Ochrona przed drganiami w wykaszarkach: przegląd rozwiązań antywibracyjnych

fot. Adobe Stock

Wibracje generowane przez pracującą wykaszarkę należą do podstawowych czynników szkodliwych w codziennej pracy operatora. Drgania o wysokim natężeniu, przenoszone bez odpowiedniej amortyzacji na dłonie, nadgarstki i ramiona, mogą prowadzić do poważnych schorzeń naczyniowych i nerwowo-mięśniowych. Sprawdziliśmy, jakie rozwiązania stosują producenci, aby ograniczyć ten problem.

Wykaszarki spalinowe są wykorzystywane zarówno do prac komunalnych i utrzymania terenów zielonych, jak i w gospodarce leśnej. W wielu zastosowaniach operator korzysta z urządzenia przez kilka godzin dziennie, dlatego jednym z istotnych parametrów wpływających na warunki pracy jest poziom drgań przenoszonych na układ dłoń–ramię.

Wibracje powstające podczas pracy nie mają jednego źródła. Generują je m.in. silnik, obracający się wał napędowy oraz osprzęt tnący. Z tego względu producenci profesjonalnych wykaszarek stosują różne rozwiązania mające ograniczyć przenoszenie drgań na uchwyty i dłonie operatora. Znaczenie tego zagadnienia wykracza jednak poza komfort pracy. W przypadku użytkowania wykaszarek w warunkach zawodowych poziom i czas narażenia na drgania podlegają ocenie w ramach przepisów dotyczących bezpieczeństwa i ochrony zdrowia pracowników. Sprawdzamy więc, jakie wymagania w zakresie wibracji określają przepisy UE, skąd powstają drgania w kosach spalinowych oraz jakie rozwiązania antywibracyjne stosują producenci tego typu maszyn.

Dyrektywa 2002/44/WE – wymagania dotyczące narażenia na wibracje

Znaczenie ograniczania drgań w maszynach używanych zawodowo wynika również z przepisów Unii Europejskiej dotyczących bezpieczeństwa pracy. Dyrektywa 2002/44/WE ustanawia minimalne wymagania w zakresie ochrony zdrowia i bezpieczeństwa pracowników przed zagrożeniami wynikającymi z narażenia na wibracje mechaniczne. Obejmuje ona zarówno wibracje przekazywane na całe ciało, jak i drgania oddziałujące na układ dłoń–ramię. Niewątpliwie ten rodzaj narażenia jest szczególnie istotny podczas pracy z wykaszarką trzymaną w rękach. Tym bardziej, że dyrektywa wskazuje m.in. na ryzyko zaburzeń układu naczyniowego, kostnego i stawowego, nerwowego oraz mięśniowego.

Przepisy określają dla wibracji przekazywanych na kończyny górne dwie wartości odniesienia, ujednolicone dla ośmiogodzinnego okresu pracy. Dzienna wartość działania wynosi 2,5 m/s², natomiast dzienna wartość dopuszczalna narażenia to 5 m/s². Wartość działania jest poziomem, od którego pracodawca powinien podjąć działania mające na celu ograniczenie narażenia, natomiast wartość dopuszczalna wyznacza granicę, której narażenie pracownika nie powinno przekraczać.

Dyrektywa nakłada na pracodawcę obowiązek oceny, a w razie potrzeby także pomiaru poziomu wibracji, na jakie narażeni są pracownicy. Jednak trzeba pamiętać, że sama wartość drgań podana dla wykaszarki nie jest równoznaczna z określeniem rzeczywistej dziennej ekspozycji operatora – ta zależy również od czasu i warunków pracy.

Dyrektywa 2002/44/WE a rozwiązania stosowane przez producentów

W praktyce wymagania wprowadzane przez dyrektywę 2002/44/WE sprawiają, że ograniczanie drgań już na etapie konstrukcji maszyny ma ogromne znaczenie. Amortyzowane uchwyty, izolowanie silnika i wału od rękojeści oraz inne zabiegi mogą ułatwić realizację unijnych przepisów. Nie oznacza to jednak, że zastosowanie konkretnego systemu antywibracyjnego samo w sobie gwarantuje zgodność z wartościami określonymi w dyrektywie. Ostateczna ocena narażenia odnosi się do rzeczywistych warunków wykonywania pracy, w tym czasu ekspozycji.

Niemniej parametry drgań podawane przez producentów oraz rozwiązania konstrukcyjne ograniczające ich przenoszenie są istotnymi elementami przy wyborze profesjonalnej wykaszarki. Im skuteczniej maszyna izoluje operatora od źródeł drgań, tym mniejsze może być obciążenie układu dłoń–ramię podczas wykonywania pracy. Z punktu widzenia bezpieczeństwa nie zastępuje to jednak prawidłowej organizacji pracy, oceny ryzyka i uwzględnienia rzeczywistego czasu użytkowania urządzenia.

Główne źródła drgań w kosach spalinowych

Głównymi źródłami drgań w kosach spalinowych są:

• Silnik tłokowy: nowoczesne jednostki napędowe przechodzą proces precyzyjnego wyważania elementów ruchomych, co znacząco redukuje, lecz nie eliminuje całkowicie drgań u źródła.

• Wał napędowy: wały obracające się wewnątrz rury wysięgnika wykazują tendencję do drgań poprzecznych. W celu ich tłumienia stosuje się podparcie tulejami ochronnymi lub bezobsługowymi łożyskami ślizgowymi na całej długości rury.

• Osprzęt tnący: obciążenia dynamiczne powstające podczas kontaktu żyłki, noża lub tarczy tnącej z gęstą roślinnością czy zaroślami.

Technologie redukcji drgań w czołowych markach

Producenci sprzętu ogrodniczego i leśnego rozwijają autorskie technologie w celu izolowania drgań od dłoni i ciała operatora. W profesjonalnych maszynach dedykowanych do długotrwałego użytku stosuje się wielopunktowe układy amortyzacji. Oto szczegółowe omówienie rozwiązań spotykanych u poszczególnych producentów 

Husqvarna – System LowVib™

Firma Husqvarna stawia na kompleksowe odizolowanie punktów styku operatora z maszyną. W systemie LowVib™ zastosowano gumowe tłumiki usytuowane w mocowaniu uchwytu operatora oraz w obudowie silnika. Dzięki oddzieleniu uchwytów od silnika oraz wału napędowego zespołu tnącego drgania odczuwalne na rękojeściach spadają do poziomów zapewniających bezpieczną pracę przez wiele godzin.

Jak działa to rozwiązanie? Oddajmy głos ekspertowi firmy Husqvarna, który porównuje dwie wersje wykaszarki serii 535:

„W wersji podstawowej (bez elementów amortyzujących) wykaszarka Husqvarna 535RX ma drgania uchwytów na poziomie 3,4/4,1 m/s², a w wersji przeznaczonej do bardzo długotrwałej pracy (535RXT, z elementem amortyzującym w mocowaniu uchwytu) – 2,4/3,1 m/s². Dla osób użytkujących wszelkie maszyny długotrwale (praca zawodowa) ekspozycja na czynniki szkodliwe wiąże się nie tylko z komfortem pracy, ale także z zachowaniem zdrowia. Dlatego Husqvarna robi wszystko, co możliwe, by maszyny były maksymalnie przyjazne użytkownikowi.” – Jerzy Banaszczyk, Product Manager & Business Trainer

System antywibracyjny STIHL AV

Rozwiązanie mające na celu odizolowanie uchwytów wykaszarki od układu napędowego stosowane przez markę STIHL nosi nazwę STIHL AV. Jego główne zadanie stanowi ograniczenie przenoszenia drgań silnika oraz sił powstających podczas pracy na układ mięśniowo-szkieletowy operatora. Technologia ta ma długa tradycję – pierwszy system AV firma STIHL zgłosiła do opatentowania już w 1964 roku, co pomogło wyeliminować tzw. chorobę białych palców u pracowników leśnych.

W kosach mechanicznych oraz spalinowych stosuje się dwa warianty separacji:

• Separacja samych uchwytów: Tłumiki z gumy lub poduszki elastomerowe izolują kierownicę bezpośrednio od kolumny wysięgnika.

• Pełna separacja układu. System wielopunktowy stosowany jest w najmocniejszych kosach profesjonalnych (np. seria FS 400 i FS 500). W tym rozwiązaniu cały układ napędowy wraz z wałem jest odizolowany od obudowy i rękojeści za pomocą precyzyjnie dobranych stalowych sprężyn połączonych z buforami z gumy oraz sztywnej pianki.

Dodatkowo STIHL optymalizuje konstrukcję uchwytów (np. ergonomiczny wzór ADVANCE Grip), zapobiegając nadmiernemu zaciskowi dłoni na rękojeści, co ogranicza przenoszenie mikrowibracji bezpośrednio na stawy.

System AV jest montowany nie tylko w urządzeniach spalinowych, ale także w narzędziach akumulatorowych i elektrycznych (gdzie eliminuje drgania wynikające z ruchu narzędzia tnącego i jego interakcji z pokosem. Producent podaje, że zachowanie tłumików optymalizuje się komputerowo, aby zachować balans pomiędzy maksymalną izolacją drgań a pewnym, precyzyjnym prowadzeniem narzędzia. Co ważne, wyraźna redukcja wibracji umożliwia wydłużenie dobowego dopuszczalnego czasu pracy urządzeniem zgodnie z normami i dyrektywami Unii Europejskiej dotyczącymi ochrony przed drganiami (2002/44/WE).

Cedrus – Amortyzacja modułowa i stabilizacja wału

Cedrus w swojej ofercie urządzeń spalinowych (zarówno własnej marki, jak i dystrybuowanych modeli) wykorzystuje tradycyjne, ale skuteczne rozwiązania tłumiące:

• Gumowe amortyzatory bloku silnika: Dwu- lub trójpunktowe poduszki gumowe oddzielające silnik od sztywnej rury wysięgnika.

• Tuleje samosmarujące wału: Zastosowanie gęsto rozmieszczonych łożysk ślizgowych lub tulei uszczelnionych wewnątrz rury nośnej zapobiega wpadaniu wału w rezonans poprzeczny.

• Ergonomiczne amortyzowane uchwyty: Kierownice mocowane na bloku tłumiącym drgania redukują bezpośrednie przechodzenie fal drganiowych na rękojeści sterujące

Ochrona przed drganiami w wykaszarkach – jak wybrać urządzenie?

Drgania są jednym z istotnych czynników wpływających na bezpieczeństwo i komfort pracy z wykaszarką, szczególnie podczas wielogodzinnego użytkowania. Ich źródłem mogą być m.in. silnik, wał napędowy oraz osprzęt tnący, dlatego skuteczna redukcja wibracji wymaga odpowiednich rozwiązań konstrukcyjnych. Producenci stosują m.in. amortyzowane uchwyty, izolację silnika i układu napędowego oraz rozwiązania ograniczające drgania wału.

Znaczenie takich technologii wykracza poza sam komfort operatora. Dyrektywa 2002/44/WE określa wymagania dotyczące ochrony pracowników przed narażeniem na wibracje mechaniczne i wskazuje wartości odniesienia dla drgań przekazywanych na układ dłoń–ramię. Przy wyborze wykaszarki warto więc zwracać uwagę na deklarowany poziom drgań oraz zastosowany system antywibracyjny. Husqvarna wykorzystuje w tym celu system LowVib™, STIHL rozwija system AV, natomiast w urządzeniach Cedrus stosowane są m.in. amortyzatory silnika, rozwiązania stabilizujące wał i amortyzowane uchwyty.

Ostateczny poziom narażenia zależy jednak nie tylko od konstrukcji samej maszyny, ale również od czasu i warunków jej użytkowania. Ochrona przed drganiami powinna dlatego łączyć wybór odpowiednio zaprojektowanej wykaszarki z prawidłową organizacją pracy i oceną rzeczywistej ekspozycji operatora. Zachęcamy do przeczytania naszego wcześniejszego tekstu o pozostałych aspektach bezpieczeństwa i higieny pracy operatora wykaszarki.

Źrodło: Husqvarna, Stihl, Cedrus