GBT22665.2-2008手持式电动工具手柄的振动测量方法螺丝刀和冲击扳手.pdf 13页

'ICS25．140．20K64囝亘中华人民共和国国家标准GB／T22665．2—2008手持式电动工具手柄的振动测量方法第2部分：螺丝刀和冲击扳手Measurementofvibrationsatthehandleofhand-heldelectrictools——Part2：Screwdriversandimpactwrenches2008—12—30发布2009—10-01实施宰瞀粥紫瓣警糌瞥星发布中国国家标准化管理委员会“1” 前言GB／T22665．2—2008本部分为GB／T22665《手持式电动工具手柄的振动测量方法》系列标准中的第2部分。该系列标准的结构及名称如下：GB／T22665．1手持式电动工具手柄的振动测量方法第1部分：电钻和冲击钻GB／T22665．2手持式电动工具手柄的振动测量方法第2部分：螺丝刀和冲击扳手GB／T22665．3手持式电动工具手柄的振动测量方法第3部分：砂轮机、抛光机和盘式砂光机GB／T22665．4手持式电动工具手柄的振动测量方法第4部分：非盘式砂光机和抛光机GB／T22665．5手持式电动工具手柄的振动测量方法第5部分：圆锯CB／T22665．6手持式电动工具手柄的振动测量方法第6部分：锤类工具GB／T22665．8手持式电动工具手柄的振动测量方法第8部分：电剪刀和电冲剪GB／T22665．9手持式电动工具手柄的振动测量方法第9部分：攻丝机GB／T22665．11手持式电动工具手柄的振动测量方法第ll部分：往复锯(曲线锯、刀锯)GB／T22665．13手持式电动工具手柄的振动测量方法第13部分：链锯GB／T22665．14手持式电动工具手柄的振动测量方法第14部分：电刨GB／T22665．15手持式电动工具手柄的振动测量方法第15部分：修枝剪GB／T22665．17手持式电动工具手柄的振动测量方法第17部分：木铣和修边机GB／T22665．18手持式电动工具手柄的振动测量方法第18部分：捆扎机GB／T22665．20手持式电动工具手柄的振动测量方法第20部分：带锯GB／T22665．21手持式电动工具手柄的振动测量方法第21部分：管道疏通机本部分在技术内容上与EN60745—1：2006《手持式电动工具安全第1部分：通用要求》和EN60745—2—2：2003+All：2007((手持式电动工具安全第2-2部分：螺丝刀和冲击扳手的专用要求》中关于振动测量的方法协调一致。本部分的附录A、附录B为规范性附录。本部分由中国电器工业协会提出。本部分由全国电动工具标准化技术委员会归口。本部分起草单位：上海电动工具研究所。本部分主要起草人：潘顺芳、尹海霞。本部分为首次发布。 手持式电动工具手柄的振动测量方法第2部分：螺丝刀和冲击扳手GB／T22665．2—20081范围GB／T22665的本部分规定了对手持式螺丝刀和冲击扳手在三个正交轴上测量手传振动的一般方法，以中心频率为8Hz～l000Hz的倍频程测量。本部分适用于按频率计权振动加速度评价手传振动的方法，未规定振动限值。在工作场所条件下的人体接触手传振动的评估可按ISO5349—1和ISO5349—2进行。2规范性引用文件下列文件中的条款通过GB／T22665的本部分的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。GB／T15619--2005机械振动与冲击人体暴露词汇GB／T2900．28—2007电工术语电动工具GB／T2298--1991机械振动与冲击术语(negISO2041：1990)GB／T3241倍频程和分数倍频程滤波器ISO5349—1机械振动人体接触手传振动的测量与评价第1部分：一般要求ISO5349—2机械振动人体接触手传振动的测量与评价第2部分：对在工作场所测量的应用指南IsO8041：2005人体对振动的反应测量仪器3术语和定义、符号GB／T15619、GB／T2900．28、GB／T2298规定的术语和定义外，下列术语和定义适用于本部分。3．1手传振动(冲击)hand-transmittedvibration(shock)通常通过握持工具或工件的手掌或手指直接施加于或传递到人体手臂系统的机械振动(冲击)。3．2频率计权加速度frequency-weightedacceleration根据人体对不同频率振动的感觉响应及产生的生理效应规律进行计权的加速度。3．3符号本部分使用下述符号：a。，(f)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯t时刻频率计权手传振动瞬时单轴加速度，m／s2n。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯频率计权手传振动单轴加速度均方根值，m／s2钒w五，口hwv，nhw：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯在规定的x、y和z各方向口n值，m／s2‰⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯频率计权均方根值加速度的振动总值，m／s2；它是三轴测量的振动值a“。的平方和的根值n。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯所有操作者测量结果的算术平均值，即总振动值，m／s2，即测试的结果1 GB／T22665．2—2008吒KCv重复性标准差nh的不确定度，m／s2一组测试的变异系数，定义为一组测量值的标准差与该组数值的均值之比：Cv一一"3N--1⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(1)口h”式中：厂—■——F——————一SN-·一√志蚤cahVi--ah。2-hv——一个测量序列中5个振动总值的平均值，m／s2；n。。——一个测量序列中第i次振动总值，m／s2；N——一个测量序列中测量值的数量(本标准N取5)。4振动4．1振动的消减在不过度影响工具的性能和人机工程(质量，操作等)的前提下，应尽可能地将手柄振动降为最低。注：可以采用工程方法来降低振动。评估应用降低振动的措施是否成功，是通过将该工具与其他同类型且具有可比性规格和性能的工具的振动水平进行对比，可见参考文献。4．2振动测量的一般要求本测试方法给出了所有关于振动发射特性的确定、声明和验证的必要信息。还可将不同工具的测试结果进行比较。应在说明书中给出工具手臂振动水平n“及其不确定度K，按下述测试程序确定nn值，给出的不确定度K表明了测量平均值的偏离程度。4．3振动的特性4．3．1测量的方向传递到手上的振动与x、y和z三个正交方向有关，见图1。4．3．2测量的定位图2、图3给出了测量不同类型螺丝刀和冲击扳手时传感器的位置。应在每个手握持位置处的三个方向进行测量，所有的测量应同时进行。测量应尽可能地靠近手的拇指与食指之间，该位置为操作者正常握持工具的位置。如果握住的部位被柔软的表面材料覆盖，应避免传感器安装的谐振效应。如果只在握持部位装有柔软的表面材料，则应将其去除或者通过一个传感器安装夹或合适的转接器将表面材料压紧。对于具有隔离振动的手柄，测量的定位会明显地影响振动值。如果传感器不能沿着手柄长度的中间放置，则测量点应在沿握持部位手的左边和右边来确定相应的振动值[见图la)J。该手柄的测量结果应为两个测量点结果的平均值。如果工具运行时需多于一个握紧或抓紧表面，则应在操作者正常操作工具时的手柄握持位置进行测量并记录。如果能够表明某一个握紧的部位的振动总是起主导作用的话，则可以只在该握紧区域进行测量。4．3．3振幅描述振动大小的量值应用频率计权加速度n“。表示，m／s2。频率计权应符合ISO5349—1的要求，附录A规定了对频率计权和频带限定滤波器的要求。2 GB／T22665．2—2008说明：1——对于隔离振动的手柄，如果传感器不能沿着手柄长度中间放置，需附加的测量位置。a)握紧姿势——手环绕圆柱握紧b)伸掌姿势——手向下压住球面图1振动测量方向图2螺丝刀的传感器定位‘‘∥3 GB／T226652—2008圈3冲击扳手的传感器定位本部分中的均方根值4n。定义为频率计权加速度信号‰(f)的均方根值：‰：『{心巾Ⅻr⋯⋯⋯⋯⋯⋯，(2)L⋯J为获得实时变化信号的均方根值，应使用装有线性积分装置的积分仪。测量时间应该尽可能合理地长，对于手传振动测量一般不少于8s，434振动方向的台成振动总值“由下述公式(3)确定‰=[n：。+a：。，+ai，；]“2⋯⋯⋯⋯⋯⋯(3)式中‰，、n“，、a“。是在x、Y、Z各方向频率计权加逮度均方根值。44设备要求41一般要求振动测量设备应符台ISO8041。42传感器421传感器规格应使用符合ISO8041的传感器和其他合适的测量设备进行振动测量。振动传感器及其周窟件的总质量应不足以对测量结果产生影响，在每个测量方向应不超过5gg＆：镕f轻的#料}柄，*月m∞倍感镕，更多自窖ⅢISO5349-2。在选择传感器时，应考虑到诸如横向灵敏度(小于10N)、环境温度范围、特定温度瞬时灵敏度和最大冲击加速度等因素。422传感器的固定在ISO53492中给出了传感器安装指南。传感器和机械滤波器(如果有)，应牢固地安装在振动表面。43测量系统的柱准整个测量系统应该在每一次测试的前后进行检查，使用一个在已知频率上产生已知加速度的校准器。应按ISO5347和ISO16063—1对传感器进行校准。整个测量系统应按ISO8041进行检查。45螺丝月和冲击扳手的测试和运行条件451通则测餐应在一台新的工具上进行，该工具应只用于按本部分要求的振动测试。运行条件和工作程序应规定得足够详细“获得恰当的重复性。测试程序首选基于典型的实际工作情况。振动测试可以模拟一个作业或一个工作厨期中的某个阶段，该作业或工作周期由一系列操作组成，此时操作者接触振动， GB／T22665．2—2008如果为了获得较好的重复性而需要确定模拟工作条件，则振动源应像其在典型的工作情况下产生大致相同的振动幅度。如有必要提供实际产生的振动水平，应在多于一个运行条件或一组运行条件下进行测试。如果工具装有在可比较运行条件下减小振动发射的装置，则在振动测试时应按说明书使用这些装置。如果由此而要求型式试验方法的偏离，应在测试报告中进行说明并解释。在测量期间，操作者的手应按工具的设计和说明书的规定握持工具。4．5．2附件、工件和作业与工具一起使用的附件和辅助设备应按说明书的规定。如果这些附件是减振型的，它应该与声明的振动值一起予以说明。应注意在支撑架上的工件的定位不应影响测量结果。注：应注意即使在尺寸、形状、材料、磨耗、失衡等方面有很小的差别附件，也将很大程度上改变振动幅值。4．5．3运行条件开始试验前，工具应在该条件运行至少lmin。表1没有冲击机构的螺丝刀运行条件螺丝刀在空载下测试；定位测试中握持螺丝刀以保持水平工作头中档长度和尺寸的工作头握持力用正常的力握持工具，避免过大的握持力一次测试周期为：工具在空载条件下以最大转速运行lOs以上，然后关断工具；测试周期在此周期10s内进行测量注：由于在实验室中，螺丝刀很难在负载下测量，而且数据表明施加负载对振动结果没有影响，因此，只在空载下进行测量。表2有冲击机构的螺丝刀和冲击扳手的运行条件工具在负载下测试，垂直向下拧紧螺钉(螺栓)。测试装置装有螺钉(螺栓)组，该螺钉(螺栓)组尺寸为被试工具的最大能力。螺钉(螺栓)头部下面由钢垫圈与螺钉(螺栓)体形成硬连接。螺钉(螺栓)组初始位置为从钢板上方露出10mm的距离以提供旋紧。定位钢板最小厚度为20mm，攻有螺纹孔，钢板水平安装在测试台上，测试台用弹性材料支撑以避免谐振。攻制的螺孔规格与试验用螺钉(螺栓)组规格相一致。钢板应足够长，能进行5次拧紧操作，每个螺钉(螺栓)之间的距离至少为一个螺钉(螺栓)组头部尺寸或者保证相邻的操作不会相互影响工作头螺钉(螺栓)组所需的六角螺母的尺寸按上述规定进给力提供足够的握持力和进给力以维持安全地控制工具，避免过大的握持力和进给力测试周期为：工具完成一次拧紧的时问和第一次冲击后5s的时间(一次测试序列包含5个周期)。测试周期使工作头与螺钉(螺栓)组接触时，打开工具开始测量，连续运行5s的冲击后结束测量。此时间包含螺钉(螺栓)组旋进10mm距离的时间4．5．4操作者工具的振动会受到操作者的影响，因此操作者应该能熟练地且能够恰当地操作工具，即应有使用该工具的经验。握紧力应为长时间工作条件下的施加力，不应过大。5 GB／T22665．2—20084．6测量程序与有效性4．6．1振动值的报告应进行3个序列5次连续的测试，每个序列由不同的操作者进行。如能表明振动不会受到操作者特征的影响，则可以接受只由一个操作者完成所有15次测量。测量在三个坐标轴上进行，每个方向的结果通过使用公式(3)合成，得出振动总值。n。如果记录的每个序列中5个振动总值“，的变异系数cv小于0．15或者标准差Sw一，小于0．3m／s2，则接受该组测量结果。附录B列出了可能的测量误差来源信息。测量结果ah应由所有操作者振动总值的算术平均值来确定。4．6．2振动发射值的声明测量结果ah值是声明值的依据。应声明最大的手柄振动发射值n“及其不确定度K。为确定声明值的不确定度K，下述公式(4)适用。K一1．65SR或者K一1．5m／s2，取大者⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(4)式中：厂■—j二_———一SR一．／七≥：(‰；一(2h)2’Vn一1i—lS。——标准差(与‰相同)；n——操作者人数，n一3；‰；——每个操作者振动总值的平均值(每个操作者的结果)；n。——所有测量振动值的平均值(测试结果)。振动值n“按以下格式进行声明：——对没有冲击的螺丝刀：工作模式描述为“无冲击拧紧”。——对有冲击机构的螺丝刀和冲击扳手：工作模式描述为“冲击拧紧工具最大能力的紧固件”。4．7测量报告测试报告至少包含下述信息：a)参考标准；b)被试工具的规格(即制造商、工具的型号、系列号等)；c)附件或辅助设备；d)运行和测试条件(电压、施加力、速度设定、持续时间和测试次数等)；e)测试机构(例如实验室、生产厂)；f)测试日期和测试负责人姓名；g)使用仪器(传感器质量、滤波器、积分仪、记录系统等)；h)紧固件位置和固定方式、测量方向和有关的振动值(例如可由照片记录)；i)所有振动值的算术平均值a。，每个操作者的振动总值nn和三轴的计权加速度值。“。；记录所有的测量值是个好做法(即所有轴的振动，试验和操作者)；j)总振动值n“的不确定度K。任何与本部分的振动测试方法的偏离和这些偏离的技术验证应一起记录。5 附录A(规范性附录)频率计权和频带限定滤渡器GB／T22665．2—2008A．1频率计权和频带限定滤波器特性n。。的测量要求使用频率计权和频带限定滤波器。频率计权w“反映不同频率引起的对手的伤害认定的重要程度。频率范围覆盖8Hz～1000Hz的倍频程(即标称频率范围为5．6Hz～1400Hz)。所采用的高通或低通滤波器限定了在该频段外频率上的振动测量值的影响，这些频率的相关性还没商定。注：对于振动响应的频率相关性在所有轴上是不可能相同的，但是不认为对于不同的轴采用不同的频率计权是合适的。频率计权和频带限定滤波器可以通过模拟或者数字的方法实现。他们通过表A．1以滤波器设计人员熟悉的数学形式和图A．1以曲线绘图的示意形式确定。更多详细信息和滤波器特性容差见ISO8041。表A．1频率计权和频带限定滤波器频率计权w。特性频带限定。频率计权6，·hQ1}t{。Q2K6．310125890．7115．9150．641频带限定滤波器由滤波器传输函数风(s)确定：蹦加(，拙州QI扮。；簧害；2峨捣忡⋯)其中，s=j2nf是拉普拉斯变换的变量。频带限定滤波器可以通过双极滤波器来实现。频率计权滤波器由滤波器传输函数H。(s)确定：H。(s)一(，+(2sⅡA，4-2s=／f@3)+2u4K乖f，44z：)^其中，s=j2nf是拉普拉斯变换的变量。频率计权滤波器可以通过双极滤波器来实现。总的频率计权函数：H(，)一Hb(j)·H，(s)8^指定响应频率(”一1～4)；Q指定选择性(n=1～2)，K为常量增益。 GB／T22665．2—2008计权因子／I，l，／，＼／，、／＼／，＼／＼，＼、1252505001000频率／Hz图A．1包括频带限定的手传振动频率计权曲线w。A．2三分之一倍频程数据转换为频率计权加速度作为使用w“滤波器的替代方法，可以通过三分之一倍频程分析的均方根值加速度值来获得相应的频率计权加速度。均方根值频率计权加速度n“可以由下述公式(A．1)计算：‰一挥丽鬲式中：w。；——表A．2中三分之一倍频程第i次频带计权因子；d。——三分之一倍频程中第i次频带均方根值加速度，m／s2。三分之一倍频程频率从6．3Hz～1250Hz构成了主要的频率范围，使用公式(A．1)计算的an。应包含该范围所有的三分之一倍频程频带。在该主要范围以外的频率(即表A．2中灰色区域)对(2hw值不起主要的作用，只要能证明在该频段的高、低端没有明显的振动能量，可以从计算中去除。如果频率计权加速度值受在该频段高、低端的明显分量的影响，则按[SO5349—1附录c关于振动白指病的预告应谨慎描述。注：如果频谱中含有占优势的某个频率分量，上述的程序可能会引起频率计权加速度的计算值和直接测量值之间的差异。如果这些分量的频率与三分之一倍频程的中心频率不同，就会产生矛盾。基于此原因，应优选计权滤波器Wt或者基于较窄频带的计算。对于后者，当给出某一频率，或一窄带中心频率，的非计权振动加速度a(，)，则相应的计权加速度ab(力由公式nn(，)一a(力lH(i2z力f给出。表A．2舍有频带限定‘的手传振动频率计权因子w“，用于将三分之一倍频程幅值转换为频率计权幅值8 表A．2(续)GB／T22665．2—2008频带指数6i标称中心频率／Hz计权因子W“100．9511112．50．95812160．89613200．78214250．647153】．5O．51916400．41117500．32418630．25619800．202201000．160211250．12722160O．101232000．0799242500．0634253150．0503264000．03985000．0314286300．024529800001863010000．01353112500．00894。。。。。。黼。””。貔鳓Sid删一％32剐。一m蝌i。粥蹦％※≈溉i：xⅨ瑟翟。a鞭¨¨¨¨础g端Ⅻ∞戮)戮彗iⅢ!嚣纛‘。～!x鬟瀛。。。u=um⋯8滤波器响应和容差见ISO8041。b指数i是GB／T3241中的频带数。9 GB／T22665．2—200810附录B(规范性附录)振动测量中可能的误差来源本附录不是制定一个详尽的误差来源列表，只是考虑其作为避免主要测量误差的指导。a)传感器不合适地安装和固定；b)测量引线的未充分固定；c)缺少或误调带通滤波器；d)安装传感器后放大器不是零位输出；e)未对准传感器的方向或传感器不恰当的或易变动的位置；f)不恰当的信号处理(带通、信噪比、过载等)；g)测量持续时间太短；h)缺少测量前后的校准；i)运行条件的不恰当确定；j)施加不恰当握持力的不熟练操作者；k)不稳定的运行条件，例如施加力的变动和电动机转速的变化。关于实际测量误差的更多建议由ISO5349—2给出。 参考文献GB／T22665．2—2008[1]GB／T13823．12005振动与冲击传感器的校准方法第1部分：基本概念．E23CR1030—1：1995手臂振动减少振动危险指南第1部分：通过机器设计的工程方法．r3]EN12096：1997机械振动振动发射值的声明和验证．E4]EN60745—1：2006手持式电动工具安全第1部分：通用要求．E52EN60745—2—2：2003+All：2007手持式电动工具安全第2—2部分：螺丝刀和冲击扳手的专用要求．[6]ISO5347(所有部分)：振动与冲击传感器的校准方法．[7]ISO20643：2005机械振动手持和手导机械振动发射的评定原则．'