Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN7656:2007

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7656 : 2007

ISO 5008 : 2002

MÁY KÉO BÁNH HƠI NÔNG NGHIỆP VÀ MÁY LÀM VIỆC TRÊN ĐỒNG RUỘNG - ĐO RUNG ĐỘNG TOÀN THÂN NGƯỜI LÁI MÁY

Agricultural wheeled tractors and field machinery - Measurement of whole-body vibration of the operator

Lời nói đầu

TCVN 7656 : 2007 thay thế TCVN 4060 : 85.

TCVN 7656 : 2007 hoàn toàn tương đương ISO 5008 : 2002.

TCVN 7657: 2007 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 23 Máy kéo và máy dùng trong nông lâm nghiệp biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

MÁY KÉO BÁNH HƠI NÔNG NGHIỆP VÀ MÁY LÀM VIỆC TRÊN ĐỒNG RUỘNG - ĐO RUNG ĐỘNG TOÀN THÂN NGƯỜI LÁI MÁY

Agricultural wheeled tractors and field machinery - Measurement of whole-body vibration of the operator

1. Phạm vi áp dụng

1.1. Tiêu chuẩn này quy định các phương pháp đo rung động toàn thân mà người lái máy kéo bánh hơi nông nghiệp hoặc máy nông nghiệp khác làm việc đồng ruộng, biểu lộ khi vận hành trên đường chạy thử nghiệm tiêu chuẩn.

1.2. Tiêu chuẩn cũng quy định điều kiện vận hành máy và tung độ của các đường chạy thử nghiệm nhân tạo.

1.3. Tiêu chuẩn này áp dụng khi tiến hành đo trên các đường chạy thử nghiệm nhân tạo xác định trong tài liệu này.

1.4. Tiến hành đo trong các điều kiện trên đồng được ghi trong Phụ lục A.

1.5. Tiêu chuẩn này không đề cập đến việc đánh giá rung động truyền tới người lái máy ngoài trường hợp truyền qua ghế ngồi hoặc sàn để chân của người lái (ví dụ, sẽ không xét đến rung động do chân người lái cảm nhận qua các bàn đạp điều khiển hoặc do tay người lái cảm nhận qua vành tay lái).

2. Tài liệu viện dẫn

ISO 2041 : 1990, Vibration and shock - Vocabulary (Rung động và chấn động - Từ vựng).

ISO 2631-1 : 1997, Mechanical vibration and shock - Evalution of human exposure to whole-body vibration - Part 1: General requirements Rung động và chấn động cơ học - Đánh giá về biểu hiện rung động toàn thân - Phần 1 : Những yêu cầu chung.

ISO 5007 : 2003, Agricultural wheeled tractors - Operator’s seat - Laboratory measurement of transmitted vibration (Máy kéo bánh nông nghiệp - Chỗ ngồi người lái máy - Đo rung động được truyền đi trong phòng thí nghiệm).

ISO 5348 : 1998, Mechanical vibration and shock - Mechanical mounting of accelerometers (Rung động và chấn động cơ học - Lắp các gia tốc kế).

ISO 8041 : 1990, Human response to vibration - Measuring instrumentation (Phản ứng của người đối với rung - Thiết bị kiểm tra).

ISO 10326-1 : 1992, Mechanical vibration - Laboratory method for evaluating vehicle seat vibration - Part 1: Basic requirements (Rung động cơ học - Phương pháp đánh giá rung động ghế ngồi của xe máy trong phòng thí nghiệm - Phần 1 : Những yêu cầu cơ bản.

ISO 13090-1 : 1998, Mechanical vibration and shock - Guidance on safety aspects of tests and experiments with people - Part 1: Exposure to whole-body mechanical vibration and repeated shock (Rung động và chấn động cơ học - Hướng dẫn về lĩnh vực an toàn trong việc thử và thực nghiệm đối với người - Phần 1: Biểu hiện rung động cơ học toàn thân và chấn động lặp lại).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa được nêu trong ISO 2041 và các thuật ngữ định nghĩa sau

3.1. Rung động toàn thân (whole-body vibration)

Rung động được truyền tới toàn bộ cơ thể qua mông người lái ngồi điều khiển.

3.2. Ghế ngồi người lái (operator seat)

Phần của máy dùng để đỡ mông và lưng của người lái ngồi điều khiển, kể cả hệ thống treo và các cơ cấu khác để điều chỉnh vị trí ghế ngồi.

3.3. Phân tích tần số (frequency analysis)

Quá trình dẫn đến sự mô tả có tính định lượng của biên độ rung động như là hàm số của tần số.

3.4. Kỳ đo (measuring period)

Khoảng thời gian thu nhận và phân tích dữ liệu về rung động.

4. Ký hiệu

5. Đo rung động

5.1. Vị trí đo

Rung động được đo dọc theo ba trục thẳng góc với nhau, xác định như sau:

hướng x : từ lưng đến ngực.

hướng y : từ bên phải sang bên trái.

hướng z : từ chân (hoặc mông lên đầu tiêu chuẩn).

Rung động được xác định cố gắng càng gần với điểm hoặc vùng mà qua đó rung động được truyền đến cơ thể.

a) trong trường hợp người lái ngồi bình thường, bộ chuyển đổi gắn trong một đĩa nửa cứng được đặt lên bề mặt của ghế ngồi sao cho bộ chuyển đổi ở khoảng giữa hai đầu xương mông của người lái ngồi điều khiển. Có thể chấp nhận nếu tâm của đĩa hơi dịch về phía trước các đầu xương mông (đến 5 cm) hoặc trong hình chiếu đứng của điểm chỉ báo chỗ ngồi (SIP);

b) Trong trường hợp người lái đứng bình thường, bộ chuyển đổi cần đặt trên sàn ở vị trí giữa các phần cong của bàn chân.

5.2. Cường độ rung

Số lượng dùng để diễn tả cường độ rung là gia tốc gây tải tần số tính bằng mét trên giây bình phương (m/s²), biểu thị bằng trị số căn quân phương (rms). Sử dụng gây tải tần số được xác định trong 6.3.

Trị số căn quân phương a_wi dùng trong tiêu chuẩn này được xác định là trị số căn quân phương của tín hiệu gia tốc gây tải tần số a_wi (t) [i = x,y hoặc z]:

Để thử trên đường chạy tiêu chuẩn, thời gian tích hợp là thời gian yêu cầu để đi qua đường chạy thử nghiệm.

6. Dụng cụ, thiết bị đo

6.1. Khái quát

Trang bị đo có thể bao gồm:

a) bộ chuyển đổi (thường là gia tốc kế);

b) bộ khuếch đại điều tiết và bộ lọc;

c) thiết bị đo từ xa;

d) thiết bị ghi (kỹ thuật số hoặc kỹ thuật tương tự);

e) thước mét.

Phạm vi động lực, độ nhậy, độ chính xác, độ tuyến tính và khả năng quá tải của hệ thống đo rung động phải theo ISO 8041 : 1990 đối với các dụng cụ loại 1.

6.2. Đầu đo

Gia tốc kế thường được dùng để đo rung động. Việc gá lắp gia tốc kế phải thực hiện theo ISO 5348 và những chỉ dẫn của nhà chế tạo. Các bộ chuyển đổi hướng theo các hướng khác nhau tại từng vị trí đo riêng rẽ cố gắng bố trí càng gần nhau càng tốt. Phải cẩn thận bảo đảm không để khối lượng của dụng cụ đo và chi tiết gá lắp của nó, cũng như không để những cộng hưởng cục bộ nào đó ảnh hưởng đáng kể đến trị số đo.

Các bộ chuyển đổi dùng để đo ở chỗ ngồi phải được lắp trên một đĩa nửa cứng (xem Hình 1). Đĩa phải có độ dầy bằng hoặc nhỏ hơn 12 mm và được chế tạo bằng cao su đúc hoặc chất dẻo có độ cứng 80-90 Shore-A.

CHÚ THÍCH Vì lý do thực hành thường không thể đặt các gia tốc kế thẳng hàng ở trên đĩa theo các hướng của hệ toạ độ cơ bản. Trong giới hạn cho phép khoảng ± 15 ⁰ của các hướng thích hợp, các gia tốc kế có thể được coi là thẳng hàng song song với những hướng này.

Các bộ chuyển đổi dùng để đo tại bàn chân của người lái máy đang đứng phải được bắt chắc chắn (ví dụ bắt bằng các vít hoặc gắn keo) vào mặt sàn làm việc. Nếu mặt sàn làm việc được phủ một lớp vật liệu đàn hồi, thì các bộ chuyển đổi có thể lắp vào giữa một tấm kim loại cứng (kích thước khoảng 30 cm x 40 cm) với người lái máy đứng trên tấm này.

Kích thước tính bằng milimét

CHÚ DẪN:

1. Hốc lõm cho các gia tốc kế.

2. Đĩa kim loại mỏng để lắp đặt gia tốc kế và tăng thêm độ cứng ở tâm.

Hình 1 - Bản vẽ thiết kế cho đĩa nửa cứng để đặt gia tốc kế chỗ ngồi
(xem ISO 10326-1)

6.3. Gây tải tần số

Các trị số gây tải tần số được sử dụng phải tương ứng với các trị số gây tải tần số W_d (cho các hướng x và y) và W_k (cho hướng z) theo IS 2631-1 : 1997 đối với rung động toàn thân.

6.4. Hiệu chuẩn

Toàn bộ chuỗi đo phải được kiểm tra cả trước và sau một chu kỳ đo bằng cách dùng một nguồn hiệu chuẩn, nó cho một gia tốc biết trước ở một tần số biết trước.

CHÚ THÍCH Kiểm tra thường xuyên cũng quan trọng, toàn bộ chuỗi được hiệu chuẩn ở các tần số khác trong toàn bộ dải tần quan tâm.

Bổ sung vào việc hiệu chuẩn phòng ngừa thường xuyên (ví dụ hai năm một lần), cũng cần phải hiệu chuẩn sau khi xử lý sơ bộ một phần quan trọng nào đó của chuỗi đo. Các kết quả kiểm tra hiệu chuẩn phải được ghi lại.

7. Những đề nghị về an toàn

Những điểm lưu ý về an toàn phải theo ISO 13090-1.

8. Người lái máy

Nếu máy kéo thuộc một trong 3 cấp máy kéo xác định trong ISO 5007 và được trang bị một ghế ngồi, ở đó yếu tố ghế ngồi được thiết lập cho cấp máy kéo đó, có thể tiến hành thử với người lái có khối lượng 75 kg ± 5 kg.

Nếu máy kéo không thuộc một trong ba cấp máy kéo xác định trong ISO 5007 và/hoặc yếu tố ghế ngồi không được thiết lập, thì tiến hành thử cho cả người lái nhẹ và nặng. Người lái nhẹ có tổng khối lượng khoảng từ 52 kg đến 55 kg, ở đó có thể mang bên dây thắt lưng quanh bụng một trọng vật không quá 5 kg. Người lái nặng có tổng khối lượng khoảng 98 kg đến 103 kg, ở đó có thể mang bên dây thắt lưng quanh bụng một trọng vật không quá 8 kg.

9. Ghế ngồi người lái

9.1. Khái quát

Ghế ngồi người lái dùng để thử phải đại diện cho các kiểu loại được sản xuất hàng loạt, liên quan đến cấu tạo, đặc tính tĩnh và rung động và những đặc trưng khác có thể ảnh hưởng tới kết quả thử rung động.

Bất cứ những bộ phận hạn chế hoặc các cơ cấu thường được lắp theo các phương án cải tiến ghế ngồi nhằm giảm tối thiểu tác dụng quá đà của giá treo, thì khi thử chúng phải được lắp vào vị trí.

9.2. Chạy rà

Trước khi thử, các ghế ngồi kiểu giá treo phải được chạy rà ít nhất 1 giờ trong những điều kiện làm việc điển hình.

9.3. Điều chỉnh ghế ngồi

Ghế ngồi phải được điều chỉnh theo khối lượng của người thử phù hợp với chỉ dẫn của nhà chế tạo.

Đối với ghế ngồi có khả năng điều chỉnh mức độ giảm chấn, thì bộ phận giảm chấn phải được điều chỉnh theo chỉ dẫn của nhà chế tạo.

Đối với ghế ngồi có bộ phận cách ly dọc trục và/hoặc đặt bên cạnh, thì bộ phận cách ly đó phải làm việc. Thực hiện những việc điều chỉnh ghế ngồi khác phù hợp với người lái.

10. Điều kiện về máy kéo

Máy kéo có thể có buồng lái hoặc khung an toàn, tuy nhiên rất nên sử dụng kết cấu ROPS và dây đai ghế ngồi. Đối với việc đo bình thường, máy kéo phải trong tình trạng làm việc với thùng nhiên liệu và két làm mát nạp đầy, không có các trọng vật ở bánh trước và sau, không có gia trọng lốp, các công cụ và thiết bị kèm theo và bất kỳ bộ phận đặc biệt nào khác. Lốp dùng trong việc thử phải có kích thước tiêu chuẩn đối với máy kéo như quy định của nhà chế tạo. Độ cao của mấu bám không được dưới 65% so với độ cao của mấu bám mới. Thành lốp không bị hư hại và áp suất lốp phải bằng trung bình cộng trong giới hạn đề nghị của nhà chế tạo. Lốp phải được làm ấm lên bằng cách di chuyển trong đường thử ít nhất x 2 đường ngay trước khi bắt đầu các lần thử nghiệm. áp suất lốp được đo trước và sau khi chạy thử và chênh lệch nhau trong khoảng ± 5 %. Điều chỉnh khoảng cách giữa hai đường tâm bánh như khi máy kéo, trên đó có đặt ghế ngồi, làm việc trên đồng bình thường.

Khi tiến hành đo trong những điều kiện khác nhau theo những quy định nêu trên, tất cả mọi sai khác đều phải ghi vào báo cáo.

11. Hiện trường đo và các điều kiện vận hành

11.1. Khái quát

Tiến hành đo trên những đường chạy thử nghiệm nhân tạo hoặc trên hiện trường (đồng ruộng) làm việc thực tế (xem Phụ lục A). Hiện trường đo và các điều kiện làm việc phải phù hợp với máy dùng để thử. Trường hợp có thể, tốc độ, tảI trọng và bất cứ điều kiện làm việc liên quan nào khác của máy cần được giữ không đổi trong toàn bộ kỳ đo và cần đo tới độ chính xác ± 5 %. Tiến hành đo ở nhiệt độ môi trường trong phạm vi từ 5 ⁰C đến 30 ⁰C.

11.2. Đo trên đường chạy thử nghiệm nhân tạo

11.2.1. Mô tả đường chạy

Tiến hành đo rung động khi máy kéo chuyển động trên một hoặc cả hai đường sau đây:

a) một đường chạy gồ ghề dài 35 m;

b) một đường chạy phẳng nhẵn dài 100 m.

Mỗi đường chạy thử nghiệm gồm hai dải song song cách nhau tương ứng với khoảng cách giữa hai đường tâm hai bánh của máy kéo. Bề mặt của mỗi dải được đúc bằng bêtông mặt nhẵn hoặc được làm bằng những miếng gỗ, thép hoặc bê tông định vị chắc chắn vào một khung đế. Bề mặt của mỗi dải đường chạy được xác định bằng các tung độ của mặt cắt đứng đối với đường cơ sở, liệt kê trong Bảng 1 và 2. Đối với đường chạy gồ ghề (xem Bảng 1), mặt cắt đứng được xác định tại từng quãng cách 80 mm dọc theo mỗi dải; đối với đường chạy phẳng nhẵn (xem Bảng 2), mặt cắt đứng được xác định tại từng quãng cách 160 mm.

Các dải phải được định vị chắc chắn trên nền ngang bằng và ở mỗi điểm theo chiều dài của chúng sẽ có sai lệch không đáng kể ngang chiều rộng, và chiều rộng này vẫn phải đủ để cho các bánh xe máy kéo tựa lên hoàn toàn. Trường hợp dải được làm bằng các miếng gỗ hoặc thép hoặc bê tông, thì độ dầy của chúng phải từ 60 mm đến 80 mm. Chúng phải cách nhau từng quãng cách 160 mm đối với đường chạy phẳng nhẵn và từng quãng cách 80 mm đối với đường chạy gồ ghề, nhưng nếu thuận tiện hơn, có thể dùng quãng cách 80 mm đối với đường chạy phẳng nhẵn (với phép nội suy tuyến tính số liệu trong Bảng 2 đối với chiều cao của các điểm trung gian).

11.2.2. Tốc độ vận hành

Đối với đường chạy phẳng nhẵn, máy kéo cần vận hành ở tốc độ 10 km/h, 12 km/h và 14 km/h. Đối với đường chạy gồ ghề, máy kéo vận hành ở tốc độ 4 km/h, 5 km/h và 7 km/h. Xác định trị số căn quân phương rms của rung động gây tải theo ba trục toạ độ cho mỗi lần thử nghiệm.

11.2.3. Các trị số cần báo cáo

Tiến hành đo khi toàn bộ chiều dài cơ sở của máy kéo ở trên bề mặt đường chạy thử nghiệm.

Tiến hành năm (5) lần thử nghiệm ở mỗi tốc độ cho mỗi khối lượng của người lái. Mỗi lần thử nghiệm, cần xác định các trị số cho a_wx, a_wy và a_wz. Các trị số rung động được báo cáo sẽ là trị số trung bình và sai lệch tiêu chuẩn cho a_wx, a_wy và a_wz đối với mỗi trục ở một trong ba tốc độ vận hành được xác định từ các trị số đo ở mỗi tốc độ đó.

12. Báo cáo kết quả thử

Báo cáo kết quả thử phải bao gồm tất cả những thông tin cần thiết để hiểu, giải thích và sử dụng các kết quả phát sinh do áp dụng tiêu chuẩn này.

Một báo cáo mẫu trong phụ lục B trình bày cách báo cáo kết quả thử. Như trình bày trong phụ lục B, báo cáo kết quả thử phải bao gồm những thông tin sau đây:

a) tên và địa chỉ của nhà chế tạo máy kéo hoặc máy làm đồng ruộng;

b) loại và kiểu máy kéo/ máy;

c) ngày thử;

d) chi tiết về máy kéo/ máy:

1) khối lượng (tổng cộng, phần trước và sau);

2) buồng lái hoặc khung bảo vệ;

3) lốp (nhà chế tạo, loại và kích thước, áp suất bánh trước và bánh sau);

4) mã hiệu và kiểu ghế ngồi;

5) bề rộng khoảng cách giữa hai đường tâm của hai bánh trước và sau;

6) các chi tiết khác;

e) chi tiết về hiện trường:

1) loại bề mặt;

2) điều kiện bề mặt;

3) chi tiết về trắc diện mặt đất hoặc phổ lực chịu tải (nếu có);

4) chức năng của máy kéo/máy (nếu làm việc);

5) nhiệt độ môi trường;

f) chi tiết về người lái máy:

1) trọng lượng;

g) đo rung động:

1) các tốc độ;

2) thời gian lấy mẫu thử ở mỗi tốc độ;

3) trị số trung bình và sai lệch tiêu chuẩn của rung động gây tải ở mỗi tốc độ đối với mỗi trục;

h) tên người chịu trách nhiệm thử;

i) danh tính của phòng thí nghiệm thử.

Bảng 1 - Đường chạy thử nghiệm gồ ghề -
Tung độ của mặt chiếu đứng đối với một đường cơ sở bất kỳ

Bảng 2 - Đường chạy thử nghiệm phẳng nhẵn -
Tung độ của mặt chiếu đứng đối với một đường cơ sở bất kỳ