第一章 机械安全技术
第一节 机械安全基础知识
一、单项选择题（每题的备选项中，只有1个最符合题意）
1机械包括单台机械、实现完整功能的机组或大型成套设备、可更换设备。下列机械中，属于大型成套设备的是（ ）。[2018年真题]
A．圆锯机
B．注塑机
C．起重机
D．组合机床
【答案】D
【解析】机械是由若干个零、部件连接构成，其中至少有一个零、部件是可运动的，并且配备或预定配备动力系统，是具有特定应用目的的组合。机械包括：
①单台的机械。例如，木材加工机械、金属切削机床、起重机等。
②实现完整功能的机组或大型成套设备。即为同一目的由若干台机械组合成一个综合整体，如自动生产线、加工中心、组合机床等。
③可更换设备。可以改变机械功能的、可拆卸更换的、非备件或工具设备，这些设备可自备动力或不具备动力。
2皮带传动的危险出现在皮带接头及皮带进入到皮带轮的部位，通常采用金属骨架的防护网进行防护。下列皮带传动系统的防护措施中，不符合安全要求的是（ ）。[2018年真题]
A．皮带轮中心距在3m以上，采用金属骨架的防护网进行防护
B．皮带宽度在15cm以上，采用金属骨架的防护网进行防护
C．皮带传动机构离地面2m以下，皮带回转速度在9m/min以下，未设防护
D．皮带传动机构离地面2m以上，皮带轮中心距在3m以下，未设防护
【答案】C
【解析】不论使用何种类型的皮带，皮带传动的危险出现在皮带接头及皮带进入到皮带轮的部位。这种驱动还会因摩擦而生热。采用的防护措施必须能够保证足够的通风，否则，这种驱动会过热而失效。
皮带传动装置的防护罩可采用金属骨架的防护网，与皮带的距离不应小于50mm，设计应合理，不应影响机器的运行。一般传动机构离地面2m以下，应设防护罩，可采用金属骨架的防护网。但在下列3种情况下，即使在2m以上也应加以防护：①皮带轮中心距之间的距离在3m以上；②皮带宽度在15cm以上；③皮带回转的速度在9m/min以上。即使皮带断裂，也不至于伤人。皮带的接头必须牢固可靠，安装皮带应松紧适宜。皮带传动机构的防护可采用将皮带全部遮盖起来的方法，或采用防护栏杆防护。
3在齿轮传动机构中，两个齿轮开始啮合的部位是最危险的部位。不管啮合齿轮处于何种位置都应装设安全防护装置。下列关于齿轮安全防护的做法中，错误的是（ ）。[2011年真题]
A．齿轮传动机构必须装有半封闭的防护装置
B．齿轮防护罩的材料可利用有金属骨架的铁丝网制作
C．齿轮防护罩应能方便地打开和关闭
D．在齿轮防护罩开启的情况下不能启动机器
【答案】A
【解析】齿轮传动机构必须装置全封闭型的防护装置。机器外部绝不允许有裸露的啮合齿轮，在设计和制造机器时，应尽量将齿轮装入机座内，而不使其外露。防护装置材料可用钢板或铸造箱体，必须坚固牢靠，保证在机器运行过程中不发生振动。要求装置合理，防护罩壳体不应有尖角和锐利部分，外壳与传动机构的外形相符，同时应便于开启，便于机器的维护保养，能方便地打开和关闭。为引起人们的注意，防护罩内壁应涂成红色，最好装电气联锁，使防护装置在开启的情况下机器停止运转。
4机械的可靠性设计原则主要包括：使用已知可靠性的组件、关键组件安全性冗余、操作的机械化自动化设计、机械设备的可维修等四项原则。关于这四项原则及其对应性的说法，错误的是（ ）。[2018年真题]
A．操作的机械化自动化设计——一个组件失效时，另一个组件可继续执行相同功能
B．使用已知可靠性的组件——考虑冲击、振动、温度、湿度等环境条件
C．关键组件安全性冗余——采用多样化设计或技术，以避免共因失效
D．机械设备的可维修——一旦出现故障，易拆卸、易检修、易安装
【答案】A
【解析】机械的可靠性设计包括：①使用可靠性已知的安全相关组件。指在预定使用、环境条件下，在固定的使用期限或操作次数内，能够经受住所有有关的干扰和应力，而且产生失效概率小的组件。需要考虑的环境条件包括冲击、振动、冷、热、潮湿、粉尘、腐蚀或磨蚀材料、静电、电磁场。由此产生的干扰包括失效、控制系统组件的功能暂时或永久失效；②关键组件或子系统加倍（或冗余）和多样化设计。当一个组件失效时，另一个组件或其他多个组件能继续执行各自的功能，保证安全功能继续有效。采用多样化的设计或技术，避免共因失效（由单一事件引发的不同产品的失效，这些失效不互为因果）或共模失效（可能由不同原因引起，以相同故障模式为特征的产品失效）；③操作的机械化或自动化设计。可通过机器人、搬运装置、传送机构、鼓风设备实现自动化，可通过进料滑道、推杆和手动分度工作台等实现机械化。减少人员在操作点暴露于危险，而限制由这些操作产生的风险；④机械设备的维修性设计。设计应考虑机械的维修性，当产品一旦出故障，易发现、易拆卸、易检修、易安装，维修性是产品固有可靠性的指标之一。
5某企业的作业场所存在噪声危害，该企业拟采取措施防治噪声。下列防治噪声的措施中，错误的是（ ）。[2017年真题]
A．对于生产过程和设备产生的噪声，首先从声源上进行控制
B．产生噪声的车间与非噪声作业车间分开布置
C．高噪声车间与低噪声车间分开布置
D．将企业内高噪声设备分开布置，以方便设置隔声室
【答案】D
【解析】D项，高噪声设备宜相对集中，并应布置在厂房的端头，尽可能设置隔声窗或隔声走廊等；人员多、强噪声源比较分散的大车间，可设置隔声屏障或带有生产工艺孔洞的隔墙，或根据实际条件采用隔声、吸声、消声等降噪减噪措施。
6机械设备无处不在、无时不用，是人类进行生产经营活动不可或缺的重要工具和手段。按照机械的使用用途进行分类，采煤机械属于（ ）类的机械产品。
A．通用机械
B．交通运输机械
C．专用机械
D．动力机械
【答案】C
【解析】按照机械的使用用途，可以将机械大致分为10类：①动力机械；②金属切削机械；③金属成型机床；④交通运输机械；⑤起重运输机械；⑥工程机械；⑦农业机械；⑧通用机械；⑨轻工机械；⑩专用机械。其中，专用机械指国民经济各部门生产中所特有的机械。如冶金机械、采煤机械、化工机械、石油机械等。
7机械设备种类繁多，下列各项属于工程机械的是（ ）。
A．铲土运输机械
B．冶金机械
C．化工机械
D．纺织机械
【答案】A
【解析】按照机械的使用用途，可以将机械大致分为10类：①动力机械；②金属切削机械；③金属成型机床；④交通运输机械；⑤起重运输机械；⑥工程机械；⑦农业机械；⑧通用机械；⑨轻工机械；⑩专用机械。其中，凡土石方施工工程、路面建设与养护、流动式起重装卸作业和各种建筑工程所需的综合性机械化施工工程所必需的机械装备通称为工程机械。包括挖掘机、铲运机、工程起重机、压实机、打桩机、钢筋切割机、混凝土搅拌机、路面机、凿岩机、线路工程机械以及其他专用工程机械等。BC两项属于专用机械；D项属于轻工机械。
8下列各项属于金属成型机床的是（ ）。
A．冶金机械
B．轻工机械
C．金属切削机床
D．铸造机械
【答案】D
【解析】按照机械的使用用途，可以将机械大致分为10类：①动力机械；②金属切削机械；③金属成型机床；④交通运输机械；⑤起重运输机械；⑥工程机械；⑦农业机械；⑧通用机械；⑨轻工机械；⑩专用机械。其中，金属成型机床指除金属切削加工以外的加工机械。如锻压机械、铸造机械等。
9齿轮啮合传动的防护装置的材料可用（ ）。
A．钢板
B．铝塑板
C．铁板
D．铝板
【答案】A
【解析】齿轮传动机构必须装置全封闭型的防护装置。机器外部绝不允许有裸露的啮合齿轮，在设计和制造机器时，应尽量将齿轮装入机座内，而不使其外露。防护装置材料可用钢板或铸造箱体，必须坚固牢靠，保证在机器运行过程中不发生振动。
10皮带传动装置的防护罩与皮带的距离不应小于（ ）mm。
A．20
B．30
C．40
D．50
【答案】D
【解析】皮带传动装置防护罩可采用金属骨架的防护网，与皮带的距离不应小于50mm，设计应合理，不应影响机器的运行。一般传动机构离地面2m以下，应设防护罩。
11维修性设计是指产品设计时，设计师应从维修的观点出发，保证当产品一旦出故障，能容易地发现故障，易拆、易检修、易安装，即（ ）。
A．可维修度高
B．可达性高
C．互换性高
D．可检修性高
【答案】A
【解析】机械设备的维修性设计应考虑机械的维修性，当产品一旦出故障，易发现、易拆卸、易检修、易安装，维修性是产品固有可靠性的指标之一。维修度的高低直接影响产品的维修工时、维修费用，影响产品的利用率。
12检修人员接近产品故障部位进行检查、修理操作、插入工具和更换零件等维修作业的难易程度指的是（ ）。
A．易安装
B．易检修
C．可达性
D．维修性
【答案】C
【解析】在产品的维修性结构设计中，主要应该考虑的问题有①可达性；②零组部件的标准化与互换性；③维修人员的安全。其中可达性指的是指检修人员接近产品故障部位进行检查、修理操作、插入工具和更换零件等维修作业的难易程度。
13下列不属于实现机械设备安全的途径的是（ ）。
A．适当选择机器的设计特性和暴露人员与机器的交互作用
B．采取安全防护措施
C．通过对机械的重新设计，使危险部位更加醒目
D．说明安全使用设备的方法
【答案】C
【解析】实现机械设备安全遵循以下两个基本途径：①选用适当的设计结构，尽可能避免危险或减小风险；②通过减少对操作者涉入危险区的需要，限制人们面临危险，避免给操作者带来不必要的体力消耗、精神紧张和疲劳。
消除或减小相关的风险，应按下列等级顺序选择安全技术措施，即“三步法”。
第一步：本质安全设计措施，又称直接安全技术措施，指通过适当选择机器的设计特性和暴露人员与机器的交互作用，消除或减小相关的风险。此步是风险减小过程中的第一步，也是最重要的步骤。
第二步：安全防护或补充保护措施，也称间接安全技术措施。如果仅通过本质安全设计措施不足以减小风险时，可采用用于实现减小风险目标的安全防护或补充保护措施。
第三步：使用信息，也称提示性安全技术措施。如果以上两步技术措施不能实现或不能完全实现时，应使用信息明确警告剩余风险，说明安全使用设备的方法和相关的培训要求等。
14在机械设计时，避免产生锐边、毛刺等属于（ ）类型的安全技术。
A．限制机械应力
B．采用本质安全技术
C．材料和物质的安全性
D．履行安全人机工程学原则
【答案】B
【解析】本质安全技术是指通过改变机器设计或工作特性，来消除危险或减小与危险相关的风险的保护措施。如采取合理的结构型式，避免由于设计缺陷而导致发生任何可预见的与机械设备的结构设计不合理的有关危险事件。机械的结构、零部件或软件的设计应该与机械执行的预定功能相匹配。对于机器零部件形状，在不影响预定使用功能的前提下，可接近的机械部件避免有可能造成伤害的锐边、尖角、粗糙面、凸出部位；对可能造成“陷入”的机器开口或管口端进行折边、倒角或覆盖。
15本质安全技术是指通过改变机器设计或工作特性，来消除危险或减小与危险相关的风险的保护措施，包括（ ）。
（1）使用本质安全的工艺过程；
（2）控制系统的安全设计；
（3）提供自动反馈设备；
（4）遵循安全人机工程学的原则。
A．（1）（2）
B．（2）（3）（4）
C．（1）（3）
D．（1）（2）（4）
【答案】D
【解析】本质安全技术是指通过改变机器设计或工作特性，来消除危险或减小与危险相关的风险的保护措施。包括：①合理的结构型式；②限制机械应力以保证足够的抗破坏能力；③使用本质安全的工艺过程和动力源；④控制系统的安全设计；⑤材料和物质的安全性；⑥机械的可靠性设计；⑦遵循安全人机工程学的原则。
16在机械生产场所，白班存放的产品坯料为每班加工量的（ ）倍。
A．1.5
B．2
C．2.5
D．3
【答案】A
【解析】生产物料、产品和剩余物料的堆放、布置和间隔距离，都不应妨碍人员工作和造成危害。合理地做好毛坯、原材料、辅助材料和工艺装备的投产批次和数量，限量存储。白班存放为每班加工量的1.5倍，夜班存放为加工量的2.5倍，大件不得超过当班定额。高处作业区堆放生产物料和工具，应严格控制数量。
二、多项选择题（每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项）
1旋转机械的运动部分是最容易造成卷入危险的部位，为此，应针对不同类型的机械采取不同的防护措施以减少卷入危险的发生。下列针对机械转动部位的防卷入措施的要求中，正确的有（ ）。[2018年真题]
A．无凸起光滑的轴旋转时存在将衣物挂住，并将其缠绕进去的危险，故应在其暴露部分安装护套
B．对于有凸起部分的转动轴，其凸起物能挂住衣物和人体，故这类轴应做全面固定封闭罩
C．对于辊轴交替驱动辊式输送机，应在运动辊轴的上游安装防护罩
D．对于对旋式轧辊，即使相邻轧辊的间距很大，也有造成手臂等被卷入的危险，应设钳型罩防护
E．通过牵引辊送料时，为防止卷入，应采取在开口处安装钳型条、减小开口尺寸的方式进行防护
【答案】ABD
【解析】C项，对于辊轴交替驱动辊式输送机应该在驱动轴的下游安装防护罩。如果所有的辊轴都被驱动，将不存在卷入的危险，故无须安装防护装置。
E项，当操作人员向牵引辊送入材料时，人们需要靠近这些转辊，其风险较大。可以安装一个钳型条，通过减少间隙来提供保护，通过钳型条上的开口，便于材料的输送。
2在人和危险源之间构成安全保护屏障是安全防护装置的基本功能，为此，安全防护装置应满足与其保护功能相适应的要求。下列对安全防护装置的要求中，正确的有（ ）。[2018年真题]
A．安全防护装置在机器的使用寿命内应能良好地执行其功能并保证其可靠性
B．安全防护装置零部件应有足够的强度和刚度
C．安全防护装置应容易拆卸
D．采用安全防护装置可以增加操作难度或强度
E．安全防护装置不应增加任何附加危险
【答案】ABE
【解析】安全防护装置必须满足与其保护功能相适应的要求：①满足安全防护装置的功能要求。应保证在机器的整个可预见的使用寿命期内，能良好地执行其功能。②构成元件及安装的抗破坏性。结构体应有足够的强度和刚度，坚固耐用，不易损坏，能有效抵御飞出物的打击危险或外力作用下发生不应有的变形。③不应成为新的危险源。不增加任何附加危险。④不应出现漏保护区。不易拆卸（或非专用工具不能拆除）。⑤满足安全距离的要求。使人体各部位（特别是手或脚）无法逾越接触危险，同时防止挤压或剪切。⑥不影响机器的预定使用。对机器使用期间各种模式的操作产生的干扰最小，不因采用安全防护装置增加操作难度或强度。⑦遵循安全人机工程学原则。⑧满足某些特殊工艺要求。
3维修性设计是指产品设计时，应当从维修的观点出发，若产品一旦出现故障时，能容易地发现故障，易拆、易检修、易安装，即可维修度要高。下列因素中，属于维修性设计中应考虑的主要因素有（ ）。[2017年真题]
A．可达性
B．零组部件的标准化和互换性
C．维修的时间
D．维修的费用
E．维修人员的安全
【答案】ABE
【解析】设计应考虑机械的维修性，当产品一旦出故障，易发现、易拆卸、易检修、易安装，维修性是产品固有可靠性的指标之一。维修性设计应考虑以下要求：①将维护、润滑和维修设定点放在危险区之外；②检修人员接近故障部位进行检查、修理、更换零件等维修作业的可达性，即安装场所可达性（有足够的检修活动空间）、设备外部的可达性（考虑封闭设备用于人员进行检修的开口部分的结构及其固定方式）、设备内部的可达性（设备内部各零、组部件之间的合理布局和安装空间）；③零、组部件的标准化与互换性，同时，必须考虑维修人员的安全。
4维修性是衡量产品在发生故障或失效时，实施维修难易程度和经济性的固有质量特性，提高产品的维修性可改善其系统效能，减少产品寿命周期费用。为了使机械产品具有良好的维修性，需要进行有效的维修性设计。维修性设计中应考虑的主要问题有（ ）。[2013年真题]
A．可达性
B．可靠性
C．维修人员的安全
D．维修人员的操作技能
E．零组部件的标准化与互换性
【答案】ACE
【解析】维修性设计是指产品设计时，设计师应从维修的观点出发，保证当产品一旦出故障，能容易地发现故障，易拆、易检修、易安装，即可维修度要高。维修性设计中应考虑的主要问题大致包括：将维护、润滑和维修设定点放在危险区之外；检修人员接近故障部位进行检查、修理、更换零件等维修作业的可达性，即安装场所可达性（有足够的检修活动空间）、设备外部的可达性（考虑封闭设备用于人员进行检修的开口部分的结构及其固定方式）、设备内部的可达性（设备内部各零、组部件之间的合理布局和安装空间）；零、组部件的标准化与互换性，同时，必须考虑维修人员的安全。
5可靠性是指研究对象在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力，其度量指标包括（ ）。[2010年真题]
A．可靠度
B．故障率
C．平均寿命
D．工作时间
E．有效度
【答案】ABCE
【解析】可靠性度量指标主要有可靠度、故障率（或失效率）、平均寿命（或平均无故障工作时间）、维修度和有效度。
6生产操作中，机械设备转动的危险部位有（ ）。
A．切割刀刃
B．冲压机和铆接机
C．辊式输送机
D．轴流风扇
E．转动轴
【答案】CDE
【解析】生产操作中，机械设备的运动部分是最危险的部位，尤其是那些操作人员易接触到的运动的零部件；此外，机械加工设备的加工区也是危险部位。其中，转动的危险部位包括：①转动轴（无凸起部分）；②转动轴（有凸起部分）；③对旋式轧辊；④牵引辊；⑤辊式输送机（辊轴交替驱动）；⑥轴流风扇（机）；⑦径流通风机；⑧啮合齿轮；⑨旋转的有辐轮；⑩砂轮机；⑪旋转的刀具。
7齿轮传动机构的安全防护措施有（ ）。
A．置于密封的齿轮箱内
B．不允许有裸露的啮合齿轮
C．防护罩壳体不应有尖角和锐利部分
D．防护罩内壁应涂成醒目的黄色
E．安装缓冲装置
【答案】ABC
【解析】齿轮传动机构必须装置全封闭型的防护装置。机器外部绝不允许有裸露的啮合齿轮，在设计和制造机器时，应尽量将齿轮装入机座内，而不使其外露。防护装置材料可用钢板或铸造箱体，必须坚固牢靠，保证在机器运行过程中不发生振动。要求装置合理，防护罩壳体不应有尖角和锐利部分，外壳与传动机构的外形相符，同时应便于开启，便于机器的维护保养，能方便地打开和关闭。为引起人们的注意，防护罩内壁应涂成红色，最好装电气联锁，使防护装置在开启的情况下机器停止运转。
8皮带传动装置的防护罩与皮带的距离不应小于50mm，设计要合理，不要影响机器的运行，皮带传动机构需要设防护罩的是（ ）。
A．皮带轮中心距之间的距离在3m以上
B．皮带宽度在15cm以上
C．皮带回转速度在9m/min以上
D．皮带轮直径在0.5m以上
E．皮带传动机构离地面2m以下
【答案】ABCE
【解析】皮带传动装置的防护罩可采用金属骨架的防护网，与皮带的距离不应小于50mm，设计应合理，不应影响机器的运行。一般传动机构离地面2m以下，应设防护罩。但在下列3种情况下，即使在2m以上也应加以防护：①皮带轮中心距之间的距离在3m以上；②皮带宽度在15cm以上；③皮带回转的速度在9m/min以上。这样，万一皮带断裂，不至于伤人。
9在机械安全防护装置的要求中，（ ）保护装置应设置自身出现故障的报警装置。
A．脚踏式
B．机械式
C．光电式
D．按钮式
E．感应式
【答案】CE
【解析】光电式、感应式保护装置应具有自检功能，当出现故障时，应使危险的机器功能不能执行或停止执行，并触发报警器。
10下列各项属于本质安全技术的有（ ）。
A．材料和物质的抗破坏性
B．机械的安全性设计
C．控制系统的安全设计
D．使用本质安全工艺过程和动力源
E．遵循安全人机工程学的原则
【答案】CDE
【解析】本质安全技术是指通过改变机器设计或工作特性，来消除危险或减小与危险相关的风险的保护措施。
本质安全技术包括：①合理的结构型式；②限制机械应力以保证足够的抗破坏能力；③使用本质安全的工艺过程和动力源；④控制系统的安全设计；⑤材料和物质的安全性；⑥机械的可靠性设计；⑦遵循安全人机工程学的原则。
11机器防护装置包括（ ）等。
A．固定式防护装置
B．自动控制安全装置
C．活动式防护装置
D．联锁防护装置
E．跳闸安全装置
【答案】ACD
【解析】防护装置可以单独使用，也可与带或不带防护锁定的联锁装置结合使用。按使用方式可分为以下几种：①固定式防护装置。保持在所需位置（关闭）不动的防护装置。不用工具不能将其打开或拆除。②活动式防护装置。通过机械方法（如铁链、滑道等）与机器的构架或邻近的固定元件相连接，并且不用工具就可打开。③联锁防护装置。防护装置的开闭状态直接与防护的危险状态相联锁，只要防护装置不关闭，被其“抑制”的危险机器功能就不能执行，只有当防护装置关闭时，被其“抑制”的危险机器功能才有可能执行；在危险机器功能执行过程中，只要防护装置被打开，就给出停机指令。
12机械制造场所的安全技术要求包括（ ）。
A．机械制造场所的采光要求
B．机械制造场所的卫生要求
C．机械制造场所的设备布局要求
D．机械制造场所的安全通道要求
E．机械制造场所的气象条件要求
【答案】ACDE
【解析】机械制造场所的安全技术要求包括：①总平面布置图，应结合当地气象条件，使车间厂房具有良好的朝向、采光和自然通风条件。保证作业场地和作业环境的气象条件符合防寒、防风、防暑、防湿的要求。②通道是指为了保证职工通行和安全运送材料、工件而设置的通道。所有通道应充分考虑人和物的合理流向和物料输送的需要，并考虑紧急情况下便于撤离。③设备布置及安全防护措施，车间的机床设备布置应合理，应按工艺流程布置，力求物流线路最短。