Kertészeti kisgépek rezgésterhelése és annak mérése = The vibration exposure of small horticultural tools and its reduction

Kivonat, rövid leírás

A motoros gépek használata megkönnyíti a kertészeti, agrár és erdészeti munkák elvégzését. Az általuk keltett káros rezgés azonban átadódik az eszközzel kontaktusban lévő kézre és azon keresztül az emberi testbe és egészségügyi elváltozást, ún. kéz-kar vibrációs szindróma kialakulásához vezet. Az Európai Unió számos lépést tett a humán rezgésre vonatkozó szabályozás területén. Egyrészt szabályozza a gép rezgéskibocsátásának vizsgálatát, amely a forgalomba hozatal előtt a gyártó feladata, másrészt szabályozza a kezelőt ért rezgésterhelés mérését és értékelését. A vonatkozó szabványokkal kapcsolatban azonban számos kérdés és probléma merült fel. A gyártók rezgéscsökkentő rendszereinek kifejlesztése mellett az olcsóbb megoldást jelentő egyéni védőeszközök szerepe is megnőtt. Az anti-vibrációs kesztyű egy olyan egyéni védőeszköz, amely szigeteli a kezet a géptől, és anyagánál fogva csökkenti a kézre ható rezgés mértékét. Annak ellenére, hogy egy anti-vibrációs jelzéssel való ellátásának komoly követelményei vannak, a vizsgálatra vonatkozó szabvánnyal kapcsolatban itt is számos probléma merült fel. A vizsgálataim célja kettős volt: egyrészt a kertészetben gyakran használt kézi gépek által keltett, gépkezelőt érő rezgésterhelés vizsgálata az ISO 5349:2001 szabvány alapján, illetve olyan tényezők meghatározása, amelyek hatással lehetnek a kezelőt érő rezgésterhelésre és befolyásolhatják a kézre ható rezgés mérési eredményének pontosságát. Másrészt különböző anti-vibrációs kesztyű rezgést csökkentő hatékonyságának tesztelése az ISO 10819:1996 szabvány alapján, valós kertészeti gépek spektumával és olyan tényezők meghatározása és vizsgálata, amelyek megváltoztathatják a kesztyűk rezgéscsillapítását. Négy éves méréssorozat alatt 18 eszköz kézre ható rezgésjellemzőit rögzítettem üzemi körülmények között, a vonatkozó szabványokkal összhangban. A vizsgálatok során nem csak a három gépcsoportba sorolt kézi eszköz által keltett kéz-kar rezgés karakterisztikáját sikerült feltárnom, hanem több, a kézre ható rezgés értékelésére vonatkozó szabvánnyal kapcsolatban felmerült kérdésre is válaszoltam. A célkitűzésemnek megfelelően több olyan tényezőt is megvizsgáltam, amely befolyásolhatja egy eszköz kézre ható rezgésterhelését. Fűkaszákat vizsgálva bemutattam, hogy az üzemóra szám növekedésével nő egy eszköz rezgésterhelése. Statisztikai módszerekkel alátámasztva azt is igazoltam, hogy az eszköz kézben tartásának módja szignifikánsan növelheti a kézre ható rezgés mértékét. Az angliai Southampton Egyetem Humán Tényezők Laboratóriumában anti-vibrációs kesztyűk hatékonyságát vizsgáltam az ISO 10819 szabvánnyal összhangban. 4 tényező hatását elemeztem 4 kesztyű rezgésátvitelére. Ezek a géprezgés-kesztyű spektrumának eltérése, a rezgés erőssége, a fogantyúra gyakorolt nyomóerő és az egyéni tényező hatása. Igazoltam, hogy az anti-vibrációs kesztyűk hatékonyságát a szabványos spektrumokkal végzett mérések alul-vagy felülértékelik, amikor a kesztyűket valós kertészeti gépek szintetizált rezgésével vizsgálják. A kisgépek rezgésvizsgálatai során megállapítottam, hogy azok rezgése főként 200 Hz alatt domináns, a vizsgált anti-vibrációs kesztyűk azonban általában éppen 200 Hz felett voltak hatékonyak. Ebből az következhet, hogy a kesztyűk kertészeti kisgépek való alkalmazása során nem feltétlenül nyújtják a szabványos méréssel megállapított rezgéscsillapítást. Azt találtam, hogy a kesztyűk rezgéscsillapítása gyakorlati szempontból független a rezgés erősségétől. A kéz által kifejtett nyomóerő azonban, feltehetően a kesztyűk viszko-elasztikus tulajdonságainak megváltoztatásán keresztül, szignifikánsan befolyásolta a rezgésátvitelt. A vizsgálatok során a legfontosabb befolyásoló tényezőnek az egyének közötti eltérés mutatkozott. Ez azt jelenti, hogy egy kesztyű hatékonysága elsősorban viselőjének fizikai tulajdonságaitól, például kézméret, karhossz, a kéz szövetszerkezete, stb. függ. Korrelációs együttható számításával próbáltam igazolni, hogy a nagyobb kézméret esetén, a rezgő felülettel érintkező nagyobb felület miatt, több rezgés adódik át az eszközről a kézre. Az elemzés azonban nem mutatott ki összefüggést a két tényező között. A doktori kutatás során elvégzett mérések eredményei és tapasztalatai alapján több javaslatot tettem mind a kertészeti kisgépek kézre ható rezgésének, mind az anti-vibrációs kesztyűk rezgésátvitelének értékelésére vonatkozó szabványok megbízhatóságának javítására.