手传振动测量与评价标准比较及测量方法研究

发布时间：2017-11-08 17:07

  本文关键词：手传振动测量与评价标准比较及测量方法研究

  更多相关文章： 手传振动 测量与评价方法 比较研究 ISO 5349 GBZ/T189.9

【摘要】：目的对国内外手传振动(HTV)测量与评价标准进行比较,结合标准应用、现场实际情况及不同位置、不同仪器、测量时间等测量影响因素的研究分析,提出改进我国手传振动测量与评价标准的建议。方法首先系统梳理关于手传振动的标准,并选择手传振动测量及评价标准ISO 534、ANS12.70、GBZ/T189.9-2007和GBZ2.2-2007进行比较,并对标准应用状况进行分析。其次,通过以某大型汽车厂生产环节中具有一定代表性的作业工具及作业人员为研究对象,以标准ISO5349、GBZ/T189.9中测量和评价方法进行现场证实,以自制调查表对作业人员进行手持振动工具一般状况调查,依据现场测量数据进行测量时间对相对误差的影响及以三轴为主导轴,单轴加速度有效值与振动总值的关系研究。最后,依据标准IS05349中涉及的测量方法,以打磨岗砂轮机作业为研究对象,采集加速度适配器放置位置及两种检测仪器数据,用SAS9.2对数据进行统计分析。结果1.标准GBZ/T189.9-2007、GBZ2.2-2007与国际标准比较(1)我国手传振动测量与评价标准GBZ/T189.9-2007、GBZ2.2-2007与国际标准相比,在术语方面、所引入的参考标准、具体测量及评价方法、附录等方面差别较大。(2)经过文献复习,我国学者在白指病病因、发病、诊断、治疗等方面做过大量研究,但对手传振动测量影响因素及评价方法的研究不够系统,特别在标准应用方面,大家对标准中测量时间、总振动量的计算及评价方法等方面持不同观点。另外,我国有关手传振动测量方法主要依据是国际标准IS05349；与国际常用振动工具振幅强度相比,我国常用振动工具振幅强度更高,振动范围更宽。因此,在HTV检测工作实践中,如何最大限度满足职业卫生标准的要求,建立一套更为科学合理、实用可行、符合我国国情的测量及评价方法,是当前亟需探讨和研究的重要问题。2.测量方法现场验证及HTV一般状况调查结果(1)经现场测量验证和比较认为,国际标准ISO 5349更接近实际,能解决测量过程中碰到的实际问题,对现场检测与评价有参考意义。手传振动测量过程中加速度计固定与安装、手的连接、接振时间的记录、日接振量的计算是测量过程中的关键点,频谱分析对手传振动评价可以起到一定的辅助作用。(2)常见手持振动工具振动特性：①振动加速度波形主要有四种：随机波形、冲击波形、长周期波形、短周期波形；②振动总值：气动扳手0.3～6.17m/s2、砂轮机1.61-7.72m/s2、内磨机1.46-8.70m/s2、弧焊机0.21-2.18m/s2；③各手持振动工具1/3倍频程频谱中强度最大的频段分别是：电动扳手100Hz、等离子切割机0.8Hz、剪床80Hz、气动扳手200～800Hz、内磨机(砂轮砣)500Hz、内磨机(钛合金)250Hz、弧焊机0.4～2.5Hz、台式砂轮机800Hz、冲击钻400Hz;④砂轮机、角磨机、内磨机在50Hz-800Hz的频段加速度有效值接近或已超过400分钟/天的建议接振界限；⑤日接振量以打磨岗为最高A(4)3.76-8.03m/s2、A(8)5.36-10.39m/s2,超过国家标准限值A(4)5.0m/s2或A(8)3.5m/s2。(3)典型作业岗位人员接振情况,对某铸造厂手持振动工具作业人员调查结果显示,作业人员作业姿势一般有三种：站姿(63.3%)、坐姿(30.0%)、蹲姿。作业方式右手、左手或左右手交替使用,其中65%双手作业,35%右手作业。砂轮工作业现场工间休息80%在10分钟内,15%10至20分钟内。装配工,4小时工作时间内,有20分钟工间休息。本次调查中,接振工龄小于5年占调查人数的80%,接振工龄6～10年的占13.3%,接振工龄大于10年的占6.7%。人均累积接振时间10270.7小时,其中男性最大累积接振36040小时,女性最大累积接振58300小时。调查显示,作业人员手部自觉不适发生率86.7%(52/60),其中主要是手麻(68%)、手痛(65%)、手胀(45%)。3.手传振动测量中影响因素研究(1)加速度适配器的放置不同位置对测量结果的影响结果显示,四个部位变异系数由小到大依次为："U" "O" "一""T " "S"。相对于均数而言,变异程度越小,数据稳定性越强。同时,4组测量数据的Kruskal-Wallis法检验结果(all P0.0001)提示,四组差异有统计学意义。两两组比较,除“O”和“一”(P=0.603；P=0.0967)差异无统计学意义,其他各组间差异有统计学意义(all P0.0001)。(2)两种不同检测仪器对测量结果的影响结果显示AWA振动计使用“U”适配器所致位置与SVA振动计使用“S”适配器所致位置信度系数ICC大于0.80(ICC=0.818),表示信度良好；其他位置仪器AWA所测数据与仪器SVA比较ICC小于0.4,信度较低。(3)测量时间对相对误差的影响采样时间在8秒,振动波形为随机波形及冲击波形的振动工具,正确率在80%左右时,相对误差在2-9之间；振动波形为周期波形的振动工具,此时相对误差基本稳定在4左右。增加采样时间,可有效降低相对误差,预使相对误差在4左右,对于随机波形的振动工具,采样时间建议大于40秒；对于冲击波形和周期波形的振动工具,采样时间建议不得低于15秒。(4)单轴加速度有效值与振动总值(ahv)的关系现场验证所测不同工具的数据通过对数转换,建立振动总值的对数分别对X、Y、Z轴加速度有效值对数的方程和各轴对数平均值的回归方程为：aa=0.623+1.028xx, aa=0.576+0.937xx, aa=0.629+0.917xx,95%置信区间分别是：0.991～1.068,0.910～0.963,0.896～0.939单因素相关系数分别是：0.954,0.971,0.981,经检验均有统计学意义(P0.0001)。由上述方程,可以得到倍乘系数(1.028+0.937+0.917)^(1/2)=1.70,即用单轴加速度有效值乘以倍乘系数可以得到振动总值。因此,以三轴为主导轴与振动总值有一定的线性关系,在试验中证明了倍乘系数1.7,与国际标准IS05349中(6.1.6)换算因子(k=1.7)一致。结论1.国内外建立了一系列有关手传振动的标准,对我国的标准研制有一定借鉴作用；引入国际标准前,有必要结合我国实际情况,做进一步研究。2.经标准比较和现场测量验证认为,国际标准ISO 5349更接近实际,能解决测量过程中碰到的实际问题,对现场检测与评价有参考意义。手传振动测量过程中加速度计固定与安装、手的连接、接振时间的记录、日接振量的计算是测量过程中的关键点,频谱分析对手传振动评价可以起到一定的辅助作用。另外,通过对现场测量,掌握了手传振动一般状况及常见手持振动工具振动特征。3.建议改进我国手传振动测量与评价标准：(1)作业现场存在双手操作的现象,因此,在测量过程中应对所有操作手进行HTV测量；在评价日接振量的过程中,应考虑作业中同时使用不同工具的情况；标准中应根据不同手持振动工具的振动规律,分别规定日接振时间的记录方式；(2)受环境及操作人员等诸多因素影响,应适当增加测量次数,记录数据的均值、标准差及变异系数,对需要删除的数据持谨慎态度；(3)加速度适配器放置位置对结果有很大影响；适配器佩带在振动工具上,所测数据变异性较小；适配器放置在手中具体部位较为适宜仍需要做进一步研究；(4)仪器SVA扇形适配器放置手心测量结果与仪器AWA "U"形适配器放置在砂轮机手柄处,测量数据信度较好,有一定可比性；应开展国内常见手持振动测量仪器测量结果的比对研究；(5)测量时间为8秒,相对误差范围为2-9。若相对误差在4左右,认为是可以接受的,则对于随机波形的振动工具,采样时间建议大于40秒；对于冲击波形和周期波形的振动工具,采样时间建议大于15秒。测量时间的统一,仍然需要更多数据进行论证；(6)用8小时时间加权计算日接振量对于固定工种每日接振时间在8小时的较为适宜,对于每日接振实际接振时间较少的作业,采用4小时计算较为适宜,另外,不可忽视工间休息对手持振动工具作业人员的重要性。(7)频谱分析能够直观的反映作业过程中工具振动情况,可作为HTV评价的辅助方法；(8)由数学模型可推测,以三轴为主导轴与振动总值有一定的线性关系,在试验中证明了倍乘系数1.7,与国际标准ISO5349中(6.1.6)换算因子(k=1.7)一致。而以某轴为主导轴与振动总值的关系仍然需要进一步研究。4.目前我国对作业场所手传振动防护不到位,现有接振限值不能完全控制手臂振动综合症的发生,我国尚缺少适用于各种作业场所手传振动危害的职业保护指南,因此应加强手持振动职业危害的调查与研究,加快标准研究进程,从而适应社会发展需要。
【学位授予单位】：中国疾病预防控制中心
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R135

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本文编号：1158033