1、某新型全身振动减振垫减振效果初步分 析 陈涛 张华飞 衣传宝 高阳 刘森 孙成勋 肖斌 严茂 胜 林瀚生 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院 国网新源 控股有限公司 广东省职业病防治院 摘 要： 目的 初步探讨由本课题组研制的新型全身振动减振垫的减振效果, 为该新型全 身振动减振垫的运用与推广提供依据。方法 通过采用实验室与作业现场试验相 结合的方法, 分别测量不同条件下全身振动加速度和频谱数据 (4种条件包括: 振动实验台未覆盖减振垫、振动实验台覆盖减振垫、抽水蓄能电站作业现场未覆 盖减振垫以及抽水蓄能电站作业现场覆盖减振垫) 。 采用独立样本t 检验比较新 型全身振动减振垫的影响。 结果
2、 实验室试验:在振动实验台未覆盖减振垫条件下, 全身振动加速度RMS值为 (2.510.71) m/s2;在振动实验台覆盖减振垫条件下, 全身振动加速度RMS 值为 (0.550.11) m/s2;二者差异具有统计学意义 (t=6.63, P0.05) 。某抽水蓄能电站作业现场试验:作业现场未覆盖减振垫条件 下, 全身振动加速度RMS值为 (1.350.05) m/s2;作业现场覆盖减振垫条件下, 全身振动加速度RMS 值为 (0.140.10) m/s2;两者比较差异具有统计学意义 (t=56.20, P0.05) 。结论 该新型全身振动减振垫能较好地降低抽水蓄能电站 的全身振动水平, 对保
3、护现场作业人员的职业健康与职业安全有积极作用。 关键词： 抽水蓄能电站; 全身振动; 减振垫; 效果分析; 作者简介：林瀚生, E-mail: 作者简介：陈涛 (1982-) , 男, 甘肃兰州人, 博士, 高级工程师, 研究方向: 电力环保与职业卫生。 Preliminary analysis on vibration reduction effect of a new type of whole-body vibration damping cushion CHEN Tao ZHANG Hua-fei YI Chuan-bao GAO Yang LIU Sen SUN Cheng-xun
4、XIAO Bin YAN Mao-sheng LIN Han-sheng State Grid Jilin Electric Power Co., Ltd Electric Power Research Institute; Abstract： Objective To explore the vibration reduction effect of the new type of whole-body vibration damper which developed by the research group, to provide evidence for the application
5、 and popularization of the new type vibration damping cushion.Methods Through laboratory test combined with operation site test, the acceleration and spectral data of the whole body under different conditions were measured respectively ( The four kinds of conditions include: vibration experimental b
6、ench did not covered with vibration damping cushion; vibration experimental bench covered with vibration damping cushion; pumped storage power plant operating site did not covered with vibration damping, cushion and pumped storage power plant operating field covered with vibration damping cushion) .
7、 The effect of the new type of vibration damping cushion was compared with the independent sample t test method.Results Laboratory test: Under the covered vibration damping cushion conditions of vibration experimental bench, the whole body vibration acceleration x s was 0. 55 0. 11 m/s 2 ; without c
8、overed, the whole body vibration acceleration xs was 2.51 0.71 m/s 2 , the difference was statistically significant ( P0.05) . A pumped storage power station operation site test: under the covered vibration damping cushion conditions of operation site, the whole body vibration acceleration xs was 0.
9、14 0.10 m/s 2 ; without covered, the whole body vibration acceleration xs was 1.35 0.05 m/s 2 , the difference was statistically significant ( P0.05) . Conclusion The new type of vibration damping cushion can better reduce the level of vibration of the pumped storage power station, and have a positi
10、ve effect on protecting the occupational health and occupational safety of the site operators. Keyword： Pumped storage power station; Body vibration; Vibration damping cushion; Effectiveness analysis; 全身振动是指人体足部或臀部接触并通过下肢或躯干传导到全身的振动1, 广 泛存在于抽水蓄能电站作业场所, 其长期作用可能导致作业人员出现前庭器官 刺激作用及自主神经功能紊乱2。此外, 全身振动对中枢神
11、经系统还存在抑制 作用, 使作业人员注意力分散、 反应速度降低以及疲劳等, 从而影响其作业效率 或导致工伤事故的发生3。目前, 众多学者主要关注全身振动对人体的危害, 缺乏针对全身振动危害因素防护设备的研究。 本研究通过采用实验室与作业现场 试验相结合方法, 初步探讨由本课题组研制的新型全身振动减振垫的减振效果, 为该新型全身振动减振垫的运用推广提供依据。 1 材料与方法 1.1 材料 六度空间振动实验台 (东莞市贝尔试验设备有限公司) ;SV106人体振动及频谱 分析仪 (波兰, SVANTEK 公司) 。 新型全身振动减振垫该减振垫主要构成:上层防滑层 (带楔形防滑纹) 、中层发 泡聚苯乙
12、烯 (EPS) 减振材料层、底层防滑垫、魔术拼接贴以及隐藏式提拉带。 减振垫结构示意图见图 1。 图1 减振垫结构示意图 下载原图 1.2 实验方法 使用SV106 人体振动分析仪 (经广州计量检测技术研究院检定合格) 。 1.2.1 实验室测量 将SV106 人体振动分析仪的测量探头放置在振动台上, 开启六度空间振动实验 台 (模拟某抽水蓄能电站全身振动的特征振动信号, 对上述减振垫的减振性能 进行了测试。具体采用扫频振动模式进行试验, 同时模拟0.5、0.63、0.8、1、 1.25 Hz共5个频率点进行测试点的振动信号, 轴向设置三轴, 振幅为 5 mm, 电 压设置为15 V, 振动加
13、速度约为 2 m/s) , 待振动台稳定后进行测量。 1.2.2 作业现场测量 将SV106 人体振动分析仪的测量探头放置在待测位置后, 测试者站立在探头上, 直接进行测量。 1.3 测量方法 依据机械振动与冲击人体处于引起全身振动环境的评价第 1部分:一般要求 (GB/T13341.1-2007/ISO 2631-1:1997) 4。每个测点的振动数据每秒保存 1 次, 共测量 60 s, 分别记录数据编号, X轴、Y轴和Z轴的振动加速度 (m/s) , 加权振动加速度的均方根值 (RMS) 以及特征频谱。每个测点测量 10 次。分别包 括4种情况:振动实验台未覆盖减振垫、振动实验台覆盖减振
14、垫、抽水蓄能电站 作业现场未覆盖减振垫、抽水蓄能电站作业现场覆盖减振垫。 1.4 质量控制 测量全身振动的专业技术人员均取得相应职业卫生技术服务资质。 仪器经广州计 量检测技术研究院检定合格且在有效期内, 量值准确可信。 仪器使用前进行校准 和设置全身振动测量模式。 1.5 统计学分析 采用SPSS 13.0 软件进行统计分析。计量资料经正态检验符合正态分布后, 采用 描述;两组间比较采用独立样本 t检验。检验水准 =0.05。 2 结果 2.1 实验室测试结果 在新型全身振动减振垫实验室测试中, 同时在 0.5、0.63、0.8、1、1.25 Hz共 5个频率下进行试验。结果显示:该减振垫在
15、 5个频率点均有减振效果, 其中在 0.5 Hz的减振效果最佳。见图 2。 图2 减振垫在振动台 5个特征频点的减振效果 下载原图 在振动实验台未覆盖减振垫条件下, 全身振动加速度 RMS值为 (2.510.71) m/s;在振动实验台覆盖减振垫条件下, 全身振动加速度 RMS值为 (0.550.11) m/s, 两者比较差异具有统计学意义 (P0.05) 。详见表1。 表1 不同条件实验室测试结果比较 (m/s) 下载原表 2.2 作业现场测试结果 在新型全身振动减振垫作业现场测试中 (以某抽水蓄能电站作为测试现场) , 分别在有、无覆盖减振垫的条件下进行试验, 结果显示:该新型全身振动减振
16、垫 对于0.53.15 Hz等低频全身振动, 具有良好的减振吸振效果, 其中在 0.50.8 Hz的减振效果最佳。见图 3。 图3 减振垫在作业现场测试全身振动频谱图 下载原图 在某抽水蓄能电站作业现场未覆盖减振垫条件下, 全身振动加速度 RMS值为 (1.350.05) m/s;在某抽水蓄能电站作业现场覆盖减振垫条件下, 全身振动加 速度RMS 值为 (0.140.10) m/s;二者比较差异有统计学意义 (P0.05) 。结果 表明, 该新型全身振动减振垫具有良好的减振性能, 减振效率最高可达 89.7%。 见表2。 表2 某抽水蓄能电站作业现场不同条件测试结果比较 (m/s) 下载原表
17、3 讨论 全身振动危害因素广泛存在于抽水蓄能电站作业场所, 其对于作业人员的中枢 神经系统存在抑制作用, 使作业人员注意力分散、 反应速度降低以及疲劳等, 最 终导致作业效率降低或导致工伤事故的发生2-3。目前, 众多学者主要关注全 身振动对人体的危害, 对全身振动危害因素防护设备的研究缺乏重视。 张超等5 虽然对惠州抽水蓄能电站厂房的振动来源及分布进行了初步研究, 同时对厂房 的动力学结构特性、 厂房结构动力响应进行了测试分析, 但并没有就如何降低现 场作业人员全身振动接触水平提出具体方法。此外, 窦丹丹等6对某抽水蓄能 电站职业病危害控制效果评价中, 虽然指出对作业现场的全身振动关键控制点
18、 进行工程改造或使用适宜的防护用品的重要性, 但缺乏针对性的建议。 罗兰等7 报道的天然橡胶减振垫虽然对高频振动具有良好减振效果, 但对于低频振动的 减振效果不好。 本课题组通过对某抽水蓄能电站开展现场调研与检测, 依据作业现场的特征频 谱与相关文献报道, 筛选出发泡聚苯乙烯 (EPS) 作为减振垫的减振材料, 同时 结合抽水蓄能电站的现场作业特点, 研制出一种新型全身振动减振垫。 实验室与 作业现场试验均表明, 该新型全身振动减振垫具有良好的减振效果, 减振效率 最高可达89.7%。 该新型全身振动减振垫与目前市面上类似的产品相比, 具有以下优点: (1) 该 减振垫可以满足发电站全身振动危
19、害防护需要, 具有良好的减振吸振效果, 特 别是对于抽水蓄能电站 0.51.6 Hz的低频全身振动; (2) 该减振垫具有魔术拼 接贴, 便于日常使用安装, 使减振垫可以满足不同面积大小的作业区域使用; (3) 该减振垫具有隐藏式提拉带, 便于检修或更换时, 将减振垫与地面分离, 具有操作方便且耐用性高的特点; (4) 减振垫的上层防滑层表面设计了防滑纹, 具有较好的防滑效果, 适用于高湿区域。 综上所述, 该新型全身振动减振垫能较好地降低抽水蓄能电站的全身振动水平, 对保护现场作业人员的职业健康与职业安全有积极作用, 建议在现场作业人员 的巡检路线以及全身振动水平较高的位置铺设该减振垫, 同
20、时还需对减振垫的 舒适性与耐用性进行科学评估。 参考文献 1中华人民共和国卫生部.GBZ/T 224-2010 职业卫生名词术语S.北京:人民卫 生出版社, 2010. 2韦光毅, 谢华.全身振动对人体的危害调查J.水利电力劳动保护, 2003, 21 (4) :8-11. 3许翠娥.浅谈水电厂的职业危害与预防J.四川水力发电, 2013, 32 (6) :153-154. 4国家质量监督检验检疫总局.GB/T 13341.1-2007/ISO 2631-1:1997 机械振动 与冲击人体处于引起全身振动环境的评价第 1部分:一般要求S.北京:中国标 准出版社, 2007. 5张超, 詹才锋.惠州抽水蓄能电站厂房振动及噪音研究J.水电能源科学, 2014, 32 (10) :87-90. 6窦丹丹, 王坤, 巩泉泉, 等.某抽水蓄能电站职业病危害控制效果评价J. 职业卫生与应急救援, 2016, 34 (1) :57-59. 7罗兰, 王一临, 王津梅, 等.天然橡胶减震垫减震性能研究分析J.环境技 术, 2011, 34 (3) :44-47.
