Noll vibrationsskador Hans Lindell och Eva Troell

Transkript

1 Noll vibrationsskador Hans Lindell och Eva Troell Swerea ea IVF,,juli 2018

2 Maskiner behöver inte vibrera och skada människor! 2

3 Projektet: Noll Vibrationsskador steg 3 Projekttid: 7 nov nov 2019 Budget: 15 MSEK Finansierat av Vinnova inom programmet Utmaningsdriven Innovation 3

4 AFA Arbetssjukdomar 2016 [AFA Försäkring. Arbetssjukdomar. (April 2016)] 4

5 Noll vibrationsskador Steg 2 Steg 3 Prototyper Lågvibrerande maskiner Vibrationscentrum Noll vibrationsskador Demonstrationsmiljöer Kommunikation Vibrationssanering EU:s Vibrationsdirektiv Policydokument Standarder Lagstiftning 5

6 Projektets struktur 6

7 Projektmedlemmar och referensgrupp Maskintillverkare k Maskinanvändare Forskningsaktörer Lagstiftning g Arbetsmarknadens parter 7

8 Vibrationer ISO 5349 ISO-vibrationer Påvisad skadlighet. Regleras av lagstiftning OK Högfrekventa Påvisad skadlighet Tilläggsstandard behövs för lagstiftning Försiktighetsprincipen p till dess Hanteras av ISO 5349 ISO-vibrationer Försiktighetsprincipen Högfrekventa, transienta vibrationer 8

9 Noll Vibrationsskador - effektlogik Visa att det går! Välja rätt Kulturförändring 9

10 Visa att det går! Vibrationssanerade industriella demonstrationsmiljöer Prototypresultat från Steg 2 Maskin Reduktion Mothåll -98 % Slagghacka -95 % Mejselmaskin -85 % Mutterdragare -90 % Stamp -53 % Borrmaskin -82 % Lövblåsare -88 % 10

11 Välja rätt Vibrationskarta Mätutrustning/tjänst Högfrekventa vibrationer ISO-vibrationer, m/s 2 11

12 Vibrationsmätning vid höga frekvenser - MEMS-givare öppnar nya möjligheter Accelerometer: PCB 3501A2060KG Max acc: m/s 2 Vikt: 0.15 gram (0.04 gram) Frekvens: Möjliggör mätning upp till 50 khz Fastsättning: Häftmassa fungerar upp till 50 khz 12

13 Kulturförändring Välja rätt maskin Vibrationsskadorna minskar genom att rätt maskiner efterfrågas och väljs Förankring Kunskap om maskinlösningar Probleminsikt 13

14 Demonstrationsmiljöer Demonstrationsmiljö D1 Fordonsindustri D2 Byggarbetsplats D3 Gjuteri Beskrivning Maskinanvändare Maskintillverkare Maskin Monteringslina Volvo CE, Mutterdragare, mothåll Finnveden, CP, Swerea IVF Bilverkstad Bilia Mutterdragare Arbetsgrupper på byggen Skanska, NCC Swepac Vibroplatta/stamp Betonghåltagning i Göteborg Extern Tigersåg Gjutgodsrenseri Xylem Mejselhacka Atlas Copco Pulvertillverkning Höganäs Stamp Stenbrott; Ävja och Swimpex, Benders Al Atlas Copco Borr-/mejselmaskin D4 Stenindustrin Emmaboda D5 Tandvård Tandvård Futurumkliniken Extern Tandvårdsmaskiner 14

15 Problemet Vibrationer hos maskiner European Risk Observatory Report (2008) R+M T R+M T R R T T T T T T R T T 15

16 Metoder att reducera vibrationer i maskiner Balansringar AutoTuning Vibration Absorber (ATVA) Traditionella tekniker Isolering Nya koncept Handskar 16

17 Roterande och motordrivna maskiner - Balansring eliminerar obalanser 17

18 Mejselmaskin med ATVA-dämpare (AutoTuning Vibration Absorber) 18

19 Mejselmaskin - Infört ATVA-dämpare - Vibrationer 2,7 m/s 2, (20 m/s 2 befintlig) - Halverad vikt - Effektivare dammutsug - Bättre ergonomi 19

20 Maskiner i projektet Borrmaskin Mejselmaskin Slagghacka Tandvårdsverktyg Mutterdragare - stor Mutterdragare - liten Stamp Tigersåg Vibroplatta Mothåll mutterdragare 20

21 Borrmaskin - Infört ATVA-dämpare och justerbart handtag - Nya maskinen ger 3 m/s 2 istället för ca 18 m/s 2 21

22 Stamp - Infört ATVA-dämpare - Nya maskinen ger 16 m/s 2 istället för ca 34 m/s 2 men kan optimeras ytterligare. 22

23 Vibrationsisolerad mothållsnyckel l Transient reduktion: => 150 m/s 2 ISO 5348 reduktion: 13 => 6 m/s 2 23

24 Slagghacka Höga vibrationer både i maskin och framförallt i vibrationsisolerade höljet Resultat: Hylshölje: Från m/s 2 till m/s 2 24

25 Mutterdragare: CP-734 Transient reduktion: => 800 m/s 2 ISO 5348 vibration: Likvärdig 4,5 m/s 2 Acceleration [m/s 2 ] 2 ] Acceleration [m/s 2 25

26 Lövblås Höga vibrationer i ryggen framförallt vid tomgång Vertikala vibrationer dominerar Åtgärder Tilta motorn 90 grader Optimera vibrationsisoleringen 26

27 Tigersåg Höga vibrationer, 13 m/s 2 Åtgärder: Utveckla en ATVA-dämpare som monteras på utsidan av maskinen som ett tillbehör 27

28 Är transienta vibrationer ett problem? 28

29 Vibrationsstandarden ISO Vd Vad missar den? Mutterdragare 29

30 ISO :

31 Påverkar högfrekventa vibrationer >1250 Hz fingret? Modellering av finger med skinn Simulering av tryckvågspropagering 31

32 Modellering av fingeravtryck Epoxyavgjutning, 5 N tryck Stratum corneum Konfokalmikroskop Analyserad yta 32

33 Variant 002k-1b: Accelerationpuls (Period: 0.01 ms (100 khz); Amplitude: m/s 2 ) 0.02 ms: min. pressure 0.22 bar 0.05 ms: max pressure 0.03 bar 0.06 ms: min pressure bar 0.01 ms: max. pressure 0.1 bar 0.09 ms: max pressure 0.08 bar [m/s 2 ] Pressure [MPa] 33

34 Jämförelse mutterdragare mot slipmaskin Comparison of raw acceleration 0.8 Impact wrench Grinder ISO-vibration Slipmaskin = 5 m/s 2 haw Mutterdragare = 5 m/s 2 haw Time [s] 34

35 Studie 1: Transient vibration from impact wrenches: Vibration negative effect on blood cells and standards for measurement Lindell H, Lönnroth I, Ottertun H., 8:th Int. Conference on Hand-Arm Vibration, 1998, Umeå, Sweden Behållare med blod Unfiltered Mutterdragare 1000 m /s ISO 5349 Low Pass Filtered, 1250 Hz ,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 Time (sec) Behållare med blod Unfiltered Slipmaskin m/s ISO 5349 Low Pass Filtered, 1250 Hz ,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 Time (sec) 35

36 Studie 1: Transient vibration from impact wrenches: Vibration negative effect on blood cells and standards for measurement Lindell H, Lönnroth I, Ottertun H., 8:th Int. Conference on Hand-Arm Vibration, 1998, Umeå, Sweden Test case Peak vibration amplitude, (m/s 2 ) Measured ISO5349 vibration, (m/s 2 haw) Lysis (%) after 15 min exposure (andel skadade blodkroppar) Impact wrench handle Impact wrench socket > Grinder handle while grinding Behållare med blod Behållare med blod 36

37 Studie 2: Effect of impulsive vibration on red blood cells in vitro Scand J Work Environ Health 2005;31(4): Hideo Ando, MD, Kalevi Nieminen, Esko Toppila, PhD, Jukka Starck, PhD, Tatsuya Ishitake, MD Japansk-finsk studie Röda blodkroppar i provrör 70 d cell(%) am age to red bloo D * ** P eak acceleration (k m /s 2 ) Blood before exposure Blood after exposure 37

38 Studie 3: Dandanell, Engström (1986) Vibration from riveting tools in the frequency range 6 Hz-10MHz and Raynaud's phenomenon Scand J Work Environ Health Saabs flyplansfabrik nitar ihop flygplan: nithammare och mothåll Grupp, 288 nitare >10 års exponering 1 min/dag genomsnittlig exponering 10 m/s 2 haw Nithammare 11 m/s 2 haw Mothåll 50 % Raynaud s phenomenon 38

39 Studie 4: L Barregard, L Ehrenström, K Marcus (2003) Hand-arm vibration syndrome in Swedish car mechanics Occup Environ Med Bilmekaniker mutterdragare Huvudsakligen mutterdragare approx. 3.5 m/s 2 haw 10 min/dag Conclusion: HAVS is common among Swedish car mechanics in spite of short daily exposure times. This underlines the need for preventive measures. 39

40 Studie 5: Govinda R. Reiley D. et al. (2011) Vibration from a riveting hammer causes severe nerve damage in the rat tail model, Muscle&Nerve, Volume 44, Issue 5, p Summary: Severe nerve damages in rat tail Studie 6: Bernesjö S. (2015) Vibration screening at Mechanical Industry in assembly line (Impact wrenches) Summary: 33% HAVS prevalence from mainly impact wrenches 40

41 Vibrationscentrum startas Planerad verksamhet Tjänster Ansvarig: Swerea IVF Vibrationsåtgärder för maskiner Ansvarig: Swerea IVF Medlemsavgift Målgrupp: alla företag och parter som berörs av vibrationsskador i arbetslivet Vibrationssanering på företag Vibrationsmätning maskiner Utbildning Syfte: att säkerställa att verksamheten och drivet Nätverk: seminarier för kompetensuppbyggnad och från steg 2 (och steg 3) fortsätter efter projektslut informationsspridning Lagstiftning och regelverk Samverkan med andra aktörer på området Identifiering och initiering av forskningsprojekt, t ex Transienter och deras potentiella skadlighet Åtgärder för att minska vibrationsskador, t ex handskar Minskade vibrationer för robotisering och andra applikationer Omvärldsbevakning Deltagande i ISO-arbete 41

42 Filmer och Poddcast Noll vibrationsskador Maskiner behöver inte vibrera och skada människor >2700 visningar Med engelsk text Teoriavsnitt föreläsning med Hans: Noll Vibrationsskador Maskiner behöver inte vibrera och skada människor! Ca 700 visningar Podcastavsnitt om vibrationsskador #8 Vibrationsskador 42

43 Maskiner behöver inte vibrera och skada människor! 43

44 44 Vi arbetar på vetenskaplig grund för att skapa industrinytta.