСКИЕ ЗНАЧЕНИЯ ВИБРОСКОРОСТИ

Т а.6 л и ц а 3

Внд вибрации

Виброскорость

м/с

дБ

Лекальная:



не менее

■5 Х10-3

100

.не более

5 ХЮ-2

120

Общая:



не менее

5 ХЮ-4

80

ее более

1,58X10-’

. 130 ,



ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

БЛОК-СХЕМА ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
КОМПЛЕКСНОЙ ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ



1—вибростенд; 2—переходной элемент; S, 5—вибропреобразователи ускорения; 4—объест испытания; 6, 7—усилители; Я—фазометр; 9—усилитель с детектированием выходного сиг* нала; 10—регистрирующее устройство; 11—блок экстренного выключения вибростенд»; 12—синхронизация регистратора от генератора вибростеида

Черт. -1



БЛОК-СХЕМА ИСПЫТАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ВХОДНОГО И ПЕРЕДАТОЧНОГО ИМПЕДАНСА



I—вибростенд; 2—преобразователь силы; 3—вибропреобразователь ускорения; 4—переходной элемент; 5—объект испытания; 6, 1—усилители; в—усилители с симметричным входом; 9—интегрирующий усилитель; 10—фазометр; Я—уси­литель с детектированием выходного сигнала; 12—регистрирующее устрой­ство; 13—вибропреобразователь ускорения; 14— синхронизация регистратора от генератора вибростенда; 15—блок экстренного выключения; П—переклю­чатель видов измерения (в положении 1—измерение входного импеданса; в положении 2—измерение передаточного импеданса)

Черт, 2



ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Справочное

НАПРАВЛЕНИЕ КООРДИНАТНЫХ ОСЕЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ
ВИБРАЦИИ

Координатные оси при локальной вибрации

а—при обхвате цилиндрических и торовых поверхностей; б—при обхвате сфе­рических поверхностей; в—направление осей относительно тела человека

Черт. 3

Координатные оси при общей вибрации

Черт, 4ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Справочное

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ДОВЕРИТЕЛЬНОГО ИНТЕРВАЛА

  1. Среднее арифметическое значение и среднее квадратическое отклонение параметра на /-частоте вычисляют по формулам: где Kjзначение модуля Динамической характеристики на t-й частоте для /-го испытуемого.

  2. Для доверительной вероятности 0,9 и числа испытуемых — 5 определяют коэффициент Стьюдента по табл, 4.

Таблица 4

п


Л


Л

'■

Л

*П

5

2,1

13

1,8

21

1,7

29

1,7

6

2,0

14

1,8

22

1,7

30

1,7

7

1,9

15

1,8

23

и

40

1,7

8

1,9

16

1,7 '

24

1,7

60 .

1,7

9

1,9

17

1,7

25

I,7

120

1,7

10

1,8

18

1,7

26

1,7

ОО

1,6