Temat: Pomiary sił przy pchaniu, ciągnięciu oraz odkręcaniu i dokręcaniu

Transkrypt

1 Ćwiczenie 5.II_217 Temat: Pomiary sił przy pchaniu, ciągnięciu oraz odkręcaniu i dokręcaniu Przedmiot Pomiar i ocena sił oddziaływania przy pchaniu i ciągnięciu przez człowieka w zależności od wysokości punktu położenia chwytu oraz pomiar maksymalnych momentów obrotowych podczas odkręcania opakowań. Zastosowanie Ćwiczenie ma na celu prezentację zróżnicowania maksymalnych sił jakie człowiek może wkładać w wykonywanie ręcznych prac transportowych, ze szczególnym uwzględnieniem pchania i ciągnięcia elementów (np. wózków ręcznych). Siły te zależą między innymi od cech antropometrycznych pracownika i wysokości chwytu pchanego lub ciągniętego elementu. W normalizacji międzynarodowej ISO wskazano dopuszczalne wartości sił, jakie pracownik może wkładać w prace podczas pchania i ciągnięcia. Siły te zostały określone w zależności od kąta, jaki tworzy prosta przechodząca przez punkt chwytu i ramię do linii poziomej. Badania zostaną wykonane za pomocą dynamometru AXIS FB2k oraz specjalnego uchwytu umożliwiającego zmianę punktu chwytu w zakresie wysokości od 0,15 do 2,05 m od płaszczyzny stania. Drugim etapem badań jest analiza maksymalnych momentów sił z jakimi trzeba oddziaływać na zamknięcie opakowań. Badanie może być realizowane w dwóch wariantach: 1. Wariant I: a. Badaniu podlegają opakowania i momenty sił potrzebne do ich otwarcia; b. Wynikiem badania są analizy możliwości otwarcia opakowań przez różne grupy użytkowników; c. Zmierzone wartości porównujemy z wynikami prezentującymi maksymalne momenty sił dla wybranych grup populacji. 2. Wariant II: a. W urządzeniu pomiarowym AXIS FSA10 mocujemy specjalne głowice z zakończeniami imitującymi różne rodzaje zamknięć; b. Sprawdzamy maksymalne wartości momentów sił otrzymane przez poszczególne osoby dla różnych rodzajów zamknięć; c. Wybieramy typy zamknięć najkorzystniejsze dla badanych osób, dla których w populacji otrzymano najwyższe momenty sił. Wnioski końcowe w drugim etapie dotyczą zarówno możliwości człowieka uwzględnianych w budowie i projektowaniu wyrobów jak i oceny przykładowych wyrobów z ich przystosowaniem do użytkowników. Podstawowe pojęcia masa rekomendowana masa obliczeniowa MHT AHT rodzaje chwytów ręki power grip pinch grip motoryka mięśni praca statyczna praca dynamiczna budowa mięśni naciski powierzchniowe na rękę stopnie swobody ręki i kończyny górnej

2 Aparatura i pomoce dydaktyczne Stanowisko do pomiaru sił wyposażone między innymi w siłomierze: FB2k oraz FSA10 firmy AXIS; belka z przesuwnym uchwytem do zamocowania uchwytu i dynamometru; Komputer z aplikacją do odczytu wyników z siłomierzy: FB2k oraz FSA10 firmy AXIS; Karta wyników pomiarów; Pomoce i umiejętności zabezpieczone przez studenta normy lub ich opracowania, znajomość procedur pomiarowych, umiejętność wyjaśnienia podstawowych pojęć z tabeli powyżej, znajomość zasad pomiaru sił za pomocą dynamometru. Przebieg i wykonanie ćwiczenia 1. Zapoznaj się z działaniem siłomierzy. Przeczytaj instrukcję obsługi mierników FB2k oraz FSA10 (strona internetowa: 2. Przed rozpoczęciem pomiarów prowadzący zajęcia włącza zasilanie mierników FB2k oraz FSA10 i sprawdza ich sprawność, włącza również komputer na stanowisku badawczym. Prowadzący zajęcia przekazuje aparaturę grupie ćwiczeniowej, która zna zasady działania i odczytu wyników; 3. Uruchom i zapoznaj się z aplikacją komputerową do odczytu wyników AXIS FM; 4. Pomiary: a. Część I: Wyznaczanie maksymalnych sił podczas pchania i ciągnięcia a. Ustawić uchwyt w położenie krańcowe (wysokości od 0,15 do 2,05 m od płaszczyzny stania), blokując uchwyt w otworze pionowej belki mocującej (w belce zamocowanej na ścianie znajdują się otwory w których należy zablokować uchwyt pomiarowy zarówno podczas pchania, jak i ciągnięcia odległości pomiędzy otworami wyznaczającymi kolejne położenia uchwytu pomiarowego wynoszą około 15 cm);uwaga! Uchwyt należy przesuwać w rękawicach ochronnych; Ćwiczenia nie powinny wykonywać osoby, które mają dolegliwości kręgosłupa (szczególnie w odcinku lędźwiowym); b. Sprawdź poprawność działania i komunikację siłomierza AXIS FB2k oraz programu AXIS FM na komputerze; c. Osoba badana chwyta jedną ręką uchwyt dynamometru i utrzymując tułów wyprostowany lub pochylony / odchylony pod kątem do 20 (w pozycji stojącej lub kucznej w zależności od położenia uchwytu), ciągnie za rękojeść dynamometru, a następnie ją pcha z maksymalną siłą przez czas potrzebny do zapisania siły w pamięci urządzenia. d. Pomiary powtórzyć dla wszystkich wysokości oznaczonych otworami na pionowej belce mocującej dynamometr dla lewej i prawej kończyny. e. Dla badanej osoby zidentyfikować następujące parametry:

3 wiek, płeć, aktywność fizyczna (uprawianie sportu), miejsce zamieszkania, ręczność, wysokość punktu akromion w pozycji stojącej, zasięg chwytny górny w pozycji stojącej, zasięg chwytny dolny w pozycji stojącej, wysokość łokciowa w pozycji stojącej, kąt pochylenia tułowia (pomiary w pozycji wyprostowanej; pomiary przy pochyleniu tułowia do 20 stopni; pomiary przy pochyleniu tułowia od 20 do 60 stopni) (pomiary takie wykonywane będą w granicach zasięgu górnego i dolnego badanej osoby; konieczne jest także zróżnicowanie odległości od punktu chwytu kąta podniesienia ramienia i kąta między przedramieniem i ramieniem). f. Po pomiarze maksymalnych sił przy pchaniu na wysokościach od 0,15 do 2,05 m od płaszczyzny stania (co 15 cm) oraz przy ciągnięciu na wysokościach od 0,15 do 2,05 m od płaszczyzny stania (co 15 cm), zapisać wyniki z programu AXIS FM w karcie wyników pomiarów dla każdego badanego. g. Zapisać wartości zidentyfikowane w programie w arkuszu kalkulacyjnym MS EXCEL. h. Sporządzić wykresy zależności sił od wysokości dla pchania i ciągnięcia. b. Część II: Wyznaczanie maksymalnych momentów sił podczas odkręcania opakowań: a. Wariant I: Zamocuj badane opakowanie w stoliku siłomierza FSA10 zgodnie z instrukcją urządzenia; Sprawdź poprawność działania i komunikację siłomierza AXIS FSA10 oraz programu AXIS FM na komputerze; Badany chwyta dowolną ręką zamknięcie opakowania i odkręca je (wg wcześniej ustalonego kierunku zależnego od rodzaju gwintu); Odczytać wartość momentu siły z programu AXIS FM; Zapisać wartości zidentyfikowane w programie w arkuszu kalkulacyjnym MS EXCEL; Badanie powtórzyć dla opakowań udostępnionych przez prowadzącego zajęcia; Zapisać wyniki na karcie wyników pomiarów; Sporządzić wykresy zależności sił od rodzaju (średnicy, kształtu i wysokości) zamknięć i porównać wyniki z danymi dotyczącymi możliwości siłowych różnych grup populacji. b. Wariant II: Zamocuj badaną głowicę z wybranym rodzajem zamknięcia opakowania w stoliku siłomierza FSA10 zgodnie z instrukcją urządzenia; Sprawdź poprawność działania i komunikację siłomierza AXIS FSA10 oraz programu AXIS FM na komputerze;

4 Badany chwyta dowolną ręką zamknięcie opakowania i odkręca je z maksymalną siłą w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara; Odczytać wartość momentu siły z programu AXIS FM; Zapisać wartości zidentyfikowane w programie w arkuszu kalkulacyjnym MS EXCEL; Badanie powtórzyć dla kształtów zamknięć opakowań udostępnionych przez prowadzącego zajęcia; Zapisać wyniki na karcie wyników pomiarów; Sporządzić wykresy zależności sił od rodzaju (średnicy, kształtu i wysokości) zamknięć. Opracowanie wyników 1. Wyniki pomiarów i obliczeń zapisz w tabeli w sprawozdaniu; 2. Dokonaj oceny wyników; 3. Porównaj wyniki poszczególnych badanych na wykresach. wykresy zależności sił od wysokości dla pchania i ciągnięcia; wykresy zależności sił od rodzaju (średnicy, kształtu i wysokości) zamknięć (porównać wyniki z danymi dotyczącymi możliwości siłowych różnych grup populacji). 4. Zapisz wnioski i uwagi. Horst W. M., Horst N., Ergonomia z elementami bezpieczeństwa i ochrony zdrowia w pracy. Zasady i wymagania związane z indywidualnymi cechami człowieka, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2011 Dz.U. nr 62 z 1996 r., poz Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Socjalnej z dnia 28 maja 1996 r. w sprawie rodzajów prac wymagających szczególnej sprawności psychofizycznej. Dz. U. nr 26 z 2000 r., pozycja 313 (zmiana w 2009 r.) - Rozporządzenie Ministra Pracy i Polityki Społecznej z dnia 14 marca 2000 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy przy ręcznych pracach transportowych. PN-EN 1005+A1 Bezpieczeństwo maszyn - Możliwości fizyczne człowieka: Część 3: Zalecane wartości graniczne sił przy obsłudze maszyn (2009 r.); ISO Ergonomics Manual handling: Part 1: Lifting and carrying (2003 r.); Part 2: Pushing and pulling (2007 r.);

5 Tabela wyników pomiarów Imię Nazwisko Wiek w latach: Ręczność (zakreśl właściwe): Praworęczny / leworęczny Wysokość punktu akromion w pozycji stojącej w cm: Aktywność fizyczne w skali od 1 do 7 (wg PAR załącznik Z10, tom II) Wysokość łokciowa w pozycji stojącej w cm: Zasięg chwytny górny w pozycji stojącej w cm: Zasięg chwytny dolny w pozycji stojące w cm: L.p. Wysokość ustawienia głowicy pomiarowej w [cm] Maksymalna siła w [N] Podczas pchania Maksymalna siła w [N] Podczas ciągnięcia