Politechnika Krakowska
Instytut Technologii Maszyn i Automatyzacji Produkcji
Katedra Systemów Wytwarzania, 1998 - 2002 r.
 y
RÓDA
A DRGAC
ORAZ ICH WPA
YW NA ORGANIZM CZA
OWIEKA:
wWybrane zagadnienia ergonomiczne wibracji, metody oceny nara\
enia człowieka na drgania,
środki badań, pomiary.
Materiały pomocnicze do wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu,  Ergonomia ,  Nauka o
Pracy , dla studentów II, roku Studiów Dziennych, Zaocznych i Wieczorowych
Opracował dr in\
. Longin Gondek
1. WST
P.
y
ródłami, przyczynami drgań na stanowisku pracy człowieka są siły dynamiczne i drgania (własne,
wymuszone, samowzbudnesamo wzbudne, parametryczne i nieparametryczne, w mniejszym lub w
większym stopniu losowe, stacjonarne, ergodyczne itp.), które są generowane przez maszyny (np.
obrabiarki) i urządzenia techniczne oraz procesy technologiczne w nich zachodzące (np. procesy obróbki
skrawaniem). y
ródłami drgań wymuszonych w maszynach są [1,2,4,6]:
1. odśrodkowe siły bezwładności obracających się elementów zespołów (np.: wałów, tarcz, tulei, kół
zębatych itp.) jako skutek ich niewyrównowa\
enia statycznego lub dynamicznego, wywołanego
segregacją gęstości materiału, błędami ich wykonania i monta\
u itp. Częstotliwość tego,
n
podstawowego wymuszenia odpowiada prędkości obrotowej n [obr/min] ww. zespołu: f1 = [Hz]
60
2. wzajemne oddziaływania (energetyczne , dynamiczne) ogniw w rzeczywistych parach
kinematycznych wynikające zarówno z ich rozwiązania konstrukcyjnego jak i z jakości wykonania i
monta\
u. Np. dla przekładni pary kół zębatych częstotliwość podstawowego wymuszenia wynosi
na Å" za nb Å" zb
f1 = = [Hz] ; gdzie na , za są oznaczeniami prędkości obrotowej i liczy zębów koła
60 60
napędzającego, gdy natomiast nb, zb dotyczą koła napędzanego. A
o\
ysko toczne, którego zarówno
elementy toczne, jak i bie\
nia wewnętrzna i zewnętrzna posiadają jedną, pewną nieregularność
kształtu (np. w postaci wgłębienia lub występu,  garbu ) generuje drgania wymuszone, których
podstawowe składowe w liczbie 7 ró\
nią się częstotliwościami, a te z kolei mo\
na obliczyć zgodnie z
pracą [1,2,4], gdy znane są: prędkość obrotowe pierścieni (np. wewnętrznego, gdy zewnętrzny jest
nieruchomy), liczba elementów tocznych, wartości liczbowe istotnych parametrów geometrycznych
(średnice, promienie). Większa liczba takich lub innych nieregularności, stopień, wielkość
niewyrównowa\
enia statycznego, dynamicznego zespołów i elementów, będących w ruchu
obrotowym, odchyłki błędów wykonania i monta\
u itp. decyduje o charakterystykach drgań
zło\
onych generowanych przez Å‚o\
ysko.
3. siły i drgania w silnikach elektrycznych; np. w szczelinie magnetycznej, pochodzące od przecinania
się linii sił pola magneto-elektrycznego przez ruchome przewodniki prądu elektrycznego,
niewyrównowa\
enia wirnika, jego Å‚o\
ysk, błędów wykonania i monta\
u.....
4. siły i drgania w układach hydraulicznych itp.
Sformatowane: Punktory i numeracja
1.1. Wybrane określenia. [1,2,11,13]
Sformatowano
Drgania ustalone - drgania, których wartości skuteczne przyspieszeń w pasmach tercjowych lub
wartości skuteczne przyspieszeń, wa\
one w dziedzinie częstotliwości, zmieniają się nie więcej ni\
2 razy
w stosunku do najmniejszej mierzonej wartości wymienionych parametrów.
Sformatowano
Drgania nieustalone - jw. gdy ww. zmiany są większe ni\
2 razy .
Sformatowano
Nara\
enie ciągłe (nara\
enie ciągłej ekspozycji drgań) - nara\
enie ciągłe, występujące bez przerw w
1
trakcie całej zmiany roboczej (przez 4-y, 5-ęć dni w tygodniu, w kolejnych miesiącach latach np.: 10 lat)
z pominięciem: regularnych przerw w pracy, przerw na posiłki, czynności przed podjęciem pracy i po jej
zakończeniu) trwającej 480 minut.
Sformatowano
Nara\
anie przerywane - nara\
enie na oddziaływanie drgań, występujące wielokrotnie w ciągu zmiany
robocze z przerwami, w których to nara\
enie zanika; przerwy mogą być spowodowane
przemieszczaniem się osób, cyklicznością technologii, wyłączeniem z
ródeł drgań itp.
Sformatowano
Nara\
enie sporadyczne - występujące nieregularnie, związane z czynnościami wykonywanymi
dorywczo na danym stanowisku pracy, np. raz w tygodniu, raz w ciÄ…gu zmiany roboczej itp.
Sformatowano
Ruchomy układ odniesienia - prostokątny układ współrzędnych - xyz - związany z geometrią ciała
człowieka lub jego dłoni, którego początek znajduje się w okolicy koniuszka serca lub na główce trzeciej
kości śródręcza.
Sformatowano
Nieruchomy układ odniesienia - prostokątny układ współrzędnych - XYZ - związany z geometrią
stanowiska, narzędzia, uchwytu.
Sformatowano
Współczynnik szczytu  k , jest definiowany jako stosunek wartości szczytowej przyspieszenia drgań
aszcz do jego wartości skutecznej aRMS..
2. REAKCJE, ZABURZENIA ORGANIZMU LUDZKIEGO NARAśONEGO NA
DRGANIA.
Reakcje, zaburzenia ustroju człowieka na drgania dzieli się na:
Sformatowano
- reakcje subiektywne RS
- reakcje psychosomatyczne RPS
- reakcje, zaburzenia czynnościowe ustroju RC
przy czym na ogół wystąpienie zaburzeń w obrębie zespołu jednych reakcji natychmiast pociąga za sobą
zmiany, wystąpienie reakcji (o charakterze chorobowym - przy odpowiednich parametrach drgań) w
obrębie pozostałych [1,2,7,14].
Sformatowano
RS. Największe reakcje subiektywne występują przy niskich częstotliwościach f[Hz]=4-500 wibracji i
są związane z pojawiającym się rezonansem narządowym. Powstają dolegliwości bólowe i uczucie chęci
opuszczenia przez człowieka środowiska drgającego, a dokładniej: - bóle klatki piersiowej w skutek
rozciągania się tkanki śródpiersia, wpływu drgań osierdzia i fazowego przemieszczania się przepony f=
5 - 9 [Hz], - rezonansowe drgania szczęki f= 6 - 8 [Hz], - uczucie ucisku na krtań, - bóle jamy brzusznej
f= 4,5 - 10 [Hz] itp. DÅ‚u\
sze przebywanie w obszarze wibracji prowadzi do uszkodzenia narządów, a
decydującymi parametrami oprócz częstotliwości, a właściwie zakresu częstotliwości jest amplituda i
czas ekspozycji drgań oraz pola powierzchni bezpośredniego kontaktu człowieka z obiektem drgającym.
W
Nasilenie odczuwania drgań zale\
y od: - ilości przenoszonej energii , Q[Nm] , - natę\
enia drgań I[ ] ,
m2
2
- czasu ekspozycji t[s], - powierzchni S [m ] bezpośredniego kontaktu człowieka z przedmiotem
drgajÄ…cym, przy czym rozwa\
ane wielkości spełniają równanie;
Q = I Å" S Å" t
(1)
Typowym przykładem RS są m.in. objawy choroby lokomocyjnej wywoływane liniowymi i kątowymi
przyspieszeniami (amplitudami) ruchu ciała (pojazdu) o wielkościach przekraczających próg
pobudliwości.
RPS. Reakcje, zaburzenia psychosomatyczne u człowieka mogą występować jako zburzenia myślowo- Sformatowano
pamięciowe, koordynacji ruchowej f=25-40 i 60-80 [Hz], ostrości widzenia, stresy i zaburzenia
zdolności porozumiewania się. Skutkami tych zaburzeń mogą być: degradacja procesów myślowych,
zmniejszenie zdolności wykonywania ró\
norodnych zadań w tym zadań ruchowych, zwiększenie ilości
pomyłek, ruchy stają się nieprecyzyjne i nieskoordynowane.
Sformatowano
RC. Reakcje, zaburzenia czynnościowe mogą być: - fizjologiczne, - naczyniowe, - kostno-stawowe, -
neurologiczne, - i laryngologiczne (zaburzenia, lub częściowa utrata zmysłu słuchu). Odpowiedzią na
2
występowanie czynnika stresowego (aktywizacja układu podwgórzowo-przysadkowo-nadnerczowego)
jest pojawiający się zespół zaburzeń fizjologicznych. Istotnym parametrem określającym charakter
reakcji ustrojowych organizmu ludzkiego jest częstotliwość f w [Hz];
- f d" 35 drgania ogólne wpływają na funkcjonowanie narządu przedsionkowego i mechanoreceptory
odbierające zewnętrzne bodz
ce mechaniczne,
- f>35 drgania oddziaływają na receptory skórne,
- 50 d" f d" 250 szczególnie niebezpieczne drgania dla układu nerwowego, powodują one częste skurcze
naczyń włosowatych i tętniczek przedwłosowatych kończyn, powstają objawy typowe dla choroby
wibracyjnej,
- 400Uszkodzenia kostno-stawowe (zwykle kończyn górnych) występują na ogół rzadziej ni\
naczyniowe (po
2 latach pracy)
Wibrację, drgania jako mniej lub bardziej zło\
ony ruch periodyczny i stochastyczny maszyn i urządzeń
na stanowisku pracy charakteryzują następujące wielkości: częstotliwość, amplitudy (szczytowe lub
skuteczne) przemieszczeń, prędkości i przyspieszeń drgań. Wielkości te są istotnymi parametrami
charakterystyk czasowych przemieszczeń s(t), prędkości v(t), przyspieszeń a(t) drgań, określonego
punktu i kierunku pomiarowego stanowiska pracy tj. punktu i orientacji przestrzennej czujnika drgań
(którym najczęściej jest, piezoelektryczny akcelerometr - czujnik przyspieszeń drgań). Organizm ludzki
mo\
na rozpatrywać jako bardzo zło\
ony układ masowo-sprę\
ysty o bardzo du\
ej liczbie stopni swobody
i zró\
nicowanych cechach charakteryzujÄ…cych sprÄ™\
ystość, tłumienność, masy, częstotliwości drgań
własnych poszczególnych części, organów człowieka [4,7].
GA
OWA
Organ, część ciała człowieka Częstotliwość drgań
Górna część tułowia własnych [Hz]
GÅ‚owa 4 i 5
Ramię, ręka Ramię, ręka
Szczęka 6 - 8
prawa lewa
NarzÄ…dy klatki piersiowej 5 - 9
Klatka piersiowa,
Kończyny górne ok. 3
brzuch
NarzÄ…dy jamy brzusznej 4,5 - 10
Biodra
Pęcherz moczowy 10 - 16
Miednica 5 - 9
Noga prawa Noga lewa
Mięśnie, umięśnienie 13 - 20
Kończyny dolne ok. 5
Podstawa, podłoga
Rys.1. Uproszczony schemat
układu sprę\
ystego organizmu
człowieka .
2.1. Badania drgań na stanowisku pracy człowieka.
Normy PN-91/N-01352, PN-91/N-01353, PN-91/N-01354 (tj. prace [11,12,13]) dotyczÄ… zasad
wykonywania pomiarów drgań mechanicznych na stanowiskach pracy przy ocenie wpływu tych drgań na
organizm ludzki. Jako jedyny oceniany i mierzony, parametr drgań przyjęto - w tych normach -
wartość skuteczną RMS (Root Mean Square) przyspieszeń drgań aRMS=(aw,zm)i [m/s2], przy czym
stosowane symbole oznaczeń wyra\
ajÄ…:  i - liczba porzÄ…dkowa pomiaru, w,zm - wa\
ona w dziedzinie
częstotliwości (le symbole są umieszczane w dole oznaczenia a:
3
a(t)
aRMS
t [s]
T [s]
T
1
aRMS = aw, zm.i = a2 (t)dt [m Å" s- 2 ] (2)
+"
T
0
gdy a(t) jest charakterystyką czasową przyspieszeń (zwykle) drgań zło\
onych w określonym zakresie
częstotliwości, w ograniczonym w czasie pomiarów filtrami dolnoprzepustowym f d" fg lub zestawem
dwóch filtrów zło\
onym z filtra górno przepustowego i filtra dolnoprzepustowego
fd d" f d" fg [Hz]
Wielkości skuteczne przyspieszeń drgań aRMS mogą być równie\
określane w wąskich pasmach
i
częstotliwości w czasie pomiarów charakterystyk częstotliwościowych (analizy widmowej) drgań, przy
czym, pasma te mogą być
Sformatowano
a.) o bezwzględnie stałej szerokości "fi="f=const, przy czym "f jest stałą szerokością bramki
analizatora częstotliwości
Sformatowano
b.) o stało-procentowej (względnej) szerokości, scharakteryzowanej współczynnikiem
"fi f g ,i - fd ,i
Å‚ = = = const
(3)
fśr,i g ,i ,i
f Å" fd
(przy czym symbol  i w tych zale\
nościach wyra\
a liczbÄ™ porzÄ…dkowÄ… rozwa\
anego pasma
częstotliwości). A
atwo spostrzec, \
e szerokość pasma częstotliwości "fi zwiększa się w miarę wzrostu
częstotliwości środkowej fśr,i , gdy\
"fi = Å‚ Å" fÅ›r ,i . Na szczególnÄ… uwagÄ™ zasÅ‚ugujÄ… staÅ‚oprocentowe
(względne) pasma częstotliwości:
fg
- oktawowe, dla których spełnione są zale\
ności = 2, a więc ł E" 0,71 = 71% ,
O
fd
- tercjowe (1/3 oktawy - poniewa\
, trzy kolejne tecje stanowią oktawę) spełniające warunki
f
g
3
= 2, Å‚ = 0,23 = 23%
T
fd
f
g
12
- 1/12 oktawy, tj. 1/4 tercji : = 2 , a więc ł = 0,06 = 6%
1/12 okt
fd
Do celów diagnostyki i oceny energetycznej z
ródeł hałasu i drgań u\
ywa się analizatorów o stałej
szerokości pasma "fi=const. Tak przeprowadzona analiza przedstawia wkład energetyczny
poszczególnych składowych częstotliwości drgań do ogólnej energii lub mocy z
ródła hałasu lub drgań
4
[1,2]. Poniewa\
procesy wibroakustyczne majÄ… charakter przypadkowy, to w tym przypadku kapitalnego
znaczenia nabiera czas uśredniania TA=T wyniku w ka\
dym filtrze. Czas ten zale\
y oczywiście od
wielkoÅ›ci dopuszczalnego bÅ‚Ä™du µ , jaki mo\
emy popełnić przy analizie. Gdy błąd ten wyrazimy jako
w
wielkość względną w procentach, mo\
na napisać [ ]:
100
µ = %
w
(4)
2 "f Å"T
.
StÄ…d, gdy znana jest wartość µ , to czas pomiaru w filtrze wyliczmy ze wzoru
w
2500
TA = [s]
2
(5)
µ Å" "f
Czas uśredniania zale\
ny jest od szerokoÅ›ci "f pasma i bÅ‚Ä™du µ . Dla analizatorów równolegÅ‚ych
w
całkowity czas analizy taw będzie równy czasowi pomiaru procesu w najwę\
szym filtrze "fmin .
Natomiast czas przestrajania analizatorów szeregowych (starszego typu) mo\
na obliczyć ze wzoru
f - fd
g
taw = TA . Jest to Å‚Ä…czny czas analizy widmowej. Oszacowania ego czasu przy warunku
"f
"f Å"TA*#*#4 mo\
na dokonać ze wzorów:
4 f
g 4
taw E" , dla przypadku "f = const; taw E" , gdy "f / fśr, j = ł = const (6)
j
2
("f )2 Å‚ fd
Ze względu na sposób i drogę przenoszenia drgań na organizm ludzki drgania dzielimy na:
- drgania ogólne, tj. drgania o ogólnym oddziaływaniu na organizm człowieka jako całość,
przenoszone do organizmu człowieka przez stopy w pozycji stojącej lub przez miednicę, plecy, boki
w pozycji siedzÄ…cej lub le\
ącej, przy czym zakres częstotliwości  dziedzina częstotliwości tych
drgań - przy ocenie nara\
enia wynosi od 0,9 [Hz] do 90 [Hz] - [11,13]
Sformatowane: Punktory i numeracja
- - drgania miejscowe, tj. drgania oddziaływujące na organizm człowieka przez kończyny górne,
a zakres częstotliwości przy ocenie nara\
enia wynosi i 5,6 [Hz] do 1400 [Hz] - [12].
Dziedzina Metoda Metoda Metoda
Ozn. Drgania: częstotliwości widmowa MW wa\
ona MWÅ› dozymetryczna
Sformatowano
f [Hz] MD
DO Drgania ogólne od 0,9 do 90 X X X
DM Drgania od 5,6 do 1400 X X
miejscowe
W normach PN-83/N-01352, - 01353 i 01354 z 1983 roku [8,9,10], zostały ustalone trzy kategorie
(granice) nara\
enia człowieka na oddziaływanie drgań, a mianowicie:
1.) szkodliwości, 2.) ucią\
liwości, 3.) komfortu pracy człowieka przy ciągłej ekspozycji (nara\
enie
ciągłe, występujące bez przerw w trakcie całej zmiany roboczej z pominięciem: regularnych przerw w
pracy, przerw na posiłki, czynności przed podjęciem pracy i po jej zakończeniu) trwającej 480 minut.
Natomiast w normach z 1991 roku -stanowiÄ…cych modyfikacje ww. Norm z 1981 r. - zmniejszono z
trzech do jednej liczbÄ™ tych kategorii, przyjmujÄ…c granicÄ™ (kategoriÄ™ uciÄ…\
liwości) ucią\
liwego
oddziaływania drgań jako podstawowe kryterium oceny nara\
enia człowieka na oddziaływanie drgań w
5
środowisku pracy. W pewnym sensie ww. te trzy kategorie są uwzględnione przez trzy ściśle określone
Sformatowano
przedziały wartości współczynnika szczytu  k , który jest definiowany jako stosunek wartości
szczytowej przyspieszenia drgań aszcz do jego wartości skutecznej aRMS. [11,12,13].
3. METODY OCENY NARAśENIA CZA
OWIEKA NA DRGANIA.
3.1. Metoda widmowa.
Ocena drgań jest realizowana na podstawie wartości skutecznych przyspieszeń drgań (mierzonych w
określonych punktach i kierunkach pomiaru np. x, y z, lub X, Y, Z stanowiska pracy) tercjowej analizy
widmowej w kolejnych, określonych, tercjowych pasmach częstotliwości (patrz ilustracja graficzna
takiej charakterystyki spektralnej drgań.
TÄ™ metodÄ™ stosuje siÄ™ tylko przy ocenie
aRMSi
nara\
enia na oddziaływanie drgań
ogólnych w oparciu o wartości skuteczne
przyspieszeń drgań składowych
(określonych w określonym punkcie
pomiarowym stanowiska pracy i w stosunku
do osi nieruchomego - X, Y, Z - lub
ruchomego - x, y, z - prostokątnego układu)
dla pasm tercjowych o częstotliwościach
1,0 1,25 1,6 2,0 2,5 3,16 4,0 5,0 6,3 8,0 80,0 środkowych od 1 [Hz] do 80 [Hz].
fi [Hz]
Dopuszczalne ww. wartości skuteczne
przyspieszeń drgań są zestawione w tabeli 1. A więc, wartości skuteczne przyspieszeń aRMS ,i drgań (o
ogólnym oddziaływaniu na organizm człowieka) w poszczególnych, tecjowych pasmach częstotliwości
fśr,i , w określonych punktach  p i kierunkach  l , pomiarów  j drgań nie powinny przekraczać tych
wielkości aRMS ,i,dop (podanych w tablicy 1), które określają granicę ucią\
liwego oddziaływania drgań na
organizm w czasie 480 min na zmianÄ™:
› › › ›(aRMS,i d" aRMS,i, dop )
p l fśr,i j
(7)
3.2. Metoda wa\
ona.
OcenÄ™ nara\
enia człowieka na drgania (na stanowisku pracy) na oddziaływanie drgań ogólnych i
miejscowych - których składowe w kierunkach X, x; Y, y; Z, z; charakteryzują się współczynnikami
szczytu k o wartościach uzasadniających zakwalifikowanie tych drgań do jednego z trzech ściśle
ustalonych zakresów ujętych w tablicy 2 i w tablicy 3 (w tablicy 3 pracy [13] dla drgań ogólnych i w
tablicy 2 pracy [12] dla drgań miejscowych), nale\
y przeprowadzić w oparciu o wielkość ściśle
określonego wskaz
nika, a mianowicie:
- średniokwadratowa wartość wa\
ona przyspieszeÅ„ drgaÅ„, obliczona w [mÅ"s-2] dla wybranego tylko
kierunku (osi) ze wzoru;
6
n
1
aw, śr = (aw, zm,i )2 (8)
"
n
i = i
TaTabela 1.
fśr,i tercji Dopuszczalne wartości skuteczne przyspieszeń
[Hz]
drgań aRMS ,i [m/s2]
składowa pionowa Z, z składowe poziome X,
x; Y, y
1,0 0,63 0,224
1,25 0,56 0,224
1,6 0,5 0,224
2,0 0,45 0,224
2,5 0,40 0,280
3,16 0,355 0,355
4,0 0,315 0,450
5,0 0,315 0,560
6,3 0,315 0,710
8,0 0,315 0,900
10,0 0,40 1,12
12,5 0,50 1,40
16,0 0,80 2,24
25,0 1,00 2,80
31,5 1,25 3,55
40,0 1,60 4,50
500 2,00 5,60
63,0 2,50 7,10
80,0 3,15 9,00
- lub suma wektorowa, średniokwadratowa wartości wa\
onych przyspieszeń drgań dla poszczególnych
składowych X, Y, Z; x, y, z drgań, obliczona ze wzoru
(aw,śr )wek = [1,4(aw,śr ) ]2 + [1,4(aw,śr ) ]2 + [(aw,śr )z ]2
(9)
x y
gdzie: aw, zm,i stanowią średnie wa\
one (skuteczne) określone w dziedzinie częstotliwości (2),
określone w i- tych pomiarach.
MetodÄ™ oceny wa\
onej drgań, nale\
y stosować do oceny nara\
enia na drgania ustalone lub nieustalone
(większa, wymagana ilość pomiarów), przy ciągłym lub przerywanym (większa, wymagana ilość
pomiarów) ich oddziaływaniu na organizm człowieka. Wg. tej metody mo\
na zakwalifikować ka\
de
stanowisko pracy do klasy stanowisk o dopuszczalnych drganiach, je\
eli spełnione zostaną następujące
warunki, a mianowicie:
(10)
› › ›V (aw,Å›r d" aw,dop ) lub › › ›V (aw,Å›r )wek d" aw, dop
p l j k p l j k
a.) pamiętając, \
e dla drgań ogólnych wielkości aw, dop są ujęte w tablicy 2, gdy zakres częstotliwości
rozwa\
anych drgań wynosi od 0,9 [Hz] do 90 [Hz] - [13]
b.) natomiast dla drgań miejscowych (oddziaływujących na kończyny górne) wielkości aw, dop są
zestawione w tablicy 3, a zakres ich częstotliwości jest ograniczony od 5,6 [Hz] do 1400 [Hz].
7
Sformatowano
Tablica 2. Dopuszczalne wartości wa\
one przyspieszeń drgań ogólnych (o ogólnym oddziaływaniu na organizm człowieka)
Dopuszczalne wartości wa\
one przyspieszeń drgań aw, śr,;aw,eq w [m / s2 ]
Składowe drgań
k d" 2 2 < k d" 3 3 < k d" 6
Poziome X, x 0,313 0,45 0,9
Poziome Y, y 0,313 0,45 0,9
Pionowe Z, z 0,4 0,63 1,25
Tablica 3. Dopuszczalne wartości wa\
one przyspieszeń drgań miejscowych(oddziaływujących na kończyny górne) człowieka)
Dopuszczalne wartości wa\
one przyspieszeń drgań aw, śr,;aw,eq w [m / s2 ]
Składowe drgań
k d" 2 2 < k d" 3 3 < k
Poziome X, x
0,8 1,80 2,80
Poziome Y, y
Pionowe Z, z
Realizacja oceny mo\
e być dokonana wg następującego  scenariusza .
1- wyznaczenie, lub zało\
enie - zgodnie z PN-91/N-01352 - wartości współczynnika szczytu k, (tzn.
zdecydowanie się na określoną kategorię nara\
enia człowieka na drgania),
2- przeprowadzenie wielokrotnych, powtarzalnych pomiarów i=1;2;3;4;....wartości skutecznych
przyspieszeń drgań aw, zmi = aRMS [m / s2] - w określonym punkcie i kierunku pomiarowym pk
i
stanowiska pracy człowieka  w określonej dziedzinie częstotliwości (dla drgań ogólnych
09 d" f d" 90[Hz]; dla drgań miejscowych 5,6 d" f d" 1400[Hz] ) oraz zestawienie wyników w formie
tabelarycznej lub wykreślnej,
3- obliczenie wskaz
nika oceny nara\
enia człowieka na drgania, którym jest wielkość  określona wg.
wzoru (8)  średnia wa\
ona przyspieszeń drgań aw, śr [m / s2 ] w ściśle określonej dziedzinie
częstotliwości,
4- stwierdzenie, czy wartość liczbowa tego wskaz
nika aw, śr [m / s2 ] jest mniejsza lub równa od jej
wartości dopuszczalnej odczytanej z tablicy 2 lub tablicy 3 aw, śr [m / s2 ] d" aw, ,
&śr
5- je\
eli aw, śr [m / s2 ] > aw, , to nale\
y stwierdzić, \
e drgania sÄ… nadmiernie du\
e i niedopuszczalne
&śr
ze względów na ergonomiczne determinanty na tym stanowisku pracy, je\
eli Å‚Ä…czny czas
oddziaływania drgań na człowieka w czasie 8-mio godzinnego dnia jego pracy będzie większy od
czasu obliczonego według wzoru,
2
îÅ‚aw,dop Å‚Å‚
tdop = Å" 480[min] (11)
ïÅ‚ śł
aw,śr
ïÅ‚ śł
ðÅ‚ ûÅ‚
3.3. Metoda dozymetryczna.
Negatywne skutki drgań u człowieka mają charakter kumulacyjny. Metodę dozymetryczną nale\
y
stosować do oceny nara\
enia zwłaszcza na drgania nieustalone, o nieregularnie przerywanym
oddziaływaniu na organizm człowieka w trakcie całej zmiany roboczej T=480 [min]. Ocenianymi
parametrami drgań są:
- równowa\
na, (ekwiwalentna, odpowiadajÄ…ca w pewnym sensie skutkom i wskaz
nikom drgań
8
określonych zale\
nością (8,9)) dla czasu oddziaływania drgań na organizm człowieka T=480 [min],
wartość przyspieszeń drgań obliczona w [m/s2], ze wzoru
D
aw,eq = ;
(12)
T
- lub suma wektorowa równowa\
nych (ekwiwalentnych) wartości przyspieszeń drgań dla
poszczególnych składowych X, Y, Z; x, y, z; obliczona, w [m/s2], ze wzoru
(13)
(aw,eq )wek = [1,4(aw,eq ) ]2 + [1,4(aw,eq ) ]2 + [(aw,eq ) ]2
x y z
- współczynnik szczytu k
- i wyznaczony pomiarowo rzeczywisty czas oddziaływania drgań na organizm człowieka tr, chocia\

dopuszcza siÄ™ wyznaczenie tego czasu na podstawie wywiadu.
Dawkę drgań D nale\
y mierzyć dozymetrem drgań zgodnie z normą PN-91/N-01352 [11,12,13] lub
wyliczyć ze wzoru, gdy znane są wyniki pomiarów aw, zm,i :
(14)
n
m2
D = (aw, zm,i )2 Å" ti[ ]
"
s3
i = 1
gdzie: ti - czas w [min]  jaki upływ między kolejnymi pomiarami .
W przypadku, gdy w ciągu zmiany roboczej występuje szereg ró\
nych nara\
eń na drgania, ze względu
na wartość współczynnika szczytu, nale\
y drgania zaliczyć do jednego z trzech zakresów wg tablicy 2,
dla drgań ogólnych (i wg tablicy 3 dla drgań miejscowych), przedzielonych przerwami o ró\
nej długości,
dawkę drgań określa się jako sumę algebraiczną ze wzoru
(15)
D = D1 + D2 + D3 + ........D
j
Sposób postępowania stosując dozymetryczną metodę oceny drgań:
" wyznaczenie zgodnie z PN-91/N-1352 [10] wartości współczynnika szczytu k
" stwierdzenie - na podstawie licznych, powtarzanych pomiarów amplitudy skutecznej (wa\
onej) w
dziedzinie czÄ™stotliwoÅ›ci aRMS,=aw,Å›®,i , realizowanych w ró\
nych punktach i kierunkach
pomiarowych stanowiska pracy - czy badane drgania mieszczÄ… siÄ™ w zakresie obowiÄ…zywania normy
([12] dla drgań ogólnych i [11] dla drgań miejscowych), zaliczając je do jednego z trzech zakresów
wg tablicy 2 względnie tablicy 3 (dla drgań miejscowych), a następnie w przypadku gdy:
a) czas rzeczywisty oddziaływania drgań na organizm człowieka tr=480 [min] nale\
y porównać
równowa\
ną wartość wa\
oną przyspieszeń drgań aw,eq (określoną za pomocą wzoru (12)), z
dopuszczalną wartością wa\
oną przyspieszeń drgań - ogólnych podaną w tablicy 2; miejscowych
ujętą w tablicy 3:
lub porównać wartość sumy wektorowej ( aw,eq ) (określoną za pomocą wzoru (13)) z
wek
dopuszczalną wartością wa\
oną przyspieszeń drgań dla składowej pionowej,- podaną w tablicy 2
(dotyczy tylko drgań ogólnych);
a w razie przekroczenia tej wartości nale\
y obliczyć jego wielokrotność;
b) tr<480 [min] nale\
y wyliczyć ze wzoru (12) równowa\
ną wartość przyspieszeń drgań aw,eq a
następnie porównać wyliczoną w [min] ze wzoru (16) wartość dopuszczalnego czasu oddziaływania
drgań na człowieka - tdop z wartością rzeczywistego czasu oddziaływania drgań tr
9
2
(16)
îÅ‚ Å‚Å‚
aw,dop
tdop = Å" 480 [min]
ïÅ‚ śł
aw,eq
ïÅ‚ śł
ðÅ‚ ûÅ‚
przy czym, aw,dop nale\
y szukać w tablicy 2 dla drgań ogólnych, a w tablicy 3 dla drgań miejscowych;
dla drgań ogólnych mo\
na stosować wzór (17) w którym aw, dop nale\
y szukać w tablicy 2 dla
składowej pionowej drgań;
2
(17)
îÅ‚ aw,dop Å‚Å‚
tdop = Å" 480 [min]
ïÅ‚ śł
ïÅ‚(a )wek śł
w,eq
ðÅ‚ ûÅ‚
4. LITERATURA.
[1] Cempel Cz. - Wibroakustyka stosowana , PWN, Warszawa - Poznań 1978
[2] Cempel Cz. - Wibroakustyka stosowana , PWN, Warszawa - Poznań 1991
[3 ] Dubiel G. - Niepublikowane materiały pomocnicze dla studentów dot. laboratorium z Ergonomii. ITMiAP Polit.
Krakowskiej. 1995 r.
[4] Gondek L., Perdenia J., Stachoń J., Wazl K. -  Laboratorium obrabiarek ,Skrypt Politechniki Krakowskiej,
Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Krakoów 1992 r.
[5] Gondek L. -  Redukcja drgań ze względów ergonomicznych na przykładzie wibroizolacji kabiny operatora , Materiały
VII Sympozjum  Wpływ wibracji na otoczenie . PK, Instytut Mechaniki i Podstaw Konstrukcji Maszyn, Kraków -
Janowice , wrzesień 1995
[6] McCormick E.J.- Antropometria - przystosowanie konstrukcji maszyn i urządzeń do człowieka , WNT, Warszawa, 1968
[7] Nawara L. -  Materiały do nauczania ergonomii i ochrony pracy . Skrypt uczelniany AGH, Nr 1036, Kraków 1986
[8] PN-83/N-01352 -  Drgania. Zasady wykonywania pomiarów na stanowiskach pracy .
[9] PN-83/N-01353 -  Drgania. Dopuszczalne wartości przyspieszenia drgań oddziaływujących naorganizm człowieka przez
kończyny górne i metody oceny nara\
enia .
[10] PN-83/N-01354 -  Drgania. Dopuszczalne wartości przyspieszenia drgań o ogólnym oddziaływaniu na organizm
człowieka i metody oceny nara\
enia .
[11] PN-91/N-01352 -  Drgania. Zasady wykonywania pomiarów na stanowiskach  .
[12] PN-91/N-01353 -  Drgania. Dopuszczalne wartości przyspieszenia drgań oddziaływujących na organizm człowieka
przez kończyny górne i metody oceny nara\
enia .
[13] PN-91/N-01354 -  Drgania. Dopuszczalne wartości przyspieszenia drgań o ogólnym oddziaływaniu na organizm
człowieka i metody oceny nara\
enia .
[14] Rosner J. -  Podstawy ergonomii , PWN, Warszawa 1982
10