本發(fā)明涉及一種機車上用的緩沖裝置，具體涉及一種緩沖機車一系懸掛系統(tǒng)的垂向止擋。

背景技術(shù)：

目前，鐵路機車制造過程中，廣泛采用了彈簧裝置進行承載和減振，彈簧作為機車的關(guān)鍵部件，其對車輛的動力學性能和運行品質(zhì)有著重要的影響。隨著鐵路提速、重載戰(zhàn)略的實施，因彈簧斷裂而影響機車運行性能的故障逐漸增多，機車運行的穩(wěn)定性變差，給行車安全造成了隱患。

機車軸箱正上方的鋼彈簧是轉(zhuǎn)向架的主要零部件之一，鋼彈簧承受轉(zhuǎn)向架構(gòu)架以上的機車重量。鋼彈簧傳遞垂向力的剛度稱為一系懸掛的垂向剛度，另外，一系懸掛中還有縱向剛度和橫向剛度傳遞到轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。一系懸掛的垂向剛度、縱向剛度和橫向剛度要選擇恰當，機車才能具有良好的動力學性能。

鋼彈簧是在復雜且載荷不斷變化的環(huán)境下工作，在一系懸掛的垂向、縱向和橫向的力中，不斷變化的垂向的壓力是讓鋼彈簧產(chǎn)生金屬疲勞的主要原因。機車運行時的振動以及載荷的變化等都會使鋼彈簧承受變化的垂向的壓力，這種變化的垂向的壓力經(jīng)過長時間累積會使鋼彈簧局部產(chǎn)生金屬疲勞，從而使得鋼彈簧局部產(chǎn)生微小裂紋，再由微小裂紋逐漸擴展，最終導致鋼彈簧局部斷裂失效。

為防止鋼彈簧斷裂，除了改善制造鋼彈簧本身的工藝和材料外，還可以在一系懸掛系統(tǒng)中增加彈性緩沖裝置，來減小鋼彈簧承受的垂向載荷，降低機車運行過程中鋼彈簧產(chǎn)生的金屬疲勞，從而防止鋼彈簧斷裂。

雖然現(xiàn)在有的機車上增加了橡膠塊作為垂向止擋來緩沖一系懸掛的垂向壓力，但其形狀和材料都單一，因此缺少變剛度且對于剛度的調(diào)節(jié)很有限。而變剛度對于防止鋼彈簧斷裂和機車上旅客的舒適度都是有很大影響的：垂向止擋的變剛度的幅度過大，則機車的抗振性能差，旅客的舒適度也就差；垂向止擋的變剛度的幅度過小，雖然抗振性能更好但不能很好的分擔鋼彈簧承受的垂向載荷，也就難以防止鋼彈簧斷裂。

因此如何使垂向止擋具有合適的變剛度和剛度，讓機車在不降低旅客舒適度的前提下能有效的防止鋼彈簧斷裂，從而滿足人們對機車越來越高的要求，同時也讓鐵路提速、重載戰(zhàn)略能更順利的實施，還需進一步研究。

通過國內(nèi)檢索發(fā)現(xiàn)以下專利與本發(fā)明有相似之處：

申請?zhí)枮?01420559352.6，名稱為“一種軌道車輛轉(zhuǎn)向架及其單拉桿式一系懸掛結(jié)構(gòu)”的實用新型公開了一種軌道車輛轉(zhuǎn)向架及其單拉桿式一系懸掛結(jié)構(gòu)，單拉桿式一系懸掛結(jié)構(gòu)包括構(gòu)架、軸箱、一系彈簧和一系垂向止擋，構(gòu)架上設(shè)置有導槽及第一定位孔；軸箱上設(shè)有止擋安裝臺；一系彈簧包括一系彈簧座和鋼彈簧組，一系彈簧座的一端具有限位于第一定位孔內(nèi)的限位凸起，另一端具有止擋導柱；還包括設(shè)置在上蓋板和一系彈簧座之間的第一緩沖墊，其外套于限位凸起；第二緩沖墊，軸箱靠近上蓋板的端面上設(shè)置有安裝槽，第二緩沖墊設(shè)置在安裝槽內(nèi)，鋼彈簧組的一端與一系彈簧座相抵，另一端與第二緩沖墊相抵。此實用新型通過第一緩沖墊和第二緩沖墊能夠緩沖一系彈簧受到的沖擊力，從而緩沖一系彈簧發(fā)生的垂向振動，進而提高了一系彈簧的使用壽命。

申請?zhí)枮?01020542266.6，名稱為“軌道車輛一系彈性定位裝置”的實用新型公開了一種軌道車輛一系彈性定位裝置，采取軸箱彈性定位結(jié)合一系垂向止擋的復合型結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化軸箱定位剛度和保證轉(zhuǎn)向架具有高臨界失穩(wěn)速度。在一系垂向彈簧裝置中增加彈性緩沖止擋，以避免一系垂向載荷過大時、或是一系減振部件失效時針對輪對、軸箱等部位形成較大的剛性沖擊。一系彈性定位裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)向架構(gòu)架與車輪軸垂向之間，包括有轉(zhuǎn)臂式軸箱體、以及設(shè)置于軸箱體頂端的一系彈簧裝置。軸箱體的一端通過橡膠彈性節(jié)點安裝于構(gòu)架，其另一端通過一垂向減振器與構(gòu)架連接。所述的一系彈簧裝置，具有上夾板和下夾板，以及在上夾板和下夾板之間壓緊安裝的雙卷螺旋彈簧。在雙卷螺旋彈簧的內(nèi)圈、上夾板底部通過整體硫化工藝而連接一橡膠止擋。

申請?zhí)枮?00820186834.6，名稱為“軌道車輛轉(zhuǎn)向架一系懸掛彈簧機構(gòu)”的實用新型公開了一種軌道車輛轉(zhuǎn)向架一系懸掛彈簧機構(gòu)，包括同心相套的內(nèi)、外彈簧以及彈簧上、下定位座，彈簧上定位座與轉(zhuǎn)向架構(gòu)架相連，彈簧下定位座與轉(zhuǎn)向架定位轉(zhuǎn)臂相連，具有一個固定在彈簧下定位座上且與彈簧同軸安裝的彈性擋塊，未加載荷時該彈性擋塊到彈簧上定位座的距離與該彈性擋塊最大壓縮變形的距離之和小于彈簧最大壓縮變形的距離。當車輛超載或動載荷過大時，彈性擋塊可緩沖垂向壓力，避免彈簧壓死或碰撞而導致彈簧斷裂，從而提高彈簧的垂向剛度和延長彈簧的使用壽命。當彈簧意外斷裂時，該彈性擋塊可以作為安全支撐，保證軌道車輛的行駛安全。

上述專利雖然都有裝在鋼彈簧內(nèi)的彈性緩沖裝置，但上述彈性緩沖裝置的結(jié)構(gòu)簡單不能實現(xiàn)變剛度，且剛度的調(diào)節(jié)也會受到其本身結(jié)構(gòu)的限制。在申請?zhí)枮?01420559352.6的專利中提到“通過第一緩沖墊和第二緩沖墊能夠緩沖一系彈簧受到的沖擊力，從而緩沖一系彈簧發(fā)生的垂向振動，進而提高了一系彈簧的使用壽命”。在申請?zhí)枮?01020542266.6的專利中提到“在一系垂向彈簧裝置中增加彈性緩沖止擋，以避免一系垂向載荷過大時、或是一系減振部件失效時針對輪對、軸箱等部位形成較大的剛性沖擊”。而在申請?zhí)枮?00820186834.6的專利中提到“當彈簧意外斷裂時，該彈性擋塊可以作為安全支撐，保證軌道車輛的行駛安全”。由此可見，上述專利中的各種彈性緩沖裝置由于沒有調(diào)節(jié)變剛度的結(jié)構(gòu)，且其結(jié)構(gòu)簡單使得剛度的調(diào)節(jié)也受限制，因此難以有效的降低鋼彈簧的金屬疲勞，仍難以大幅度提高鋼彈簧的抗斷裂的能力，所以如何更為有效的防止鋼彈簧斷裂還需進一步探究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：針對機車運行時的載荷的變化以及振動等都會使鋼彈簧承受變化的垂向的壓力，而變化的垂向的壓力經(jīng)過長時間累積會使鋼彈簧局部產(chǎn)生金屬疲勞，從而使得鋼彈簧局部產(chǎn)生微小裂紋，再由微小裂紋逐漸擴展，最終導致鋼彈簧局部斷裂，而提出在鋼彈簧中安裝垂向止擋來防止鋼彈簧斷裂。

針對上述問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：一種常接觸式防止鋼彈簧斷裂的方法，在橡膠主體上方設(shè)回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺，在機車空載時橡膠凸臺就與構(gòu)架導筒接觸；調(diào)節(jié)橡膠凸臺的直徑或高度能調(diào)節(jié)垂向止擋的剛度，調(diào)節(jié)橡膠主體的直徑或高度也能調(diào)節(jié)垂向止擋的剛度；在橡膠主體上設(shè)環(huán)形平直段和環(huán)形圓弧段，調(diào)節(jié)環(huán)形平直段與水平面之間的夾角，能調(diào)節(jié)垂向止擋的變剛度；橡膠凸臺與橡膠主體通過環(huán)形圓弧段連接，調(diào)節(jié)垂向止擋的環(huán)形圓弧段的段數(shù)能調(diào)節(jié)垂向止擋變剛度的次數(shù)；底座嵌在垂向止擋的橡膠主體中，使底座能對垂向止擋進行限位，調(diào)節(jié)底座的高度能調(diào)節(jié)垂向止擋限位的位置和垂向止擋的剛度；通過調(diào)節(jié)垂向止擋的剛度、變剛度和限位的位置來減小鋼彈簧承受的垂向載荷，降低機車運行過程中鋼彈簧產(chǎn)生的金屬疲勞，從而防止鋼彈簧斷裂。

進一步地，在橡膠主體上方設(shè)回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺是：回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺為圓臺狀的橡膠凸臺，橡膠凸臺包括凸臺頂部和凸臺外側(cè)；增大橡膠凸臺的直徑能增大垂向止擋的剛度，增大橡膠凸臺的高度能減小垂向止擋的剛度；凸臺頂部的直徑為15mm-50mm，橡膠凸臺的高度為6mm-30mm；凸臺頂部與凸臺外側(cè)之間的夾角大于90度，減小凸臺頂部與凸臺外側(cè)之間的夾角，能增大垂向止擋的變剛度的幅度，凸臺頂部與凸臺外側(cè)之間的夾角為100度-150度。

進一步地，在橡膠主體上方設(shè)回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺是：回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺為母線是向外凸出的平滑曲線的橡膠凸臺；增大橡膠凸臺的直徑能增大垂向止擋的剛度，增大橡膠凸臺的高度能減小垂向止擋的剛度；橡膠凸臺的直徑為20mm-60mm，橡膠凸臺的高度為6mm-30mm。

進一步地，在橡膠主體上設(shè)環(huán)形平直段和環(huán)形圓弧段，環(huán)形平直段與水平面之間的夾角大于或等于90度，減小環(huán)形平直段與水平面之間的夾角，能增大垂向止擋的變剛度的幅度；增加垂向止擋上設(shè)的環(huán)形圓弧段的段數(shù)能增加垂向止擋變剛度的次數(shù)。

進一步地，增大橡膠主體的直徑能增大垂向止擋的剛度，增大橡膠主體的高度能減小垂向止擋的剛度；橡膠主體的直徑為80mm-95mm。

進一步地，將金屬的底座嵌在橡膠主體的下端，當橡膠主體和橡膠凸臺受到垂向載荷的壓力產(chǎn)生形變而向下移動時，底座能限制橡膠主體和橡膠凸臺進一步向下移動，從而起到垂向限位的作用；調(diào)節(jié)底座的高度，能調(diào)節(jié)垂向止擋進行限位的位置；且增加底座的高度，能增加垂向止擋的剛度，底座的高度為30mm-70mm。

一種防止鋼彈簧斷裂的垂向止擋，垂向止擋位于鋼彈簧中，垂向止擋包括橡膠主體、橡膠凸臺和底座；橡膠主體上方設(shè)有回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺,橡膠主體上設(shè)有環(huán)形平直段和環(huán)形圓弧段；橡膠凸臺與橡膠主體通過環(huán)形圓弧段連接，橡膠主體的下端設(shè)有底座，橡膠主體的底部設(shè)有凹孔；橡膠主體、橡膠凸臺和底座是一個整體。

進一步地，橡膠主體上方設(shè)有回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺是：回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺為圓臺狀的橡膠凸臺，橡膠凸臺包括凸臺頂部和凸臺外側(cè)，凸臺頂部的直徑為15mm-50mm，橡膠凸臺的高度為6mm-30mm，凸臺頂部與凸臺外側(cè)之間的夾角大于90度。

進一步地，橡膠主體上方設(shè)有回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺是：回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺為母線是向外凸出的平滑曲線的橡膠凸臺，橡膠凸臺的直徑為20mm-60mm，橡膠凸臺的高度為6mm-30mm。

進一步地，底座為回轉(zhuǎn)體，底座包括底座主體和底座凸邊；底座主體上端的厚度小于底座主體下端的厚度，底座主體的外側(cè)的中間部位設(shè)有底座凸邊，底座凸邊向外側(cè)凸出；底座的高度為30mm-70mm，且嵌在橡膠主體中的底座的邊角都是平滑的圓弧倒角。

本發(fā)明的優(yōu)點是：

1.在橡膠主體上增加了橡膠凸臺，也就增加了垂向止擋的高度，使得垂向止擋在空載時就與構(gòu)架導筒接觸，從而使得垂向止擋能從機車空載到機車最大載荷的過程中都承擔部分垂向載荷，能更好的降低機車運行過程中鋼彈簧產(chǎn)生的金屬疲勞，從而防止鋼彈簧斷裂。

2.垂向止擋裝在鋼彈簧中，且垂向止擋的橡膠凸臺在空載時就與構(gòu)架導筒接觸，使得垂向止擋與構(gòu)架導筒之間減少相對滑動，能減少橡膠凸臺因與構(gòu)架導筒相對滑動而產(chǎn)生磨損，能延長垂向止擋的使用期限。

3.垂向止擋由橡膠主體、橡膠凸臺和底座組成，橡膠主體和橡膠凸臺是一整塊橡膠，橡膠主體與底座通過膠黏劑在一定的溫度和壓力下硫化成一個整體，使得整個垂向止擋結(jié)構(gòu)緊密、堅固。

4.調(diào)節(jié)橡膠主體和橡膠凸臺上的夾角，能調(diào)節(jié)垂向止擋的變剛度，調(diào)節(jié)橡膠主體的直徑和高度，能調(diào)節(jié)垂向止擋的剛度，使得垂向止擋在小載荷下有較小幅度的變剛度和較小的剛度，從而能增加旅客的舒適度；而在大載荷下使得垂向止擋有較大幅度的變剛度和較大的剛度，從而讓垂向止擋承受更多的垂向載荷，降低鋼彈簧產(chǎn)生的金屬疲勞，有效的防止鋼彈簧斷裂。

5.在橡膠主體中嵌有金屬制成的底座，且能通過調(diào)節(jié)底座的高度，來調(diào)節(jié)垂向止擋進行限位的位置，從而使得即使出現(xiàn)鋼彈簧斷裂的情況，垂向止擋也能作為安全支撐，保證軌道機車的行駛安全。

6.在垂向止擋中：能通過調(diào)節(jié)橡膠主體和橡膠凸臺的直徑與高度，以及調(diào)節(jié)底座的高度，來調(diào)節(jié)垂向止擋的剛度；能通過調(diào)節(jié)橡膠主體上的每段環(huán)形平直段與水平面之間的夾角，來調(diào)節(jié)垂向止擋的變剛度；能通過調(diào)節(jié)環(huán)形圓弧段的段數(shù)，來調(diào)節(jié)垂向止擋的變剛度的次數(shù)；能通過調(diào)節(jié)底座的高度，來調(diào)節(jié)垂向止擋進行限位的位置；從而使得通過調(diào)節(jié)垂向止擋的變剛度、剛度和限位的位置，讓垂向止擋能適應不同型號、不同載荷的機車，所以此垂向止擋的適用范圍廣、通用性強。

附圖說明

圖1為實施例一的剖視示意圖一；

圖2為實施例一的剖視示意圖二；

圖3為實施例一的立體圖；

圖4為實施例一的剛度曲線圖；

圖5為實施例一應用在鋼彈簧中的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為實施例二的立體剖視示意圖一；

圖7為實施例二的立體剖視示意圖二；

圖中：1垂向止擋、11橡膠主體、111第一環(huán)形平直段、112第二環(huán)形平直段、113第三環(huán)形平直段、114凹孔、115環(huán)形圓弧段、12橡膠凸臺、121凸臺頂部、122凸臺外側(cè)、123母線、13底座、131底座主體、132底座凸邊、2鋼彈簧、3構(gòu)架導筒、4定位底座、5軸箱、6轉(zhuǎn)向架構(gòu)架。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明做一步的描述：

實施例一

如圖5所示，軸箱5上方固定有定位底座4，定位底座4上方設(shè)有雙卷螺旋狀的鋼彈簧2，鋼彈簧2支撐著轉(zhuǎn)向架構(gòu)架6以上的機車重量。為了減小鋼彈簧2承受的垂向載荷，降低機車運行過程中鋼彈簧2產(chǎn)生的金屬疲勞，從而防止鋼彈簧2斷裂，在鋼彈簧2中設(shè)有垂向止擋1。垂向止擋1的底座凸邊132與定位底座4相頂，由于垂向止擋1和定位底座4都是回轉(zhuǎn)體，使得垂向止擋1能卡在定位底座4中。在垂向止擋1的正上方設(shè)有構(gòu)架導筒3，機車在空載時，垂向止擋1的橡膠凸臺12就與構(gòu)架導筒3相接觸，且機車從空載到最大載荷的整個過程中，一系懸掛系統(tǒng)的載荷都由鋼彈簧2和垂向止擋1共同支撐,從而使得垂向止擋1能更好的減小鋼彈簧2承受的垂向載荷。

雖然增大垂向止擋1的剛度能更好的減小鋼彈簧2承受的垂向載荷，但是垂向止擋1剛度過大，機車會有脫軌的風險，也會降低機車的減振、降噪效果，還會降低旅客的舒適度。因此為了讓垂向止擋1既能避免機車脫軌，提高機車的減振、降噪性能和旅客的舒適度，又能很好的減小鋼彈簧2承受的垂向載荷，有效的防止鋼彈簧2斷裂，就需要滿足以下要求：首先垂向止擋1的起始剛度要小，且起始時，變剛度的幅度要較小，使得垂向止擋1在起始時就能有很好的減振效果；然后隨著構(gòu)架導筒3進一步下壓時，垂向止擋1的剛度要能不斷增大，且此時剛度的增加的速度要較快，變剛度的幅度要逐漸增大，使得構(gòu)架導筒3下壓一定距離后，垂向止擋1能分擔較大的垂向載荷，從而減小鋼彈簧2承受的垂向載荷，且保證超載工況下驅(qū)動機構(gòu)與輪對之間的位置關(guān)系不致惡化。

這種機車從空載到最大載荷的整個過程中，一系懸掛系統(tǒng)的載荷都由鋼彈簧2和垂向止擋1共同支撐的結(jié)構(gòu)，能使得垂向止擋1能更好的分擔一系懸掛系統(tǒng)的載荷，從而更好的降低機車運行過程中鋼彈簧2產(chǎn)生的金屬疲勞，更好的防止鋼彈簧2斷裂。本實施例的垂向止擋1的剛度就是垂向止擋1承受的載荷與垂向止擋1的凸臺頂部121下移的距離的比值。垂向止擋1的剛度曲線如圖4所示，圖4中的垂向止擋1變形是指垂向止擋1的凸臺頂部121下移的距離。

如圖4所示，垂向止擋1承受的載荷從0開始增大時，剛度曲線是很平緩的，且起始的剛度曲線接近線性。也就是說，垂向止擋1的起始剛度較小，且剛度增加的速度很慢。這樣的特性能讓垂向止擋1有很好的減振效果，能防止機車出現(xiàn)脫軌，且旅客會有很好的舒適度。

在本實施例中，隨著垂向止擋1承受的載荷的增大，載荷超過2KN時，剛度逐漸呈現(xiàn)非線性增大，也就是說，逐漸呈現(xiàn)變剛度。且載荷剛超過2KN時，凸臺頂部121下移的距離每增加一定的量，例如每增加1mm，對應的載荷增加較小。也就是說，此時向止擋的變剛度的幅度較小，剛度增加的速度較慢。這樣的特性能讓垂向止擋1有較好的減振效果，能讓旅客有良好的舒適度，同時能有效的防止鋼彈簧2斷裂。

而當垂向止擋1承受大的載荷時，例如超過8KN時，凸臺頂部121下移的距離每增加一定的量，例如每增加1mm，對應的載荷增加較大。也就是說，此時垂向止擋1的變剛度的幅度較大，剛度增加的速度較快。這樣的特性能讓垂向止擋1分擔更多的載荷，更好的減小鋼彈簧2承受的垂向載荷，從而更有效的防止鋼彈簧2斷裂。

另外，由于機車不同車型空載時的載荷是不同的，且不同車型最大載荷也是不同的，因此不同的機車上對于垂向止擋1的起始剛度和變剛度的要求是不同的，且不同機車對剛度隨載荷的增加而變化的要求也是不同的。所以垂向止擋1的變剛度和剛度需要能靈活的進行調(diào)節(jié)，以滿足不同類型的機車的具體要求。

如圖1和圖3所示，垂向止擋1為軸對稱的回轉(zhuǎn)體，垂向止擋1包括橡膠主體11、橡膠凸臺12和底座13，而橡膠凸臺12包括凸臺頂部121與凸臺外側(cè)122，橡膠凸臺12為圓臺狀。凸臺頂部121與凸臺外側(cè)122之間的夾角為角A，第一環(huán)形平直段111與水平面的夾角為角B。減小角A和角B的角度，能增大垂向止擋1的變剛度的幅度；反之，增大角A和角B的角度，能減小垂向止擋1的變剛度的幅度。

如圖1和圖2所示，橡膠凸臺12的直徑為D1，橡膠凸臺12的高度為H，橡膠主體11的直徑為D2，增大D1和D2能增大垂向止擋1的剛度，增大橡膠主體11的高度和H能減小垂向止擋1的剛度；反之，減小D1和D2能減小垂向止擋1的剛度，減小橡膠主體11的高度和H能增大垂向止擋1的剛度。

垂向止擋1應滿足上述內(nèi)容提到的“首先垂向止擋1的起始剛度要小，且起始時，變剛度的幅度要較小”而起始時，構(gòu)架導筒3下壓會讓橡膠凸臺12先發(fā)生形變，來為垂向止擋1提供剛度和變剛度。因此橡膠凸臺12要合理分配D1和H的值，使得垂向止擋1的起始剛度較小，且角A和角B的值應較大，使得垂向止擋1的起始變剛度的幅度較小。如圖1-3所示，D1的優(yōu)選值為15mm-50mm，D2的優(yōu)選值為80mm-95mm，H的優(yōu)選值為6mm-30mm；角A的優(yōu)選值為100度-150度，角B的優(yōu)選值為135度-165度。

垂向止擋1的橡膠凸臺12和橡膠主體11是一整塊橡膠，而橡膠主體11與金屬制成的底座13是通過膠黏劑在一定的溫度和壓力下硫化成一個整體。在橡膠主體11上設(shè)2段以上的環(huán)形平直段，并將相鄰的環(huán)形平直段用環(huán)形圓弧段115連接，橡膠凸臺12、橡膠主體11和底座13是一個整體。

如圖2所示，增加橡膠主體11的高度能減小垂向止擋1的剛度，增大橡膠主體11的直徑能增大垂向止擋1的剛度。反之，減小橡膠主體11的高度會增大垂向止擋1的剛度，減小橡膠主體11的直徑會減小垂向止擋1的剛度。本實施例中有3段環(huán)形平直段，第一環(huán)形平直段111的垂向長度為H1，第二環(huán)形平直段112的垂向長度為H2，第三環(huán)形平直段113的長度為H3。其中H1的優(yōu)選值為5mm-10mm，H2的優(yōu)選值為10mm-40mm，H3的優(yōu)選值為15mm-60mm。

每段環(huán)形平直段與水平面之間呈一定夾角能使得橡膠主體11被構(gòu)架導筒3下壓時的剛度呈非線性變化，也就是說能讓橡膠主體11產(chǎn)生變剛度。多段與水平面呈不同夾角的環(huán)形平直段能使橡膠主體11產(chǎn)生多次變剛度。每段環(huán)形平直段與水平面之間的夾角均大于或等于90度，增大環(huán)形平直段與水平面之間的夾角，能減小垂向止擋1的變剛度的幅度，從而提高垂向止擋1的減振效果，提高旅客的舒適度。反之，減小環(huán)形平直段與水平面之間的夾角，會增大垂向止擋1的變剛度的幅度，使得凸臺頂部121下移的距離較小時，剛度會較快的增加。

如圖1和圖2所示，本實施例中第一環(huán)形平直段111與水平面之間的夾角為B，第二環(huán)形平直段112與水平面之間的夾角為C。第三環(huán)形平直段113與水平面之間的夾角為90度。上述內(nèi)容提到機車的起始剛度要小，起始變剛度的幅度要較小，而增大環(huán)形平直段與水平面之間的夾角，能減小垂向止擋1的變剛度的幅度。又由于橡膠主體11的形變是從凸臺頂部121開始的，因此更接近凸臺頂部121的角B的角度應大于角C的角度，才能使垂向止擋1獲得幅度較小的起始變剛度。角B的優(yōu)選角度為135度-165度，角C的優(yōu)選角度為100度-140度。

垂向止擋1上的橡膠主體11和橡膠凸臺12上的夾角的個數(shù)等于垂向止擋1變剛度的次數(shù)。增加垂向止擋1上的環(huán)形平直段的段數(shù)，能增加垂向止擋1的變剛度的次數(shù)。本實施例中橡膠主體11上的環(huán)形平直段的段數(shù)為3，且3段環(huán)形平直段之間形成了2個夾角。而橡膠凸臺12與橡膠主體11也是通過1段環(huán)形圓弧段115連接的，此處也形成了1個夾角。另外凸臺頂部121與凸臺外側(cè)122之間的角A也是1個夾角。所以垂向止擋1的橡膠主體11和橡膠凸臺12上共有4個夾角，因此本實施例中垂向止擋1的變剛度的次數(shù)為4。

而當環(huán)形平直段之間的夾角的角度不變時，橡膠主體11上的環(huán)形圓弧段115的位置取決于環(huán)形平直段的長度，環(huán)形圓弧段115所處的位置也是橡膠主體11上夾角所處的位置，因此調(diào)節(jié)橡膠主體11上的任意一段環(huán)形平直段的長度，都能調(diào)節(jié)垂向止擋1的變剛度的位置。

如圖1、圖2和圖3所示，底座13為回轉(zhuǎn)體，底座13包括底座主體131和底座凸邊132；底座主體131上端的厚度小于底座主體131下端的厚度，底座主體131的外側(cè)的中間部位設(shè)有底座凸邊132，底座凸邊132向外側(cè)凸出。底座13嵌在橡膠主體11中，且與橡膠主體11硫化成一個整體，為減小底座13與橡膠主體11結(jié)合處的應力集中，防止底座13與橡膠主體11之間在長期的使用過程中產(chǎn)生間隙，嵌在橡膠主體11中的底座13的邊角都加工成了平滑的圓弧倒角。

將金屬的底座13設(shè)置在橡膠主體11的下端，當橡膠主體11上端受到垂向載荷的壓力產(chǎn)生形變而向下移動時，底座13能限制橡膠主體11上端進一步向下移動，從而起到垂向限位的作用。因此調(diào)節(jié)底座13的高度，能調(diào)節(jié)垂向止擋1進行限位的位置，底座13的高度H6的優(yōu)選值為30mm-70mm。

底座13是嵌在橡膠主體11中的，尤其是底座凸邊132上方的底座主體131伸入到了橡膠主體11中，底座主體131的頂端到底座凸邊132的頂端的距離為H5。H5的值越大，垂向止擋1的剛度越大，也就是說，增加底座13的高度，尤其是增加H5的高度，會增加垂向止擋1的剛度。反之，降低底座13的高度，尤其是降低H5的高度，會減小垂向止擋1的剛度，H5的優(yōu)選值為10mm-45mm。

由于底座13是由硬度大的金屬制成，能起到垂向限位的作用，因此底座主體131的頂端以下的橡膠主體11對垂向止擋1的剛度和變剛度幾乎不會產(chǎn)生影響。所以為了方便制造垂向止擋1時將熱的橡膠進行注入，也為了減少橡膠的耗材，在橡膠主體11底部的中間位置設(shè)有一個凹孔114。雖然凹孔114的高度H4幾乎不會對垂向止擋1的剛度和變剛度產(chǎn)生影響，但H4的值太大會影響橡膠主體11與底座13結(jié)合的牢固程度，因此H4不能與H6等高，H4的優(yōu)選值為10mm-30mm。

綜上所述，垂向止擋1是通過調(diào)節(jié)橡膠主體11和橡膠凸臺12的直徑與高度，以及調(diào)節(jié)底座13的高度，來調(diào)節(jié)垂向止擋1的剛度；通過調(diào)節(jié)橡膠主體11上的環(huán)形平直段與水平面之間的夾角，以及凸臺外側(cè)122與凸臺頂部121的夾角，來調(diào)節(jié)垂向止擋1的變剛度；通過調(diào)節(jié)環(huán)形圓弧段115的段數(shù)，來調(diào)節(jié)垂向止擋1的變剛度的次數(shù)；通過調(diào)節(jié)底座13的高度，來調(diào)節(jié)垂向止擋1進行限位的位置；通過調(diào)節(jié)垂向止擋1的剛度、變剛度、以及變剛度的次數(shù)，變剛度的位置和垂向止擋1限位的位置來減小鋼彈簧2承受的垂向載荷，從而更好的降低機車運行過程中鋼彈簧2產(chǎn)生的金屬疲勞，更有效的防止鋼彈簧2斷裂。

實施例二

如圖6所示，與實施例一不同之處在于：在橡膠主體11的上方的回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺12不再是圓臺狀的，而是回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺12的母線123為向外凸出的平滑曲線。如圖7所示，橡膠凸臺12的直徑D3是指橡膠凸臺12底部的直徑，與實施例一中橡膠凸臺12的直徑D1是指橡膠凸臺12頂部的直徑不同。本實施例中橡膠凸臺12的直徑D3的優(yōu)選值為20mm-60mm。

母線123為向外凸出的平滑曲線的回轉(zhuǎn)體狀的橡膠凸臺12，在機車載荷增加，構(gòu)架導筒3下壓的過程中，能使得垂向止擋1的剛度曲線更為平滑，從而更有效的防止垂向止擋1的剛度突然增加，能更好的減震。同時，本實施例列中的橡膠凸臺12不會有實施例一中凸臺頂部121與凸臺外側(cè)122交界處那樣尖銳的邊角，因此本實施例中的橡膠凸臺12受到構(gòu)架導筒3擠壓產(chǎn)生形變時不易出現(xiàn)應力集中，所以能延長橡膠凸臺12的使用壽命。

如圖6和圖7所示，本實施例中的垂向止擋1與實施例一中的垂向止擋1，除了橡膠凸臺12的形狀結(jié)構(gòu)不同外，其余部分的結(jié)構(gòu)和參數(shù)都是一樣的，因此本實施例中的各種相應的角度和高度的值與實施例一中的相同。

本實施例的剛度曲線可參考圖4，這是因為橡膠凸臺12對垂向止擋1的剛度和變剛度的影響主要是機車在初始時的小載荷下，而在大載荷下向止擋1的剛度和變剛度主要由橡膠主體11提供。因此本實施例的剛度曲線與實施例一的剛度曲線，僅在初始時的小載荷處有略微的不同，大載荷時剛度曲線是一致的。

很顯然，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，作出的若干改進或修飾都應視為本發(fā)明的保護范圍。