ISO 20643:2005
(Main)Mechanical vibration — Hand-held and hand-guided machinery — Principles for evaluation of vibration emission
Mechanical vibration — Hand-held and hand-guided machinery — Principles for evaluation of vibration emission
ISO 20643:2005 provides the basis for the drafting of vibration test codes for hand-held and hand-guided power-driven machinery. It specifies the determination of hand-transmitted vibration emission in terms of frequency-weighted root-mean-square (r.m.s.) acceleration during type testing. For machines where vibration test codes do not exist, it can also be used for determination of emission values and contains sufficient guidance for designing an appropriate test. It is applicable to hand-held power tools (e.g. chipping hammers, sanders), hand-guided powered machines (e.g. lawn mowers, single-axle tractors, vibratory rollers), and other types of powered machines fitted with handles, guiding beams or similar means of control, of all power sources (electrical, hydraulic, pneumatic, internal combustion engine, etc.). It is not applicable to fixed machinery in which the vibration is transmitted to the hands of the user through the workpiece, nor to vibration transmitted from steering wheels or control levers of mobile machinery where the operator's position is on the machine.
Vibration mécanique — Machines tenues et guidées à la main — Principes pour l'évaluation d'émission de vibration
L'ISO 20643:2005 fournit la base pour l'élaboration des codes d'essai de vibrations pour les machines à moteur tenues à la main et guidées à la main. Elle spécifie la détermination de l'émission vibratoire en terme de moyenne quadratique (r.m.s) d'accélération pondérée en fréquence pendant l'essai de type. Pour les machines où le code d'essai de vibrations n'existe pas, elle peut être utilisée également pour la détermination de valeurs d'émission et comporte suffisamment d'informations pour la mise en place d'un essai. Elle est applicable aux machines à moteur portatives (par exemple marteaux burineurs, ponceuses), aux machines guidées à la main (par exemple tondeuses à gazon, tracteurs à essieu unique, compacteurs vibrants) et aux autres types de machines à moteur munies de poignées, de manches de guidage ou d'autres moyens de commande similaires. Elle est applicable aux machines fonctionnant avec tout type de puissance non manuelle (électrique, hydraulique, pneumatique, moteur à combustion interne, etc. ). Elle ne s'applique pas aux machines fixes pour lesquelles les vibrations sont transmises aux mains de l'opérateur via la pièce ainsi qu'aux vibrations transmises par les volants de direction ou les leviers de commande des machines mobiles quand la position de l'opérateur est sur la machine.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 20643
First edition
2005-01-15
Mechanical vibration — Hand-held and
hand-guided machinery — Principles for
evaluation of vibration emission
Vibration mécanique — Machines tenues et guidées à la main —
Évaluation d'émission de vibration
Reference number
ISO 20643:2005(E)
©
ISO 2005
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ISO 20643:2005(E)
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ISO 20643:2005(E)
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 2.
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 document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 20643 was prepared by the European Committee for Standardization (CEN) in collaboration with
Technical Committee ISO/TC 118, Compressors, pneumatic tools and pneumatic machines, Subcommittee
SC 3, Pneumatic tools and machines, 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.”.
For the purposes of this International Standard, the CEN annex regarding fulfilment of European Council
Directives has been removed.
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ISO 20643:2005(E)
Contents
page
Foreword.v
Introduction.vi
1 Scope .1
2 Normative references.2
3 Terms, definitions and symbols.2
3.1 Terms and definitions .2
3.2 Symbols.3
4 Basic standards and vibration test codes .4
5 Description of a family of machines.4
6 Characterization of vibration.4
6.1 Direction of measurement .4
6.2 Location of measurement.5
6.3 Magnitude of vibration .6
6.4 Combination of vibration directions.6
7 Instrumentation requirements.7
7.1 General .7
7.2 Mounting of transducers .7
7.2.1 Specification of transducer .7
7.2.2 Fastening of transducer.7
7.3 Frequency weighting filter.7
7.4 Integration time.7
7.5 Auxiliary equipment .7
7.6 Calibration of the measurement chain .8
8 Testing and operating conditions of the machinery.8
8.1 General .8
8.2 Operating conditions.8
8.3 Other quantities to be specified.8
8.4 Attached equipment, workpiece and task.8
8.5 Operator.9
9 Measurement procedure and validity.9
9.1 Reported vibration value .9
9.2 Declaration and verification of the vibration emission value .9
10 Measurement report .9
Annex A (normative) Summary of information to be given in the vibration test code.11
Annex B (informative) Possible sources of errors during vibration measurements.13
Annex C (normative) Procedure for developing a vibration test code for a specific category of hand-
held or hand-guided machinery.14
Bibliography .15
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ISO 20643:2005(E)
Foreword
This document (EN ISO 20643:2005) 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 118
"Compressors, pneumatic tools and pneumatic machines".
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 July 2005, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by
July 2005.
This document supersedes EN 1033:1995.
This document has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission and the European
Free Trade Association, and supports essential requirements of EC Directive(s).
For relationship with EC Directive(s), see informative Annex ZA, which is an integral part of this document.
This document provides concrete rules for the application of EN 12786 in relation to vibration test codes. It is
complementary to EN 12096.
New or revised vibration test codes in the standards series EN 28662/EN ISO 8662 for portable hand-held
machines will be based on this document. All currently existing parts of EN 28662/EN ISO 8662, however, are
based on EN 28662-1:1993. It is envisaged that EN 28662-1:1993 will be withdrawn when all parts of the series
EN 28662/EN ISO 8662 have been revised in accordance with this document.
According to the CEN/CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following
countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Cyprus, Czech Republic, Denmark,
Estonia, Finland, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta,
Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland and United Kingdom.
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ISO 20643:2005(E)
Introduction
Human exposure to mechanical vibration from hand-held or hand-guided machinery can interfere with comfort,
working efficiency and, in some circumstances, health and safety. According to EN ISO 12100-2 the risks created
by vibrating machinery need to be minimized and the residual risk from vibration need to be noted in the relevant
instruction handbook. This, ideally, will be based on the vibration emission magnitude reported in accordance with
this document or the relevant vibration test code, but additional information for use may be required (see Clause 6
in EN ISO 12100-2:2003).
It is possible that the type test method may not identify all the mechanisms that generate vibration when the
machine is used in the real operational environment. Factors such as the workpiece, the process and the operator
can have an important influence on the vibration magnitudes. For this reason the type test measurements cannot
replace field measurements to evaluate vibration exposure at the workplace, but should be sufficiently
representative to be able to be used for preliminary assessment of risk.
Vibration magnitudes in type tests shall be within the range of measurements made in the field, but with less
variability. Type tests require accurate and reproducible conditions. It is essential that different laboratories obtain
the same results within specified limits. This requires that the process or way in which the machine is measured is
precisely defined. The operating conditions should be well defined, they should preferably be a real process, typical
of that for which the machine is designed. If it is intended to be used for a variety of tasks and the vibration is
affected significantly by the task, then more than one task might be used in determination of vibration emission. In
some cases an artificial process may be used which is not in line with the typical use of the machine in the field but
which provides equivalent data. If two machines produce significantly different magnitudes of vibration under real
conditions, then the test should be capable of demonstrating this difference.
This document is intended to assist technical standardization committees responsible for specific types of
machinery in preparing vibration test codes to ensure that such vibration test codes:
— enable users to make comparisons and to check the declared vibration emission values;
— are as homogeneous as possible with each individual test code having the same basic structure;
— are in full accordance with basic type-B standards on measurement of vibration emissions;
— reflect the latest technical knowledge of methods of determining the vibration emissions from the specific
family of machinery under consideration.
A vibration test code for a family of machinery prepared in accordance with this document:
a) produces vibration emission data which allow the determination of the vibration state-of-the-art for a family of
machinery and the identification of a machine which has significantly greater or smaller vibration emission;
b) produces vibration emission values and uncertainties suitable for comparing the emissions of machinery of the
same type irrespective of the date or location of the testing;
c) produces vibration emission values and uncertainties corresponding to the upper quartile of vibration
magnitudes resulting from intended uses of the machinery;
d) specifies the operating conditions of the machine during testing that are, so far as practicable, representative of
normal use;
e) identifies parameters that have a significant influence on the vibration emission of the machinery;
f) specifies installation and mounting conditions of transducers, measurement positions and measurement
directions;
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ISO 20643:2005(E)
g) prescribes equipment used during testing and
h) requires recording of the values of machinery operating parameters that may influence vibration emission.
This document can be used, in the absence of an agreed vibration test code, as a guide to determine vibration
emission values and to define test parameters that may influence vibration emission to be recorded.
This document is a type-B standard as stated in EN ISO 12100-1.
The provisions of this document may be supplemented or modified by a type-C standard. However, for machines
which are covered by the scope of a type-C standard and which have been designed and built according to the provisions of
that standard, the provisions of that type-C standard take precedence over the provisions of this type-B standard.
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ISO 20643:2005(E)
1 Scope
This document provides the basis for the drafting of vibration test codes for hand-held and hand-guided power-
driven machinery. It specifies the determination of hand-transmitted vibration emission in terms of frequency-
weighted root-mean-square (r.m.s.) acceleration during type testing. For machines where vibration test codes do
not exist, it may also be used for determination of emission values and contains sufficient guidance for designing
an appropriate test.
NOTE Vibration test codes based on this document should define measuring procedures which provide controlled,
repeatable and reproducible results which are, as far as possible, in agreement with the vibration values measured at the
machine-hand contact surfaces under real working conditions and for which the uncertainties of measurement are quantified.
This document is applicable to hand-held power tools (e.g. chipping hammers, sanders), hand-guided powered
machines (e.g. lawn mowers, single-axle tractors, vibratory rollers) and other types of powered machines fitted with
handles, guiding beams or similar means of control. It is applicable to machinery of all power sources (electrical,
hydraulic, pneumatic, internal combustion engine, etc.).
It does not apply to fixed machinery in which the vibration is transmitted to the hands of the user through the
workpiece.
This document is not applicable to vibration transmitted from steering wheels or control levers of mobile machinery
where the operator's position is on the machine, see EN 1032.
It is restricted to translational vibration measured in three orthogonal directions at the hand-machine interface.
This document should be applied with caution to machines producing single and repetitive shocks with a frequency
of occurrence lower than 5 Hz. For such machines, it is not known whether frequency-weighted root-mean-square
acceleration values are related to the risks to health and additional measurements may be required. When
developing vibration test codes for such machines the information in CEN ISO/TS 15694 should be considered.
This document is not applicable to vibration test codes published before the date of publication of this document by
CEN and, when used as test code, to hand-held and hand-guided machinery manufactured before that date.
This document does not present limits or recommended vibration values. It does not give any guidance or
recommendations for determination of human exposure to vibration at the workplace. For such information,
reference is made to EN ISO 5349-1 and EN ISO 5349-2.
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2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references,
only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any
amendments) applies.
EN 12096, Mechanical vibration — Declaration and verification of vibration emission values.
ENV 28041, Human response to vibration — Measuring instrumentation (ISO 8041:1990).
EN ISO 5349-1, Mechanical vibration — Measurement and evaluation of human exposure to hand-transmitted
vibration — Part 1: General requirements (ISO 5349-1:2001).
ISO 2041:1990, Vibration and shock — Vocabulary.
ISO 5347 (all parts), Methods for the calibration of vibration and shock pick-ups.
ISO 5805:1997, Mechanical vibration and shock — Human exposure — Vocabulary.
ISO 16063 (all parts), Methods for the calibration of vibration and shock transducers.
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 2041:1990 and ISO 5805:1997 and the
following apply.
3.1.1
family of machinery
machines of similar design to fulfil the same functions
EXAMPLE chain saws
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
[EN ISO 5349-2]
EXAMPLE walk-behind cutting machine, swing grinder
3.1.3
hand-held power tool
powered tool which is held in the hand and for which a feed force is necessary to fulfil a task
EXAMPLE electric drill, pneumatic chisel, chain-saw
3.1.4
inserted tool
interchangeable or replaceable attachment which fits into or onto a hand-held power tool or hand-guided machine
for performing the intended operation
EXAMPLE drill bit, chisel, saw chain, saw blade, abrasive wheel
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3.1.5
equipment
specific interchangeable attachment other than an inserted tool to complete the machine
EXAMPLE guards, side handles
3.1.6
operation
identified task for which a representative vibration magnitude measurement is made; this may be for a single phase
of a task or a working cycle, that means a set of tool operations which are necessary to fulfil a task
3.1.7
operator
person using a 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
[EN ISO 5349-2]
3.1.9
workpiece
item being operated upon by a power tool
[EN ISO 5349-2]
3.2 Symbols
In this document, the following symbols are used.
a (t) instantaneous single-axis acceleration value of the frequency-weighted hand-transmitted
hw
vibration at time t, in m/s²
a root-mean-square (r.m.s.) single-axis acceleration value of the frequency-weighted hand-
hw
transmitted vibration, in m/s²
a , a , a values of a in m/s², for the axes denoted x, y and z respectively
hwx hwy hwz hw
a vibration total value of frequency-weighted r.m.s. acceleration, in m/s²; it is the root-sum-of-
hv
squares of the a values for the three measured axes of vibration
hw
a arithmetic mean value of the measurement results of runs and operators, in m/s²; this is the
h
result of the test
a declared vibration value in m/s² (the quantity denoted a in EN 12096)
hd
σ standard deviation of reproducibility
R
2
K uncertainty in m/s of a as defined in EN 12096
hd
C coefficient of variation of a test series, defined as the ratio of the standard deviation of a series
V
of measurement values and the mean value of the series:
s
N−1
C =
V
a
hw
where
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ISO 20643:2005(E)
N
1
2
s = (a − a ) is the standard deviation
∑
N−1 hwi hw
N −1
i = 1
a is the mean value of the series in m/s²
hw
a is the i-th value measured in m/s²
hwi
N is the number of measured values
4 Basic standards and vibration test codes
The preparation of vibration test codes for hand-held and hand-guided machinery shall be based on the
requirements of this document and, for declaration and verification, also on the requirements of EN 12096.
A vibration test code is a type-C standard relative to a specified family or sub-family or type of machinery. It shall
give all the information necessary to carry out efficiently the determination, declaration and verification of the
vibration emission characteristics. It shall ensure compatibility and allow comparison of test results. A summary of
the requirements of this document for vibration test codes is given in Annex A.
Where no specific vibration test codes exists for a family of machines, this document shall be used as a test code.
In such cases details of the measurement method and machine operation (see Clauses 6, 7 and 8) shall be fully
reported.
NOTE EN 12096 gives guidance on how to declare the vibration emission values of machinery, and specifies requirements
for verification of declared values.
5 Description of a family of machines
The family or type of machinery covered by the vibration test code shall be described unambiguously and in detail.
In describing the configuration of the machinery, a vibration test code shall:
— identify any inserted tools used in the operation of the machine under test and which may influence the
vibration emission;
— specify the selection of other equipment which may influence the vibration emission and which shall be used
during the determination of vibration emission;
— identify the range of applications for which the vibration test code is intended.
6 Characterization of vibration
6.1 Direction of measurement
Translational vibration transmitted to the hand is related to the x, y or z directions shown in Figure 1. For a family of
machinery, these directions of vibration measurement shall be defined in the vibration test code.
NOTE Other directions of vibration (e.g. rotational motion) are not dealt with in this document.
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a) "Handgrip" position
(In this position, the hand grips a cylindrical hand grip)
b) "Flat palm" position
(In this position, the hand presses down onto a spherical hand grip)
Figure 1 — Directions of vibration measurement
6.2 Location of measurement
As a basic rule, measurements shall be made simultaneously in three directions for each hand position.
If, in some cases, it is not possible to make vibration measurements in three axes, the vibration test code may
specify that measurements are made only in one or two axes, but the axis of greatest vibration shall be included
(where this can be identified).
Sequential measurement in the three directions is undesirable, and is more time consuming. However, it is
permissible where the total size or mass of three transducers prevents correct operation of the machine or is likely
to affect the measurement (see 7.2.1).
Measurements shall be carried out as close as possible to a point on the grip surface half-way along the length of
the grips or at such places where an operator normally holds the machine during a typical operation. If the placing
of the switch actuator makes this impossible then the accelerometer shall be placed as close as possible to the
hand between the thumb and the index finger.
It is possible to get differences between vibration measurements across the width of the hand position, particularly
for hand-held power tools with side handles such as angle grinders, and especially where these handles are
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flexibly mounted. In these cases, two accelerometer positions shall be used, located at either side of the hand
position and the mean value of the magnitudes measured at the two positions shall be calculated.
The specification of measurement positions shall be given in the vibration test code.
When machines are operated with two hand grips, the vibration at both hand positions shall be measured and
recorded. If it can be shown that the vibration magnitude at one grip is dominant the vibration test code may specify
that measurements are made only at that gripping zone. Where inserted tools must be held by the operator (e.g.
chipping hammer chisels) this is likely to be the hand position of greatest vibration and should be included in the
evaluation of vibration emission.
6.3 Magnitude of vibration
The quantity used to describe the magnitude of vibration shall be the frequency-weighted acceleration a in m/s².
hw
The frequency weighting to be used is defined in 7.3.
The r.m.s. value a in accordance with this document is defined as the r.m.s. value of the frequency-weighted
hw
acceleration signal a (t):
hw
1/ 2
T
1
2
a = a (t) dt (1)
hw hw
∫
T
0
Requirements for the integration time T are given in 7.4.
NOTE Frequency analysis is recommended in order to check the validity of the measurements and to provide additional
information.
6.4 Combination of vibration directions
The vibration total value a is determined from
hv
1/ 2
2 2 2
a =[]a + a + a (2)
hv
hwx hwy hwz
where
a , a , a are the r.m.s. values of the frequency-weighted acceleration in the x-, y- and z-direction,
hwx hwy hwz
respectively
If measurements are not made in all three directions, the value a shall be estimated using the measured value(s)
hv
available and a carefully considered multiplying factor. The vibration magnitude in the axis of greatest vibration
requires a multiplying factor in the range 1,0 to 1,7 to give the vibration total value (for further advice,
see EN ISO 5349-2). Where a multiplying factor is used to estimate the vibration total value, it shall be justified in
the vibration test code.
6 © ISO 2005 – All rights reserved
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ISO 20643:2005(E)
7 Instrumentation requirements
7.1 General
The vibration measurement system shall be in accordance with ENV 28041.
Instrumentation for measuring other parameters (e.g. for controlling the working conditions), whose characteristics
are not covered by ENV 28041, shall be specified in the vibration test code. The justification for use of such
instrumen
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 20643
Première édition
2005-01-15
Vibration mécanique — Machines tenues
et guidées à la main — Principes pour
l'évaluation d'émission de vibration
Mechanical vibration — Hand-held and hand-guided machinery —
Principles for evaluation of vibration emission
Numéro de référence
ISO 20643:2005(F)
©
ISO 2005
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ISO 20643:2005(F)
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ISO 20643:2005(F)
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 2.
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 du présent document 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 20643 a été élaborée par le Comité européen de normalisation (CEN) en collaboration avec le comité
technique ISO/TC 118, Compresseurs, outils et machines pneumatiques, sous-comité SC 3, Outils et
machines pneumatiques, 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 …».
© ISO 2005 – Tous droits réservés iii
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ISO 20643:2005(F)
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction.vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives .2
3 Termes, définitions et symboles.2
3.1 Termes et définitions.2
3.2 Symboles.3
4 Normes de base et codes d’essais de vibration .4
5 Description d’une famille de machines.4
6 Caractérisation des vibrations .5
6.1 Direction du mesurage.5
6.2 Emplacement de mesurage .5
6.3 Amplitude des vibrations.6
6.4 Combinaison des directions de vibrations.7
7 Prescriptions pour l’appareillage.7
7.1 Généralités .7
7.2 Montage des transducteurs.7
7.2.1 Spécifications du transducteur.7
7.2.2 Fixation du transducteur.7
7.3 Filtre de pondération fréquentielle .8
7.4 Durée d’intégration.8
7.5 Matériel auxiliaire.8
7.6 Étalonnage de la chaîne de mesurage .8
8 Conditions d’essai et de fonctionnement de la machine .8
8.1 Généralités .8
8.2 Conditions de fonctionnement.9
8.3 Autres quantités à spécifier .9
8.4 Équipement rapporté, pièce et tâche.9
8.5 Opérateur.9
9 Mode opératoire de mesurage et validité.9
9.1 Valeur de vibrations à consigner .9
9.2 Déclaration et vérification de la valeur d’émission de vibrations .10
10 Rapport de mesurage.10
Annexe A (normative) Résumé des informations à fournir dans le code d'essai de vibration.11
Annexe B (informative) Sources possibles d'erreurs lors des mesurages de vibrations .13
Annexe C (normative) Mode opératoire pour le développement d'un code d’essai de vibration pour
une catégorie spécifique de machines tenues ou guidées à la main .14
Bibliographie.16
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ISO 20643:2005(F)
Avant-propos
Le présent document (prEN ISO 20643:2004) 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 118
"Compresseurs, outils et machines pneumatiques".
Ce document est actuellement soumis au Vote Formel parallèle.
Le présent document est destiné à remplacer l'EN 1033:1995.
Le présent document a été élaboré dans le cadre d'un mandat donné au CEN par la Commission Européenne et
l'Association Européenne de Libre Echange et vient à l'appui des exigences essentielles de la (de) Directives(s)
UE.
Le présent document fournit des règles concrètes pour l’application de l’EN 12786 par rapport aux codes d’essai
de vibrations. Il vient en complément de l’EN 12096.
Des codes d’essai de vibrations nouveaux ou révisés de la série EN 28662/EN ISO 8662 pour les machines tenues
à la main seront basés sur le présent document. Toutes les parties de l’EN 28662/EN ISO 8662 existantes à
l’heure actuelle sont cependant basées sur l’EN 28662-1:1993. Il est envisagé d’annuler l’EN 28662-1:1993
lorsque toutes les parties de la série EN 28662 (EN ISO 8662) auront été révisées conformément au présent
document.
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ISO 20643:2005(F)
Introduction
L’exposition des individus aux vibrations mécaniques via les machines tenues ou guidées à la main peut interférer
avec le confort, l’efficacité du travail, et dans certaines circonstances, avec la santé et la sécurité. Selon
l’EN ISO 12100-2, les risques engendrés par une machine vibrante ont besoin d’être minimisés et le risque résiduel
provenant des vibrations a besoin d’être indiqué dans la notice d’instructions appropriée. Celui-ci se basera,
idéalement, sur l’amplitude de l’émission de vibrations consignée conformément au présent document ou au code
d’essai de vibration pertinent mais des informations pour l’utilisation supplémentaires peuvent être nécessaires
(voir Article 6 de l’EN ISO 12100-2:2003).
Il est possible que la méthode d’essai de type ne puisse pas déterminer tous les mécanismes qui engendrent les
vibrations quand la machine est utilisée dans un environnement opérationnel réel. Les facteurs comme la pièce, le
travail et l’opérateur peuvent avoir une influence importante sur les amplitudes de vibrations. Pour cette raison les
mesures d’essai de type ne peuvent pas remplacer les mesures sur le terrain pour évaluer l’exposition aux
vibrations sur le terrain, mais il convient qu’ils soient suffisamment représentatifs pour pouvoir être utilisés lors de
l’évaluation préliminaire du risque.
Les amplitudes de vibrations obtenues au cours d’essais de type doivent se trouver dans l’étendue des mesures
réalisées sur le terrain, mais avec une variation moindre. Les essais de type nécessitent des conditions précises et
reproductibles. Il est essentiel que les différents laboratoires obtiennent les mêmes résultats dans les limites
spécifiées. Cela nécessite que le travail ou la façon dont la machine est utilisée pendant la mesure soit défini(e) de
façon précise. Il convient que les conditions de fonctionnement soient définies convenablement, qu’elles décrivent
un vrai travail, représentatif de celui pour lequel la machine a été conçue. Si elle est destinée à être utilisée pour
une catégorie de tâches qui modifient de manière significative les vibrations, alors il se pourrait que plus d’une
tâche soit utilisée pour la détermination de l’émission vibratoire. Dans certains cas, un travail artificiel non conforme
avec une utilisation typique de la machine sur le terrain, mais fournissant des données équivalentes, peut être
utilisé. Si deux machines produisent significativement des amplitudes de vibrations différentes sous des conditions
réelles, alors il convient que l’essai soit capable de démontrer cette différence.
Le présent document est également destiné à assister les comités techniques de normalisation responsables de
machines spécifiques lors de la préparation des codes d’essai de vibrations, afin de s’assurer que de tels codes
d’essai de vibrations :
permettent aux utilisateurs de faire des comparaisons et de vérifier les valeurs d’émission vibratoire
déclarées ;
soient autant que possible homogènes avec chaque code d’essai individuel ayant la même structure de base ;
soient en complète conformité avec les normes de base de type B relatives au mesurage des émissions de
vibrations ;
reflètent les toutes dernières connaissances techniques en matière de méthodes de détermination des
émissions vibratoires d’une famille de machine spécifiques considérée.
Un code d’essai de vibration pour une famille de machine préparé conformément au présent document :
a) donne des données d’émission vibratoire qui permettent de déterminer l’état de l’art de vibrations pour une
famille de machines et d’identifier une machine qui a une émission vibratoire significativement plus grande ou
plus petite ;
b) donne des valeurs et des incertitudes de l’émission vibratoire afin de comparer les émissions de machines de
même type indépendamment de la date ou du lieu de l’essai ;
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ISO 20643:2005(F)
c) donne des valeurs et des incertitudes de l’émission vibratoire correspondant au quartile supérieur des
amplitudes de vibrations résultant des utilisations prévues de la machine ;
d) spécifie les conditions de fonctionnement de la machine pendant l’essai qui sont, autant que possible,
représentatives d’une utilisation normale ;
e) identifie les paramètres qui ont une influence significative sur l’émission vibratoire de la machine ;
f) spécifie les conditions d’installations et de montage des transducteurs, les positions de mesurage et les
directions de mesurage ;
g) prescrit les équipements utilisés pendant l’essai ; et
h) demande la relève des valeurs de paramètres de fonctionnement de la machine qui peuvent influencer
l’émission vibratoire.
Le présent document peut être utilisé en l’absence d’un code d’essai de vibration accepté, comme un guide pour
déterminer les valeurs d’émission de vibrations et pour définir les paramètres d’essai qui peuvent influencer
l’émission vibratoire à relever.
Ce document est une Norme de type B comme indiqué dans l’EN ISO 12100-1.
Les dispositions du présent document peuvent être complétées ou modifiées par une norme de type C. Cependant,
pour les machines qui sont couvertes par le domaine d’application d’une norme de type C et qui on été conçues et
fabriquées selon les dispositions de la présente norme, les dispositions de cette norme de type C ont la priorité sur
les dispositions de la norme type B.
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ISO 20643:2005(F)
Vibration mécanique — Machines tenues et guidées à la main —
Principes pour l'évaluation d'émission de vibration
1 Domaine d'application
Le présent document fournit la base pour l’élaboration des codes d’essai de vibrations pour les machines à moteur
tenues à la main et guidées à la main. Elle spécifie la détermination de l’émission vibratoire en terme de moyenne
quadratique (r.m.s) d’accélération pondérée en fréquence pendant l’essai de type. Pour les machines où le code
d’essai de vibration n’existe pas, elle peut être utilisée également pour la détermination de valeurs d’émission et
comporte suffisamment d’informations pour la mise en place d’un essai.
NOTE Il est recommandé que les codes d’essai de vibrations basés sur le présent document définissent les modes
opératoires de mesurage conduisant à des résultats précis, répétables et reproductibles qui soient, autant que possible, en
accord avec les valeurs de vibrations mesurées au niveau des surfaces de contact entre la machine et la main sous des
conditions réelles de travail et pour lesquels les incertitudes de mesure sont évaluées quantitativement.
Le présent document est applicable aux machines à moteur portatives (par exemple marteaux burineurs,
ponceuses), aux machines à moteur guidées à la main (par exemple tondeuses à gazon, tracteurs à essieu unique,
compacteurs vibrants) et aux autres types de machines à moteur munies de poignées, de manches de guidage ou
d’autres moyens de commande similaires. Elle est applicable aux machines fonctionnant avec tout type de
puissance non manuelle (électrique, hydraulique, pneumatique, moteur à combustion interne, etc.).
Elle ne s’applique pas aux machines fixes pour lesquelles les vibrations sont transmises aux mains de l’opérateur
via la pièce.
Le présent document ne s’applique pas aux vibrations transmises par les volants de direction ou les leviers de
commande des machines mobiles quand la position de l’opérateur est sur la machine, voir l’EN 1032.
Le déplacement vibratoire mesuré est limité à trois directions orthogonales sur l’interface entre la main et la
machine.
Il est recommandé que le présent document soit appliqué avec précaution aux machines produisant des chocs
isolés et se répétant à une fréquence inférieure à 5 Hz. Pour de telles machines, on ne sait pas si les valeurs
d’accélération moyenne quadratique pondérée sont liées à des risques pour la santé et des mesures
supplémentaires peuvent être nécessaires. Lors du développement des codes d’essai de vibrations pour de telles
machines, il convient de prendre en considération les informations du CEN ISO/TS 15694.
Le présent document ne s’applique pas aux codes d’essai de vibration publiés avant la date de publication de ce
document par le CEN et, lorsqu’il est utilisé comme code d’essai, aux machines tenues et guidées à la main
fabriquées avant cette date.
Le présent document ne fournit pas de limites ou de valeurs de vibrations recommandées. Elle ne donne aucun
guide ou recommandations concernant la détermination de l’exposition des individus aux vibrations sur le lieu de
travail. Pour de telles informations, une référence est faite à l’EN ISO 5349-1 et à l’EN ISO 5349-2.
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ISO 20643:2005(F)
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du document
de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
EN 12096, Vibrations mécaniques — Déclaration et vérification des valeurs d'émission vibratoire.
ENV 28041, Réponse des individus aux vibrations — Appareillage de mesure (ISO 8041:1990).
EN ISO 5349-1, Vibrations mécaniques — Mesurage et évaluation de l'exposition des individus aux vibrations
transmises par la main — Partie 1 : Exigences générales (ISO 5349-1:2001).
ISO 2041:1990, Vibrations et chocs — Vocabulaire.
ISO 5347 (toutes les parties), Méthodes pour l’étalonnage des capteurs de vibrations et chocs.
ISO 5805:1997, Vibrations et chocs mécaniques — Exposition de l'individu — Vocabulaire.
ISO 16063 (toutes les parties), Méthodes pour l'étalonnage des transducteurs de vibrations et de chocs.
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l’ISO 2041:1990 et l’ISO 5805:1997
ainsi que les suivants s'appliquent.
3.1.1
famille de machine
machines de conception similaire pour réaliser les mêmes fonctions
EXEMPLE Scies à chaîne.
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 de direction ou du timon
[EN ISO 5349-2]
EXEMPLE Machine de découpe à conducteur à pied, meuleuse pendulaire.
3.1.3
machine portative tenue à la main
machine qui est tenue à la main et pour laquelle une force d’avance est nécessaire pour réaliser une tâche
EXEMPLE Perceuse électrique, ciseau pneumatique, scie à chaîne.
3.1.4
outil rapporté
accessoire interchangeable ou remplaçable qui s’adapte dans ou sur la machine portative ou la machine guidée à
la main pour réaliser l’action attendue
EXEMPLE Foret, burin, chaîne de scie, lame de scie, meule abrasive.
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ISO 20643:2005(F)
3.1.5
équipement
accessoire interchangeable spécifique autre que l’outil pour compléter la machine
EXEMPLE Protecteurs, poignées latérales.
3.1.6
opération
tâche identifiée faisant l’objet d’un mesurage représentatif de l’amplitude des vibrations ; cela peut être pour une
phase simple d’une tâche ou un cycle de travail, c’est-à-dire un ensemble d’opérations de l’outil qui sont
nécessaires pour réaliser une tâche
3.1.7
opérateur
personne qui utilise la machine portative
3.1.8
fonctionnement de la machine
toute période de fonctionnement de la machine, pendant laquelle l’opérateur est exposé aux vibrations transmises
à la main
[EN ISO 5349-2]
3.1.9
pièce
élément soumis au travail de la machine portative
[EN ISO 5349-2]
3.2 Symboles
Dans le présent document, les symboles suivants sont utilisés :
a (t) valeur instantanée de l’accélération pondérée en fréquence des vibrations
hw
2
unidirectionnelles transmises à la main au temps t, en m/s
a valeur moyenne quadratique de l’accélération unidirectionnelle des vibrations pondérées en
hw
2
fréquence transmises à la main, en m/s
2
a , a , a valeurs de a , en m/s , pour respectivement les axes x, y et z
hwx hwy hwz hw
a valeur totale de vibrations de la moyenne quadratique de l’accélération pondérée en
hv
2
fréquence, en m/s ; c’est la résultante quadratique des valeurs a pour les trois axes de
hw
vibrations mesurées
a moyenne arithmétique des valeurs de résultats de mesurage entre les essais et les
h
2
opérateurs en m/s ; c’est le résultat de l’essai
2
a valeur des vibrations déclarées en m/s (la quantité appelée a dans l’EN 12096)
hd
σ écart type de reproductibilité
R
2
K incertitude en m/s de a comme défini dans l’EN 12096
hd
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ISO 20643:2005(F)
C coefficient de variation d’une série d’essais, défini comme le rapport de l’écart-type des
v
valeurs de mesurage d’une série d’essais et la valeur moyenne de la série :
s
N−1
C =
v
a
hw
où
N
1
2
s = (a − a ) est l’écart type
N−1 ∑ hwi hw
N−1
i=1
2
a est la valeur moyenne de la série en m/s
hw
ème 2
a est la i valeur mesurée en m/s
hwi
N est le nombre de valeurs mesurées
4 Normes de base et codes d’essais de vibration
La préparation des codes d’essais de vibration pour les machines tenues ou guidées à la main doit être basée sur
les prescriptions du présent document, et pour la déclaration et la vérification, sur les prescriptions de l’EN 12096
également.
Un code d’essai de vibration est une norme de type C relative à une famille ou une sous-famille ou un type de
machines spécifique. Il doit donner toutes les informations pour réaliser efficacement la détermination, la
déclaration et la vérification des caractéristiques de l’émission vibratoire. Il doit assurer la compatibilité et permettre
la comparaison des résultats d’essai. Un résumé des prescriptions du présent document pour les codes d’essais
de vibration est donné en Annexe A.
Lorsqu’il n’existe pas de codes d’essais de vibration spécifique pour une famille de machines, le présent document
doit être utilisé comme un code d’essai. Dans de tels cas, les détails du mode opératoire de mesure et du
fonctionnement de la machine (voir Articles 6, 7 et 8) doivent être entièrement consignés.
NOTE L’EN 12096 donne un guide sur la déclaration des valeurs d’émission vibratoire d’une machine, et spécifie les
prescriptions pour la vérification des valeurs déclarées.
5 Description d’une famille de machines
La famille ou le type de machines couvert(e) par le code d’essai de vibration doit être décrit(e) sans ambiguïté et
en détails. Dans la description de la configuration de la machine, le code d’essai de vibration doit :
identifier tout outil rapporté, utilisé pendant le fonctionnement de la machine soumise à l’essai et pouvant
influencer l’émission vibratoire ;
spécifier le choix d’autres équipements, qui peuvent influencer l’émission vibratoire et qui doivent être utilisés
lors de la détermination de l’émission vibratoire ;
identifier l’étendue des applications pour lesquelles le code d’essai de vibration est prévu.
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ISO 20643:2005(F)
6 Caractérisation des vibrations
6.1 Direction du mesurage
Le déplacement vibratoire transmis à la main est lié aux directions x, y ou z montrées sur la Figure 1. Pour une
famille de machines, ces directions de mesurage de vibrations doivent être définies dans le code d’essai de
vibration.
NOTE Les autres directions des vibrations (par exemple, mouvement rotatif) ne sont pas traitées dans le présent
document.
a) Position "poignée"
(dans cette position, la main serre une poignée cylindrique)
b) Position "main à plat"
(dans cette position la main appuie sur une poignée sphérique)
Figure 1 — Directions de mesurage des vibrations
6.2 Emplacement de mesurage
Comme règles de base, les mesures doivent être réalisées simultanément dans trois directions pour chaque
position de la main.
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ISO 20643:2005(F)
Si dans certains cas il n'est pas possible de faire des mesures de vibrations dans trois axes, le code d’essai de
vibration peut spécifier que les mesures sont faites uniquement suivant un ou deux axe(s), mais l'axe où les
vibrations sont les plus élevées doit être inclus (lorsque ceci peut être identifié).
La mesure séquentielle dans les trois directions est indésirable et prend davantage de temps. Cependant, elle est
autorisée lorsque la taille ou la masse totale des trois capteurs empêchent le fonctionnement correct de la machine
ou qu’elles sont susceptibles d'affecter le mesurage (voir 7.2.1).
Les mesures doivent être effectuées le plus près possible d’un point de la surface de la poignée à mi-chemin de la
longueur de la poignée ou à des endroits représentatifs où l'opérateur tient normalement la machine au cours d'une
opération typique. Si l'emplacement de l'interrupteur rend cette opération impossible alors l'accéléromètre doit être
placé le plus près possible de la main, entre le pouce et l’index.
Il est possible d'obtenir des différences entre les mesures de vibrations sur la largeur de l’emplacement de la main,
en particulier pour les machines à moteur portatives avec des poignées latérales comme les meuleuses d'angle, et
particulièrement lorsque ces poignées sont flottantes. Dans ces cas, deux positions d'accéléromètre doivent être
utilisées, placées de chaque côté de l’emplacement de la main, et la valeur moyenne des amplitudes mesurées
aux deux positions doit être calculée.
Les caractéristiques des positions de mesurage doit être donnée dans le code d’essai de vibration.
Lorsque des machines sont utilisées avec deux poignées, les vibrations aux emplacements des mains doivent être
mesurées et relevées. S’il peut être prouvé que l'amplitude des vibrations sur une des poignées est dominante, le
code d’essai de vibration peut spécifier que les mesurages sont réalisés uniquement sur cette zone de préhension.
Lorsque les outils rapportés doivent être tenus par l'opérateur (par exemple marteau burineur) cela est susceptible
d'être l’emplacement de la main pour les vibrations les plus élevées, il convient d’inclure dans l'évaluation de
l’émission vibratoire.
6.3 Amplitude des vibrations
La quantité utilisée pour décrire l’amplitude des vibrations doit être exprimée en termes d’accélération pondérée en
2
fréquence a (t) en m/s .
hw
La pondération en fréquence à utiliser est définie en 7.3.
La valeur
...
Questions, Comments and Discussion
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