Trillingen - Telenet Users

Trillingen
Normen-meten-beheersen
1
Waarom trillingen meten en evalueren
2
Info pagina 4:Resonanties van lichaamsdelen
• Wanneer de frequentie van een uitwendige krachtwerking in
de buurt ligt van de eigenfrequentie van een trillend
voorwerp wordt deze laatste trilling versterkt !
• De meeste eigenfrequenties van lichaamsonderdelen liggen in
het bereik van de trillingsfrequenties van gebruikte
werktuigen, transportmiddelen enz…..
• Dus opletten geblazen! Deze trillingen kunnen aanleiding
geven tot gezondheidsproblemen
3
Resonanties in lichaamsdelen!
4
Info pagina 6: de rms waarde van de versnelling
arms,as
1 T 2

aas (t )dt  aeq ,as

T 0
2
2
2
arms  arms

a

a
,x
rms, y
rms, z
Accelerometers ( sensors+meetapparatuur+software)
5
De relevante meetgrootheid
• De versnelling ten gevolge van de trilling : a de
amplitude van de RMS waarde van de versnelling
gemeten volgens 3 assen (ax,ay,az)
• Meettoestel: accelerometer
( sensor= piëzo-electrisch kristal). Deze geeft een spanning af recht
evenredig met de geïnduceerde lading Q door de uitgeoefende
drukkracht en dus met a .
V ~ Q= C.F = C.m.a
F
6
Relevante regelgeving
•
KB van 7 juli 2005 betreffende de bescherming van de
gezondheid en de veiligheid van werknemers tegen de risico’s
van mechanische trillingen ( B.S. 14 juli 2005)
• Richtlijn 2002/44/EG van het Europees Parlement
• Metingen volgens
– Iso 2631 deel 1 ( evaluation of human exposure to whole body
vibration ) : definieert aw en de weegkurven Wd ( horizontale vibratie
in x en y richting) en Wk ( verticale vibratie)
– Iso 5349 ( evaluation of human exposure to the hand/arm transmitted
vibration) en de weegkurve Wh
– Iso 8041 : instrumentatie  definieert de weegcurve WBc (
combinatie van alle richtingen) voor continue- en schokvibraties en
de gevoeligheid van de accelerometer ( mV/g)
7
Analogie tussen geluids- en trillingsblootstelling
• De meetgrootheid : Lp in dB a(versnelling) in m/s²
• Equivalent niveau : Leq
aeq
• Dagelijkse Blootstelling : Lex,8 A(8)
• Wegingen : A en C weging frequentiewegingen
afzonderlijk voor hand/arm en gehele lichaam
(whole body)
• Normen : actiewaarden en grenswaarden
8
Info pagina 10
Meetassen voor lichaamstrillingen
( whole body): contactvlak is het x,y vlak
Meetassen voor hand: z-as volgens de arm ,
y-as volgens de handpalm en x-as loodrecht
op de handpalm
9
Verschillen tussen geluids-en trillingsblootstelling
•
a is een vector en het lichaam is trillingsrichting
gevoelig  ax,ay,az
• Onderscheid tussen lichaamstrillingen ( L ) langs voeten
en/of zetel en trillingen langs handen en armen (h)
10
Evaluatie grootheden
• Er wordt gemeten volgens de drie assen x, y, z gedurende een
bepaalde taak i met een duur Ti in een dagtaak van 8 uren
(ax(t),ay(t),az(t))
• Voor elk van de trillingsassen wordt het volgende gedaan:
11
Info pagina 13: de wegingen
• Gezien de gevoeligheid aan trillingen met specifieke
frequenties (de resonantiefrequenties) van
lichaamsonderdelen worden aangepaste frequentie wegingen
( filtering) toegepast op de metingen. Daarvoor wordt eerst
het spectrum bepaald van de metingen a(f) en deze wordt
vermenigvuldigd met de wegingskurven w : a(f).w
(1)
• Soms worden diverse wegingskurven gebruikt voor de
verschillende assen , zo bijvoorbeeld wd, wk
• Dan wordt van (1) het aanverwante signaal herberekend
resulterend in de gewogen metingen aw,x aw,y aw,z
• Men kan ook en zal in de praktijk rechtstreeks op de signalen
een aangepaste convolutie toepassen.
12
Voor lichaamstrillingen
1.
ax(t)
ay(t)
az(t)
Freq.analyse
2. Frequentieweging
ax,wd ay,wd
az,wk
13
3. Equivalente gewogen niveau’s over de duur
van de trilling Ti:
1
a

a (t )dt
aeq,wd,x aeq,wd,y aeq,wk,y

T
Ti
2
w ,i
eq , w,i
i 0
4. De versnelling van de Dagelijkse Blootstelling van die
taak
Ai ,as (8)  aeq ,w,i ,as .
Ti
8
Voor elke as
5. De volledige versnelling van de Dagelijkse
Blootstelling volgens één as over alle taken:
Aas (8) 
A
2
i as
(8)
i
14
Voor hand/arm trillingen
• Er is maar één frequentieweging, toepasbaar
op alle assen : wh  aeq,wh,x , aeq,wh,y , aeq,wh,z
15
Berekening van de resulterende A(8) in de drie assen:
1. voor hand/arm trillingen
• Indien gemeten wordt volgens de 3 assen is
A3assen (8)  Ax2 (8)  Ay2 (8)  Az2 (8)
• Indien uitsluitend gemeten volgens één enkele as:
correctiefaktor k voor de dominante as
A3assen (8)  k . Ado min anteas (8)  k . max( Ax , Ay , Az )
–
–
–
–
K=1 als er één dominante as is
K=1.2 als amplitude van twee andere assen 50% is
K=1.4 = 20.5 als er 2 dominante assen zijn
K=1.7= 30.5 bij drie assen met dezelfde amplitude
16
2. Voor lichaamstrillingen
A3assen (8)  max( 1.4 * Ax (8),1.4 * Ay (8), Az (8))
A3assen is de wettelijke beoordelingswaarde en
wordt vergeleken met de actiewaarde en de grenswaarde !
17
Voorbeeld van hand/arm trilling : twee taken
langs één as gemeten
taak
machine
Aeq,i
Ti
Ai(8)
1
slijpmachine
5.6
5
4.4
2
klopboor
12.5
2
6.3
Wat is A(8) ?
A(8)=(A1^2*(5/8)+B1^2*(2/8))^(1/2)=7.6 m/s² > GW !!!!
18
Info voorbeeld : berekenen van A(8) voor lichaamstrilling van één taak in de
3 assen ( volgens gegevens fabrikant)
19
Normen en evaluatie
A3assen (8) wordt afgewogen aan de actiewaarden en grenswaarden
Normen voor hand/arm trillingen
20
Normen voor globale lichaamstrillingen
21
evaluatie
??
22
Info pagina 24. Een alternatieve beoordelingsparameter voor
schokken en meer bruske bewegingen ( intermettente
versnellingen): de Vibration Dose Value VDV
 m 
 s1.75 


T
VDV 
4
 a (t )dt
4
w
0
VDVx , j (8)  1.4 *VDVeq , x , j * 4
Texp
VDV y , j (8)  1.4 *VDVeq , x , j * 4
Texp
VDVz , j (8)  VDVeq , x , j * 4
Texp
Tj
Tj
Tj
eVDV  1.4 * aw * 4 Texp
vo or taak j volgens as x met duur van meting Tj , Texp  dagelijkse blootstell ingstijd
vo or taak j volgens as y met duur van meting Tj
vo or taak j volgens as z met duur van meting Tj
Als er verschillende taken zijn is de VDV- blootstelling volgens een as i:
VDVi (8)  4
VDV
4
i, j
(8)
j
beoordelin gsgrootheid :
VDV (8)  max( VDV x , VDV y , VFVz )
23
Evaluatie (2)
24
Info voorbeeld .
Aan de hand van A(8) of VDV(8) kan men de toegestane werkduur van een
dagtaak berekenen en de arbeid herstructureren !
Voorbeeld : herneem het voorbeeld van pagina 19
A3assen(8)= 0.5 .Dit is juist de actiewaarde
, dus de werknemer mag dit werk met aeq,y= 0.4
gedurende 6.5 uren uitvoeren !
25
Mogelijke maatregelen
• Technische maatregelen: Welke factoren beïnvloeden de trillingssterkte?
• Organisatorische maatregelen:Hoe herorganiseren we het werk
om de blootstelling te verminderen
Technische maatregelen
De ondergrond
26
27
1. info volgende pagina 29:
Zelf metingen uitvoeren is veelal nodig want er is soms een grote discrepantie
tussen de data van fabrikanten ( en deze zijn er niet voor VDV ) en de zelf
gemeten data voor een werktaak , zie het voorbeeld
!
2. Tijdsduur tot de actiewaarde (AW): bepaal eerst de meest belaste as
k .aw,as .
T
0.5 2
 0.5  T  8 * (
)
8
k .aw
28
Werkindeling :bepalen en inventarisatie van
toegestane werkduur
Gemeten*1.41
29
Besluit:De moraal
30
Bijlage 1 : Voorbeelden van veel gebruikte werktuigen
31
Bijlage 2 : werkvoorbeeld 1
Een transportwerker gebruikt 1 uur voor het laden van zijn
vracht met een kleine vorklift. Het transport zelf duurt 6 uren . Wat is A3assen(8)?
Dus A3assen(8) = 0.4 en dus kleiner dan de actiewaarde
voor ‘whole body’ trilling zijnde 0.5
32
Bijlage 3: werkvoorbeeld 2
Wat is VDV(8) voor dezelfde transportwerker uit vorig voorbeeld als de meting voor het werk
met de vorklift 1 uur duurt en tijdens het transport gedurende 4 uren werden gemeten? De
meetresultaten zijn:
VDV(8)=VDVz is dus 12 m/s1.75 en is groter dan de
actiewaarde maar kleiner dan de grenswaarde
33
Bijlage 4: links
• De wbv calculator
http://www.hse.gov.uk/vibration/wbv/calculat
or.htm ( opgepast ze nemen als actiewaarde
voor VDV= 17 m/s1.75 !)
• De hand/arm calculator
http://www.hse.gov.uk/vibration/hav/vibratio
ncalc.htm
34
Bijlage 5:oefeningen
1.
2.
3.
4.
5.
Calculate A(8) for someone who works 4 h, 3 h, 90 minute and 30 minute periods exposed to rms hand
accelerations of 1.5 m/s2, 2 m/s2, 2.5 m/s2 and 3 m/s2 respectively.
The Bosch GBR 14C electric powered grinder has a hand-grip vibration of 4 m/s2. Calculate how long the
grinder may be used for before the Physical Agents Directive (Vibration) action value of A(8) = 1.15 m/s2 is
reached.
The Husqvarna petrol-engined chain saw has two handles (the control handle and the support handle)
with vibrations of 3.5 m/s2 and 3.1 m/s2 respectively.
Calculate how long the tool may be used for before the P.A.D. (Vibration) action value of A(8) = 1.15 m/s2 is
reached.
An operative uses two power tools, A and B. He uses A for a total of 75 minutes and B for a total of 2.5
hours. The acceleration levels of the hand grips are: 130 dB re 1 μm/s2 for A; and 115 dB re 1 μm/s2 for B.
Calculate A(8) for this operative.
An impulsive vibration on a hand grip lasts 3 s, has an rms acceleration of 8 m/s2 and a peak acceleration
of 30 m/s2.
(a)
Justify using eVDV as an index of measurement of exposure
(b)
Calculate the eVDV of: (i) one event; and (ii) two events.
(c)
How many events can occur before the P.A.D.(V) action value of 21 m/s1.75 is exceeded.
35
Answers
1.
Energy doses of 9, 12, 9.375 and
4.5 respectively. A(8) = 2.1 m/s2
2.
0.661 h = 39.7 min
3.
3.5 m/s2 ≡ 130.9 dB re 1 μm/s2
and 3.1 m/s2 ≡ 129.8 dB re 1 μm/s2
3.5 m/s2 is the larger and
determining acceleration, may be used for
up to 0.86 h = 51.8 min
4.
130 dB ≡ 3.16 m/s2 and 115 dB
≡ 0.56 m/s2 which are for 1.25 h and 2.5 h
respectively, giving energy doses of 12.482
and 0.784 respectively. A(8) = 1.29 m/s2
5.
(a) Crest factor = peak/rms = 30/8
= 3.75 which is less than 6.
(b) (i) 14.7 m/s1.75
(b) (ii)
17.5 m/s1.75
(c) 4 (4.12)
36