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摘要：本文通过对影响煤炭铁路道口栏木机运行稳定性的原因进行深入分析研究，并找出有效的控制措施，从而解决栏木机运行不稳定问题，排除安全隐患，保证煤炭铁路运输的顺利畅通。
关键词：铁路道口；栏木机；运行稳定性
1概述
铁路道口栏木机主要应用在铁路与公路的平交道口上，在列车接近道口时，道口值班员接到电话通知，适时按下落杆控制按钮LLGA，所有栏木机栏杆落下，道口封闭，以阻挡公路上的行人和车辆通过，先让火车通过。火车出清道口后，道口值班员按下升杆控制按钮，则栏木机栏杆自动升起，用来保证行车安全。所以说铁路道口栏木机运行的稳定性是铁路运输畅通与安全的有力保障。
1.1现状
然而对于永煤矿区来说，铁路线路全长120公里，有人看守道口17座，其中栏杆防护道口11座，栏门防护道口6座。 随着集团公司的发展，永煤铁路运输增长速度很快，铁路运量有原来的30多万吨增加到现在900多万吨，道口作业越来越频繁，随之带来很大的安全压力。如果在列车接近道口时，道口值守人员员遥控关闭栏木机时突然出现栏木机运行不稳定，造成栏杆不能正常落下时，公路方向的行人和机动车辆就会抢道，轻者造成火车紧急停车，严重的造成人员伤亡和财物的损失，这些损失对社会、企业和个人来说都是无法估量的，这就要求我们要全力保证铁路道口栏木机运行的稳定性。
2影响栏木机运行稳定性的原因
2.1现状调查
通过搜集整理两年来道口栏木机出现不能正常工作的资料，针对每次故障进行分析，从中梳理出造成栏木机不稳定状况因素，2012年这些因素造成栏木机故障次数归纳如表1。
通过对比分析发现，造成栏木机不能正常工作的主要原因是：栏木机内部的微动开关出现固定螺丝断裂或伸缩接点部分折断。如图1所示：
图中可以清楚的看到栏木机内部的微动开关出现固定螺丝断裂或伸缩接点部分折断。
2.2故障带来的影响
在道口值班员操纵栏木机进行升降操作时，出现升（降）位不能正常进行工作，栏杆不能正常下落（抬起），给道口行车安全带来重大安全隐患。
通过对以上资料和数据的分析，进一步确认影响稳定性的因素，其中电缆故障和操作失误造成不稳定的概率占到0.64%，机械故障造成的故障占到0.64%；恶劣天气影响道口栏木机使用的概率占到1.27%，而微动开关损坏造成的故障占到总数的97.45%。因此解决微动开关损坏是达到提高道口栏木机稳定性的关键因素。
2.3微动开关损坏原因分析
经过对栏木机的工作程序进行模拟实验，查阅有关栏木机的资料；最后总结出一下几个原因：
2.3.1人员因素：道口栏木机维修人员业务不精，对栏木机微动开关和控制凸轮调整不当；
2.3.2设备因素：
2.3.2.1栏木机转速；
2.3.2.2栏木机在工作时机械振动大；
2.3.3材料因素：
2.3.3.1微动开关强度不够；
2.3.3.2栏木机凸轮表面不平滑，造成摩擦力大；
2.3.3.3栏木机凸轮轮槽壁坡度大；
2.3.4环境因素：环境因素造成微动开关机械强度降低。
通过对以上资料的整理，对造成微动开关损坏的原因进行比较分析，确定问题的主要原因如表2：
2.4栏木机故障的主要原因
在历次的故障中，栏杆不能升降的问题点都集中在栏木机内部使用的微动开关出现机械损坏，使得原本固定在支架上的微动开关由于某种原因造成折断出现开关节点不能通过行程凸轮进行接点的接通（断开），影响到栏杆不能正常的升降操作。微动开关的损坏原因成了栏木机能否正常工作的症结所在。
2.5栏木机工作原理
栏木机的升降控制是通过电机带动齿轮轴上的行程凸轮来实现微动开关接点的接通（断开）。通过反复的实验观察发现，在行程凸轮由小圆转换大圆位置时，行程凸轮切边所产生的上升力使微动开关需要承受一个不小的轴向剪切力。结合以往损坏的微动开关折断形状，判定此点为微动开关损坏的问题点。
2.6微动开关受力分析
经过反复的试验，确定微动开关由于凹槽壁坡度太大，使得微动开关在工作过程中的受到的垂直方向力过大，是造成微动开关损坏的主要原因。受力分析如图2：
注：
F： 微动开关弹性接点在行程凸轮进行变径转换时承受的力；
F1：将F进行受力分解后产生的垂直方向分力的矢量；
F2： 将F进行受力分解后产生的水平方向分力矢量。
建立受力分析明确F力的作用性质。
F2：力的作用效果产生了微动开关进行伸缩起到开关接点的接通（断开），并且产生的作用力可以通过安装在微动开关内部的弹簧进行有效的储存（释放）；
F1：力的作用方向垂直向下，但是微动开关是固定在栏木机内部，并没有垂直方向运动需要。而F1力产生的效果正好是使微动开关出现折断的原因。
2.7微动开关的受力矢量分析
通过测量我们得到凸轮凹槽壁的坡度i=750；测量水平方向的分力F2和垂直方向的分力F2与微动开关受到的力F的夹角的角度为∠a=坡度（450），∠b=900-∠a=450
对策：从计算公式可以看出微动开关出现折断的作用力F1的大小与a角度的大小有着直接的关系。想要降低F1力的大小就要增大a的角度。F2力大小的改变可以通过安装在微动开关内部的弹簧进行有效的储存（释放），并不会产生不利影响。
3 采取的整治措施
通过改变行程凸轮切面坡度，從原来的750降低到450的坡面。使微动开关在进行位置转换时，所承受的剪切力在一个合理的范围。通过对凸轮改造后的水平方向的分力和垂直方向的分力与微动开关的夹角进行测量，测得到∠b=300 ∠a=600；由力学定理可以推出改进后水平方向分力F1 不变；又因为F = F1∕COSb；由于∠b由原来的450降低到300 ，所以COSb值增大，力F降低；垂直方向的分力F2=F *COSa，由于∠a由原来的450增加到600，所以COSa值减小，可以推断出在垂直方向的F2也在减小；以此计算出垂直方向受力降的百分比为=f1∕F2*100%=（F*COS450-F*COS600）/F*COS450*100%=29.3%；有以上计算可以看到微动开关所受到的危害力大幅度降低，完全达到了理论要求。
4实施效果分析
通过对行程凸轮打磨改造，安装后跟踪观察，经过近4个月的定期跟踪回查，设备运行一切正常，达到了预期效果。
4.1改造前后栏木机稳定对比如图4
4.2经济效益分析
通过图5中数据对比可以看出改造前后设备无故障运用周期、平均检修用时、年检修费用都得到了很大的改善。达到了由原来1至2个月就需要更换一次微动开关，到现在至今4个月未出现损坏的目标。提高了现有设备稳定运行周期，同时大大降低了同类设备材料消耗过大的问题。
5 结束语
通过对煤炭铁路道口栏木机运行稳定性控制的研究，全面了解了影响栏木机运行不稳定的原因，以及采取了相应的一系列措施，大大提高道口栏木机的运行的稳定性，降低栏木机出现故障的概率，有效防止道口交通事故的发生，保障了铁路运输的安全畅通。
参考文献
[1] 赵荣华.陈翠梅.铁路道口栏木主机故障快速处理方法探讨[J].中国科技博览，2011（27）.135-135.
[2] 李广铭.铁路道口信号自动防护系统研究与应用[J].武钢技术，2009，47（1）：45-47.
[3] 陶圣刚.铁路道口遥控栏木的研制. .哈尔冰铁道科技[J]，2001，（02）.
[4] 刘岩. 确保铁路道口安全的对策研究[J]. 铁道运输与经济. 1994（03）.
作者简介：高鹏（1979-12-26），河南商丘永城人，助理工程师，现从事铁路三电管理工作。
关键词：铁路道口；栏木机；运行稳定性
1概述
铁路道口栏木机主要应用在铁路与公路的平交道口上，在列车接近道口时，道口值班员接到电话通知，适时按下落杆控制按钮LLGA，所有栏木机栏杆落下，道口封闭，以阻挡公路上的行人和车辆通过，先让火车通过。火车出清道口后，道口值班员按下升杆控制按钮，则栏木机栏杆自动升起，用来保证行车安全。所以说铁路道口栏木机运行的稳定性是铁路运输畅通与安全的有力保障。
1.1现状
然而对于永煤矿区来说，铁路线路全长120公里，有人看守道口17座，其中栏杆防护道口11座，栏门防护道口6座。 随着集团公司的发展，永煤铁路运输增长速度很快，铁路运量有原来的30多万吨增加到现在900多万吨，道口作业越来越频繁，随之带来很大的安全压力。如果在列车接近道口时，道口值守人员员遥控关闭栏木机时突然出现栏木机运行不稳定，造成栏杆不能正常落下时，公路方向的行人和机动车辆就会抢道，轻者造成火车紧急停车，严重的造成人员伤亡和财物的损失，这些损失对社会、企业和个人来说都是无法估量的，这就要求我们要全力保证铁路道口栏木机运行的稳定性。
2影响栏木机运行稳定性的原因
2.1现状调查
通过搜集整理两年来道口栏木机出现不能正常工作的资料，针对每次故障进行分析，从中梳理出造成栏木机不稳定状况因素，2012年这些因素造成栏木机故障次数归纳如表1。
通过对比分析发现，造成栏木机不能正常工作的主要原因是：栏木机内部的微动开关出现固定螺丝断裂或伸缩接点部分折断。如图1所示：
图中可以清楚的看到栏木机内部的微动开关出现固定螺丝断裂或伸缩接点部分折断。
2.2故障带来的影响
在道口值班员操纵栏木机进行升降操作时，出现升（降）位不能正常进行工作，栏杆不能正常下落（抬起），给道口行车安全带来重大安全隐患。
通过对以上资料和数据的分析，进一步确认影响稳定性的因素，其中电缆故障和操作失误造成不稳定的概率占到0.64%，机械故障造成的故障占到0.64%；恶劣天气影响道口栏木机使用的概率占到1.27%，而微动开关损坏造成的故障占到总数的97.45%。因此解决微动开关损坏是达到提高道口栏木机稳定性的关键因素。
2.3微动开关损坏原因分析
经过对栏木机的工作程序进行模拟实验，查阅有关栏木机的资料；最后总结出一下几个原因：
2.3.1人员因素：道口栏木机维修人员业务不精，对栏木机微动开关和控制凸轮调整不当；
2.3.2设备因素：
2.3.2.1栏木机转速；
2.3.2.2栏木机在工作时机械振动大；
2.3.3材料因素：
2.3.3.1微动开关强度不够；
2.3.3.2栏木机凸轮表面不平滑，造成摩擦力大；
2.3.3.3栏木机凸轮轮槽壁坡度大；
2.3.4环境因素：环境因素造成微动开关机械强度降低。
通过对以上资料的整理，对造成微动开关损坏的原因进行比较分析，确定问题的主要原因如表2：
2.4栏木机故障的主要原因
在历次的故障中，栏杆不能升降的问题点都集中在栏木机内部使用的微动开关出现机械损坏，使得原本固定在支架上的微动开关由于某种原因造成折断出现开关节点不能通过行程凸轮进行接点的接通（断开），影响到栏杆不能正常的升降操作。微动开关的损坏原因成了栏木机能否正常工作的症结所在。
2.5栏木机工作原理
栏木机的升降控制是通过电机带动齿轮轴上的行程凸轮来实现微动开关接点的接通（断开）。通过反复的实验观察发现，在行程凸轮由小圆转换大圆位置时，行程凸轮切边所产生的上升力使微动开关需要承受一个不小的轴向剪切力。结合以往损坏的微动开关折断形状，判定此点为微动开关损坏的问题点。
2.6微动开关受力分析
经过反复的试验，确定微动开关由于凹槽壁坡度太大，使得微动开关在工作过程中的受到的垂直方向力过大，是造成微动开关损坏的主要原因。受力分析如图2：
注：
F： 微动开关弹性接点在行程凸轮进行变径转换时承受的力；
F1：将F进行受力分解后产生的垂直方向分力的矢量；
F2： 将F进行受力分解后产生的水平方向分力矢量。
建立受力分析明确F力的作用性质。
F2：力的作用效果产生了微动开关进行伸缩起到开关接点的接通（断开），并且产生的作用力可以通过安装在微动开关内部的弹簧进行有效的储存（释放）；
F1：力的作用方向垂直向下，但是微动开关是固定在栏木机内部，并没有垂直方向运动需要。而F1力产生的效果正好是使微动开关出现折断的原因。
2.7微动开关的受力矢量分析
通过测量我们得到凸轮凹槽壁的坡度i=750；测量水平方向的分力F2和垂直方向的分力F2与微动开关受到的力F的夹角的角度为∠a=坡度（450），∠b=900-∠a=450
对策：从计算公式可以看出微动开关出现折断的作用力F1的大小与a角度的大小有着直接的关系。想要降低F1力的大小就要增大a的角度。F2力大小的改变可以通过安装在微动开关内部的弹簧进行有效的储存（释放），并不会产生不利影响。
3 采取的整治措施
通过改变行程凸轮切面坡度，從原来的750降低到450的坡面。使微动开关在进行位置转换时，所承受的剪切力在一个合理的范围。通过对凸轮改造后的水平方向的分力和垂直方向的分力与微动开关的夹角进行测量，测得到∠b=300 ∠a=600；由力学定理可以推出改进后水平方向分力F1 不变；又因为F = F1∕COSb；由于∠b由原来的450降低到300 ，所以COSb值增大，力F降低；垂直方向的分力F2=F *COSa，由于∠a由原来的450增加到600，所以COSa值减小，可以推断出在垂直方向的F2也在减小；以此计算出垂直方向受力降的百分比为=f1∕F2*100%=（F*COS450-F*COS600）/F*COS450*100%=29.3%；有以上计算可以看到微动开关所受到的危害力大幅度降低，完全达到了理论要求。
4实施效果分析
通过对行程凸轮打磨改造，安装后跟踪观察，经过近4个月的定期跟踪回查，设备运行一切正常，达到了预期效果。
4.1改造前后栏木机稳定对比如图4
4.2经济效益分析
通过图5中数据对比可以看出改造前后设备无故障运用周期、平均检修用时、年检修费用都得到了很大的改善。达到了由原来1至2个月就需要更换一次微动开关，到现在至今4个月未出现损坏的目标。提高了现有设备稳定运行周期，同时大大降低了同类设备材料消耗过大的问题。
5 结束语
通过对煤炭铁路道口栏木机运行稳定性控制的研究，全面了解了影响栏木机运行不稳定的原因，以及采取了相应的一系列措施，大大提高道口栏木机的运行的稳定性，降低栏木机出现故障的概率，有效防止道口交通事故的发生，保障了铁路运输的安全畅通。
参考文献
[1] 赵荣华.陈翠梅.铁路道口栏木主机故障快速处理方法探讨[J].中国科技博览，2011（27）.135-135.
[2] 李广铭.铁路道口信号自动防护系统研究与应用[J].武钢技术，2009，47（1）：45-47.
[3] 陶圣刚.铁路道口遥控栏木的研制. .哈尔冰铁道科技[J]，2001，（02）.
[4] 刘岩. 确保铁路道口安全的对策研究[J]. 铁道运输与经济. 1994（03）.
作者简介：高鹏（1979-12-26），河南商丘永城人，助理工程师，现从事铁路三电管理工作。