機械傷害及其防護考試試題及答案1.單項選擇題（每題2分，共30分）1.1某車間操作工在清理輥筒表面粘料時，右手被卷入直徑320mm、轉(zhuǎn)速45r/min的橡膠輥，造成食指近節(jié)離斷。事故直接原因是A.輥筒表面溫度過高B.未執(zhí)行“停機—上鎖—掛牌”程序C.防護罩設(shè)計強度不足D.操作工未戴防割手套答案：B解析：高速旋轉(zhuǎn)輥筒的機械傷害風險主要來源于能量意外釋放。GB/T35076-2018《機械安全危險能量控制通則》規(guī)定，對任何可預(yù)見的危險能量必須執(zhí)行LOTO（Lock-out/Tag-out）。A、C、D雖為隱患，但非本次能量釋放的直接觸發(fā)條件。1.2下列哪項不是機械性危險的基本類型A.擠壓B.剪切C.電離輻射D.切割答案：C解析：電離輻射屬于物理性危險，機械性危險僅包括擠壓、剪切、切割、纏繞、沖擊等接觸性傷害。1.3某企業(yè)采用固定式防護罩保護齒輪傳動，其安全距離依據(jù)ISO13857:2019計算。若防護罩邊緣到危險點的水平距離為120mm，則開口高度最大允許值為A.30mmB.50mmC.80mmD.120mm答案：A解析：ISO13857表4規(guī)定，當水平安全距離≥120mm時，開口高度≤30mm可防止指關(guān)節(jié)進入，從而避免觸及危險區(qū)。1.4關(guān)于雙手操縱裝置，下列說法正確的是A.單手也能觸發(fā)機器啟動B.兩個按鈕間距≤260mmC.按鈕松開即立即停機D.可用膠帶綁住一側(cè)按鈕方便操作答案：C解析：GB/T19671-2005要求雙手操縱必須“同步觸發(fā)、持續(xù)按壓、松手即?！保g距≥260mm防止單手操作，任何旁路均屬嚴重違規(guī)。1.5某鋸床配有可調(diào)式防護罩，操作工為換料方便將其拆除。依據(jù)《安全生產(chǎn)法》，應(yīng)給予A.口頭警告B.記過處分C.2萬元以下罰款D.5萬元以下對單位罰款，對個人可并處1萬元以下答案：D解析：《安全生產(chǎn)法》第三十六條、第九十九條：擅自拆除安全設(shè)施，對單位5萬元以下，個人1萬元以下并責令改正。1.6某機器人工作站設(shè)置光幕保護，光幕離地400mm，分辨率30mm。一名身高1.1m兒童誤入，手臂未被檢測到，其原因是A.光幕安裝過高B.光幕響應(yīng)時間>15msC.光幕分辨率過大D.光幕水平位置偏離答案：A解析：ISO13855附錄B指出，若光幕底邊高于300mm，兒童可鉆入；30mm分辨率足以檢測手臂，故問題在高度。1.7下列哪項屬于“本質(zhì)安全”設(shè)計措施A.加裝急停按鈕B.降低液壓系統(tǒng)壓力至2barC.設(shè)置警示燈D.培訓(xùn)操作工答案：B解析：本質(zhì)安全系通過設(shè)計消除或降低危險，如降低壓力、減小功率、消除銳邊等；A、C為“防護裝置”，D為“信息措施”。1.8某剪板機采用電子安全繼電器監(jiān)控雙手按鈕，其性能等級需達PLe。若每十年平均危險失效時間MTTFD=100年，診斷覆蓋率DC=99%，則該回路A.滿足PLeB.僅滿足PLdC.僅滿足PLcD.需冗余雙通道才能滿足PLe答案：D解析：ISO13849-1表8規(guī)定，單通道MTTFD=100年、DC=99%僅達PLd；PLe必須雙通道冗余+高DC。1.9某皮帶傳動距地面2.3m，未設(shè)防護。依據(jù)GB14784-2013，正確的整改措施是A.刷警示色即可B.設(shè)置≥1.8m固定護欄并加底部踢腳板C.每班前口頭提醒D.降低皮帶速度至0.1m/s答案：B解析：2.3m雖高，但維修時需登高，仍可能接觸；標準規(guī)定高度≥1.8m的固定護欄+踢腳板可防止人員墜落及肢體伸入。1.10某企業(yè)執(zhí)行LOTO時，下列哪把鑰匙應(yīng)由作業(yè)人員本人保管A.部門通用鑰匙B.個人專用鎖鑰匙C.值班長萬能鑰匙D.設(shè)備廠家鑰匙答案：B解析：個人專用鎖具遵循“一人一鎖一證”原則，鑰匙只能由本人控制，防止誤送電。1.11某沖床使用機械式剛性離合器的危險在于A.一旦結(jié)合無法中途停止B.噪音大C.能耗高D.需頻繁潤滑答案：A解析：剛性離合器無脫開功能，滑塊行程無法中斷，極易連沖；應(yīng)改用摩擦離合器+制動器。1.12某車間噪聲85dB(A)，同時存在飛屑風險，操作工佩戴A.耳塞+防護面屏B.耳罩+安全眼鏡C.耳塞+普通近視鏡D.棉紗口罩答案：A解析：85dB(A)需聽力防護，飛屑需沖擊面屏；安全眼鏡無側(cè)面防護，耳罩與面屏組合易漏氣，故A最佳。1.13某AGV（自動導(dǎo)引車）最大速度1.5m/s，安全掃描儀水平布置，停車距離計算需考慮A.僅AGV速度B.人員行走速度1.6m/sC.AGV速度+系統(tǒng)響應(yīng)+制動距離+人體侵入深度D.地面反光率答案：C解析：ISO3691-4:2020規(guī)定，安全距離S=（Vvehicle+Vperson）×tresponse+Sbrake+Sintrusion，必須綜合計算。1.14某企業(yè)采用“零進入”協(xié)作機器人，即人員進入即停機，其安全控制屬于A.權(quán)限管理B.速度與分離監(jiān)控C.功率與力限制D.手動示教答案：B解析：ISO10218-1協(xié)作模式之一：速度與分離監(jiān)控（SSM），通過激光掃描實時測距，低于閾值即停機。1.15某維修工在鏈條傳動下作業(yè)，因同班次另一人誤啟動導(dǎo)致擠壓死亡，根本原因是A.未能量隔離B.鏈條未潤滑C.照明不足D.未戴安全帽答案：A解析：能量未隔離，存儲于傳動系的重力+彈性勢能釋放；LOTO缺失是死亡主因。2.多項選擇題（每題3分，共30分，多選少選均不得分）2.1下列屬于機械危險源的有A.旋轉(zhuǎn)主軸B.往復(fù)式鋸條C.紫外線固化燈D.高速旋轉(zhuǎn)砂輪爆裂碎片E.液壓系統(tǒng)蓄能器答案：ABDE解析：C為物理因素，其余均為機械運動或能量存儲導(dǎo)致的機械性危險。2.2關(guān)于固定式防護罩的技術(shù)要求，正確的有A.必須使用工具才能拆除B.防護罩與危險區(qū)距離≥120mmC.能承受1kN垂直靜載D.表面橙色警示E.開孔尺寸符合ISO13857答案：ACE解析：B需按開口尺寸查表，不一定≥120mm；D顏色無強制要求，橙色僅作警示；C參考GB/T8196-2018附錄A，防護罩需足夠機械強度。2.3對一臺PLe級別的雙手按鈕回路，必須滿足A.冗余雙通道B.通過TüV認證的安全繼電器C.每通道MTTFD≥100年D.DC≥99%E.共因失效CCF≥65分答案：ABDE解析：C應(yīng)為單通道≥100年即可，但雙通道每通道≥30年即可，因冗余后整體指標滿足PLe。2.4下列哪些屬于“機械安全三步法”順序A.本質(zhì)安全設(shè)計B.安全防護裝置C.使用PPED.安全培訓(xùn)E.安全標識答案：ABC解析：ISO12100:2010明確三步法：設(shè)計消除、防護裝置、使用信息（含PPE）。培訓(xùn)與標識屬于信息措施。2.5某企業(yè)實施LOTO，正確的步驟包括A.識別能量源B.關(guān)閉設(shè)備并隔離C.個人上鎖并掛簽D.測試零能量E.作業(yè)后僅由值班長統(tǒng)一解鎖答案：ABCD解析：E錯誤，必須“誰上鎖誰解鎖”，嚴禁集中解鎖。2.6下列哪些措施可降低砂輪機爆裂傷害A.使用正規(guī)廠家砂輪，額定線速度≥50m/sB.新砂輪安裝前進行回轉(zhuǎn)試驗C.護罩開口角度≤180°D.砂輪與法蘭間加軟墊E.佩戴普通棉紗手套答案：BCD解析：A應(yīng)為“等于或高于設(shè)備線速度”，≥50m/s非越高越好；E手套易被卷入，應(yīng)戴防振手套且袖口收緊。2.7關(guān)于協(xié)作機器人功率與力限制（PFL）模式，正確的有A.碰撞力≤150N（胸部位）B.瞬態(tài)接觸≤300mm/sC.需實時監(jiān)測關(guān)節(jié)力矩D.無需額外外部傳感器E.適用于人機同速搬運答案：ABC解析：D錯誤，PFL需內(nèi)置力矩+外置皮膚傳感器雙重監(jiān)測；E錯誤，同速搬運易超限，應(yīng)SSM模式。2.8某沖壓線采用安全地毯，其技術(shù)參數(shù)應(yīng)滿足A.觸發(fā)力≤300NB.響應(yīng)時間≤30msC.表面防滑等級R9D.邊緣失效檢測E.防水等級IP65答案：ABDE解析：C防滑等級R9僅對鞋底摩擦，非安全功能；其余均為EN1760-1要求。2.9下列哪些屬于機械傷害二次事故A.手指壓傷后感染破傷風B.急停后飛屑濺眼C.維修工被鎖在防護罩內(nèi)缺氧D.設(shè)備急停導(dǎo)致PLC數(shù)據(jù)丟失E.斷指再植失敗產(chǎn)生糾紛答案：AC解析：二次事故指由初始傷害引發(fā)的后續(xù)健康或環(huán)境損害，B為一次，D、E為管理或民事問題。2.10對一臺使用伺服電機的立式注塑機，進行維護時必須A.斷開主電源并放電5分鐘B.懸掛“禁止合閘”標簽C.測量蓄能器壓力為零D.戴絕緣手套驗電E.僅關(guān)閉軟件急停答案：ABCD解析：E錯誤，軟件急停不能隔離電能；伺服驅(qū)動母線電容儲能高，必須放電+驗電。3.判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯誤打“×”）3.1只要設(shè)備裝有急停按鈕，就可以不裝防護罩。答案：×解析：急停不能防止人體進入危險區(qū)，僅用于緊急制動，不能替代固定防護。3.2光幕的安全距離計算與人員接近速度無關(guān)。答案：×解析：ISO13855公式S=K×T+C，K含人體步行速度1.6m/s，必須考慮。3.2防護罩上為觀察過程可開任意大小窗口。答案：×解析：窗口尺寸必須符合ISO13857開口與安全距離對應(yīng)表，防止肢體進入。3.4使用扭矩扳手緊固砂輪法蘭屬于能量隔離措施。答案：×解析：屬于正確安裝，非能量隔離；隔離指切斷電源、氣源等。3.5安全繼電器故障復(fù)位必須手動模式，不可自動重啟。答案：√解析：EN60204-1規(guī)定，安全功能觸發(fā)后，需手動確認復(fù)位，防止意外重啟。3.6機械安全標準中，風險矩陣的“可能性”僅考慮操作頻率。答案：×解析：還需考慮避免可能性、暴露人數(shù)、技術(shù)可靠性等綜合因素。3.7對一臺PLd系統(tǒng)，單通道MTTFD=50年即可滿足。答案：√解析：PLd允許單通道MTTFD=30~100年，50年在范圍內(nèi)。3.8只要設(shè)備斷電，液壓系統(tǒng)就無危險。答案：×解析：蓄能器、自重、彈性元件仍存能量，必須泄壓。3.9安全地毯觸發(fā)后，必須手動復(fù)位才能重啟。答案：√解析：防止人員倒地后設(shè)備自動重啟，需人工確認。3.10機械安全評估報告有效期為永久，無需復(fù)評。答案：×解析：設(shè)備改造、工藝變更、標準更新后均需重新評估。4.填空題（每空2分，共20分）4.1ISO13849-1中，PLe對應(yīng)每小時危險失效概率為________。答案：10??~10??解析：PLePFH=10??~10??/h，為最高等級。4.2根據(jù)GB/T8196-2018，防護罩與危險區(qū)最小安全距離計算公式為________。答案：S=（2000×T）+8（d-14）解析：當開口≥14mm時，需加8倍差值，防止手掌進入。4.3LOTO鎖簽上必須寫明________、________、________。答案：姓名、日期、理由解析：確?？勺匪?，防止誤拆。4.4砂輪法蘭最小接觸面徑向尺寸應(yīng)不小于砂輪孔徑的________。答案：1/3解析：GB2494-2015規(guī)定，保證夾緊均勻。4.5協(xié)作機器人瞬態(tài)接觸允許最大力，人體胸部為________N。答案：150解析：ISO/TS15066表1，胸骨壓縮限值。4.6安全光幕響應(yīng)時間包括________、________、________三部分。答案：光幕自身、安全繼電器、接觸器解析：總響應(yīng)時間T=t1+t2+t3，用于計算S=K×T+C。4.7機械安全“三同時”指安全設(shè)施與主體工程同時________、________、________。答案：設(shè)計、施工、投入使用解析：源自《建設(shè)項目安全設(shè)施三同時監(jiān)督管理辦法》。4.8對一臺PLd系統(tǒng)，共因失效CCF最小得分為________。解析：65分解析：ISO13849-1附錄F評分表，≥65分方可PLd以上。4.9某齒輪模數(shù)3mm，齒頂線速度8m/s，其嚙合點危險主要形式為________。答案：剪切解析：高線速度下，嚙合點形成剪切危險。4.10某企業(yè)采用RFID權(quán)限鑰匙管理機器人示教，其安全原則屬于________。答案：權(quán)限管理（PreventiveControl）解析：通過身份識別防止非授權(quán)操作。5.簡答題（每題10分，共30分）5.1某工廠一臺臥式帶鋸床頻繁發(fā)生斷帶甩擊傷人，請從本質(zhì)安全、防護裝置、使用信息三方面提出系統(tǒng)改進方案，并說明依據(jù)。答案：①本質(zhì)安全：選用無齒激光焊帶鋸，抗拉強度≥1900MPa，降低斷裂概率；降低帶速至20m/s以下，減少斷裂動能；優(yōu)化張緊力自動反饋，防止過緊疲勞。依據(jù)：ISO12100:20105.2.2降低能量存儲。②防護裝置：在鋸帶非加工區(qū)加裝快速制動器，斷帶檢測傳感器≤50ms觸發(fā)制動，制動距離<50mm；整體封閉護罩，開口僅容材料，護罩耐沖擊≥5J。依據(jù)：GB12265.3-1997。③使用信息：在護罩外張貼“先制動后換帶”圖解，配備換帶專用手套與護目鏡；增加聲光報警提示斷帶。依據(jù)：GB2894-2008安全標志及其使用導(dǎo)則。綜合后，經(jīng)FMEA評估，傷害概率由10?3降至10??，風險等級由R3降至R1。5.2敘述LOTO在大型液壓沖壓線的完整實施流程，并給出每個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵控制點。答案：①準備：識別所有能量源（電機、蓄能器、重力滑塊、氣動平衡缸），編制能量分布圖；通知所有受影響的班次。②停機：按正常程序停泵，滑塊至上死點，關(guān)閉主電源。③隔離：切斷主電源柜、液壓泵站、壓縮空氣三聯(lián)件，并使用球閥鎖具；蓄能器泄壓閥用鐵絲鉛封。④上鎖：作業(yè)人員每人一把專用鎖，鎖具編號與本人對應(yīng)，掛簽寫明姓名、時間、作業(yè)內(nèi)容；多能量點采用組鎖箱，鑰匙放箱內(nèi)，作業(yè)人員各自上鎖箱蓋。⑤零能量驗證：使用壓力表測系統(tǒng)壓力為零，點動啟動按鈕確認無動作，用萬用表測主回路無電壓；對重力滑塊采用機械支撐塊。⑥作業(yè)：全程保持鎖具完好，中途交接班須“先鎖后離、新鎖舊離”。⑦恢復(fù)：作業(yè)完畢清點工具，解除支撐塊，確認人員撤離，值班長逐一解鎖，先解鎖箱蓋，再解鎖能量源，最后試運轉(zhuǎn)。關(guān)鍵控制點：a.泄壓閥必須鉛封，防止人為復(fù)位；b.組鎖箱鑰匙清單雙人簽字；c.零能量測試需錄像留檔；d.解鎖前執(zhí)行“唱票”確認。5.3某協(xié)作機器人需與人共同完成發(fā)動機缸體搬運（質(zhì)量15kg），采用功率與力限制（PFL）模式。請計算并說明：1)允許最大速度；2)碰撞力限值；3)需監(jiān)測的關(guān)節(jié)力矩閾值；4)若改用速度與分離監(jiān)控（SSM）模式，安全距離如何計算。答案：1)依據(jù)ISO/TS15066附錄A，15kg負載下，胸部位瞬態(tài)允許速度≤0.25m/s，防止慣性沖擊。2)胸部位瞬態(tài)力≤150N，持續(xù)力≤140N，壓力≤110N/cm2。3)機器人腕部需監(jiān)測六維力矩，假設(shè)搬運臂長0.5m，則力矩閾值T=150N×0.5m=75N·m；關(guān)節(jié)力矩傳感器分辨率≤0.1N·m，采樣頻率≥1kHz，確保5ms內(nèi)觸發(fā)停機。4)SSM模式：S=（Vrobot+Vperson）×Tresponse+Sintrusion。設(shè)Vrobot=0.5m/s，Vperson=1.6m/s，Tresponse=0.2s，Sintrusion=0.2m，則S=（0.5+1.6）×0.2+0.2=0.62m；光幕需安裝在機器人最大運動范圍外0.62m處，且分辨率≤30mm，確保手臂侵入即停機。6.案例分析題（每題20分，共40分）6.1某食品廠切片機刀片直徑300mm，轉(zhuǎn)速1400r/min，操作工在清理殘余物料時，右手四指被切斷。調(diào)查發(fā)現(xiàn)：a)設(shè)備僅有固定護罩，但為清洗方便操作工長期使用鑰匙掛在旁邊；b)未配置點動按鈕；c)未執(zhí)行LOTO；d)操作工佩戴紗線手套。請：①用ETA（事件樹）分析事故路徑；②判定主要、次要、根本原因；③提出技術(shù)+管理綜合整改方案，并給出標準依據(jù)。答案：①ETA：起始事件：清理刀片→A鑰匙旁路護罩→B未LOTO→C未點動→D戴紗手套→結(jié)果：斷指（概率0.8）。若B執(zhí)行LOTO，則路徑轉(zhuǎn)向安全（概率0.9）；若C有點動，則降低能量（概率0.7）；若D戴防割手套，則減輕（概率0.5）。②原因：主要：護罩被旁路，能量未隔離；次要：無點動，手套易被卷入；根本：管理層未建立清洗SOP，未鎖定鑰匙，未培訓(xùn)。③整改：技術(shù)：更換“開啟即停機”鉸鏈護罩，加裝EN60204-1要求的點動按鈕（0.5s脈沖），刀片區(qū)域配置電磁鎖，護罩開啟即斷開安全回路；提供防割等級5的金屬網(wǎng)手套，但禁止接近旋轉(zhuǎn)區(qū)。管理：制定清洗LOTO卡片，張貼“先停機—上鎖—點動清刀”三步圖解；引入“能量隔離許可證”，由機、電、工藝三方簽字；每季度審計LOTO執(zhí)行率，目標100%。依據(jù)：GB16754-2008機械安全急停、GB/T35076-2018危險能量控制、ISO12100三步法。6.2某汽車零部件廠新建一條2000