机械安全技术
本章2025年考20分，是技术科目的基础大章。涵盖机械危险有害因素、危险部位防护、三步法安全技术措施、金属切削机床与砂轮机、冲压剪切机械、木工机械、铸造锻造、安全人机工程与工业机器人安全技术。
本章分值分布
| 考点 | 2025 | 2024 | 2023 | 2022 | 2021 | 考频 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 实现机械安全的途径与对策 | 4 | 4 | 3 | 1 | 2 | 高频 |
| 人的特性 | 3 | 0 | 0 | 2 | 3 | 高频 |
| 人机系统和人机作业环境 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 | 高频 |
| 金属切削机床存在的主要危险 | 2 | 1 | 1 | 1 | 2 | 高频 |
| 砂轮机安全技术 | 2 | 0 | 2 | 1 | 2 | 高频 |
| 带锯机安全技术 | 2 | 1 | 0 | 0 | 0 | 中频 |
| 机械危险部位及其安全防护措施 | 1 | 2 | 1 | 1 | 0 | 高频 |
| 剪板机 | 1 | 0 | 1 | 2 | 1 | 高频 |
| 圆锯机安全技术 | 1 | 0 | 2 | 1 | 1 | 高频 |
| 铸造作业危险有害因素及安全技术措施 | 1 | 3 | 0 | 1 | 3 | 高频 |
| 锻造作业危险有害因素及安全技术措施 | 1 | 0 | 1 | 2 | 1 | 高频 |
本章是技术科目的基础大章，2025 年考 20 分，历年稳定在 16-22 分。
必拿分点：①三步法（本质安全设计 → 安全防护 → 使用信息）②各类危险部位的防护措施（转动轴、齿轮、皮带传动、砂轮机等）③安全人机工程（人的特性、人机特性比较、人机作业环境）④砂轮机与木工机械的安全技术要求。
本章特点：设备种类多、数字多（安全距离、间隙），且识图题是常规考查方式。建议重点记「危险部位 → 防护措施」的对应关系。
第一节 机械安全基础知识
1.1 机械的基本概念与分类
机械：由若干个零、部件连接构成并具有特定应用目的的组合，其中至少有一个零、部件是可运动的，且配备或预定配备动力系统。
| 类别 | 说明 |
|---|---|
| 单台的机械 | 木材加工机械、金属切削机床、起重机等 |
| 实现完整功能的机组或大型成套设备 | 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 |
| 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，可自备动力或不具备动力 |
术语辨析（易考）：
- 机械 → 泛指一类机器（工程机械、加工机械、化工机械、建筑机械）
- 机器 → 指某种具体的机械产品（数控机床、起重机、注塑机）
- 机构 → 机器的某组成部分，可实现某种特定运动（四连杆机构、传动机构）
- 生产设备 → 更广义的概念，指生产过程中为生产、加工、制造、检验、运输、安装、贮存、维修产品而使用的各种机器、设施、工机具、仪器仪表、装置和器具的总称
按使用用途，机械分为 10 类： ①动力机械 ②金属切削机械 ③金属成型机械 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
记忆口诀：动切型、交起工、农通轻专
（动力、金属切削、金属成型、交通运输、起重运输、工程、农业、通用、轻工、专用）
易考点：金属切削机械按工作原理和加工范围分为 12 类：车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨（插）床、拉床、电加工机床、锯床和其他机床。
1.2 机械使用过程中的危险有害因素
分为机械性危险和非机械性危险两大类。
（1）机械性危险 —— 可能导致挤压、剪切、碰撞、切割或切断、缠绕、辗压、吸入或卷入、冲击、刺伤或刺穿、摩擦或磨损、抛出、绊倒和跌落等危险。
产生机械性危险的条件因素主要有 7 项：
- 形状或表面特性 —— 锋利刀刃、锐边、尖角形等零部件、粗糙或光滑表面
- 相对位置 —— 运动可能产生挤压、剪切、缠绕区域的相对位置
- 动能 —— 运动的机器零部件与人体接触，零部件由于松动、松脱、掉落或折断、碎裂、甩出
- 势能 —— 人或物距地面有落差；弹性元件势能释放；压力或真空下的液体或气体势能；高压流体压力超过系统元器件额定安全工作压力
- 质量和稳定性 —— 机器抗倾翻性或移动机器防风抗滑的稳定性
- 机械强度不够导致的断裂或破裂
- 料堆（垛）坍塌、土岩滑动造成掩埋所致的窒息危险
（2）非机械性危险 主要包括：电气危险（电击、电伤）、温度危险（灼烫、冷冻）、噪声危险、振动危险、辐射危险（电离辐射、非电离辐射）、材料和物质产生的危险、未履行安全人机工程学原则而产生的危险
1.3 机械危险部位及其安全防护措施
生产操作中，机械设备的运动部分是最危险的部位，尤其是操作人员易接触到的运动零部件；此外，机械加工设备的加工区也是危险部位。
（1）转动的危险部位及其防护：
| 危险部位 | 防护措施 |
|---|---|
| 转动轴（无凸起部分） | 无适当位置安装固定式防护装置，一般在光轴的暴露部分安装一个松散的、与轴具有 12mm 净距的护套。护套和轴可以相互滑动。护套沿轴向分成两部分，用圆形卡子或强力胶带联结 |
| 转动轴（有凸起部分） | 应利用固定式防护罩进行全面封闭 |
| 对旋式轧辊 | 即使相邻轧辊间距很大，操作人员的手、臂及身体都可能被卷入。一般采用钳型防护罩防护 |
| 牵引辊 | 可安装一个钳型条，通过减少间隙来提供保护，通过钳型条上的开口便于材料输送 |
| 辊式输送机（辊轴交替驱动） | 应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，无须安装防护装置 |
| 轴流风扇（机） | 安装在通风管道内部的将不存在危险。开放式叶片是危险的，需要使用防护网。防护网网孔应足够大使空气能有效通过；同时足够小能防止手指接近叶片 |
| 径流通风机 | 安装在通风管道内部的不存在危险。通向风扇的进风口应被一定长度的导管保护，入口应覆盖防护网 |
| 啮合齿轮 | 暴露的齿轮应使用固定式防护罩进行全面保护。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。防护罩内壁应涂成红色，最好装电气联锁（开启时机器停止运转） |
| 旋转的有辐轮 | 可利用一个金属盘片填充有辐轮来提供防护，也可在手轮上安装一个弹簧离合器，使轴能够自由转动 |
| 砂轮机 | 除磨削区域附近，均应加以密闭提供防护。防护罩上应标出砂轮旋转的方向和最高线速度等技术参数 |
| 旋转的刀具 | 应被包含在机器内部。手工送料时应尽可能减少刀刃暴露，并使用背板防护。加工可燃物时，产生碎屑的场所应有防火措施。拆卸刀片时应使用特殊卡具和手套 |
转动部位防护的核心考点：
- 光轴（无凸起） → 松散护套，12mm 净距（关键数字）
- 有凸起轴 → 固定式防护罩全面封闭
- 啮合齿轮 → 全封闭，防护罩内壁涂红色，装电气联锁
- 砂轮机 → 防护罩标出旋转方向和最高线速度
- 辊式输送机：全部辊轴都驱动 → 无须防护装置
（2）直线运动的危险部位及其防护：
| 危险部位 | 防护措施 |
|---|---|
| 切割刀刃 | 应使其暴露部分尽可能少。维护刀具时需提供特殊卡具 |
| 砂带机 | 砂带应向远离操作者的方向运动，并具有止逆装置，仅将工作区域暴露出来，靠近操作人员的端部应进行防护 |
| 机械工作台和滑枕 | 运动平板（或滑枕）达到极限位置时，其端面应和固定结构的间距不能小于 500mm，以免造成挤压 |
| 配重块 | 应对其全部行程加以封闭，直到地面或机械的固定配件处，避免形成挤压陷阱 |
| 带锯机 | 可调节的防护装置应装置在带锯机上，仅用于材料切割的部分可以露出，其他部分封闭 |
| 冲压机和铆接机 | 需要为这些机械提供能够感知手指存在的特殊失误防护装置 |
| 剪刀式升降机 | 主要危险在于邻近工作平台和底座边缘间形成的剪切和挤压陷阱，可利用帘布封闭。维护时主要危险在于剪刀机构的意外闭合，可通过**障碍物（木块等）**防止剪刀机构闭合 |
（3）转动和直线运动的危险部位及其防护：
| 危险部位 | 防护措施 |
|---|---|
| 齿条和齿轮 | 应利用固定式防护罩将齿条和齿轮全部封闭起来 |
| 皮带传动 | 危险出现在皮带接头及皮带进入到皮带轮的部位；还会因摩擦生热。防护措施必须保证足够的通风（否则会因过热而失效）。焊接金属网是适用的防护。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 |
| 输送链和链轮 | 危险来自输送链进入到链轮处以及链齿。防护措施应能防止接近链轮的锯齿和输送链进入到链轮部位 |
皮带传动的防护条件（必背）：
一般传动机构离地面 2m 以下应设防护罩。
但下列三种情况，即使在离地面 2m 以上也应加以防护：
- 皮带轮中心距之间的距离在 3m 以上
- 皮带宽度在 15cm 以上
- 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。皮带接头必须牢固可靠，安装皮带应松紧适宜）
1.4 实现机械安全的途径与对策措施（三步法）
消除或减小风险，应按下列等级顺序选择安全技术措施，即「三步法」：
| 步骤 | 名称 | 别称 | 内容 |
|---|---|---|---|
| 第一步 | 本质安全设计措施 | 直接安全技术措施 | 通过适当选择机器的设计特性和/或暴露人员与机器的交互作用，消除危险或减小相关的风险 |
| 第二步 | 安全防护和/或补充保护措施 | 间接安全技术措施 | 考虑到预定使用和可合理预见的误用，如果通过本质安全设计措施消除危险或充分减小风险实际不可行，则使用安全防护和补充保护措施来减小风险 |
| 第三步 | 使用信息 | 提示性安全技术措施 | 尽管采用了前两步措施，风险仍然存在时，应在使用信息中明确剩余风险 |
口诀：本质设计（直接）→ 安全防护（间接）→ 使用信息（提示）
本质安全设计措施的内容：
| 方面 | 内容 |
|---|---|
| 1. 合理的结构型式 | ①机器零部件形状：避免锐边、尖角、粗糙面、凸出部位，以及可使人体部位或衣服"陷入"的开口。金属薄板边缘应去毛刺、折边或倒角 ②运动机械部件相对位置设计：满足安全距离原则，通过加大运动部件间最小间距使人体部位可安全进入，或通过减小其间距使人体任何部位不能进入 ③足够的稳定性：考虑机器底座几何形状、重量分布、动态力、振动、重心摆动、支承面特性和外力 |
| 2. 限制机械的应力 | ①专业符合性要求 ②足够的抗破坏能力（各受力零件应保证足够安全系数）③连接紧固可靠 ④防止超载应力（通过传动链预先采用"薄弱环节"，如易熔塞、限压阀、断路器）⑤良好的平衡和稳定性 |
| 3. 使用本质安全的工艺过程和动力源 | 采用安全的工艺、设备；使用安全电压等 |
| 4. 控制系统的安全设计 | 采用"定向失效模式"；关键组件冗余；自动监控；可重编程系统需防止意外改变等 |
| 5. 材料和物质的安全性 | 材料应能承受可能出现的负荷；避免选用有毒有害材料 |
| 6. 遵循安全人机工程学原则 | 考虑人体尺寸、人体力量、人的反应速度等 |
| 7. 防止气动和液压系统的危险 |
三步法的核心考点是「顺序」和「各步的别称」：
- 本质安全设计 = 直接安全技术措施
- 安全防护和补充保护 = 间接安全技术措施
- 使用信息 = 提示性安全技术措施
判断题常见陷阱：把「使用信息」说成「最重要的措施」→ 错误，它是最后一道防线。
第二节 金属切削机床及砂轮机安全技术
2.1 金属切削机床存在的主要危险
金属切削机床存在的危险主要有： ①机械危险（挤压、剪切、碰撞、缠绕等）②电气危险 ③热危险 ④噪声危险 ⑤振动危险 ⑥辐射危险 ⑦物质和材料产生的危险 ⑧忽视安全人机工程学原则产生的危险 ⑨机床伤害（飞出物打击、刀具伤害等）
金属切削机床的安全要求要点：
- 机床外形应避免锐边、尖角和凸出部分
- 主轴箱等传动部分应密封良好，防止油雾、切削液飞溅
- 应设置安全防护装置（防护罩、防护栏、防护挡板）
- 应尽量采用自动化、机械化的送料和取件装置
- 操作位置应有良好的照明和视野
2.2 砂轮机安全技术
砂轮机的三大危险：
- 砂轮碎裂（最主要危险）—— 砂轮高速旋转时可能因强度不足、安装不当、超速等碎裂飞出
- 磨削时产生的火花和粉尘 —— 可能引发火灾、爆炸、灼伤，粉尘危害健康
- 砂轮与工件的卷入、挤压 —— 操作不当导致的伤害
砂轮机的安全技术要求：
- 砂轮防护罩应具有足够的强度，能承受砂轮碎裂时的冲击
- 防护罩的开口角度应符合规定（一般不大于 180°）
- 砂轮与托架之间的间隙应调整适当（一般≤3mm），防止工件被卷入
- 严禁使用超过规定线速度的砂轮
- 砂轮安装前应进行检查（外观检查、音响检查），必要时做强度试验
- 砂轮机的旋转方向应使火花向下、远离操作者
砂轮机的关键数字与要求：
- 砂轮防护罩上应标出砂轮旋转的方向和最高线速度
- 砂轮与托架的间隙应尽量小（一般≤3mm）
- 严禁超速使用砂轮
- 砂轮机应装设除尘装置（磨削产生粉尘）
第三节 冲压剪切机械安全技术
3.1 冲压剪切机械的主要危险
冲压剪切机械的主要危险是机械危险，其中最突出的是冲压作业的手部伤害——操作人员需要手持工件靠近冲击头，手部容易进入危险区。
冲压剪切机械的安全防护装置（重点）：
| 类型 | 说明 |
|---|---|
| 安全保护装置 | 指在冲压设备运行中，当操作者身体某部位进入危险区时，能自动停止设备运行或把操作者身体部位推出危险区的装置，如推手式、拉手式、拨手式保护装置 |
| 安全防护装置 | 指把危险区封闭起来，使操作者身体不能进入危险区的装置，如防护罩、防护栏等 |
特别提示：冲压机和铆接机需要提供能够感知手指存在的特殊失误防护装置。
3.2 剪板机安全技术
- 剪板机应有专人操作和保养
- 剪板机离合器应动作灵活可靠
- 严禁两人或多人同时操作同一台剪板机
- 剪板机上不得剪切淬过火的、超厚的、有硬疤的金属材料
- 剪板机应设置安全防护栅栏，防止手指进入危险区
剪板机安全要点记忆：
- 专人操作保养
- 严禁多人同时操作
- 不得剪切淬火料、超厚料、硬疤料
- 设安全防护栅栏
第四节 木工机械安全技术
4.1 木材加工的特点与危险因素
木材加工的特点： ①木材的天然特性（如节疤、纹理）使加工条件多变 ②加工时产生大量木屑和粉尘，易引发火灾 ③手工送料操作频繁，危险大 ④木工机械转速高、速度大，一旦发生事故后果严重
4.2 带锯机安全技术
- 带锯机的可调节防护装置应装置在带锯机上，仅用于材料切割的部分可以露出，其他部分封闭
- 锯条张紧装置应可靠
- 应设置防止锯条断裂的保护装置
4.3 圆锯机安全技术
- 圆锯机的锯片应装设防护罩，工作时锯片露出部分应尽可能小
- 应设置分料刀（防止木料夹锯后反弹）
- 应设置防回弹装置（防止木料反弹伤人）
- 圆锯机的主轴应装设制动装置
木工机械防护的关键装置：
- 带锯机 → 可调节防护装置（仅切割部分露出）
- 圆锯机 → 分料刀 + 防回弹装置 + 制动装置
分料刀的作用：防止木料夹锯后反弹伤人（这是圆锯机最关键的防护装置）。
第五节 铸造安全技术
5.1 铸造作业危险有害因素及安全技术措施
铸造作业的危险有害因素： ①火灾爆炸（熔融金属遇水爆炸）②灼烫（熔融金属飞溅）③机械伤害 ④高处坠落 ⑤中毒（浇注时产生的有害气体）⑥粉尘危害（型砂、清理工序产生大量粉尘）⑦噪声和振动 ⑧高温作业
安全技术措施要点：
- 熔融金属作业区域应保持干燥，严禁有水
- 浇注、清理等工序应采取通风除尘措施
- 应设置防护栏、防护屏
- 作业人员应穿戴防护服、防护面罩、防护鞋
- 应控制作业环境的温度和粉尘浓度
铸造安全的核心：防「水」
熔融金属遇水会发生爆炸性飞溅，这是铸造作业最主要的火灾爆炸风险来源。因此：
- 熔融金属作业区必须保持干燥
- 所有与熔融金属接触的工具、容器必须预热除湿
第六节 锻造安全技术
6.1 锻造作业危险有害因素及安全技术措施
锻造作业的危险有害因素： ①机械伤害（锻锤、摩擦压力机造成）②灼烫（高温锻件）③噪声和振动（锻造设备产生强烈噪声振动）④火灾爆炸 ⑤粉尘危害 ⑥高温作业
安全技术措施要点：
- 锻锤等设备的操纵机构应灵活可靠
- 应设置防护挡板（防止锻件飞出）
- 作业人员应保持安全距离
- 应控制噪声和振动，配备个人防护用品
- 高温锻件应妥善放置，防止灼烫
第七节 安全人机工程
7.1 人的特性
人的特性（高频考点）：
| 特性 | 内容 |
|---|---|
| 感觉与知觉 | 感觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物个别属性的反映；知觉是在感觉基础上对客观事物整体的反映 |
| 反应时间 | 从刺激到反应所需的时间。一般视觉反应时间最长，听觉次之，触觉最短 |
| 疲劳 | 分为体力疲劳、脑力疲劳、心理疲劳 |
| 人的可靠性 | 指人在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力 |
人机特性的比较（人优于机器 / 机器优于人）：
| 人优于机器 | 机器优于人 |
|---|---|
| 感知方面：人的感觉器官灵敏度高，能感知各种刺激 | 机器能在恶劣环境（高温、高压、有毒、辐射）下工作 |
| 处理方面：人具有创造性、能随机应变 | 机器的精度高、重复性好，不会疲劳 |
| 反应方面：人能处理模糊、不确定的信息 | 机器的速度快、力量大 |
| 学习方面：人能学习新知识、改进方法 | 机器能长时间连续工作 |
人机分工的原则：
- 人能做的：感知复杂环境、处理不确定信息、创造性决策、应对突发情况
- 机器能做的：重复性工作、高精度作业、恶劣环境作业、大力量作业、长时间连续运行
记忆锚点：人是"灵活但不稳定"，机器是"精确但僵化"。
7.2 人机系统和人机作业环境
人机系统：由人和机器构成的系统，二者相互联系、相互作用。
人机系统的功能： ①信息接收（人的感觉器官 + 机器的检测装置）②信息处理（人的大脑 + 机器的控制器）③信息储存（人的记忆 + 机器的存储器）④执行功能（人的肢体 + 机器的执行机构）
人机作业环境的主要因素：
| 因素 | 要求 |
|---|---|
| 照明 | 工作场所通常设置一般照明（即照亮整个场所的均匀照明）。展览厅、办公室等可只设一般照明；机加车间等需局部照明配合 |
| 温度与湿度 | 应控制在舒适范围，高温高湿会加剧疲劳 |
| 噪声 | 应控制在允许范围内，长期暴露会造成听力损伤 |
| 色彩 | 影响人的情绪和工作效率 |
2025 年真题考点：下列工作场所中，可以只设置一般照明的是（办公室）。
解析：工作场所通常设置一般照明，即照亮整个场所的均匀照明。机加车间等需要作业面精细照明的场所还需要局部照明配合。
体力劳动强度分级（计算题考点）：
体力劳动强度指数：I = 10 × T × M × S × W
其中：
- T —— 劳动时间率
- M —— 8h 工作日能量代谢率
- S —— 性别系数（男 1，女 1.3）
- W —— 体力劳动方式系数（搬 1.00，扛 0.40，推/拉 0.05）
- 10 —— 计算常数
分级标准：
| 等级 | 体力劳动强度指数 I |
|---|---|
| Ⅰ级 | I ≤ 15 |
| Ⅱ级 | 15 ＜ I ≤ 20 |
| Ⅲ级 | 20 ＜ I ≤ 25 |
| Ⅳ级 | I ＞ 25 |
计算例题（2025 真题）：某男性搬运工的工作日净劳动时间为 6h，工作日总工时为 8h，8h 工作日能量代谢率为 4kJ/(min·m²)，则该工人的体力劳动强度等级是（Ⅳ级）。
解析：I = T × M × S × W × 10 = (6/8) × 4 × 1 × 1 × 10 = 0.75 × 4 × 10 = 30。30 ＞ 25，故为 Ⅳ级体力劳动。
注意：T 为劳动时间率 = 净劳动时间 ÷ 总工时 = 6/8 = 0.75
第八节 工业机器人安全技术
8.1 工业机器人的安全技术
工业机器人的常见危险： ①机械危险（机器人的运动部件、夹持器造成挤压、碰撞）②电气危险 ③噪声危险 ④作业过程中的危险（程序错误、意外启动、误动作）
安全技术措施：
- 应设置安全防护围栏（隔离机器人的工作区域）
- 应设置安全联锁装置（防护门打开时机器人停止运行）
- 应设置急停装置
- 机器人工作区域应有警示标志
- 编程、示教作业时应处于低速状态
- 应进行风险评估并制定安全操作规程
工业机器人安全的三个关键装置：
- 安全防护围栏 —— 物理隔离
- 安全联锁装置 —— 门开即停
- 急停装置 —— 紧急制动
示教作业要求：编程、示教时应处于低速状态（这是高频考点）。
章节练习
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