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

5

aseq

T

asasrms adttaT

a ,0

2, )(1

2

,2

,2

, zrmsyrmsxrmsrms aaaa

Accelerometers ( sensors+meetapparatuur+software)

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

6

F

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

9

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

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)

2. Frequentieweging

13

Freq.analyse

ax,wd ay,wd

az,wk

3. Equivalente gewogen niveau’s over de duur van de trilling Ti:

aeq,wd,x aeq,wd,y aeq,wk,y

4. De versnelling van de Dagelijkse Blootstelling van die taak

5. De volledige versnelling van de Dagelijkse Blootstelling volgens één as over alle taken:

14

8.)8( ,,,,

iasiweqasiTaA Voor elke as

i

asias AA )8()8( 2

iT

iwi

iweq dttaT

a0

2,,, )(1

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

• Indien uitsluitend gemeten volgens één enkele as: correctiefaktor k voor de dominante as

– 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

)8()8()8()8( 2223 zyxassen AAAA

),,max(.)8(.)8( min3 zyxanteasdoassen AAAkAkA

2. Voor lichaamstrillingen

17

))8(),8(*4.1),8(*4.1max()8(3 zyxassen AAAA

A3assen is de wettelijke beoordelingswaarde enwordt vergeleken met de actiewaarde en de grenswaarde !

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

18

Wat is A(8) ? A(8)=(A1^2*(5/8)+B1^2*(2/8))^(1/2)=7.6 m/s² > GW !!!!

Info voorbeeld : berekenen van A(8) voor lichaamstrilling van één taak in de 3 assen ( volgens gegevens fabrikant)

19

Normen en evaluatie

20

A3assen (8) wordt afgewogen aan de actiewaarden en grenswaarden

Normen voor hand/arm trillingen

21

Normen voor globale lichaamstrillingen

evaluatie

22

??

Info pagina 24. Een alternatieve beoordelingsparameter voor schokken en meer bruske bewegingen ( intermettente

versnellingen): de Vibration Dose Value VDV

23

1.75

4

0

4

sm )(

T

w dttaVDV

j4exp

,,,

j4exp

,,,

j4exp

,,,

T metingduur van met z as volgensjor taak vo*)8(

T metingduur van met y as volgensjor taak vo**4.1)8(

ingstijdblootstell dagelijkseTexp, T metingduur van met x as volgensjor taak vo**4.1)8(

jjxeqjz

jjxeqjy

jjxeqjx

TT

VDVVDV

TT

VDVVDV

TT

VDVVDV

Als er verschillende taken zijn is de VDV- blootstelling volgens een as i:

),,max()8(:

)8()8( 44,

zyx

jjii

VFVVDVVDVVDVdgsgrootheibeoordelin

VDVVDV

4exp**4.1 TaeVDV w

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 !

25

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 !

Voorbeeld : herneem het voorbeeld van pagina 19

Mogelijke maatregelen

26

De ondergrond

• Technische maatregelen: Welke factoren beïnvloeden de trillingssterkte?• Organisatorische maatregelen:Hoe herorganiseren we het werk om de blootstelling te verminderen

Technische maatregelen

27

28

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, )

.5.0(*85.0

8..

wasw ak

TTak

2. Tijdsduur tot de actiewaarde (AW): bepaal eerst de meest belaste as

Werkindeling :bepalen en inventarisatie van toegestane werkduur

29

Gemeten*1.41

Besluit:De moraal

30

Bijlage 1 : Voorbeelden van veel gebruikte werktuigen

31

Bijlage 2 : werkvoorbeeld 1

32

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

Bijlage 3: werkvoorbeeld 2

33

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

Bijlage 4: links

• De wbv calculator http://www.hse.gov.uk/vibration/wbv/calculator.htm ( opgepast ze nemen als actiewaarde voor VDV= 17 m/s1.75 !)

• De hand/arm calculator http://www.hse.gov.uk/vibration/hav/vibrationcalc.htm

34

Bijlage 5:oefeningen

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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

36

Answers1. Energy doses of 9, 12, 9.375 and 4.5 respectively. A(8) = 2.1 m/s2

2. 0.661 h = 39.7 min3. 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 min4. 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)