ISO 5349-2:2001
(Main)Mechanical vibration — Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted vibration — Part 2: Practical guidance for measurement at the workplace
Mechanical vibration — Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted vibration — Part 2: Practical guidance for measurement at the workplace
Vibrations mécaniques — Mesurage et évaluation de l'exposition des individus aux vibrations transmises par la main — Partie 2: Guide pratique pour le mesurage sur le lieu de travail
La présente partie de l'ISO 5349 fournit des principes directeurs pour le mesurage et l'évaluation des vibrations transmises par la main sur le lieu de travail conformément à l'ISO 5349-1. La présente partie de l'ISO 5349 décrit les précautions à prendre pour effectuer des mesurages de vibrations représentatifs et déterminer la durée d'exposition quotidienne pour chaque opération, afin de calculer la valeur totale de vibration équivalente pour une période de 8 h (exposition quotidienne aux vibrations). Elle offre un moyen de déterminer les opérations qu'il convient de prendre en compte lors de la détermination de l'exposition aux vibrations. La présente partie de l'ISO 5349 s'applique à toutes les situations où des personnes sont exposées à des vibrations transmises au système main-bras par des machines tenues ou guidées à la main, des pièces travaillées vibrantes ou des organes de commande de machines mobiles ou fixes.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5349-2
First edition
2001-08-01
Mechanical vibration — Measurement and
evaluation of human exposure to hand-
transmitted vibration —
Part 2:
Practical guidance for measurement at the
workplace
Vibrations mécaniques — Mesurage et évaluation de l'exposition des
individus aux vibrations transmises par la main —
Partie 2: Guide pratique pour le mesurage sur le lieu de travail
Reference number
©
ISO 2001
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Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies (ISO
member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical
committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been established has
the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and non-governmental, in
liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the International Electrotechnical
Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 3.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards adopted
by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an International
Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this part of ISO 5349 may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard ISO 5349-2 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) in
collaboration with Technical Committee ISO/TC 108, Mechanical vibration and shock, Subcommittee SC 4, Human
exposure to mechanical vibration and shock, in accordance with the Agreement on technical cooperation between
ISO and CEN (Vienna Agreement).
Throughout the text of this document, read ".this European Standard." to mean ".this International Standard.".
ISO 5349 consists of the following parts, under the general title Mechanical vibration — Measurement and
evaluation of human exposure to hand-transmitted vibration:
— Part 1: General requirements
— Part 2: Practical guidance for measurement at the workplace
Annexes A to E of this part of ISO 5349 are for information only.
Contents
Page
Foreword.v
Introduction .vi
1 Scope .1
2 Normative references .1
3 Terms and definitions and symbols .1
3.1 Terms and definitions .1
3.2 Symbols .2
4 Quantities to be evaluated .2
5 Preparation of the measurement procedure.3
5.1 General.3
5.2 Selection of operations to be measured .3
5.3 Organization of the measurements.3
5.4 Duration of vibration measurements.4
5.5 Estimation of daily vibration duration .5
6 Measurement of vibration magnitude.6
6.1 Measurement equipment .6
6.2 Sources of uncertainty in vibration measurement.11
6.3 Check and verification of the measurement chain.12
7 Uncertainty of evaluation of daily vibration exposure.12
7.1 Acceleration measurement uncertainty .12
7.2 Exposure time measurement uncertainty .13
7.3 Evaluation of uncertainties.13
8 Calculation of the daily vibration exposure .13
9 Information to be reported.14
Annex A (informative) Examples of measurement locations .16
Annex B (informative) Evaluation of vibration exposure over periods greater than one day.25
Annex C (informative) Mechanical filters.27
Annex D (informative) Guidance on mounting accelerometers .28
Annex E (informative) Examples of the calculation of daily vibration exposure.31
Bibliography .39
iv © ISO 2001 – All rights reserved
Foreword
The text of EN ISO 5349-2:2001 has been prepared by Technical Committee CEN/TC 231 "Mechanical vibration
and shock", the secretariat of which is held by DIN, in collaboration with Technical Committee ISO/TC 108
"Mechanical vibration and shock".
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an identical text or
by endorsement, at the latest by February 2002, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest
by February 2002.
Users of this EN, prepared in the field of application of Article 137 (formerly 118a) of the EC Treaty, should be
aware that standards have no formal legal relationship with Directives which may have been made under Article
137 of the Treaty. In addition, national legislation in the Member states may contain more stringent requirements
than the minimum requirements of a Directive based on Article 137. Information on the relationship between the
national legislation implementing Directives based on Article 137 and this EN may be given in a national foreword
of the national standard implementing this EN.
Annexes A to E of this European Standard are informative.
According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following
countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Czech Republic, Denmark, Finland,
France, Germany, Greece, Iceland, Ireland, Italy, Luxembourg, Netherlands, Norway, Portugal, Spain, Sweden,
Switzerland and the United Kingdom.
Introduction
Operating machinery may expose workers to hand-transmitted mechanical vibration which can interfere with
comfort, working efficiency and, in some circumstances, health and safety. The general requirements for measuring
and evaluating hand-transmitted vibration exposure are specified in ISO 5349-1. The aim of the present part of
ISO 5349 is to provide practical guidelines in accordance with ISO 5349-1 to perform measurements correctly and
to develop an effective strategy for measurement of hand-transmitted vibration at the workplace.
The use of the strategy described in this part of ISO 5349 will lead to a realistic picture of the daily exposure of the
operator at the workplace and of the relevant uncertainties.
The evaluation of vibration exposure can be broken up into a number of distinct stages:
– identifying a series of discrete operations which make up the subject's normal working pattern;
– selection of operations to be measured;
– measuring the r.m.s. acceleration value for each selected operation;
– evaluation of the typical daily exposure time for each operation identified;
– calculating the 8-h energy-equivalent vibration total value (daily vibration exposure).
The evaluation of vibration exposure as described in ISO 5349-1 is solely based on the measurement of vibration
magnitude at the grip zones or handles and exposure times. Additional factors, such as gripping and feed forces
applied by the operator, the posture of the hand and arm, the direction of the vibration and the environmental
conditions, etc. are not taken into consideration. This part of ISO 5349, being an application of ISO 5349-1, does
not define guidance to evaluate these additional factors. However, it is recognized that reporting of all relevant
information is important for the development of improved methods for the assessment of vibration risk.
vi © ISO 2001 – All rights reserved
1 Scope
This part of ISO 5349 provides guidelines for the measurement and evaluation of hand-transmitted vibration at the
workplace in accordance with ISO 5349-1.
This part of ISO 5349 describes the precautions to be taken to make representative vibration measurements and to
determine the daily exposure time for each operation in order to calculate the 8-h energy-equivalent vibration total
value (daily vibration exposure). This part of ISO 5349 provides a means to determine the relevant operations
which should be taken into account when determining the vibration exposure.
This part of ISO 5349 applies to all situations where people are exposed to vibration transmitted to the hand-arm
system by hand-held or hand-guided machinery, vibrating workpieces, or controls of mobile or fixed machinery.
2 Normative references
This European Standard incorporates by dated or undated reference, provisions from other publications. These
normative references are cited at the appropriate places in the text and the publications are listed hereafter. For
dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European
standard only when incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the
publication referred to applies (including amendments).
ISO 2041, Vibration and shock – Vocabulary.
ISO 5349-1:2001, Mechanical vibration – Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted
vibration – Part 1: General requirements.
ISO 5805, Mechanical vibration and shock – Human exposure – Vocabulary.
ISO 8041, Human response to vibration – Measuring instrumentation.
ISO 8662 (all parts), Hand-held portable power tools – Measurement of vibrations at the handle.
3 Terms and definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this part of ISO 5349, the terms and definitions given in ISO 2041 and ISO 5805 and the
following apply.
3.1.1
hand-fed machine
machine where the operator feeds workpieces to the working part of the machine, such that the vibration exposure
is obtained through the hand-held workpiece
EXAMPLE band-saw, pedestal grinder
3.1.2
hand-guided machine
machine which is guided by the operator with his hands, such that the vibration exposure is obtained through the
handles, steering wheel or tiller
EXAMPLE ride-on lawn mower, powered pallet truck, swing grinder
3.1.3
hand-held workpiece
workpiece which is held in the hand, such that vibration exposure is obtained through the hand-held workpiece
rather than, or as well as, through the power tool handle
EXAMPLE casting held against a pedestal grinder, wood fed into a band-saw
3.1.4
hand-held power tool
powered tool which is held in the hand
EXAMPLE electric drill, pneumatic chisel, chain saw
3.1.5
inserted tool
interchangeable or replaceable attachment which fits into or onto a power tool or machine
EXAMPLE drill bit, chisel, chain saw chain, saw-blade, abrasive wheel
3.1.6
operation
identifiable task for which a representative vibration magnitude measurement is made, this may be for the use of a
single power tool, or hand-held workpiece type or for a single phase of a task
3.1.7
operator
person using a hand-fed, hand-guided or hand-held machine or power tool
3.1.8
tool operation
any period during which a power tool is operating and the operator is being exposed to hand-transmitted vibration
3.1.9
workpiece
item being operated upon by a power tool
3.2 Symbols
In this part of ISO 5349, the following symbols are used:
a single-axis root-mean-square (r.m.s.) value of the frequency-weighted hand-transmitted vibration for
hwi
operation i, in m/s². An additional suffix x, y or z is used to indicate the direction of the measurement, i.e.
a , a and a
hwix hwiy hwiz
a vibration total value (formerly denoted vector sum or frequency-weighted acceleration sum) for operation i
hvi
(root-sum-of-squares of the a values for the three axes of vibration), in m/s²
hwi
A(8) daily vibration exposure, in m/s²
A (8) contribution of operation i to the daily vibration exposure, in m/s² (for convenience, this is referred to as the
i
"partial vibration exposure“)
T reference duration of 8 h (28800 s)
T total duration (per day) of vibration exposure to operation i.
i
4 Quantities to be evaluated
There are two principal quantities to be evaluated for each operation i during exposure to vibration:
– the vibration total value a , expressed in metres per second squared (m/s²); this value is calculated from the
hvi
three single-axis root-mean-square values of the frequency-weighted hand-transmitted vibration a , a and
hwix hwiy
a ;
hwiz
– the duration (per day) T of vibration exposure to operation i.
i
The principal parameter to be reported is the daily vibration exposure A(8). This is calculated from the values of
a and T for all operations i (see clause 8).
hvi i
2 © ISO 2001 – All rights reserved
5 Preparation of the measurement procedure
5.1 General
The work of an operator at a workplace is composed of a series of operations, some of which may be repeated.
The vibration exposure may vary greatly from one operation to another, either due to the use of different power
tools or machines or different modes of operation of one power tool or machine.
To evaluate daily vibration exposure, it is first necessary to identify the operations which are likely to contribute
significantly to the overall vibration exposure. For each of these operations, it is then necessary to decide on
procedures for measuring the vibration exposure. The methods to be used will depend on the characteristics of the
work environment, the work pattern and the vibration source.
5.2 Selection of operations to be measured
It is important to make measurements for all the power tools or workpieces which may give a significant
contribution to the daily vibration exposure. To obtain a good picture of the average daily vibration exposure it is
necessary to identify all
a) sources of vibration exposure (i.e. the machines and tools being used);
b) modes of operation of the power tool, e.g.:
– chain saws may be idling, operating under load while cutting through a tree trunk, or operating under low
load while cutting side branches,
– a power drill may be used in impactive or non-impactive modes and may have a range of speed settings
available;
c) changes in the operating conditions where this might affect vibration exposure, e.g.:
– a road breaker being used initially on a hard concrete surface followed by use on the softer soil
underneath,
– a grinder being used initially for bulk metal removal followed by more intricate operations of cleaning and
shaping;
d) inserted tools which might affect vibration exposure, e.g.:
– a sander may be used with a series of different grades of abrasive paper, ranging from coarse to fine,
– a stonemason may use a pneumatic chisel with a range of different chisel bits.
In addition, it can be useful to obtain
e) information from workers and supervisors on which situations they believe produce the highest vibration
magnitude;
f) estimates of the potential vibration hazards for each operation, using information from manufacturers on
vibration emission values, see annex A, or using published results of previous measurements on similar power
tools.
5.3 Organization of the measurements
The organization of measurements can be approached in four basic ways:
a) Long-term measurement of continuous tool operation
The operation time is long and continuous, and during this time the operator maintains contact with the
vibrating surface. In this case the vibration measurement can be made over long periods during the normal use
of the power tool. The operation may include changes in vibration magnitude, provided that they are part of the
normal working procedure.
In addition to vibration magnitude information, the evaluation of daily vibration exposure requires an evaluation
of the duration of exposure to vibration per day.
b) Long-term measurement of intermittent tool operation
The operation time is long but includes short breaks where there is no vibration exposure, however, during the
operation and breaks the operator maintains contact with the (vibrating) surface. In this case the vibration
measurement can be made over long periods during the normal use of the power tool, provided that any
breaks in operation are part of the normal working procedure and that the operator does not lose contact with
the power tool or hand-held workpiece, or significantly alter position of his hands on the power tool or hand-
held workpiece.
In addition to vibration magnitude information, the evaluation of daily vibration exposure requires an evaluation
of the duration of exposure to the operation per day. In this case the duration of exposure to the operation
includes the short breaks in vibration exposure and so will be longer than the duration of exposure to vibration.
c) Short-term measurement of intermittent tool operation
In many situations the hand is often taken off the power tool or hand-held workpiece, e.g. the power tool is put
down, the hand is moved to a different part of the power tool, or another hand-held workpiece is picked up. In
other situations, changes have to be made to the power tools being used, e.g. different abrasive belts or drill
bits fitted or alternative power tools used. In these cases short-term measurements can only be made during
each phase of the work operation.
In some cases it is difficult, or impossible, to get reliable measurements during the normal work process, due
to the exposure durations being too short for measurement purposes. In this case measurements may be
made during simulated work operations which artificially arrange longer uninterrupted exposures with work
conditions as near to normal as possible.
In addition to vibration magnitude information, the evaluation of daily vibration exposure requires an evaluation
of the exposure duration associated with each work phase.
d) Fixed-duration measurement of bursts of tool operation or single or multiple shocks
Some operations involve exposure to short-duration bursts of vibration exposure, this may be single or multiple
shocks, such as riveting hammers, nail guns, etc., or bursts of exposure, such as powered impact wrenches. In
such cases it is often difficult to make an evaluation of actual exposure times, although the number of bursts of
vibration per day can be estimated. In this case measurements may be made over a fixed duration which
includes one or more complete tool operations. The duration of measurement should include as little time
before, between and after bursts of vibration as possible.
In addition to vibration magnitude information and the estimate of the number of bursts of vibration exposures
per day, the evaluation of daily vibration exposure requires information on the measurement duration and the
number of bursts of vibration during the measurement period.
NOTE 1 In the case of exposing the worker to multiple single shocks or transient vibration (e.g. fastening tools), the method
described in ISO 5349-1 may not be adequate and underestimate the severity of shock exposure. However, in the absence of a
better method, ISO 5349-1 may be applied but this should be done with caution and be indicated in the information to be
reported.
NOTE 2 Where measurements of vibration magnitude are to be compared (e.g. to compare the vibration produced by two
different power tool or inserted tool options) it is important to make measurements of continuous tool operation, i.e. with no
breaks in vibration exposure.
5.4 Duration of vibration measurements
5.4.1 Measurement during normal working
A measurement should be an average over a period which is representative of the typical use of a power tool,
machine or process. Where possible, the measurement period should start when the worker's hands first contact
the vibrating surface, and should finish when the contact is broken. This period may include variations in the
vibration magnitude and may even include periods when there is no exposure.
Where possible, a series of sample measurements should be taken at different times of the day, and averaged, so
that variations in vibration through the day are accounted for.
NOTE The average vibration magnitude of a series of N vibration magnitude samples is given by
4 © ISO 2001 – All rights reserved
N
=
a a t
hw hwj j
∑
T
j=1
where
a is the measured vibration magnitude for sample j
hwj
t is the measurement duration of sample j
j
N
T =
t j
∑
j=1
Vibration exposures are often for short periods, which are repeated many times during a working day. Although
measurements can be averaged over complete cycles of operation (including periods when the vibration source is
switched off), normally it is only possible to average over the short period that the hand is in contact with the
vibrating surface.
The minimum acceptable duration of measurements depends on the signal, instrumentation and operation
characteristics. The total measuring time (i.e. the number of samples multiplied by the duration per measurement)
should be at least 1 min. A number of shorter duration samples should be taken in preference to a single long
duration measurement. For each operation, at least three samples should be taken.
Measurements of very short duration (e.g. less than 8 s) are unlikely to be reliable, particularly in their evaluation of
low-frequency components, and should be avoided where possible. Where very short duration measurements are
unavoidable (e.g. certain types of pedestal grinding for which contact times can be very short), it is advisable to
take many more than three samples to ensure a total sample time greater than 1 min.
5.4.2 Simulated work procedures
Where measurements are not possible, or difficult, during normal tool operation then simulated work procedures
can be used to simplify the vibration measurement process.
The main use of simulated work procedures is to achieve measurements over longer periods than could be allowed
during normal production work. For example, the pedestal grinding of small castings may only last a few seconds
per casting; rather than try to measure for short durations on many castings it may be possible to simulate the
grinding on a small number of scrap castings, using each scrap casting many times.
Picking up, putting down or replacing the power tool or hand-held workpiece may disturb the measurement. These
disturbances may also be avoided by measuring during simulated work procedures which can be designed to avoid
any interruptions between operations.
5.5 Estimation of daily vibration duration
The daily exposure duration for each vibration source shall be obtained. Often a typical daily vibration exposure
time will be based on
– a measurement of the actual exposure time during a period of normal use (e.g. as evaluated over a complete
work cycle, or during a typical 30 min period) and
– information on work rate (e.g. the number of work cycles per shift or the shift length).
The first of these will be a measurement to determine how long an operator is exposed to vibration, and from what
source, during a specified period. Various techniques may be used, for example:
– use of a stopwatch;
– use of a dedicated data logger linked to power tool usage;
– analysis of video recordings;
– activity sampling.
The most reliable source of information on typical work rate is work records. However, it is important to ensure that
the information is compatible with the information required for an evaluation of daily vibration exposure. For
example, work records might give very accurate information on the number of completed work items at the end of
each day, but where there is more than one operator, or unfinished work items at the end of a shift, this information
may not be directly applicable to a vibration exposure evaluation.
Whichever method is used for vibration measurement, the total exposure time per day has to be found. Where the
vibration has been averaged over a complete work cycle, the daily exposure time is simply the duration of the work
cycle multiplied by the number of cycles per day. If a measurement has been made for a period while the hand is in
contact with the vibrating surface, evaluate the total contact time per day.
Warning! In general, when operators are asked for information on their typical daily power tool usage, they will
normally overestimate, giving an estimate of the period of time for which a power tool is used, including pauses in
tool operation (e.g. breaks in tool operation between nuts when operating a nut runner or the time to prepare a new
workpiece).
NOTE ISO 5349-1 only provides a system for evaluating daily vibration exposure on one working day; it cannot be assumed
that the method provided by ISO 5349-1 can be extrapolated to allow the averaging of exposures over periods greater than one
day. However, in some situations it may be desirable to obtain an evaluation of exposure based on exposure information
obtained over periods greater than one day. For example, in some types of work the amount of time using vibrating power tools
changes significantly from one day to the next (e.g. industries such as construction or ship building and repair); it is then difficult,
or impossible, to use observation or work records to obtain an indication of typical daily exposure times. Annex B gives
examples of methods which have been used for evaluating vibration exposures over periods greater than one day.
6 Measurement of vibration magnitude
6.1 Measurement equipment
6.1.1 General
Vibration measurement systems generally use accelerometers to detect the motion of the vibrating surface. The
vibration signal from the accelerometer can be processed in a number of different ways to achieve a measure of
the frequency-weighted acceleration.
Vibration measurements may be made using simple, single-unit vibration meters, featuring built-in frequency
weightings and integrating facilities. These systems are designed primarily to evaluate the vibration exposure at the
workplace; they are generally sufficient for most situations covered by this part of ISO 5349. However, simple
instrumentation may not be able to show errors associated with vibration measurement.
More sophisticated measurement systems are often based around some form of frequency analysis (e.g. one-third-
octave or narrow band), they may use digital or analogue data recorders to store time information, they may use
computer-based data acquisition and analysis techniques. These systems are more costly and complex to operate
than the single-unit systems.
Where there is any doubt about the quality of the acceleration signal (e.g. DC-shift, see 6.2.4) it is useful to have
information from frequency analysis. Frequency analysis will also provide information on any dominant frequencies,
and harmonics, which may help to identify effective vibration control measures.
At the limits of application of ISO 5349-1 (e.g. repeated single shocks, dominant frequency components exceeding
1250 Hz) any additional information available e.g. from more sophisticated measurement systems may be useful.
Minimum performance requirements (e.g. frequency weighting characteristics, tolerances, dynamic range,
sensitivity, linearity and overload capacity) for appropriate measuring and analysing equipment are given in
ISO 8041.
6.1.2 Accelerometers
6.1.2.1 General
In general, the choice of accelerometer will be defined by the expected vibration magnitude, the required frequency
range, the physical characteristics of the surface being measured and the environment in which they are to be
used.
6 © ISO 2001 – All rights reserved
6.1.2.2 Vibration magnitude
Hand-held machines can produce high vibration magnitudes. A pneumatic hammer, for example, may generate a
maximum acceleration of 20000 m/s² to 50000 m/s². However, much of this energy is at frequencies well outside
the frequency range used in this part of ISO 5349. The accelerometer chosen for the measurement has therefore to
be able to operate at these very high vibration magnitudes and yet still respond to the much lower magnitudes in
the frequency range from 6,3 Hz to 1250 Hz (one-third-octave band mid-frequencies). For the use of mechanical
filters to suppress vibration at very high frequencies, see annex C.
6.1.2.3 Frequency range
Accelerometer selection will also be influenced by the fundamental resonance frequency of the accelerometer, this
is a characteristic of the accelerometer (it is sometimes referred to as the "mounted resonance frequency", "natural
frequency" or "resonance frequency"). Information on the fundamental resonance frequency will be available from
the accelerometer manufacturer. ISO 5348 recommends that the fundamental resonance frequency should be
more than five times the maximum frequency of interest (for hand-transmitted vibration, this corresponds to
6250 Hz). For piezoelectric accelerometers, the fundamental resonance frequency should normally be much
higher, ideally greater than 30 kHz, to minimize the likelihood of DC-shift distortion (see 6.2.4).
NOTE The fundamental resonance frequency of the accelerometer should not be confused with the resonance frequency
of the accelerometer when mounted on a hand-held workpiece or power tool which is a characteristic of the whole
accelerometer mounting system. In practice, the resonance of the mounted accelerometer on a hand-held workpiece or power
tool will be substantially lower than the fundamental resonance frequency (see 6.1.4).
6.1.2.4 Mass influence
When accelerometers are attached to a vibrating surface the vibration characteristics of that surface are altered.
The lighter the accelerometer(s) the smaller the error introduced (see 6.1.5).
6.1.2.5 Environmental conditions
When selecting accelerometers, particularly for use in harsh environments, it will be necessary to consider the
accelerometer’s sensitivity to temperature, humidity or other environmental factors (see ISO 8041).
6.1.3 Location of accelerometers
Vibration measurements in accordance with ISO 5349-1 should be made at or near the surface of the hand (or
hands) where the vibration enters the body. Preferably, the accelerometer should be located at the middle of the
gripping zone (e.g. halfway along the width of the hand when gripping a power tool handle), it is at this location that
the most representative evaluation of the vibration entering the hand is obtained. However, it is generally not
possible to locate transducers at this point; the transducers will interfere with the normal grip used by the operator.
Measurements directly under the hand are usually only possible using special mounting adaptors (see annex D).
Such adaptors should fit under the hand, or between the fingers. For most practical measurements, the
accelerometers are mounted either side of the hand or on the underside of the tool handle adjacent to the middle of
the hand. With adaptors which fit between the fingers, the transducers should be mounted as close as possible to
the surface of the tool handle to minimize amplification of rotational vibration components. They should not have
any structural resonances which would affect the measured vibration.
It is possible to get differences in vibration measurement across the width of the hand, particularly for hand-held
power tools with side handles, such as angle grinders, and especially where these handles are flexibly mounted. In
these cases it is recommended that two accelerometers positions are used, located at the sides of the hand; the
average of the two vibration measurements is then used to estimate vibration exposure.
For many hand-held power tools, specific measurement locations and axes have been defined for the
measurement of vibration emission by ISO 8662 and other International Standards; these measurement locations
are summarized in annex A as examples of measurement locations. The measurement locations defined in
ISO 8662 are designed for a particular type of measurement (usually single axis only) and are not necessarily
suitable for the evaluation of vibration exposure. However, in some circumstances it may be appropriate to ensure
that workplace measurements of vibration are made using locations and axes compatible with those used for
emission measurements.
6.1.4 Attaching accelerometers
6.1.4.1 General
The accelerometers should be rigidly attached to the vibrating surface. Annex D gives details of some mounting
methods. A method shall be chosen which gives an adequate fixing to the vibrating surface, does not interfere with
the operation of the power tool and does not itself affect the vibration characteristics of the vibrating surface. The
mounting method chosen will be dependent on the particular measurement situation, each method has its own
advantages and disadvantages.
The mounting system should have a flat frequency response across the range of frequencies being measured, i.e.
it should not attenuate or amplify and should not have any resonances in this frequency range. The mounting
system should be securely fitted to the vibrating surface, and all fixings should be carefully checked before and
after measurement.
The mounting of accelerometers on a power tool or hand-held workpiece is necessarily intrusive and will have
some effect on how the operator works. The mounting of the transducers should be arranged so that the operator
can work as normally as possible. It is important, prior to measurements, to observe how a power tool or hand-held
workpiece is held, to identify the best location and orientation of the accelerometers. The location (or locations) and
orientation of the transducers should be reported.
It is very important to avoid interfering with the power tool controls or with the safe operation of a power tool or
machine. It is often the case on power tools, that the best measurement location is where the on-off switch is
positioned. Care shall be taken to ensure that the power tool controls are not (and will not become) impeded by
transducers, mountings or cables.
6.1.4.2 Attaching to surfaces with resilient coatings
When a power tool handle has a soft outer coating the vibration transmission properties of the coating will be
dependent on the force with which the mounting system is attached. In such cases care shall be taken to ensure
that the measurement of vibration is not affected by the resilient material. If the coating is not thought to be
providing reduction in vibration exposure, either
– remove the resilient material from the area beneath the transducers, or
– fix the transducers using a force which fully compresses the resilient material.
In most cases this approach will be adequate. However, it does not account for the vibration transmission
properties of the resilient coating.
Generally, resilient materials on power tool handles are not intended to provide vibration reduction but to provide a
good grip surface. Any resilient coatings will not usually affect the frequency-weighted vibration magnitude.
If the resilient coating may be providing some reduction in vibration exposure, for example, if it is a thick layer of
resilient material, then fix the transducer to an adaptor (see D.2.4) which is held against the vibrating surface by the
normal hand grip of the operator (the adaptor may be held in position using adhesive tape wrapped lightly around
the power tool handle and adaptor). This type of measurement is difficult, but it could give a better indication of the
actual vibration exposure.
NOTE It is possible for poorly selected resilient materials to amplify the vibration at certain frequencies.
6.1.4.3 Attaching to handles or gripping zones constructed of lightweight, flexible materials
For power tools with handles or gripping zones constructed of lightweight, flexible materials, e.g. plastic side handle
on some sanders and grinders, adhesive may be used to attach low-mass accelerometers to the surface of the
material.
8 © ISO 2001 – All rights reserved
6.1.5 Accelerometer mass
Fixing accelerometers to a vibrating surface will affect the way the surface vibrates. The greater the mass fitted to
the surface, the greater the effect. If the total mass of accelerometer, or accelerometers, and mounting system is
small compared to the mass of the power tool, power tool handle or hand-held workpiece it is fitted to (less than
5 %), then the effect can be ignored.
NOTE Practical triaxial measurement systems of less than 30 g have been achieved.
If there is any doubt about the extent of the effect of the transducer's mass then the following test should be used:
a) Attach the accelerometer(s) to the power tool handle or hand-held workpiece and make a measurement of
vibration magnitude.
b) Repeat the measurement with an additional mass, similar to that of the accelerometer, separately attached to
the power tool or hand-held workpiece, positioned next to the accelerometers.
c) If the magnitude of the vibration from the two measurements is markedly different a lighter accelerometer or
mounting system should be used.
6.1.6 Triaxial measurement
Triaxial measurement of vibration, using the basicentric coordinate system defined in ISO 5349-1 is preferred.
However, there are some situations where triaxial measurement may not be possible or necessary. In such
situations ISO 5349-1 requires that an appropriate multiplication factor is applied to a single- or two-axis
measurement result to give an estimated vibration total value.
The multiplication factor used should be between 1,0 for highly dominant single-axis tools and 1,7 where the
measured axis represents the vibration in all three axes. (A vibration axis is dominant when both non-dominant axis
vibration values are each less than 30 % of the dominant axis vibration value.) Where single-axis measurements
are to be used, the single axis shall be the dominant axis.
EXAMPLE 1 Where the orientation of a workpiece is continually changing in the hands of the operator (e.g. the pedestal
grinding of small components), one single-axis measurement may be sufficient to provide a representative vibration exposure
estimate. The vibration total value is given by
2 2 2
a = a + a + a
hv hwx hwy hwz
In this example, the estimated vibration total value is to be calculated from one measured acceleration, a , which is
hw,measured
assumed to be representative of the vibration in all three axes of the basicentric coordinate system, i.e.
a = aaa + +
hw,measured hw,measured hw,measured
hv
= 3 a a hw, measured= 1,73 hw, measured
Therefore a multiplication factor of 1,73 (rounded to 1,7) should be used to give the estimated vibration total value. The
estimated vibration total value will therefore be 1,7 times the measured single-axis vibration value.
EXAMPLE 2 Initial measurements on a road breaker show the vertical axis vibration is dominant and that the vibration in the
other axes is each always less than 30 % of the acceleration in the dominant axis, a . In this case the estimated
hw,dominant
vibration total value is given by
a = a +()0,3 a +()0,3 a
hv hw, dominant hw,dominant hw,domin
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 5349-2
Première édition
2001-08-01
Vibrations mécaniques — Mesurage et
évaluation de l'exposition des individus aux
vibrations transmises par la main —
Partie 2:
Guide pratique pour le mesurage sur le lieu
de travail
Mechanical vibration — Measurement and evaluation of human exposure
to hand-transmitted vibration —
Part 2: Practical guidance for measurement at the workplace
Numéro de référence
©
ISO 2001
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E-mail copyright@iso.ch
Web www.iso.ch
Imprimé en Suisse
ii © ISO 2001 – Tous droits réservés
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du comité
technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en
liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec la Commission
électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 3.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication
comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments de la présente partie de l'ISO 5349 peuvent faire l'objet
de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne pas
avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 5349-2 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité
technique ISO/TC 108, Vibrations et chocs mécaniques, sous-comité SC 4, Exposition des individus aux vibrations
et chocs mécaniques, conformément à l'Accord de coopération technique entre l'ISO et le CEN (Accord de
Vienne).
Tout au long du texte du présent document, lire «… la présente Norme européenne …» avec le sens de «… la
présente Norme internationale …».
L'ISO 5349 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Vibrations mécaniques — Mesurage
et évaluation de l'exposition des individus aux vibrations transmises par la main:
— Partie 1: Exigences générales
— Partie 2: Guide pratique pour le mesurage sur le lieu de travail
Les annexes A à E de la présente partie de l'ISO 5349 sont données uniquement à titre d'information.
Sommaire
Page
Avant-propos.v
Introduction .vi
1 Domaine d'application.1
2 Références normatives.1
3 Termes, définitions et symboles.1
3.1 Termes et définitions.1
3.2 Symboles.2
4 Grandeurs à mesurer .3
5 Préparation du mode opératoire de mesure .3
5.1 Généralités.3
5.2 Choix des opérations à mesurer.3
5.3 Organisation des mesurages .4
5.4 Durée des mesurages de vibrations.5
5.5 Estimation de la durée quotidienne d’exposition aux vibrations .6
6 Mesurage de l’amplitude des vibrations .7
6.1 Equipement de mesure.7
6.2 Sources d’incertitude du mesurage des vibrations.12
6.3 Contrôle et vérification de la chaîne de mesure.13
7 Incertitude de l’évaluation de l’exposition quotidienne aux vibrations.14
7.1 Incertitude de mesure des accélérations .14
7.2 Incertitude de mesure de la durée d’exposition.14
7.3 Evaluation des incertitudes .15
8 Calcul de l’exposition quotidienne aux vibrations.15
9 Informations à consigner dans le rapport d’essai .16
Annexe A (informative) Exemples d’emplacements de mesurage.18
Annexe B (informative) Evaluation de l’exposition aux vibrations sur des périodes supérieures à une
journée .25
Annexe C (informative) Filtres mécaniques .27
Annexe D (informative) Indications pour la mise en place des accéléromètres .28
Annexe E (informative) Exemples de calcul de l’exposition quotidienne aux vibrations.31
Bibliographie .39
iv © ISO 2001 – Tous droits réservés
Avant-propos
Le texte de l’EN ISO 5349-2:2001 a été élaboré par le Comité Technique CEN/TC 231 "Vibrations et chocs
mécaniques" dont le secrétariat est tenu par le DIN, en collaboration avec le Comité Technique ISO/TC 108
"Vibrations et chocs mécaniques".
Cette Norme européenne devra recevoir le statut de norme nationale, soit par publication d'un texte identique, soit
par entérinement, au plus tard en février 2002, et toutes les normes nationales en contradiction devront être
retirées au plus tard en février 2002.
Il convient que les utilisateurs de la présente Norme européenne, élaborée dans le domaine d’application de
l’article 137 (auparavant 118A) du Traité instituant les Communautés Européennes, sachent qu’il n’existe pas de
relation judirique formelle entre les normes et les Directives susceptibles d’avoir été élaborées dans le cadre de
l’article 137 de ce Traité. De plus, la législation nationale des pays membres peut imposer des prescriptions plus
sévères que les prescriptions minimales imposées par une Directive fondée sur l’article 137. Des informations sur
la relation qui existe entre la législation nationale appliquant les Directives fondées sur l’article 137 et la présente
EN peuvent figurer dans l’avant-propos nationale de la norme nationale correspondant à la présente EN.
Les annexes A à E de la présente Norme européenne sont informatives.
Selon le Règlement Intérieur du CEN/CENELEC, les instituts de normalisation nationaux des pays suivants sont
tenus de mettre le présent document en application: Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne,
Finlande, France, Grèce, Irlande, Islande, Italie, Luxembourg, Norvège, Pays-Bas, Portugal, République Tchèque,
Royaume-Uni, Suède et Suisse.
Introduction
Il arrive que l’utilisation de machines expose les travailleurs à des vibrations mécaniques transmises par la main
qui peuvent provoquer une sensation d’inconfort, une gêne dans le travail et, dans certains cas, nuire à la santé et
à la sécurité. Les exigences générales relatives au mesurage et à l’évaluation de l’exposition aux vibrations
transmises par la main sont spécifiées dans l’ISO 5349-1. La présente partie de l’ISO 5349 a pour objectif d’être un
guide pratique conforme à l’ISO 5349-1 qui permet d’effectuer des mesurages corrects et de mettre au point une
stratégie efficace pour mesurer les vibrations transmises par la main sur le lieu de travail.
L'utilisation de la stratégie décrite dans la présente partie de l’ISO 5349 conduit à une représentation réaliste de
l'exposition quotidienne de l'opérateur sur son lieu de travail et des incertitudes qui y sont liées.
L'évaluation de l'exposition aux vibrations peut être divisée en plusieurs étapes distinctes:
identification d'une série d'opérations distinctes correspondant au mode de travail normal d'un sujet;
choix des opérations à mesurer;
mesurage de la valeur d’accélération efficace pour chaque opération identifiée;
détermination de la durée d'exposition quotidienne habituelle pour chaque opération choisie;
calcul de la valeur totale de vibration équivalente pour une période de 8 h (exposition quotidienne aux
vibrations).
L'évaluation de l'exposition aux vibrations, comme décrit dans l’ISO 5349-1, est uniquement fondée sur le
mesurage de l’amplitude des vibrations au niveau des zones de préhension ou des poignées et des durées
d'exposition. Les autres facteurs, tels que les forces de préhension et de poussée appliquées par l'opérateur, la
position de la main et du bras, la direction des vibrations, les conditions d'environnement, etc. ne sont pas pris en
considération. La présente partie de l’ISO 5349, application de l’ISO 5349-1, ne définit pas de principes directeurs
permettant d'évaluer ces facteurs complémentaires. Fait toutefois reconnu, il est important de noter toutes ces
informations pour le développement de méthodes améliorées visant à évaluer les risques de vibration.
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1 Domaine d'application
La présente partie de l’ISO 5349 fournit des principes directeurs pour le mesurage et l’évaluation des vibrations
transmises par la main sur le lieu de travail conformément à l’ISO 5349-1.
La présente partie de l’ISO 5349 décrit les précautions à prendre pour effectuer des mesurages de vibrations
représentatifs et déterminer la durée d’exposition quotidienne pour chaque opération, afin de calculer la valeur
totale de vibration équivalente pour une période de 8 h (exposition quotidienne aux vibrations). Elle offre un moyen
de déterminer les opérations qu’il convient de prendre en compte lors de la détermination de l’exposition aux
vibrations.
La présente partie de l’ISO 5349 s’applique à toutes les situations où des personnes sont exposées à des
vibrations transmises au système main-bras par des machines tenues ou guidées à la main, des pièces travaillées
vibrantes ou des organes de commande de machines mobiles ou fixes.
2 Références normatives
Cette Norme européenne comporte par référence datée ou non datée des dispositions issues d'autres publications.
Ces références normatives sont citées aux endroits appropriés dans le texte et les publications sont énumérées ci-
après. Pour les références datées, les amendements ou révisions ultérieurs de l'une quelconque de ces
publications ne s'appliquent à cette Norme européenne que s'ils y ont été incorporés par amendement ou révision.
Pour les références non datées, la dernière édition de la publication à laquelle il est fait référence s'applique (y
compris les amendements).
ISO 2041, Vibrations et chocs — Vocabulaire.
ISO 5349-1:2001, Vibrations mécaniques — Mesurage et évaluation de l’exposition des individus aux vibrations
transmises par la main — Partie 1 : Exigences générales.
ISO 5805, Vibrations et chocs mécaniques — Exposition de l'individu — Vocabulaire.
ISO 8041, Réponse des individus aux vibrations — Appareillage de mesure.
ISO 8662 (toutes les parties), Machines à moteur portatives — Mesurage des vibrations au niveau des poignées.
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins de la présente partie de l’ISO 5349, les termes et définitions donnés dans l‘ISO 2041 et
l’ISO 5805, ainsi que les termes et définitions ci-dessous s’appliquent.
3.1.1
machine chargée manuellement
machine dont la partie travaillante reçoit les pièces à usiner par l’opérateur, de sorte que l’exposition aux vibrations
s’opère par l’intermédiaire de la pièce tenue à la main
EXEMPLE scie à ruban, touret sur socle
3.1.2
machine guidée à la main
machine guidée par la main de l’opérateur, de sorte que l’exposition aux vibrations s’opère par l’intermédiaire des
poignées, du volant ou du timon
EXEMPLE tondeuse à gazon autoportée, transpalette motorisé, meuleuse pendulaire
3.1.3
pièce travaillée tenue à la main
pièce tenue à la main de sorte que l’exposition aux vibrations s’opère par son intermédiaire plutôt que, ou ainsi
que, par l’intermédiaire de la poignée de la machine
EXEMPLE une pièce coulée maintenue contre un touret sur socle, du bois introduit dans une scie à ruban
3.1.4
machine tenue à la main
machine tenue à la main
EXEMPLE perceuse électrique, burin pneumatique, scie à chaîne
3.1.5
outil rapporté
accessoire interchangeable ou remplaçable qui s’adapte dans ou sur une machine
EXEMPLE foret de perceuse, burin, chaîne coupante, lame de scie, meule
3.1.6
opération
tâche identifiable faisant l’objet d’un mesurage représentatif de l’amplitude des vibrations transmises, ceci pour
l’utilisation d’une seule machine, pour un type de pièce travaillée tenue à la main ou pour un cycle d’une tâche
3.1.7
opérateur
personne utilisant une machine chargée manuellement, guidée à la main ou tenue à la main
3.1.8
fonctionnement de la machine
toute période de fonctionnement d’une machine, pendant laquelle l’opérateur est exposé aux vibrations transmises
par la main
3.1.9
pièce travaillée
pièce usinée par une machine
3.2 Symboles
Les symboles suivants sont utilisés dans la présente partie de l’ISO 5349 :
a valeur efficace de la vibration pondérée en fréquence selon un axe et transmise par la main pour
hwi
l’opération i, en m/s². Un suffixe complémentaire x, y ou z est utilisé pour indiquer la direction du
mesurage, c’est-à-dire a , a et a
hwix hwiy hwiz
a valeur totale de vibration (désignée auparavant par l’expression ‘somme vectorielle’ ou ‘somme des
hvi
accélérations pondérées en fréquence’) pour l’opération i (résultante quadratique des valeurs a pour les
hwi
trois axes de vibration), en m/s²
A(8) exposition quotidienne aux vibrations, en m/s²
A (8) contribution de l’opération i à l’exposition quotidienne aux vibrations, en m/s² (pour des raisons pratiques,
i
il est fait référence à cette valeur comme l’ ‘’exposition partielle aux vibrations’’)
T durée de référence de 8 h (28 800 s)
T durée totale (quotidienne) de l’exposition aux vibrations pour l’opération i.
i
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4 Grandeurs à mesurer
Il y a deux grandeurs principales à mesurer pour chaque opération i pendant l’exposition aux vibrations:
la valeur totale de vibration a , exprimée en mètres par seconde carrée (m/s²) ; cette valeur est calculée à
hvi
partir des trois valeurs efficaces des vibrations pondérées en fréquence pour chaque axe, transmises par la
main a , a et a ;
hwix hwiy hwiz
la durée (quotidienne) T de l’exposition aux vibrations pour l’opération i.
i
Le principal paramètre à consigner est l’exposition quotidienne aux vibrations A(8), qui est calculée à partir des
valeurs de a et T pour toutes les opérations i (voir article 8).
hvi i
5 Préparation du mode opératoire de mesure
5.1 Généralités
Le travail d’un opérateur sur un lieu de travail se compose d’une série d’opérations dont certaines peuvent être
répétées. L’exposition aux vibrations peut varier considérablement d’une opération à l’autre, du fait de l’utilisation
de différentes machines ou de différents modes de fonctionnement d’une machine.
Pour évaluer l’exposition quotidienne aux vibrations, il est tout d’abord nécessaire d’identifier les opérations qui
sont susceptibles de contribuer de manière significative à l’exposition globale aux vibrations. Pour chacune de ces
opérations, il est ensuite nécessaire de décider des modes opératoires à mettre en œuvre pour le mesurage de
l’exposition aux vibrations. Les méthodes à utiliser dépendent des caractéristiques de l’environnement de travail,
de l’organisation du travail et de la source des vibrations.
5.2 Choix des opérations à mesurer
Il est important d’effectuer des mesurages sur toutes les machines ou toutes les pièces à travailler susceptibles de
contribuer de manière significative à l’exposition quotidienne aux vibrations. Afin d’obtenir une juste représentation
de l’exposition quotidienne moyenne aux vibrations, il est nécessaire d’identifier
a) toutes les sources de l’exposition aux vibrations (c’est-à-dire les machines et outils utilisés);
b) tous les modes de fonctionnement de la machine, par exemple:
les scies à chaîne peuvent fonctionner au ralenti, du fait de l’effort lié au sciage d’un tronc d’arbre ou
travailler sous une faible charge lors du sciage des ramifications;
une perceuse mécanique peut être utilisée en mode percussion ou non et peut disposer d’une plage de
réglage de sa vitesse.
c) tous les changements des conditions de fonctionnement lorsqu’ils sont susceptibles d’affecter l’exposition aux
vibrations, par exemple:
un brise-béton utilisé initialement sur un revêtement en béton dur, puis utilisé sur un sol plus mou situé en
dessous dudit revêtement;
utilisation initiale d’une meuleuse pour éliminer les métaux grossiers, suivie d’opérations plus délicates de
nettoyage et de profilage;
d) tous les outils rapportés susceptibles d’affecter l’exposition aux vibrations, par exemple:
une ponceuse peut être utilisée avec toute une série de qualités différentes de papier abrasif, du grain
grossier au grain fin;
un maçon peut utiliser un burineur pneumatique avec différents burins.
De plus, il peut être utile d’obtenir:
e) les informations fournies par les travailleurs et les responsables sur les situations qui, selon eux, engendrent
les amplitudes de vibration les plus élevées;
f) les estimations des risques vibratoires potentiels pour chaque opération, au moyen des informations
disponibles fournies par les constructeurs sur les valeurs d’émission de vibrations, voir annexe A, ou grâce à
l’utilisation des résultats publiés des mesurages précédents effectués sur des machines similaires.
5.3 Organisation des mesurages
L’organisation des mesurages peut être envisagée de quatre manières fondamentales:
a) mesurage de longue durée du fonctionnement continu de la machine:
La durée de fonctionnement est longue et continue, et pendant cette période l’opérateur reste en contact avec
la surface vibrante. Dans ce cas, le mesurage des vibrations peut être effectué sur de longues périodes
pendant l’utilisation normale de la machine. L’opération peut inclure les variations de l’amplitude des
vibrations, à condition qu’elles fassent partie de la procédure normale de travail.
Outre les informations relatives à l’amplitude des vibrations, l’évaluation de l’exposition quotidienne aux
vibrations requiert l’évaluation de la durée quotidienne d’exposition aux vibrations.
b) mesurage de longue durée du fonctionnement discontinu de la machine:
La durée de fonctionnement est longue mais inclut de brèves interruptions dans l’exposition aux vibrations.
Toutefois, pendant toute la durée de l’opération et des interruptions, l’opérateur reste en contact avec la
surface (vibrante). Dans ce cas, le mesurage des vibrations peut être effectué sur de longues périodes
pendant l’utilisation normale de la machine, à condition que toutes interruptions de l’opération fassent partie
intégrante de la procédure normale de travail et que l’opérateur reste en contact avec la machine ou la pièce
travaillée tenue à la main, ou qu’il ne modifie pas de manière significative la position de ses mains sur la
machine ou sur la pièce travaillée tenue à la main.
Outre les informations relatives à l’amplitude des vibrations, l’évaluation de l’exposition quotidienne aux
vibrations requiert l’évaluation de la durée quotidienne d’exposition à l’opération. Dans ce cas, la durée
d’exposition à l’opération inclut les brèves interruptions dans l’exposition aux vibrations ; elle est de ce fait plus
longue que la durée d’exposition aux vibrations.
c) mesurage de courte durée du fonctionnement discontinu de la machine:
Dans de nombreuses situations, la main se désolidarise souvent de la machine ou de la pièce travaillée tenue
à la main, par exemple la machine est posée, la main se déplace vers une pièce différente de la machine ou
saisit une autre pièce travaillée. Dans d’autres situations, des changements doivent intervenir sur les
machines utilisées, par exemple installation de différentes bandes abrasives ou de différentes mèches ou
utilisation d’autres machines. Dans tous ces cas, les mesurages de courte durée peuvent être effectués
uniquement au cours de chaque phase de l’opération.
Dans certains cas, il est difficile, voire impossible, d’obtenir des mesurages fiables pendant le processus
normal de travail, du fait que les durées d’exposition sont trop courtes pour pouvoir effectuer des mesurages.
Dans ce cas, les mesurages peuvent être réalisés pendant des opérations de travail simulé qui organisent de
façon artificielle des expositions ininterrompues plus longues avec des conditions de travail aussi proches que
possible des conditions normales.
Outre les informations relatives à l’amplitude des vibrations, l’évaluation de l’exposition quotidienne aux
vibrations requiert une évaluation de la durée d’exposition associée à chaque phase de travail.
d) mesurage, sur une durée fixe, d’une machine travaillant en saccades ou par à-coups isolés ou répétés:
Certaines opérations entraînent une exposition aux vibrations correspondant à des saccades de courte durée,
ce qui peut se traduire sous la forme de chocs isolés ou répétés, tels que dans le cas de riveurs, pistolets à
clouer, etc., ou de rafales, telles que dans le cas de clés à chocs. Il est alors souvent difficile de procéder à
une évaluation des durées réelles d’exposition, bien que le nombre de saccades quotidiennes puisse être
4 © ISO 2001 – Tous droits réservés
estimé. Dans ce cas, les mesurages peuvent être effectués sur une durée fixe qui inclut un ou plusieurs cycles
complets de la machine. Il convient que la durée de mesurage inclut une période avant, pendant et après les
saccades de vibrations qui soit la plus courte possible.
Outre les informations relatives à l’amplitude des vibrations et l’estimation du nombre d’expositions
quotidiennes à des vibrations correspondant à des saccades, l’évaluation de l’exposition quotidienne aux
vibrations requiert des informations sur la durée de mesurage ainsi que sur le nombre de saccades pendant la
période de mesurage.
NOTE 1 Lorsque le travailleur est exposé à des chocs isolés répétés ou à des vibrations transitoires (par exemple machines
d’assemblage), il est possible que la méthode décrite dans l’ISO 5349-1 ne soit pas adaptée et qu’elle sous-estime la gravité de
l’exposition aux chocs. Toutefois, en l’absence d’une meilleure méthode, l’ISO 5349-1 peut être appliquée, mais il convient de le
faire avec prudence et de l’indiquer dans les informations à consigner.
NOTE 2 Lorsque les mesurages de l’amplitude des vibrations doivent être comparés (par exemple pour comparer les
vibrations produites par deux options différentes de machines ou d’outils rapportés), il est important d’effectuer des mesurages
lors du fonctionnement continu de la machine, c’est-à-dire sans interruption dans l’exposition aux vibrations.
5.4 Durée des mesurages de vibrations
5.4.1 Mesurage pendant le fonctionnement normal
Il convient que la mesure corresponde à la valeur moyenne sur une période représentative de l’utilisation habituelle
d’une machine ou d’un processus. Il est recommandé, dans toute la mesure du possible, de commencer la période
de mesurage dès que les mains de l’opérateur entrent en contact avec la surface vibrante et de l’interrompre dès
qu’il n’y a plus ce contact. Cette période peut inclure des variations des amplitudes de vibrations, voire même des
périodes sans exposition.
Il convient, si possible, de procéder à une série de mesurages échantillonnés à des périodes différentes de la
journée, et de les moyenner de manière à tenir compte des variations de vibrations intervenant dans cette même
journée.
NOTE L’amplitude moyenne des vibrations d’une série de N échantillons d’amplitude de vibrations est donnée par la
formule suivante:
N
=
a a t
hw hwj j
∑
T
j=1
où
a est l’amplitude des vibrations mesurée pour l’échantillon j;
hwj
t est la durée de mesurage de l’échantillon j.
j
N
T =
t j
∑
j=1
Les expositions aux vibrations sont souvent de courte durée et répétées de nombreuses fois au cours d’une
journée de travail. Bien qu’il soit possible de faire une moyenne des mesurages pour des cycles d’opération
complets (en incluant les périodes où la source de vibration est inactive), on ne peut normalement effectuer qu’une
moyenne sur la période courte pendant laquelle la main est en contact avec la surface vibrante.
La durée minimale acceptable des mesurages dépend des caractéristiques du signal, de l’appareillage et de
l’opération. La durée totale minimale de mesurage (c’est-à-dire le nombre d’échantillons multiplié par la durée par
mesurage) est généralement d’1 min au moins. Il y a lieu de prélever un certain nombre d’échantillons de plus
courte durée, de préférence à un seul et unique mesurage de longue durée. Pour chaque opération, il convient de
prélever au moins trois échantillons.
Les mesurages de très courte durée (par exemple durée inférieure à 8 s) ne sont vraisemblablement pas fiables,
particulièrement du point de vue de l’évaluation des composantes de basse fréquence; il est donc recommandé de
les éviter dans toute la mesure du possible. Lorsque les mesurages de très courte durée ne peuvent être évités
(par exemple pour certains types de meules sur socle pour lesquels les temps de contact peuvent être très courts),
il est conseillé de prélever un nombre supérieur d’échantillons (par rapport au nombre minimal de trois), afin de
garantir un temps d’échantillonnage total supérieur à 1 min.
5.4.2 Procédures de travail simulé
Lorsque les mesurages ne sont pas possibles ou lorsqu’ils sont difficiles à effectuer au cours du fonctionnement
normal de la machine, des procédures de travail simulé peuvent alors être utilisées afin de simplifier le processus
de mesurage des vibrations.
L’utilisation principale des procédures de travail simulé consiste à effectuer des mesurages sur des périodes plus
longues que celles admises pendant un travail de production normal. Par exemple, le meulage sur socle de petites
pièces coulées peut ne durer que quelques secondes par pièce. Plutôt que de tenter d’effectuer des mesurages de
courtes durées sur de nombreuses pièces coulées, il peut être possible de simuler le meulage sur un petit nombre
de pièces rebutées, en utilisant chaque pièce rebutée plusieurs fois.
Le fait de saisir, poser ou reposer la machine ou la pièce travaillée tenue à la main peut perturber le mesurage.
Cette gêne peut également être évitée en effectuant le mesurage au cours de procédures de travail simulé, qui
peuvent être conçues de manière à éviter toutes interruptions entre les opérations.
5.5 Estimation de la durée quotidienne d’exposition aux vibrations
La durée quotidienne d’exposition doit être obtenue pour chaque source de vibration. Bien souvent la durée type
d’exposition quotidienne aux vibrations est fondée sur
un mesurage de la durée d’exposition réelle pendant une période d’utilisation normale (par exemple période
évaluée sur un cycle de travail complet, ou pendant une période type de 30 min); et
sur les informations relatives à la cadence de travail (par exemple le nombre de cycles de travail par poste ou
la durée d’un poste).
Le premier de ces mesurages consiste à déterminer la durée d’exposition d’un opérateur aux vibrations ainsi que
la source d’origine, pendant une période spécifiée. Différentes techniques peuvent être utilisées, par exemple:
l’utilisation d’un chronomètre;
l’utilisation d’un consignateur de données spécifique associé à l’utilisation d’une machine;
l’analyse d’enregistrements vidéo;
l’échantillonnage des activités.
Les fiches de travaux constituent la source d’information la plus fiable sur la cadence de travail habituelle. Il est
toutefois important de s’assurer que les informations sont compatibles avec les informations nécessaires à une
évaluation de l’exposition quotidienne aux vibrations. Par exemple, les fiches de travaux peuvent fournir des
informations très précises sur le nombre de tâches effectuées à la fin de chaque journée, mais en présence de
deux ou plusieurs opérateurs, ou lorsque des tâches ne sont pas achevées à la fin d’un poste de travail, il se peut
que ces informations ne soient pas directement applicables à l’évaluation de l’exposition aux vibrations.
Quelle que soit la méthode utilisée pour mesurer les vibrations, il faut déterminer la durée d’exposition quotidienne
totale. Si une moyenne des vibrations a été établie sur un cycle de travail complet, la durée quotidienne
d’exposition correspond simplement à la durée du cycle de travail multipliée par le nombre de cycles par jour. Si un
mesurage a été effectué pour une période pendant laquelle la main est en contact avec la surface vibrante, il faut
évaluer le temps de contact total par jour.
AVERTISSEMENT Généralement, lorsque les opérateurs sont interrogés pour connaître l’utilisation
quotidienne habituelle d’une machine, ils font habituellement une surestimation en indiquant une
estimation de la période pendant laquelle la machine est utilisée, en incluant les périodes de pause au
cours de l’opération (pause, par exemple, entre deux écrous lors du fonctionnement d’une boulonneuse ou
temps nécessaire à la préparation d’une nouvelle pièce travaillée).
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NOTE L’ISO 5349-1 fournit uniquement un système d’évaluation de l’exposition quotidienne aux vibrations pour une
journée de travail. Il ne peut pas être supposé que la méthode de l’ISO 5349-1 peut être extrapolée au moyennage des
expositions sur des périodes supérieures à une journée. Toutefois, dans certaines situations, il peut être souhaitable d’obtenir
une évaluation de l’exposition qui soit fondée sur les informations d’exposition obtenues sur des périodes supérieures à une
journée. Par exemple, avec certains types de travail, le temps d’utilisation des machines vibrantes varie de manière importante
d’une journée à l’autre (par exemple dans des industries telles que le bâtiment ou la construction et la réparation navales); il est
donc difficile, voire impossible, de faire appel aux fiches d’observation ou aux fiches techniques pour obtenir une indication des
durées d’exposition quotidiennes habituelles. L’annexe B donne des exemples de méthodes qui ont été utilisées pour évaluer
les expositions aux vibrations sur des périodes supérieures à une journée.
6 Mesurage de l’amplitude des vibrations
6.1 Equipement de mesure
6.1.1 Généralités
Les systèmes de mesurage des vibrations utilisent généralement des accéléromètres pour détecter le déplacement
de la surface vibrante. Le signal de vibration relevé par l’accéléromètre peut être traité de différentes façons afin
d’obtenir une mesure de l’accélération pondérée en fréquence.
Les mesurages des vibrations peuvent être effectués à l’aide de vibromètres simples et monoblocs, comportant
des pondérations fréquentielles et des dispositifs d’intégration intrinsèques. Ces systèmes sont conçus
principalement pour évaluer l’exposition aux vibrations sur le lieu de travail; ils suffisent généralement dans la
plupart des situations couvertes par la présente partie de l’ISO 5349. Un appareillage simple ne permet toutefois
pas de mettre en évidence les erreurs liées au mesurage des vibrations.
Les systèmes de mesurage plus élaborés reposent souvent sur un concept d’analyse de fréquence (par exemple
bande de tiers d’octave ou bande étroite). Ils peuvent utiliser des enregistreurs de données numériques ou
analogiques permettant de mémoriser l’information temporelle; ils peuvent faire appel à des techniques
informatiques d’acquisition et d’analyse des données. Ces systèmes sont plus coûteux et plus complexes à utiliser
que les systèmes monoblocs.
En cas de doute quant à la qualité du signal d’accélération (par exemple DC shift, voir 6.2.4), il est utile de disposer
des informations sur l’analyse de fréquence. Celle-ci fournit également des informations sur toutes les fréquences
dominantes et sur tous les harmoniques, ce qui peut faciliter l’identification de mesures de contrôle effectives des
vibrations.
Toutes informations complémentaires, fournies par exemple par des systèmes de mesure plus sophistiqués,
peuvent être utiles aux limites d’application de l’ISO 5349-1 (par exemple chocs isolés répétés, composantes à
fréquence dominante dépassant 1 250 Hz).
L’ISO 8041 donne les exigences minimales de performance (par exemple caractéristiques de pondération
fréquentielle, tolérances, plage dynamique, sensibilité, linéarité et capacité de surcharge) relatives à l’appareillage
de mesure et d’analyse approprié.
6.1.2 Accéléromètres
6.1.2.1 Généralités
L’accéléromètre se choisit généralement en fonction de l’amplitude des vibrations attendue, de la gamme de
fréquences à prendre en compte, des caractéristiques physiques de la surface mesurée ainsi que de
l’environnement dans lequel il doit être utilisé.
6.1.2.2 Amplitude de vibration
Les machines tenues à la main peuvent produire des amplitudes de vibration importantes. Un marteau
pneumatique, par exemple, peut générer une accélération maximale de 20 000 m/s² à 50 000 m/s². L’essentiel de
cette énergie, toutefois, se produit à des fréquences largement en dehors de la gamme de fréquences utilisée dans
la présente partie de l’ISO 5349. L’accéléromètre choisi pour le mesurage doit néanmoins pouvoir fonctionner à
ces amplitudes de vibration très élevées tout en continuant à répondre aux amplitudes bien moins élevées dans la
gamme de fréquences comprise entre 6,3 Hz et 1 250 Hz (fréquences centrales de bande de tiers d’octave). Voir
l’annexe C pour l’utilisation de filtres mécaniques permettant de supprimer les vibrations à des fréquences très
élevées.
6.1.2.3 Gamme de fréquences
L’accéléromètre se choisit aussi en fonction de sa fréquence de résonance fondamentale, qui est une de ses
caractéristiques (à laquelle il est parfois fait référence comme "fréquence de résonance de montage", "fréquence
propre’’ ou ‘’fréquence de résonance’’). Les informations sur la fréquence de résonance fondamentale sont
disponibles auprès du constructeur d’accéléromètres. L’ISO 5348 recommande que la fréquence de résonance
fondamentale soit généralement supérieure à cinq fois la fréquence maximale concernée (pour les vibrations
transmises par la main, ceci correspond à 6 250 Hz). Il convient que la fréquence de résonance fondamentale
normale des accéléromètres piézo-électriques soit plus importante, idéalement supérieure à 30 kHz, afin de
minimiser la possibilité d’une distorsion de type DC shift (voir 6.2.4).
NOTE Il convient de ne pas confondre la fréquence de résonance fondamentale avec la fréquence de résonance de
l’accéléromètre lorsqu’il est monté sur une pièce travaillée ou une machine tenue à la main, qui est une caractéristique de tout
le système de montage de l’accéléromètre. Dans la pratique, la résonance de l’accéléromètre monté sur une pièce travaillée ou
une machine tenue à la main est sensiblement inférieure à la fréquence de résonance fondamentale (voir 6.1.4).
6.1.2.4 Influence de la masse
Lorsque les accéléromètres sont fixés sur une surface vibrante, les caractéristiques de vibration de cette dernière
s’en trouvent modifiées. Plus l’(les) accéléromètre(s) est (sont) léger(s), moins cela induit d’erreur (voir 6.1.5).
6.1.2.5 Conditions d’environnement
Lors du choix des accéléromètres, en particulier pour une utilisation dans des environnements très défavorables, il
est nécessaire de prendre en considération la sensibilité de l’accéléromètre à la température, l’humidité ou d’autres
facteurs environnementaux (voir ISO 8041).
6.1.3 Emplacement des accéléromètres
Il convient que les mesurages des vibrations conformément à l’ISO 5349-1 s’effectuent à la surface de la main (ou
des mains) ou à proximité, là où le corps est en contact avec les vibrations. Il y a lieu que l’accéléromètre soit, de
préférence, situé au milieu de la zone de préhension (par exemple à mi-largeur de la main saisissant la poignée de
la machine). Cet emplacement permet d’obtenir l’évaluation la plus représentative des vibrations affectant la main.
Toutefois, il n’est habituellement pas possible de positionner les capteurs à cet endroit, dans la mesure où ils
gênent la préhension normale de l’opérateur.
Il n’est généralement possible d’effectuer des mesurages directement sous la main qu’à l’aide d’adaptateurs
spéciaux (voir annexe D). Il convient de placer ces adaptateurs sous la main ou entre les doigts. Pour la plupart
des mesurages pratiques, les accéléromètres sont montés de part et d’autre de la main ou sous la poignée à
proximité du centre de la main. Les adaptateurs étant placés entre les doigts, il convient de monter les capteurs
aussi près que possible de la surface de la poignée de l’outil afin de réduire au minimum l’amplification des
composantes rotationnelles des vibrations. Il convient qu’il n’y ait aucune résonance de la structure, ce qui se
répercuterait sur les vibrations mesurées.
Il est possible que le mesurage des vibrations sur la largeur de la main présente des différences, particulièrement
pour les machines tenues à la main avec des poignées auxiliaires, telles que les meuleuses d’angle, et tout
spécialement lorsque ces poignées sont souples. Dans ce cas, il est recommandé d’utiliser deux positions
d’accéléromètres, situées sur la poignée de chaque côté de la main; la moyenne des deux mesurages de
vibrations permet ensuite d’évaluer l’exposition aux vibrations.
Pour de nombreuses machines tenues à la main, des emplacements et des axes de mesurage spécifiques ont été
définis pour le mesurage de l’émission des vibrations par l’ISO 8662 et d’autres normes internationales; ces
emplacements de mesurage sont résumés à l’annexe A comme exemples d’emplacements de mesurage. Les
emplacements de mesurage définis dans l’ISO 8662 sont conçus pour un type de mesurage particulier
(habituellement mesurage uniquement uniaxial) et ne conviennent pas nécessairement pour l’évaluation de
l’exposition aux vibrations. Toutefois, dans certaines circonstances, il peut être approprié de s’assurer que les
mesurages des vibrations sur le lieu de travail sont effectués en utilisant des emplacements et des axes
compatibles avec ceux utilisés pour les mesurages des émissions.
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6.1.4 Fixation des accéléromètres
6.1.4.1 Généralités
Il convient que les accéléromètres soient solidement fixés à la surface vibrante. L’annexe D donne des détails de
certaines méthodes de montage. Il faut choisir une méthode qui garantit une fixation appropriée à la surface
vibrante, qui n’entrave pas le fonctionnement de la machine et qui n’affecte pas elle-même les caractéristiques de
vibrations de la surface vibrante. La méthode de montage choisie dépend de la situation de mesurage particulière,
chaque méthode ayant ses propres avantages et inconvénients.
Il est recommandé que la réponse en fréquence du système de montage soit uniforme sur la gamme des
fréquences mesurées, c’est-à-dire qu’il convient que le système n’atténue ni n’amplifie sa réponse, et qu’il n’ait
aucune résonance comprise dans cette gamme de fréquences. Il convient de fixer solidement le système de
montage à la surface vibrante
...
Questions, Comments and Discussion
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