CN110454532B - 一种非线性变刚度复合橡胶止挡方法及复合橡胶止挡 - Google Patents

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Abstract

一种非线性变刚度复合橡胶止挡方法及复合橡胶止挡，根据机车车辆的横向限位要求，采取高分子材料的带凸块顶板与弹性橡胶体结合形成的复合止挡，在小变形下通过弹性橡胶体的形变为机车提供横向限位，且随着载荷的增大，橡胶慢慢与顶部的工装接触，呈现非线性变化，刚度也会呈现弱非线性变化；在大变形后，高分子材料的顶板上凸出部分与下部工装接触，实现硬止挡功能，且顶板凸出部分与橡胶在横向也进行接触，也起到横向限位作用。本发明通过顶板凸块与弹性橡胶体配合对机车车辆的横向限位进行变刚度限定，具有止挡前期刚度可调节，后期采用高分子材料作为硬止挡镶嵌在产品内部的方法提供相对硬度的硬止挡，实现止挡的综合性能提高。

Description

一种非线性变刚度复合橡胶止挡方法及复合橡胶止挡
技术领域
本发明涉及到一种车辆抗震减振部件的动作方法及其结构，尤其是指一种非线性变刚度复合橡胶止挡方法及复合橡胶止挡，该种非线性变刚度复合橡胶止挡方法及复合橡胶止挡可为车辆提供更为柔性减振作用，并随着载荷的增大自身可以提供硬止挡功能以保证车辆的安全性；属于车辆部件连接技术领域。
背景技术
橡胶止挡是常用的一种橡胶金属复合的减振限位元件，可广泛应用于各种减振限位场所，尤其是在机车车辆的转向架中应用十分普遍。常用的结构一般是橡胶与金属整体硫化的单止挡结构或橡胶止挡与金属硬止挡组装一起的复合结构。
目前单止挡结构的性能能基本满足各种工况的使用，缺点是，作为止挡类产品必须提供的硬止挡功能，也就是产品的变刚度要求，单止挡结构无法实现，必须靠在转向架构架或相关部件上额外增设硬止挡部件。而橡胶止挡和硬止挡组装的复合结构，虽能实现变刚度的要求，但结构复杂，占用空间大，加工制造工艺复杂，不便于控制，不利于在空间有限的应用场所选用，而且重量都较重，无法控制产品的重量。
这些不足给橡胶止挡的应用带来了很大的不便，影响橡胶止挡的使用性能和寿命，因此很有必要对此加以改进。
通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：
1、专利号为CN201420610629.3，名称为“一种变刚度牵引橡胶堆”，申请人为：株洲时代新材料科技股份有限公司的实用新型专利，该专利公开了一种变刚度牵引橡胶堆，包括底板、弹性橡胶体、隔板、顶板、外套、内套，所述弹性橡胶体包括上部弹性橡胶体和底部弹性橡胶体，所述隔板通过底部弹性橡胶体连接在底板上，所述外套通过底部弹性橡胶体连接在隔板上；所述外套中部为空，内套位于外套内且内套顶部伸出外套上端面，内套通过上部弹性橡胶体与外套连接在一起；所述顶板连接在内套顶部，顶板与外套上端面之间留有间距。
2、专利号为CN201410563095.8，名称为“一种变刚度牵引橡胶堆的制作组装方法及变刚度方法”，申请人为：株洲时代新材料科技股份有限公司的发明专利，该专利公开了一种变刚度牵引橡胶堆的制作组装方法及变刚度方法，制作组装方法包括如下步骤：将金属底板、底部弹性橡胶体、金属隔板、金属外套、底部弹性橡胶体通过胶黏剂以及高温硫化粘结在一起；将金属内套安放在金属外套内，使内套顶部伸出外套上端面预定高度，将金属外套与金属内套通过上部弹性橡胶体硫化粘结在一起；将金属顶板通过过盈配合与金属内套顶部连接在一起，使顶板与外套上端面之间保留间距；将耐磨板通过紧固螺钉安装在金属顶板上。
3、专利号为CN201210036717.2， 名称为“一种复合橡胶止挡变刚度缓和过渡方法及复合橡胶止挡”，申请人为：株洲时代新材料科技股份有限公司的发明专利，该专利公开了一种复合橡胶止挡变刚度缓和过渡方法及复合橡胶止挡，采用上橡胶止挡和尼龙板组合成复合止挡结构，将一个弹性橡胶体和金属硬止挡通过整体硫化制作成上橡胶止挡，弹性橡胶体位于金属硬止挡的中间空心内，且上橡胶止挡和尼龙板用粘结装配在一起，并保证在上橡胶止挡弹性橡胶体和尼龙板用粘结装配在一起后，会在上橡胶止挡和尼龙板之间形成一个主内空腔和一个副内空腔，且主内空腔体积为变刚度拐点时橡胶变形的体积，当复合橡胶止挡变刚度拐点时将通过副内空腔容纳部分弹性橡胶体实现变刚度过渡的缓和过渡。
通过对上述这些专利的仔细分析，这些专利虽然都涉及了橡胶止挡的止挡方式及其结构，也提出了一些改进技术方案，但通过仔细分析，该些专利的变刚度的柔性仍存在一些问题，尤其是如何将变刚度柔性止挡与硬性止挡结合起来，为车辆提供更为柔性减振和止挡存在不足，所以仍有待进一步加以研究改进。
发明内容
本发明的目的在于针对现有橡胶止挡存在结构复杂，占用空间大，加工制造工艺复杂，不便于控制，不利于在空间有限的应用场所选用，而且重量都较重，无法控制产品的重量的不足；提出一种新的非线性变刚度复合橡胶止挡方法及复合橡胶止挡，该种非线性变刚度复合橡胶止挡方法及复合橡胶止挡结构更加简单，占用空间小，加工制造容易，且便于控制。
为了达到这一目的，本发明提供了一种非线性变刚度复合橡胶止挡方法，根据机车车辆的横向限位要求，采取高分子材料的带凸块顶板与弹性橡胶体结合形成的复合止挡，在小变形下通过弹性橡胶体的形变为机车提供横向限位，且随着载荷的增大，橡胶慢慢与顶部的工装接触，呈现非线性变化，刚度也会呈现弱非线性变化；在大变形后，高分子材料的顶板上凸出部分与下部工装接触，实现硬止挡功能，且顶板凸出部分与橡胶在横向也进行接触，也起到横向限位作用。
进一步地，所述的采取高分子材料的带凸块顶板与弹性橡胶体结合形成的复合止挡是采用高分子材料制作“T”形结构顶板，并将“T”形结构顶板从上往下插入弹性橡胶体与弹性橡胶体整体硫化在一起，且“T”形结构顶板的杆体伸出到弹性橡胶体中间部位的空相中，在弹性橡胶体中间部位的空相内形成一个高分子内凸台，通过高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内形成硬止挡。
进一步地，所述的通过高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内形成硬止挡将高分子内凸台的直径控制在比弹性橡胶体中间部位的空相的直径小6-20mm；同时根据硬止挡的需要将高分子内凸台的突出端面至底板的距离控制在整个橡胶堆的高度的1/4-2/3；保证高分子内凸台在橡胶堆达到设定的压缩极限时，高分子内凸台顶住底板，形成高度方向的硬止挡；同时通过控制高分子内凸台与弹性橡胶体中间部位的空相的直径间隙，形成高分子内凸台对橡胶堆的横向止挡。
进一步地，所述的高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内与弹性橡胶体为反弧形连接；高分子内凸台伸出弹性橡胶体中间部位的空相内，弹性橡胶体中间部位的空相直径大于高分子内凸台直径，弹性橡胶体与高分子内凸台相交于高分子内凸台伸入弹性橡胶体中间部位的空相内端面往上≧5mm以上的位置上。
进一步地，所述的通过弹性橡胶体的形变为机车提供横向限位是采用顶部小底部大的锥台形弹性橡胶体，锥台形弹性橡胶体的中心为挖空的空相，通过弹性橡胶体锥台和空相的配合形变为机车提供横向限位。
进一步地，所述的锥台形弹性橡胶体是将弹性橡胶体靠顶面的部分做成锥台形状，锥台面与水平面的夹角为锥角，锥角控制在15°-50°，以保证顶面的圆环直径与底部圆环的直径比为0.3-0.5；所述的挖空的空相为圆柱形空相，且空相直径的大小为空相直径比底部直径之比为0.1-0.3。
一种非线性变刚度复合橡胶止挡，包括弹性橡胶体、上顶板和底板，弹性橡胶体与上顶板和底板整体硫化在一起；所述的弹性橡胶体为顶部小底部大的锥台形弹性橡胶体，锥台形弹性橡胶体的中心为挖空的空相，通过弹性橡胶体锥台和空相的配合形变为机车提供横向限位；所述的上顶板为带凸块顶板，上顶板为“T”形结构，且“T”形结构顶板的杆体伸出到弹性橡胶体中间部位的空相中，在弹性橡胶体中间部位的空相内形成一个高分子内凸台，通过高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内形成硬止挡。
进一步地，所述的高分子内凸台的直径控制在比弹性橡胶体中间部位的空相的直径小6-20mm；同时根据硬止挡的需要将高分子内凸台的突出端面至底板的距离控制在整个橡胶堆的高度的1/4-2/3；保证高分子内凸台在橡胶堆达到设定的压缩极限时，高分子内凸台顶住底板，形成高度方向的硬止挡；同时通过控制高分子内凸台与弹性橡胶体中间部位的空相的直径间隙，形成高分子内凸台对橡胶堆的横向止挡。
进一步地，所述的锥台形弹性橡胶体是将弹性橡胶体靠顶面的部分做成锥台形状，锥台面与水平面的夹角为锥角，锥角控制在15°-50°，以保证顶面的圆环直径与底部圆环的直径比为0.3-0.5。
进一步地，锥台形弹性橡胶体的中心为挖空的空相，通过弹性橡胶体锥台和空相的配合形变为机车提供横向限位；所述的挖空的空相为圆柱形空相，且空相直径的大小为空相直径比底部直径之比为0.1-0.3。
进一步地，所述的高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内与弹性橡胶体为反弧形连接；高分子内凸台伸出弹性橡胶体中间部位的空相内，弹性橡胶体中间部位的空相直径大于高分子内凸台直径，弹性橡胶体与高分子内凸台相交于高分子内凸台伸入弹性橡胶体中间部位的空相内端面往上≧5mm以上的位置上。
本发明的优点在于：
本发明通过高分子材料的顶板凸块与弹性橡胶体配合对机车车辆的横向限位进行变刚度限定，具有止挡前期刚度可调节，后期采用高分子材料作为硬止挡镶嵌在产品内部的方法提供相对硬度的硬止挡，实现止挡的综合性能提高，且高分子材料相对于铁，为低密度材料，凸出部分可以有效降低产品的重量；在横向小变形时提供很好的柔性减振作用，随着载荷的增大自身可以提供硬止挡功能以保证车辆的安全性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明的止挡性能曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。
实施例一
通过附图2可以看出，本发明涉及一种非线性变刚度复合橡胶止挡，包括弹性橡胶体1、上顶板2和底板3，弹性橡胶体1与上顶板2和底板3整体硫化在一起；所述的弹性橡胶体1为顶部小底部大的锥台形弹性橡胶体，锥台形弹性橡胶体的中心为挖空的空相4，通过锥台形弹性橡胶体和空相的配合形变为机车提供横向限位；所述的上顶板2为带凸块顶板，上顶板2为“T”形结构，“T”形结构顶板的顶部11与弹性橡胶体1的上端面硫化在一起，且“T”形结构顶板的杆体5伸出到弹性橡胶体中间部位的空相4中，在弹性橡胶体1中间部位的空相4内形成一个高分子内凸台6，通过高分子内凸台6在弹性橡胶体中间部位的空相4内形成硬止挡；当橡胶形变达到一定程度后，高分子内凸台6将顶到底板3形成硬止挡。
进一步地，为了防止高分子内凸台6对弹性橡胶体中间部位的空相4的影响，同时兼顾硬止挡的效果，所述的高分子内凸台6的直径Φ1控制在比弹性橡胶体中间部位的空相的直径Φ2小6-20mm，以保证高分子内凸台6在空相4内具有足够的摆动空间，以便形成横向止挡；同时根据硬止挡的需要将高分子内凸台6的突出端面7至底板3的距离H控制在整个橡胶堆的高度L的1/4-2/3；保证高分子内凸台6在橡胶堆达到设定的压缩极限时，高分子内凸台6的顶面顶住底板3，形成高度方向的硬止挡；同时通过控制高分子内凸台6与弹性橡胶体1中间部位的空相4的直径间隙，形成高分子内凸台6对橡胶堆的横向止挡。
进一步地，所述的锥台形弹性橡胶体是将弹性橡胶体1靠顶面的部分做成锥台形状，锥台面8与水平面的夹角α为锥角，锥角控制在15°-50°，以保证顶面的圆环直径Φ3与底部圆环的直径Φ4比为0.3-0.5。
进一步地，锥台形弹性橡胶体的中心为挖空的空相4，通过弹性橡胶体锥台和空相的配合形变为机车提供横向限位；所述的挖空的空相4为圆柱形空相，且空相的直径Φ2的大小为空相的直径Φ2比底部圆环的直径Φ4之比为0.1-0.3。
进一步地，为了防止高分子内凸台6与弹性橡胶体1结合部出现撕裂的现象，所述的高分子内凸台6在弹性橡胶体中间部位的空相4内与弹性橡胶体的连接为反弧形连接，通过一段圆弧9连接高分子内凸台6与弹性橡胶体1的空相4顶部；高分子内凸台6伸出弹性橡胶体中间部位的空相4内，弹性橡胶体中间部位的空相直径大于高分子内凸台直径，弹性橡胶体1与高分子内凸台6相交于高分子内凸台6伸入弹性橡胶体中间部位的空相内端面7往上≧5mm以上的G点位置上。
实施例二
实施例二的原理与实施例一是一样的，只是结构上稍微有所不同，所述的一种非线性变刚度复合橡胶止挡，包括弹性橡胶体、上顶板和底板，弹性橡胶体与上顶板和底板整体硫化在一起；所述的弹性橡胶体为顶部小底部大的锥台形弹性橡胶体，锥台形弹性橡胶体的中心为挖空的空相，通过弹性橡胶体锥台和空相的配合形变为机车提供横向限位；所述的上顶板为带凸块顶板，上顶板为“T”形结构，且“T”形结构顶板的杆体伸出到弹性橡胶体中间部位的空相中，在弹性橡胶体中间部位的空相内形成一个高分子内凸台，通过高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内形成硬止挡。
进一步地，所述的高分子内凸台的直径控制在比弹性橡胶体中间部位的空相的直径小6-20mm；同时根据硬止挡的需要将高分子内凸台的突出端面至底板的距离控制在整个橡胶堆的高度的1/4-2/3；保证高分子内凸台在橡胶堆达到设定的压缩极限时，高分子内凸台顶住底板，形成高度方向的硬止挡；同时通过控制高分子内凸台与弹性橡胶体中间部位的空相的直径间隙，形成高分子内凸台对橡胶堆的横向止挡。
进一步地，所述的锥台形弹性橡胶体是将弹性橡胶体靠顶面的部分做成锥台形状，锥台面与水平面的夹角为锥角，锥角控制在15°-50°，以保证顶面的圆环直径与底部圆环的直径比为0.3-0.5。
进一步地，锥台形弹性橡胶体的中心为挖空的空相，通过弹性橡胶体锥台和空相的配合形变为机车提供横向限位；所述的挖空的空相为圆柱形空相，且空相直径的大小为空相直径比底部直径之比为0.1-0.3。
进一步地，所述的高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内与弹性橡胶体为反弧形连接；高分子内凸台伸出弹性橡胶体中间部位的空相内，弹性橡胶体中间部位的空相直径大于高分子内凸台直径，弹性橡胶体与高分子内凸台相交于高分子内凸台伸入弹性橡胶体中间部位的空相内端面往上≧5mm以上的位置上。
上述所列实施例，只是结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，而且本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。同时，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
通过上述实施例的描述，可以得知，本发明还涉及一种非线性变刚度复合橡胶止挡方法，根据机车车辆的横向限位要求，采取高分子材料的带凸块顶板与弹性橡胶体结合形成的复合止挡，在小变形下通过弹性橡胶体的形变为机车提供横向限位，且随着载荷的增大，橡胶慢慢与顶部的工装接触，呈现非线性变化，刚度也会呈现弱非线性变化；在大变形后，高分子材料的顶板上凸出部分与下部工装接触，实现硬止挡功能，且顶板凸出部分与橡胶在横向也进行接触，也起到横向限位作用。
进一步地，所述的采取高分子材料的带凸块顶板与弹性橡胶体结合形成的复合止挡是采用高分子材料制作“T”形结构顶板，并将“T”形结构顶板从上往下插入弹性橡胶体与弹性橡胶体整体硫化在一起，且“T”形结构顶板的杆体伸出到弹性橡胶体中间部位的空相中，在弹性橡胶体中间部位的空相内形成一个高分子内凸台，通过高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内形成硬止挡。
进一步地，所述的通过高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内形成硬止挡将高分子内凸台的直径控制在比弹性橡胶体中间部位的空相的直径小6-20mm；同时根据硬止挡的需要将高分子内凸台的突出端面至底板的距离控制在整个橡胶堆的高度的1/4-2/3；保证高分子内凸台在橡胶堆达到设定的压缩极限时，高分子内凸台顶住底板，形成高度方向的硬止挡；同时通过控制高分子内凸台与弹性橡胶体中间部位的空相的直径间隙，形成高分子内凸台对橡胶堆的横向止挡。
进一步地，所述的高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内与弹性橡胶体为反弧形连接；高分子内凸台伸出弹性橡胶体中间部位的空相内，弹性橡胶体中间部位的空相直径大于高分子内凸台直径，弹性橡胶体与高分子内凸台相交于高分子内凸台伸入弹性橡胶体中间部位的空相内端面往上≧5mm以上的位置上。
进一步地，所述的通过弹性橡胶体的形变为机车提供横向限位是采用顶部小底部大的锥台形弹性橡胶体，锥台形弹性橡胶体的中心为挖空的空相，通过弹性橡胶体锥台和空相的配合形变为机车提供横向限位。
进一步地，所述的锥台形弹性橡胶体是将弹性橡胶体靠顶面的部分做成锥台形状，锥台面与水平面的夹角为锥角，锥角控制在15°-50°，以保证顶面的圆环直径与底部圆环的直径比为0.3-0.5；所述的挖空的空相为圆柱形空相，且空相直径的大小为空相直径比底部直径之比为0.1-0.3。
本发明的优点在于：
本发明通过高分子材料的顶板凸块与弹性橡胶体配合对机车车辆的横向限位进行变刚度限定，具有止挡前期刚度可调节，后期采用高分子材料作为硬止挡镶嵌在产品内部的方法提供相对硬度的硬止挡，实现止挡的综合性能提高，且高分子材料相对于铁，为低密度材料，凸出部分可以有效降低产品的重量；在横向小变形时提供很好的柔性减振作用，随着载荷的增大自身可以提供硬止挡功能以保证车辆的安全性，其特性的改变曲线如附图3所示，从附图可以看出，改变前的曲线12比改变后的曲线13相比，改变后的特性更为优越。主要有以下优点：
1、本发明小变形下橡胶外部橡胶采用直线段+直线段+倒圆角的形式，随着载荷的增大，橡胶慢慢与顶部的工装接触，呈现非线性，可以根据刚度要求调整两条直接的长度和斜率；
2、内部橡胶直线+圆弧的形式，随着载荷的增大，内侧橡胶慢慢与高分子顶板接触，刚度也会呈现弱非线性，可以根据刚度要求，调整圆弧的深度以及直线的斜度。大变形后，高分子材料的顶板凸出部分与下部工装接触，实现硬止挡功能；
3、且顶板凸出部分与橡胶在横向接触，也起来限位作用；
4、高分子材料相对于铁，为低密度材料，凸出部分可以有效降低产品的重量。

Claims (8)

1.一种非线性变刚度复合橡胶止挡的止挡方法，其特征在于：根据机车车辆的横向限位要求，采取高分子材料的带凸块顶板与弹性橡胶体结合形成的复合止挡，在小变形下通过弹性橡胶体的形变为机车车辆提供横向限位，且随着载荷的增大，弹性橡胶体慢慢与顶部的工装接触，呈现非线性变化，刚度也会呈现弱非线性变化；在大变形后，高分子材料的带凸块顶板上高分子内凸台与下部工装接触，实现硬止挡功能，且带凸块顶板的高分子内凸台与弹性橡胶体在横向也进行接触，也起到横向限位作用；所述的采取高分子材料的带凸块顶板与弹性橡胶体结合形成的复合止挡是采用高分子材料制作“T”形结构顶板，并将“T”形结构顶板从上往下插入弹性橡胶体与弹性橡胶体整体硫化在一起，且“T”形结构顶板的杆体伸入到弹性橡胶体中间部位的空相中，在弹性橡胶体中间部位的空相内形成一个高分子内凸台，通过高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内形成硬止挡；所述的通过高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内形成硬止挡是将高分子内凸台的直径控制在比弹性橡胶体中间部位的空相的直径小6-20mm；同时根据硬止挡的需要将高分子内凸台的突出端面至与弹性橡胶体连接在一起的底板的距离控制在整个复合止挡的高度的1/4-2/3；保证高分子内凸台在复合止挡达到设定的压缩极限时，高分子内凸台顶住底板，形成高度方向的硬止挡；同时通过控制高分子内凸台与弹性橡胶体中间部位的空相的直径间隙，形成高分子内凸台对复合止挡的横向止挡。
2.如权利要求1所述的非线性变刚度复合橡胶止挡的止挡方法，其特征在于：所述的高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内与弹性橡胶体为反弧形连接；高分子内凸台伸入弹性橡胶体中间部位的空相内，弹性橡胶体中间部位的空相直径大于高分子内凸台直径，弹性橡胶体与高分子内凸台相交于高分子内凸台伸入弹性橡胶体中间部位的空相中的内端面往上≧5mm的位置上。
3.如权利要求1所述的非线性变刚度复合橡胶止挡的止挡方法，其特征在于：所述的通过弹性橡胶体的形变为机车车辆提供横向限位是采用顶部小底部大的锥台形弹性橡胶体，锥台形弹性橡胶体的中心为挖空的空相，通过弹性橡胶体锥台和空相的配合形变为机车车辆提供横向限位。
4.如权利要求3所述的非线性变刚度复合橡胶止挡的止挡方法，其特征在于：所述的锥台形弹性橡胶体是将弹性橡胶体靠顶面的部分做成锥台形状，锥台面与水平面的夹角为锥角，锥角控制在15°-50°，以保证顶面的圆环直径与底部圆环的直径比为0.3-0.5；所述的空相为圆柱形空相，且空相直径的大小为空相直径与弹性橡胶体底部圆环直径之比为0.1-0.3。
5.一种非线性变刚度复合橡胶止挡，包括弹性橡胶体、上顶板和底板，弹性橡胶体与上顶板和底板整体硫化在一起；所述的弹性橡胶体为顶部小底部大的锥台形弹性橡胶体，锥台形弹性橡胶体的中心为挖空的空相，通过弹性橡胶体锥台和空相的配合形变为机车车辆提供横向限位；所述的上顶板为带凸块顶板，上顶板为“T”形结构，且“T”形结构的上顶板的杆体伸出到弹性橡胶体中间部位的空相中，在弹性橡胶体中间部位的空相内形成一个高分子内凸台，通过高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内形成硬止挡；所述的高分子内凸台的直径控制在比弹性橡胶体中间部位的空相的直径小6-20mm；同时根据硬止挡的需要将高分子内凸台的突出端面至底板的距离控制在整个复合止挡的高度的1/4-2/3；保证高分子内凸台在复合止挡达到设定的压缩极限时，高分子内凸台顶住底板，形成高度方向的硬止挡；同时通过控制高分子内凸台与弹性橡胶体中间部位的空相的直径间隙，形成高分子内凸台对复合止挡的横向止挡。
6.如权利要求5所述的非线性变刚度复合橡胶止挡，其特征在于：所述的锥台形弹性橡胶体是将弹性橡胶体靠顶面的部分做成锥台形状，锥台面与水平面的夹角为锥角，锥角控制在15°-50°，以保证顶面的圆环直径与底部圆环的直径比为0.3-0.5。
7.如权利要求5所述的非线性变刚度复合橡胶止挡，其特征在于：所述的锥台形弹性橡胶体的中心为挖空的空相，通过弹性橡胶体锥台和空相的配合形变为机车车辆提供横向限位；所述的空相为圆柱形空相，且空相直径的大小为空相直径与弹性橡胶体底部圆环直径之比为0.1-0.3。
8.如权利要求5所述的非线性变刚度复合橡胶止挡，其特征在于：所述的高分子内凸台在弹性橡胶体中间部位的空相内与弹性橡胶体为反弧形连接；高分子内凸台伸入弹性橡胶体中间部位的空相内，弹性橡胶体中间部位的空相直径大于高分子内凸台直径，弹性橡胶体与高分子内凸台相交于高分子内凸台伸入弹性橡胶体中间部位的空相中的内端面往上≧5mm的位置上。
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