机械安全常识试题及答案

机械安全常识试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在机械加工车间，操作者必须佩戴的安全防护用品中，下列哪一项属于“最后一道防线”？A.安全帽  B.防护眼镜  C.防割手套  D.emergencystop按钮答案：C解析：防割手套直接阻隔旋转刀具与皮肤接触，属于被动防护的“最后一道防线”；其余选项为主动防护或环境防护。2.某车床主轴额定转速n=1400

r/A.110

m/min答案：B解析：v=3.关于急停按钮颜色与功能，下列说法正确的是A.红色蘑菇头，锁定后需旋转复位  B.黄色蘑菇头，自动复位  C.蓝色平头，锁定后需钥匙复位  D.绿色蘑菇头，瞬时触点答案：A解析：ISO13850规定急停为红色蘑菇头，动作后保持锁定，必须手动旋转复位。4.砂轮机新装砂轮首次运行应A.直接全速运行  B.空载低速运行  C.负载高速运行  D.无需试运转答案：B解析：新砂轮需空载低速运行至少3

5.下列哪项不是机械危险源“剪切”的典型场景A.剪板机刀口  B.齿轮啮合处  C.皮带与带轮接触区  D.压力机滑块下行答案：C解析：皮带与带轮主要产生“卷入”危险，剪切需两相对运动刃口。6.安全联锁装置的核心评价指标是A.响应时间  B.平均无故障时间  C.安全完整性等级SIL  D.制造成本答案：C解析：IEC62061以SIL量化联锁系统可靠性，SIL3对应高危险场合。7.某机器人单元采用光幕防护，其分辨率14

mmA.可检测手指  B.不可检测手指  C.可检测手掌  D.需加装激光扫描仪答案：A解析：光幕分辨率小于被检测对象即可触发，14

mm<128.液压系统安全阀的设定压力通常高于工作压力A.5%  B.10%  C.20答案：B解析：防止波动误动作，安全阀开启压力=110%9.下列哪项属于“本质安全”设计原则A.加装防护罩  B.降低额定功率  C.设置警告标识  D.培训操作者答案：B解析：本质安全指通过设计消除危险，降低功率使刀具即使接触也不产生伤害。10.某企业采用LOTO（上锁挂牌）程序，下列顺序正确的是A.停机→隔离→卸能→上锁→验证→挂牌  B.停机→卸能→隔离→挂牌→上锁→验证C.隔离→停机→上锁→卸能→挂牌→验证  D.停机→隔离→上锁→卸能→挂牌→验证答案：A解析：OSHA1910.147明确先卸能后上锁，最后验证零能量。11.齿轮箱防护罩开孔最大尺寸依据A.GB/T8196  B.GB/T18831  C.ISO13857  D.ISO14120答案：C解析：ISO13857给出安全距离与开口尺寸对应表，防止手指伸入。12.某铣床使用可调试封闭罩，其安全距离S=K×T+C，若A.160

mm  B.320

答案：B解析：S=13.下列哪项不是机械安全“三同时”内容A.同时设计  B.同时施工  C.同时投入生产和使用  D.同时验收答案：D解析：中国《安全生产法》规定“三同时”不含验收，验收为后续环节。14.某伺服压力机采用双手按钮，其同步时间窗口为A.0.1

s  B.0.5

s答案：B解析：EN574要求双手操作间隔≤0.5

15.下列哪种颜色用于提示“强制行动”A.红色  B.黄色  C.蓝色  D.绿色答案：C解析：GB2893规定蓝色表示必须遵守的指令。二、多项选择题（每题3分，共30分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）16.关于砂轮安全，下列做法正确的是A.砂轮法兰盘软垫直径不小于砂轮直径1B.存储超过24

C.砂轮线速度≤50

D.砂轮防护罩开口角度≤答案：A、B、D解析：C错误，无论线速度均需静平衡；A、B、D符合GB2494与GB4674。17.下列哪些属于机械伤害“二次事故”A.操作者滑倒撞向运转设备  B.急停后工件掉落砸脚  C.维修时另一人误送电  D.防护罩缺失导致卷入答案：A、B、C解析：二次事故指由初始事件引发的连锁伤害，D为直接事故。18.关于安全地毯（safetymat）正确的是A.最小触发压力30

kg答案：B、C、D解析：A错误，触发压力通常为15

19.下列哪些措施可降低机器人系统风险A.降低工具TCP速度  B.增加碰撞传感器  C.采用协作模式功率限制  D.取消所有物理围栏答案：A、B、C解析：D错误，协作模式仍需根据ISO/TS15066评估，必要时保留围栏。20.关于皮带传动防护，下列说法正确的是A.中心距>2

m可敞露  B.需防止静电积聚  C.防护罩与皮带间距≥答案：B、D解析：A错误，无论中心距均需防护；C无明确50

21.下列哪些属于“安全功能”范畴A.光幕触发后切断伺服STO  B.PLC报警灯闪烁  C.安全门打开时断开离合器电源  D.变频器过载报警答案：A、C解析：安全功能必须直接降低风险，B、D仅为状态指示，非安全功能。22.某企业执行风险矩阵评估，后果等级“严重”包括A.需停工3

da答案：A、B、C解析：D属于“轻微”后果；A、B、C符合GB/T45001附录示例。23.下列哪些情况必须重新进行安全验证A.更换同型号安全继电器  B.软件版本升级  C.防护罩开孔尺寸扩大  D.操作者换班答案：B、C解析：A若未更改配置无需重验；D与硬件无关；B、C可能引入新风险。24.关于“零能量状态”确认，应检查A.电能  B.势能  C.热能  D.化学能答案：A、B、C、D解析：LOTO要求所有能量类型归零，包括蓄能器、高温表面、剩余化学品。25.下列哪些属于“机械安全生命周期”阶段A.概念设计  B.危险分析与风险评估  C.使用信息编制  D.事故调查答案：A、B、C解析：D属于事后改进，非生命周期内阶段；ISO12100生命周期含A、B、C。三、判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）26.防护罩只要强度足够，无需考虑共振频率。答案：×解析：高速设备需避开运行频率，防止共振导致罩体开裂。27.安全继电器与普通继电器最大区别是强制导向触点。答案：√解析：强制导向确保常开常闭不会同时闭合，满足故障安全。28.协作机器人若满足功率≤80

W与力≤答案：×解析：还需满足ISO/TS15066生物力学限制，如瞬态接触压强。29.砂轮防护罩材料可用灰铸铁HT200，最小壁厚6

答案：√解析：GB4674允许HT200，壁厚≥6

mm30.风险估计公式R=f\timesC中，f答案：√解析：ISO12100简化模型，R=31.双手控制按钮必须安装在操作者无法从背面伸手同时触发的位置。答案：√解析：防止绕过设计，需满足EN574的不可绕过要求。32.只要设备停机，即可立即进行机械维修，无需上锁。答案：×解析：必须执行LOTO，防止意外送能。33.安全光幕的“盲区”可以通过软件屏蔽，无需物理挡板。答案：×解析：盲区必须物理遮挡，防止人体侵入。34.齿轮传动中，模数越大，齿根弯曲强度越高。答案：√解析：模数增大，齿厚增加，弯曲应力降低。35.使用激光扫描仪时，分辨率30

答案：×解析：手指直径约12

mm四、填空题（每空2分，共20分）36.依据ISO13849-1，若某安全控制系统平均危险失效时间MTTF=100

year，诊断覆盖率DC答案：e解析：查PL与MTTF、DC对应表，100年+90%DC对应PLe。37.某剪板机刀口最大开口6

mm，则安全距离S答案：≥85解析：ISO13857表4，开口6

mm38.砂轮平衡精度等级G2.5表示许用偏心距e=________

m答案：2.5

mm/s转换为e39.某伺服电机额定转矩T=10

Nm，减速比i=10答案：1000解析：F=40.安全地毯最小触发压力一般为________

k答案：15解析：EN1760-1建议15

41.依据GB5226.1，控制电路电压优先采用________

V答案：24解析：优先直流24

42.某风险图参数F=2（很少发生），P=答案：SIL1解析：查IEC62061风险图，得SIL1。43.砂轮存储环境相对湿度应≤________%。答案：65解析：GB2494规定≤65%44.协作机器人瞬态接触压强限值________

N答案：150解析：ISO/TS15066表A.1，手指150

45.安全色“红”对应的RGB十六进制代码为________。答案：#FF0000解析：GB2893附录。五、计算题（共20分）46.某飞轮质量m=50

kg，回转半径k=0.2解：转动惯量I角速度ω角加速度α制动力矩=答案：25.147.某皮带传动中心距a=1

m，小轮直径=0.1

m，大轮=解：依据ISO13857表3，开口高度h=50

mm遮挡宽度b需覆盖手指可能路径，即b=2stanθb答案：140

六、简答题（共40分）48.简述机械安全“三步法”并举例说明。（10分）答案：第一步：本质安全设计——消除危险。例：用电动缸替代液压缸，去除高压油风险。第二步：安全防护与补充保护措施——降低风险。例：加装光幕+安全继电器，确保手指进入时停机。第三步：使用信息与培训——告知剩余风险。例：在操作面板贴警示标识“注意夹手”，并培训操作者正确手势。49.某企业计划将传统冲床改造为伺服压力机，列出风险评估流程并给出至少5项风险消减措施。（15分）答案：流程：1)系统界定——划定改造范围（含送料机械手）。2)危险识别——采用HAZOP+现场走查，列出挤压、剪切、电击、噪声、误操作。3)风险估计——用风险矩阵，频率×后果，得出高风险点：滑块意外下行、机械手与人工干涉。4)风险评价——对高风险点设定目标风险等级≤可接受区。5)风险消减——迭代设计。措施：①采用带安全编码器的伺服电机，实现STO（SafeTorqueOff）SIL3；②加装激光扫描仪，检测人员进入危险区立即减速至安全速度0.25

③设置三面封闭围栏+安全门联锁，门开即断主电源；④使用双手按钮+使能开关，防止单手操作；⑤增加“安全调试模式”，限制扭矩≤80

Nm⑥提供可视化HMI，实时显示滑块位置与报警记录；⑦制定LOTO程序，维护时上锁挂牌并测试零能量。50.说明为何“安全距离”并非越大越好，并给出优化策略。（15分）答案：过大的安全距离导致：1)操作不便，降低生产效率；2)占用更多厂房面积，增加成本；3)可能诱发绕过防护的违规行为，如拆罩操作。优化策略：①采用可调式防护罩，根据工件尺寸自动调整开口；②使用电敏保护设备（光幕、激光扫描仪），在满足分辨率前提下缩小距离；③引入“协作模式”，通过功率与力限制，允许近距离操作；④结合人体工程学，设计倾斜罩体，减少操作者伸入深度；⑤采用“双手同步+使能”复合控制，缩短心理安全距离；⑥运用虚拟围栏（基于视觉），动态调整危险区边界，非工作时自动缩小。七、案例分析题（共30分）51.案例背景：某汽车零部件厂一条机器人焊接线，工位布局为：上料滑台→机器人焊接→人工补焊→下料。近期发生两起事件：事件1：操作员在补焊时，机器人意外启动，焊枪撞到操作员肩膀，造成瘀伤；事件2：夜班维修工进入围栏更换焊枪喷嘴，另一员工在HMI误触“启动”，机器人低速运动，挤压维修工手指。任务：a)识别两起事件共性与差异；（6分）b)用“5Why”法分析事件1根本原因；（8分）c)提出系统级改进方案，含技术、管理、培训三方面，每项至少3条措施；（16分）答案：a)共性：①均属于“机器人意外启动”能量失控；②均暴露于“人员与机器人共享空间”场景；③均涉及安全联锁失效或缺失。差异：事件1发生在生产模式，操作者未进入围栏，属“意外启动”；事件2发生在维护模式，人员进入围栏，属“绕过安全联锁+误操作”。b)1Why：机器人为何意外启动？——安全门联锁未断主电源。2Why：为何未断主电源？——安全继电器输出触点粘连。3Why：为何触点粘连？——继电器型号为普通PLC输出，非安全继电器。4Why：为何使用普通继电器？——改造项目预算不足，未按安全规范选型。5Why：为何预算不足仍通过验收？——企业未将机器人安全纳入“三同时”，验收标准缺失。根本原因：管理层未建立机器人安全生命周期管理流程，导致安全等级不足。c)技术：①更换SIL3安全继电器，双通道冗余+自检；②采用带安全编码器的伺服驱动，实现SS1（SafeStop1）制动；③安装“维修模式钥匙开关”，钥匙拔下时机器人仅能以0.1

④在焊枪区域增加激光扫描仪，检测人员即降速至协作级别；⑤设置“确认装置”，维修时需双手按下使能+速度选择，