Оценка эффективности средства индивидуальной защиты рук от действия импульсной локальной вибрации

ГОУ ВПО "Ижевский государственный университет":

Тюрин А.П., кандидат технических наук, доцент

Парахин Д.В., магистрант

Севастьянов Б.В., доктор технических наук, профессор

Создание эффективных средств индивидуальной защиты от локальной импульсной вибрации, источниками которой является ручной немеханизированный инструмент или различные виды изделий спортивно-охотничьего оружия, напрямую зависит от правильности измерения ее нормируемых параметров. В последнее время в связи с мощным развитием направления по цифровой обработке сигналов, компьютерной техники стало возможным получать очень подробный спектр любых сигналов, в том числе вибраций любых характеристик. Оборудование, используемое при этом, носит название «виртуальные приборы» – приборы, подключаемые непосредственно к персональному компьютеру, с которого и осуществляется их управление. Все приборы, составляющие виброизмерительный тракт (вибропреобразователи, виброметры, полосовые фильтры, вспомогательные приборы (самописцы уровня, магнитофоны и т. п.), должны соответствовать действующим стандартам и технологическим условиям, иметь свидетельство о поверке.
Методики по измерению реализуются следующими способами:

1) использованием спектральных анализаторов вибрации и шума как самостоятельно, так и с помощью специального программного обеспечения, разработанного  непосредственно «под них»;
2) использованием виртуальных приборов (осциллографов) с собственным программным обеспечением, используемых в основном для анализа электрических сигналов;
3) использованием виртуальных приборов (осциллографов) в совокупности со специально-разработанным программным обеспечением, позволяющим проводить анализ спектров вибрации в любых направлениях и по заданным параметрам.

Несомненно, что первый метод является оптимальным, хотя и более дорогостоящим. Среди известных фирм, реализующих данный подход, например, датская «Брюль и Кьер» с соответствующими приборами, оборудованием и программным обеспечением «PULSE» и российские «Алгоритм-Акустика» c группой «Октава».

Реализация второго и третьего методов доступна с помощью большого класса виртуальных приборов, выпускаемых под торговой маркой «Актаком», а также оборудования, выпускаемого НПП «Мера» (г. Москва).

Конечно, в целях измерения уровней вредных и опасных производственных факторов в области охраны труда более всего подходят приборы-анализаторы вибрации, например, представители семейства SVAN, Октава, даже ВШВ 003-М3 и ряд других.
Но для целей научных исследований необходимо исследование не просто основных нормируемых уровней и факторов, но и их подробный спектральный анализ с целью применения результатов в последующей разработке оптимальных средств защиты.

На кафедре «Безопасность жизнедеятельности» в направлении создания эффективных средств индивидуальной защиты рук от импульсной вибрации разработан и апробирован измерительно-регистрирующий  комплекс для исследования виброзащитных свойств специальной полуперчатки, изображенный на рис. 1.

Полученные в результате испытаний осциллограммы импульсной вибрации от изделия АК-74 с использованием и без использования экспериментальной модели антивибрационной перчатки отображены на рис. 2.
Числовые значения экспериментальных данных рис. 2 в величинах мВ – сек. представлены в табл. 1.

Осциллограммы позволяют лишь представить характер гашения отдачи, но не дают представления о частотном ее поглощении. Для решения этой задачи существуют специальные приемы по цифровой обработке сигналов [1, 2, 3]. Тем не менее, данный подход в сочетании с высокой информативностью достаточно дешев по сравнению с остальными, указанными в начале статьи.

Существует мнение, что виброгасящий материал, входящий в состав перчаток, не способен гасить вибрацию на частотах менее 150 Гц [4]. Использование подробного спектрального анализа позволяет проверить данную точку зрения.

Результат проделанной экспериментальной работы показал, что использование виброгасящей полуперчатки уменьшает действие отдачи на руку работника примерно в 2,5 раза.

Рис. 1 Схема измерительно-регистрирующего комплекса
по исследованию вибропоглощающих свойств материала 














Рис. 2 Спектр импульсной локальной вибрации от образца
ручного немеханизированного инструмента:
а) без использования перчатки
б) с перчаткой



Таблица 1. Числовые значения экспериментальных данных (первичный экспериментальный материал)

Номер испытания	1	2	3	4	5	Среднее значение, мВ
		Стрельба	без	перчатки
Показания приборов, мВ	479	209	289	231	93	280,2
		Стрельба	с	перчаткой
Показания приборов, мВ	178	112	58	69	98	103,0

Литература:

1. ISO 18431-1 Mechanical vibration and shock – Signal processing. Part 1: General introduction.
2. ISO 18431-2 Mechanical vibration and shock – Signal processing. Part 2: Time domain windows for Fourier Transform analysis.
3. ISO 18431-4 Mechanical vibration and shock – Signal processing. Part 1: Shock-response spectrum analysis.
4. ГОСТ ИСО 10819-2002. Вибрация и удар. Метод измерения и оценки передаточной функции перчаток в области ладони.