CN110366516A - 轨道车转向架滚柱轴承适配器垫系统 - Google Patents

Abstract

本文公开了轨道车转向架和位于三件套轨道车转向架的滚柱轴承和侧架轴箱顶板之间的适配器垫系统。所述垫和/或适配器垫交界部的许多不同的特征结构被配置成改善刚度特性以满足轨道车转向架的曲线通过性能和高速性能。

Description

轨道车转向架滚柱轴承适配器垫系统

相关申请的交叉引用

本专利申请要求2016年12月30日提交的美国临时申请US62/440,704的权益以及2017年12月29日提交的美国非临时申请US15/858,076的权益。本专利申请也是2016年12月14日提交的在审美国专利申请US15/378,472的部分继续申请，该美国专利申请US15/378,472是2016年5月12日提交的美国专利申请US15/152,860(美国专利US9637143)的继续申请，并且该美国专利申请US15/378,472要求2015年5月13日提交的美国临时申请US62/161,139的权益。美国专利申请US15/152,860也是2014年12月30日提交的美国专利申请US14/585,569(美国专利US9,434,393)的部分继续申请，该美国专利申请US14/585,569要求分别于2013年12月30日提交的以及2014年10月17日提交的美国临时申请US61/921,961和US62/065,438的权益。美国专利申请US15/152,860也是2014年12月5日提交的美国专利申请US14/561,897，2014年12月5日提交的美国专利申请US14/562,005，2014年12月5日提交的美国专利申请US14/562,082的部分继续申请，上述这些美国专利申请均要求分别于2013年12月30日提交的以及2014年10月17日提交的美国临时申请US61/921,961和US62/065,438的权益。上述这些美国专利申请和美国临时专利申请公开的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文公开的内容涉及轨道车转向架，更加具体而言，涉及滚柱轴承适配器和适配器垫系统，所述适配器和适配器垫系统可改善刚度、阻尼和位移特性，以满足三件套轨道车转向架的曲线通过性能和高速性能。

背景技术

在北美，几十年来使用的常规轨道货运车厢转向架是三件套转向架，其包括一对由横向安装的摇枕连接起来的平行的侧架。通过由多个单独的螺旋弹簧组成的弹簧组将所述摇枕支撑在所述侧架上。转向架的轮对容纳于设置在所述侧架的前后轴箱切口中的轴承适配器中，这样，所述轮对的轴在相对于两条轨道的横向或侧向位置上平行。轨道车辆安装在摇枕的中心板上，这允许转向架相对于车辆转动。弹簧组及侧架与摇枕间隙止动件允许侧架沿纵向轴线、垂直轴线和横向轴线或侧向轴线相对于摇枕有些许移动。

长期以来，人们一直希望改进三件套转向架的性能。可通过下文中一个或多个众所周知的现象来表征对侧向和纵向载荷的耐受力和转向架性能。

当一个侧架相对于另一个侧架向前纵向移动时，发生“平行四边形”现象，使得前轮对和后轮对彼此会保持平行，但其均不垂直于轨道，这就像轨道车转向架在遇到弯道时会发生的那样。侧架的这种平行四边形现象也称为转向架菱形变形。

“摆动(Huntting)”描述了轮对的正弦振荡式纵向和横向运动，该运动导致轨道车主体左右移动(move side-to-side)。该正弦式运动是由于轮对的锥形轮廓引起的谐振荡。虽然锥形轮廓促进轮对的自然振荡，但是它也是使得轮对产生滚动半径差和通过弯道的主要特征。在振荡达到共振频率时，摆动可能是危险的。当转向架制造时未正确对齐或随时间的推移经历不同的运行条件(例如转向架组件的磨损)而未对齐时，更有可能发生摆动。当轨道车高速运行时也更可能发生摆动。观察到发生摆动的速度被称为“摆动阈值”。

目前已尝试了多种方法来改善标准三件套转向架的稳定性，以防止出现平行四边形和摆动，同时确保转向架能够形成适当的几何形状来适应车轮在弯道内侧和外侧上分别行进不同的距离。期望进行既能满足转向架摆动需求同时又能改善产生优良的高速性能和曲线通过性能的刚性、阻尼和位移特性的额外改进。

发明内容

发明内容部分以简化形式提供与本发明相关的一些一般概念的介绍，这些概念将在下面的具体实施方式部分中进一步描述。

本文公开的各个方面涉及轨道车转向架、滚柱轴承适配器和适配器垫。

在一个实施例中，本文提供滚柱轴承适配器垫，其被配置成用于具有AAR标准几何形状的三件套转向架，所述适配器垫配置成接合侧架轴箱顶板。所述滚柱轴承适配器垫可包括：连续顶板，该连续顶板具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘(所述第一侧向凸缘具有第一侧向边缘)、从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘(所述第二侧向凸缘具有第二侧向边缘)，所述连续顶板具有第一和第二纵向边缘；连续底板，该连续底板具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘(所述第一侧向凸缘具有第一侧向边缘)、以及从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘(所述第二侧向凸缘具有第二侧向边缘)，所述连续底板具有第一和第二纵向边缘；位于所述顶板和所述底板之间的弹性体构件。所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘可界定在侧视视图中从所述顶板的外表面向所述顶板的内表面的向内弯曲的边缘或向内成一定角度的边缘，并且所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘界定了在侧视视图中从所述底板的外表面向所述底板的内表面的向内弯曲的边缘或向内成一定角度的边缘。所述顶板的第一纵向边缘和所述顶板的第二纵向边缘界定了在侧视视图中从所述顶板的外表面向所述顶板的内表面的向内弯曲的边缘或向内成一定角度的边缘，并且所述底板的第一纵向边缘和所述底板的第二纵向边缘界定了在侧视视图中从所述底板的外表面向所述底板的内表面的向内弯曲的边缘和向内成一定角度的边缘。所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘包括从俯视图看的弯曲部分，并且所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘包括从俯视图看的弯曲部分。弹性体构件向外侧向延伸超出所述顶板和所述底板的第一和第二侧向边缘，并且所述弹性体构件向外纵向延伸超出所述顶板和所述底板的第一和第二纵向边缘。

所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘可包括在俯视视图中从位于所述顶板的中心部分的中心点的垂直轴线测得的连续半径，并且所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘包括在俯视视图中从位于所述底板的中心部分的中心点的垂直轴线测得的连续半径。

弹性体构件可向外侧向延伸超出所述顶板和所述底板的第一和第二侧向边缘至少0.05英寸，并且所述弹性体构件可向外纵向延伸超出所述顶板和所述底板的第一和第二纵向边缘至少0.05英寸。设置于所述顶板和所述底板的中心部分之间的弹性体构件可具有基本均匀的厚度。

在另一实施例中，公开了配置成用于具有AAR标准几何形状的三件套转向架的滚柱轴承适配器垫系统。所述滚柱轴承适配器垫系统可包括配置成接合滚柱轴承的滚柱轴承适配器，所述滚柱轴承适配器包括：冠状顶面、配置成接合滚柱轴承的底面、以及从所述顶面的相对侧向边缘向上突出的第一和第二竖直肩部。滚柱轴承适配器垫系统还可包括接合滚柱轴承适配器且配置成接合轴箱顶板的侧架的适配器垫。所述适配器垫可包括：连续顶板，该连续顶板具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘(所述第一侧向凸缘具有第一侧向边缘)、和从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘(所述第二侧向凸缘具有第二侧向边缘)，所述连续顶板具有第一和第二纵向边缘；连续底板，该连续底板具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘(所述第一侧向凸缘具有第一侧向边缘)、从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘(所述第二侧向凸缘具有第二侧向边缘)、所述连续底板具有第一和第二纵向边缘；设置于所述顶板和所述底板之间的弹性体构件。所述顶板和所述底板的第一和第二侧向突出的凸缘整体设置在滚柱轴承适配器的竖直肩部之上。

所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘可包括从俯视方向看的弯曲部分，所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘包括从俯视方向看的弯曲部分。所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘还可包括从俯视方向看从所述顶板的中心部分的中心点上的垂直轴线测得的连续半径，并且所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘还可包括从俯视方向看从所述底板的中心部分的中心点上的垂直轴线测得的连续半径。

所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘界定了从侧视方向看从所述顶板的外表面向所述顶板的内表面向内弯曲的边缘或向内成一定角度的边缘，并且所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘界定了从侧视方向看从所述底板的外表面向所述底板的内表面向内弯曲的边缘和向内成一定角度的边缘。

所述顶板的第一纵向边缘和所述顶板的第二纵向边缘界定了从侧视方向看从所述顶板的外表面向所述顶板的内表面的向内弯曲的边缘和向内成一定角度的边缘，并且所述底板的第一纵向边缘和所述底板的第二纵向边缘界定了从侧视方向看从所述底板的外表面向所述底板的内表面的向内弯曲的边缘和向内成一定角度的边缘。

弹性体构件可向外侧向延伸超过所述顶板和所述底板的第一和第二侧向边缘，并且弹性体构件可向外纵向延伸超过所述顶板和所述底板的第一和第二纵向边缘。

当顶板相对于底板侧向位移0.234英寸时，所述弹性体构件的外边缘的内部可出现最高应变值。当顶板相对于底板侧向位移0.234英寸时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件提供小于80％的应变。当顶板相对于底板侧向位移0.234英寸时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件提供小于90％的应变。

当顶板相对于底板侧向位移0.139英寸时，所述弹性体构件的外边缘的内部出现最高应变值。当顶板相对于底板侧向位移0.139英寸时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件提供小于80％的应变。当顶板相对于底板侧向位移0.139英寸时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件提供小于90％的应变。

弹性体构件的设置于所述顶板和所述底板的第一侧向凸缘之间和第二侧向凸缘之间的部分的厚度从静态起被预压缩。

滚柱轴承适配器垫系统还可包括设置于所述底板的第一侧向凸缘和所述滚柱轴承适配器的第一竖直肩部之间的第一压缩垫片，以及设置在所述底板的第二侧向凸缘和所述滚柱轴承适配器的第二竖直肩部之间的第二压缩垫片。

弹性体构件的设置在所述顶板和所述底板的中心部分之间的部分可具有基本均匀的厚度。

在另一实施例中，本文公开的内容提供配置成用于三件套转向架的滚柱轴承适配器垫，所述三件套转向架具有AAR标准几何结构，所述适配器垫配置成接合侧架轴箱顶板。所述适配器垫可包括：连续顶板，具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘(所述第一侧向凸缘具有第一侧向边缘)、以及从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘(所述第二侧向凸缘具有第二侧向边缘)，所述连续顶板具有第一和第二纵向边缘；连续底板，具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘(所述第一侧向凸缘具有第一侧向边缘)、以及从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘(所述第二侧向凸缘具有第二侧向边缘)，所述连续底板具有第一和第二纵向边缘；以及设置于所述顶板和所述底板之间的弹性体构件。所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘界定了从侧视方向看从所述顶板的外表面向所述顶板的内表面向内弯曲的边缘和向内成一定角度的边缘，并且，所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘界定了从侧视方向看从所述底板的外表面向所述底板的内表面向内弯曲的边缘或向内成一定角度的边缘，并且所述顶板的第一纵向边缘和所述顶板的第二纵向边缘界定了从侧视方向看从所述顶板的外表面向所述顶板的内表面向内弯曲的边缘或向内成一定角度的边缘，所述底板的第一纵向边缘和所述底板的第二纵向边缘界定了从侧视方向看从所述底板的外表面向所述底板的内表面的向内弯曲的边缘或向内成一定角度的边缘。适配器垫还可包括设置在所述底板的第一侧向凸缘下方的第一压缩垫片和设置在所述底板的第二侧向凸缘下方的第二压缩垫片。

所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘包括从俯视方向看的弯曲部分，并且所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘可包括从俯视方向看的弯曲部分。

所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘包括从俯视方向看从位于所述顶板的中心部分的中心点的垂直轴线起测得的连续半径，并且所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘包括从俯视方向看从位于所述底板的中心部分的中心点的垂直轴线起测得的连续半径。当所述顶板相对于所述底板的中心位置转动41毫弧度时，侧向边缘上的任何点可具有小于或等于0.234的线性位移。

弹性体构件可侧向向外延伸超出所述顶板和所述底板的第一和第二侧向边缘，并且所述弹性体构件纵向向外延伸超出所述顶板和所述底板的第一和第二纵向边缘。

弹性体构件的设置在所述顶板和所述底板的第一侧向凸缘之间和第二侧向凸缘之间的部分的厚度可从静态被预压缩。

设置在所述顶板和所述底板的中心部分之间的弹性体构件可具有基本均匀的厚度。

适配器垫可具有约6.5英寸至约8.5英寸的总纵向长度，并且适配器垫可具有约9英寸至约11英寸的总侧向长度。

所述弹性体构件可具有65至80的肖氏硬度A硬度计的硬度。

在另一实施例中，本文公开的内容提供配置成与三件套转向架一起使用的滚柱轴承适配器垫系统，所述三件套转向架具有AAR标准几何形状。所述滚柱轴承适配器垫系统可包括配置成接合滚柱轴承的滚柱轴承适配器，所述滚柱轴承适配器具有顶面和配置成接合滚柱轴承的底面。所述滚柱轴承适配器垫系统还可包括与所述滚柱轴承适配器接合且配置成接合侧架轴箱顶板的适配器垫。适配器垫可包括顶板、底板和设置在所述顶板和所述底板之间的弹性体构件。当将35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，组合的顶板、底板和弹性体构件可通过顶板相对于底板偏离中心位置高达0.139英寸的纵向位移提供至少45,000磅/英寸的纵向刚度，通过顶板相对于底板偏离中心位置高达0.234英寸的侧向位移提供至少45,000磅/英寸的侧向刚度，并通过顶板相对于底板自中心位置起高达41毫弧度的旋转位移提供至少250,000磅*英寸/弧度的转动刚度。滚柱轴承适配器还可包括设置在所述底板的第一侧向凸缘之下的第一压缩垫片和设置在所述底板的第二侧向凸缘之下的第二压缩垫片。

当顶板相对于底板侧向位移0.234时，最高应变值出现在弹性体构件的外边缘的内部。当顶板相对于底板侧向位移0.234时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件提供小于90％的应变。

当顶板相对于底板纵向位移0.139时，最高应变值出现在弹性体构件的外边缘的内部。当顶板相对于底板纵向位移0.139时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件提供小于90％的应变。

设置在顶板和底板的中心部分之间的弹性体构件部分可具有基本均匀的厚度。

在另一实施例中，本文公开的内容提供滚柱轴承适配器垫系统，该滚柱轴承适配器垫系统配置成用于三件套转向架。所述滚柱轴承适配器垫系统包括配置成接合滚柱轴承的滚柱轴承适配器，所述滚柱轴承适配器包括：顶面和配置成接合滚柱轴承的底面，其中，所述顶面和所述底面之间在纵向中心线上所测量的滚柱轴承适配器的厚度小于0.95英寸；其中，所述滚柱轴承适配器在其纵向中心线上的横截面处具有围绕位于轮轴的中心轴线之上大约5.9英寸处的侧向轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约1.0in⁴至约2.0in⁴，其中，所述滚柱轴承适配器在其纵向中心线上的横截面处具有围绕位于所述适配器的中心的垂直轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约75in⁴至约125in⁴，并且，所述适配器配置成接合侧架轴箱顶板，所述适配器垫包括：顶板，底板，设置在所述顶板和所述底板之间的弹性体构件，其中，当将35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心位置时，组合的顶板、底板、弹性体构件和套管系统可通过顶板相对于底板偏离中心位置高达0.139英寸的纵向位移提供至少45,000磅/英寸的纵向刚度，通过顶板相对于底板偏离中心位置高达0.279英寸的侧向位移提供至少45,000磅/英寸的侧向刚度并且通过顶板相对于底板偏离中心位置高达54.4毫弧度的旋转位移提供至少250,000磅*英寸/转动弧度的转动刚度

所述滚柱轴承适配器可在其纵向中心线上的横截面处具有围绕位于轮轴的中心轴线之上约5.9英寸处的侧向轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约1.1in⁴。所述滚柱轴承适配器可在其纵向中心线上具有围绕位于所述适配器的中心的垂直轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约95in⁴。

适配器可具有约7.5英寸至约9.5英寸的总纵向长度，并且，其中，所述适配器具有约9英寸至约11英寸的总侧向长度。

适配器可具有约8.31英寸的总纵向长度。所述适配器可具有约10.16英寸的总侧向长度。

在另一实施例中，本文公开的内容提供配置成用于三件套转向架的滚柱轴承适配器垫，该适配器垫包括：具有中心部分的顶板；从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区；从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘，所述第一侧向凸缘具有第一侧向边缘；以及从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘，所述第二侧向凸缘具有第二侧向边缘，所述顶板具有第一和第二纵向边缘；具有中心部分的底板；从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区；从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘，所述第一侧向凸缘具有第一侧向边缘；以及从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘，所述第二侧向凸缘具有第二侧向边缘，所述底板具有第一和第二纵向边缘；以及设置于所述顶板和所述底板之间的弹性体构件，其中，所述滚柱轴承适配器垫的总纵向长度为约7.5英寸至约9.5英寸，并且，所述适配器垫的总侧向长度为约9英寸至约11英寸。

顶板的第一侧向边缘和顶板的第二侧向边缘可界定从顶板的外表面至顶板的内表面侧视方向上的向内弯曲的或向内成角度的边缘，并且，其中，所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘界定了从所述底板的外表面至所述底板的内表面侧视角度上的向内弯曲的或向内成角度的边缘，并且，其中，所述顶板的第一纵向边缘和所述顶板的第二纵向边缘界定了从所述顶板的外表面至所述顶板的内表面侧视角度上的向内弯曲的或向内成角度的边缘，并且，其中，所述底板的第一纵向边缘和所述底板的第二纵向边缘界定了从所述顶板的外表面至所述顶板的内表面侧视角度上的向内弯曲的或向内成角度的边缘。

所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘可以是俯视方向上的弯曲的部分，并且，其中，所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘包括俯视角度上的弯曲的部分，并且，其中，所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘包括从位于顶板的中心部分的中心点上的垂直轴线测量的俯视角度上的连续半径，并且，其中，所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘包括从位于所述底板的中心部分的中心点上的垂直轴线测量的俯视角度上的连续弧度。

组合的顶板、底板和弹性体构件可提供至少45,000磅/英寸的纵向刚度，至少45,000磅/英寸的侧向刚度和至少250,000磅*英寸/转动弧度的转动刚度。

当将35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，组合的顶板、底板和弹性体构件可通过顶板相对于底板偏离中心位置高达0.139英寸的纵向位移提供至少45,000磅/英寸的纵向刚度。

当将35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，组合的顶板、底板和弹性体构件可通过顶板相对于底板偏离中心位置高达0.279英寸的侧向位移提供至少45,000磅/英寸的侧向刚度。

当将35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，组合的顶板、底板和弹性体构件可通过顶板相对于底板偏离中心位置高达54.4毫弧度的旋转位移提供至少250,000磅*英寸/转动弧度的转动刚度。

弹性体构件可侧向向外延伸超出所述顶板和所述底板的第一和第二侧向边缘，其中，所述弹性体构件纵向向外延伸超出所述顶板和所述底板的第一和第二纵向边缘。

弹性体构件的设置在所述顶板和所述底板的第一和第二侧向凸缘之间的部分的厚度可从静态被预压缩。

弹性体构件的设置在所述顶板和所述底板的中心部分之间的部分可具有基本均匀的厚度。弹性体构件的设置在所述顶板和所述底板的中心部分之间的部分的基本均匀的厚度可以是约0.21英寸。

弹性体构件的在所述顶板和所述底板的内表面之间居中的横截面平面上的表面积可以为约60平方英寸至100平方英寸。

在另一实施例中，本文公开的内容提供配置成用于具有AAR标准几何形状的三件套转向架的滚柱轴承适配器垫系统，该滚柱轴承适配器垫系统包括：配置成接合滚柱轴承的滚柱轴承适配器，所述滚柱轴承适配器包括：冠状顶面；配置成接合滚柱轴承的底面；其中，所述滚柱轴承适配器具有在其纵向中心线上的横截面处具有围绕位于轮轴的中心轴线之上大约5.9英寸处的侧向轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约1.0in⁴至约2.0in⁴，其中，所述滚柱轴承适配器在其纵向中心线上的横截面处具有围绕位于所述适配器的中心的垂直轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约50in⁴至约100in⁴。

所述滚柱轴承适配器垫系统可还包括接合滚柱轴承适配器且配置成接合侧架轴箱顶板的适配器垫，所述适配器垫包括：连续顶板；连续底板；以及设置在所述顶板和所述底板之间的弹性体构件。

附图说明

图1A是标准三件套转向架的立体图。

图1B是标准三件套转向架的分解图。

图2是根据本文公开的各个方面的滚柱轴承适配器和适配器垫的立体图。

图3是根据本文公开的各个方面的滚柱轴承适配器、适配器垫和侧架的横截面图。

图3A是图3的一部分的详细视图。

图3B是图3的一部分的详细视图。

图4是根据本文公开的各个方面的滚柱轴承适配器的立体图。

图5A至图5D是根据本文公开的各个方面的滚柱轴承适配器的立体图。

图6是图4的滚柱轴承适配器沿着中心线截取的横截面图。

图7是图4的滚柱轴承适配器的俯视图。

图8是图4的滚柱轴承适配器的侧视图。

图9是图4的滚柱轴承适配器的正视图。

图10是沿着图8的A-A线截取的横截面图。

图11是根据本文公开的各个方面的适配器垫的俯视图。

图11A是沿着图11的A-A线截取的横截面图。

图11B是沿着图11的B-B线截取的横截面图。

图11C是图11的零件G的详细视图。

图12是根据本文公开的各个方面的适配器垫的底板的侧视图。

图13A是根据本文公开的各个方面的适配器垫的俯视图。

图13B是沿着图13A的纵向线截取的横截面图。

图13C是沿着根据本文公开的各个方面的适配器垫和滚柱轴承适配器的一部分的纵向中心线截取的截面图。

图13D是根据本文公开的各个方面的除去包括接地母线在内的所有弹性体构件的适配器垫的立体图。

图13E是根据本文公开的各个方面的包括接地母线的适配器垫的立体图。

图14是描述了根据本文公开的各个方面的适配器垫的侧向作用力与位移的关系的示意性图表。

图15是描述根据本文公开的各个方面的适配器垫在负载过程温度与时间的关系的示意性图表。

图16A是根据本文公开的各个方面在没有顶板的条件下的适配器垫的俯视图。

图16B是根据本文公开的各个方面的适配器垫的横截面图。

图17A是根据本文公开的各个方面的适配器垫的俯视图。

图17B是描述纵向位移的图17A的适配器垫的俯视图。

图17C是描述侧向位移的图17A的适配器垫的俯视图。

图17D是描述旋转位移的图17A的适配器垫的俯视图。

图18是根据本文公开的各个方面的制造适配器垫的方法的示意图。

图19是根据本文公开的各个方面的适配器垫的弹性体构件的立体图。

图20A至图20C是根据本文公开的各个方面的适配器垫的一部分的垂直截面图，其显示了处于卸载配置下的适配器垫的多个间隙的不同几何形状。

图21A至图21C分别为当将载荷施加于适配器垫时图20A至图20C所示的间隙的几何形状发生变化的示意图。

图22是根据本文公开的各个方面的适配器垫的一部分的截面图，其显示了在弹性体部分中多个间隙的代表性排列。

图23是根据本文公开的各个方面的适配器垫的一部分的截面图，其显示了仅延伸弹性体层的部分厚度的多个间隙。

图24是根据本文公开的各个方面的制造适配器垫的方法的示意图。

图25是根据本文公开的各个方面的制造适配器垫的方法的示意图。

图25A至图25I是根据本文公开的各个方面的适配器垫的立体图。

图26是根据本文公开的各个方面的制造适配器垫的方法的示意图。

图27是显示根据本文公开的各个方面的适配器垫的测试的示意图。

图28是根据本文公开的各个方面的适配器垫的立体图。

图29A是图28的适配器垫的俯视图。

图29B是用虚线显示各个板的图28的适配器垫的俯视图。

图30是沿着图29的A-A线截取的横截面图。

图31是图30的一部分的详细视图。

图31A是类似于图31的适配器垫的一部分的另一实施方式的详细视图。

图31B是类似于图31的适配器垫的一部分的另一实施方式的详细视图。

图32是沿着图30的B-B线截取的横截面图。

图33是图32的一部分的详细视图。

图33A是类似于图33的适配器垫的一部分的另一实施方式的详细视图。

图33B是类似于图33的适配器垫的一部分的另一实施方式的详细视图。

图34A是有限元分析仿真结果的计算机屏幕截图，其显示了根据本文公开的各个方面的当顶板相对于底板侧向位移时弹性体部分内的应变。

图34B是图34B的有限元分析仿真结果的一部分的屏幕截图。

图35A是有限元分析仿真结果的计算机屏幕截图，其显示了根据本文公开的各个方面的当顶板相对于底板纵向位移时弹性体部分内的应变。

图35B是图35B的有限元分析仿真结果的一部分的屏幕截图。

图36A是根据本文公开的各个方面的适配器垫和滚柱轴承适配器的立体图。

图36B是根据本文公开的各个方面的适配器垫和滚柱轴承适配器的侧视图。

图36C是图36A的适配器垫和滚柱轴承适配器的俯视图。

图36D是图36C的适配器垫和滚柱轴承适配器沿着A-A线截取的横截面图。

图36E是图36A的适配器垫和滚柱轴承适配器的正视图。

图37是根据本文公开的各个方面的适配器垫的立体图。

图38是图37的适配器垫的俯视图。

图39是图37的适配器垫的仰视图。

图40是图37的适配器垫的正视图。

图41是图37的适配器垫的后视图。

图42是图37的适配器垫的侧视图。

图43是图37的适配器垫的侧视图。

图44是根据本文公开的各个方面的适配器的立体图。

图45是图44的适配器垫的正视图。

图46是图44的适配器垫的侧视图。

图47是图44的适配器垫的后视图。

图48是图44的适配器垫的侧视图。

图49是图44的适配器垫的俯视图。

图50是图44的适配器垫的仰视图。

图51是根据本文公开的各个方面的适配器垫和滚柱轴承适配器的立体图。

图52是根据本文公开的各个方面的适配器垫和滚柱轴承适配器的俯视图。

图53是根据本文公开的各个方面的适配器垫和滚柱轴承适配器的侧视图。

图54是根据本文公开的各个方面的沿着图52的A-A线的适配器垫和滚柱轴承适配器的侧视横截面图。

图55是根据本文公开的各个方面的适配器垫和滚柱轴承适配器的分解侧视图。

图56是根据本文公开的各个方面的滚柱轴承适配器的立体图。

图57是根据本文公开的各个方面的滚柱轴承适配器的俯视图。

图58是根据本文公开的各个方面的滚柱轴承适配器的侧视图。

图59是根据本文公开的各个方面的适配器垫的立体图。

图60是根据本文公开的各个方面的适配器垫的俯视图。

图61是根据本文公开的各个方面的适配器垫的侧视图。

图62A是根据本文公开的各个方面的沿着图60的A-A线的适配器垫的侧视横截面图。

图62B是根据本文公开的各个方面的图62A的适配器垫的一部分的细节图。

具体实施方式

在对根据本发明的各个不同的示例性结构的以下描述中，将参照构成本发明的一部分的附图，并且，附图以示例性的方式显示了可实施本发明的各个方面的各种不同的示例性的设备、系统和环境。应当理解的是，也可使用各部件的其他具体布置方式、示例性的设备、系统和环境，并且在不背离本发明的范围的条件下可进行结构性和功能性的修改。而且，虽然术语“顶部”、“底部”、“前”、“背”、“侧”、“后”等等在本发明中可用于描述本发明各种不同的示例性的特征和元件，但是这些术语在本文中是为了便于描述而使用，例如，基于图中所显示的示例性的方位或在通常使用过程中的方位。此外，本文使用的术语“多个”表示超过一个的任何数目，可以是分离的或组合的，如有必要，多达无限数量。说明书中的任何内容不应当被解释为需要特定的三维取向才落入本发明的范围内。而且，读者应当理解，附图也不一定是按比例绘制。

总体而言，本发明的各个方面涉及轨道车转向架，以及轨道车转向架滚柱轴承适配器和适配器垫。根据各个不同的方面和实施方式，在不背离本发明的范围的条件下，轨道车转向架及轨道车转向架滚柱轴承适配器和适配器垫可由多种材料中的一种或多种形成，所述材料例如：金属(包括金属合金)、聚合物和复合材料，并且所述轨道车转向架及轨道车转向架滚柱轴承适配器和适配器垫可形成为多种构造中的一种。应当理解的是，轨道车转向架滚柱轴承适配器和适配器垫可包含由若干种不同材料制成的部件。此外，所述部件可通过各种不同的成型方法形成。例如，金属部件可由锻造、模制、铸造、冲压、机械加工和/或其他已知的技术来形成。此外，聚合物部件(例如弹性体)可以通过聚合物加工技术(例如各种模制和铸造技术和/或其他已知技术)来制造。

本申请中的各个附图举例说明了根据本发明的轨道车转向架、轨道车转向架滚柱轴承适配器和适配器垫的例子。当相同的附图标记出现在不止一张图中时，该附图标记在本说明书中将会被一致地使用并且在这些图中始终表示相同或相似的部件。

如图1A和图1B所示，典型的铁路货运车厢转向架包括由以下部件构成的组件：两组轮对1(每组轮对包括两个轮子2)、两个侧架4、一个摇枕6、两个弹簧组8、摩擦阻尼系统以及四个适配器10。图1A和1B示出了示例性转向架组件。

侧架4纵向设置，例如，沿转向架所处的轨道方向。摇枕6相对于侧架4横向地或侧向地排列，并且延伸穿过每个侧架4的中部。

摇枕心盘12是摇枕6的圆形部分，其包括向上伸出的缘。车身的主体中心板安置于摇枕心盘12中并且充当转向架和车身的旋转点。货运车厢的大部分垂直载荷正是在该交界处产生影响的。通常，摇枕心盘12配备有耐磨板或耐磨衬垫，这样，避免摇枕铸件6在货运车厢的使用寿命期间被磨损。此外，在摇枕6的顶面距离中心线25英寸处设置有侧轴承14，其有助于使车身保持稳定，并且在接触类型不变的情况下可在一定程度上防止转向架摆动。图1B所示侧轴承14的接触类型并非固定不变的，而是由辊和箱体组成。

摇枕6安置于弹簧组8顶部，该弹簧组下方由侧架的弹簧座支撑。通常称为减振器或侧弹簧17的额外弹簧也可作为弹簧组的一部分并安置于所述弹簧座上，该弹簧座向上延伸至摩擦楔形件16的底部，而该摩擦楔形件可作为摩擦阻尼系统的一部分。

摩擦楔形件16可位于摇枕6的端部和各侧的凹部中。摇枕的摩擦楔形件凹部可相对于水平面成角度，通常为约60°，以匹配摩擦楔形件的倾斜表面。摩擦楔形件16的相对面通常是竖直的，并且与侧架的所谓柱面接触。减振器弹簧17的弹簧力将摩擦楔形件16推压在摇枕摩擦楔形件凹部的倾斜表面上，该倾斜表面对侧架的竖直柱面产生反作用力。

随着摇枕6因来自于安置于转向架上的货运车厢的载荷而上下移动，摩擦楔形件16会抵靠柱面滑动，从而产生柱摩擦阻尼。这种阻尼可造成能量耗散，防止铁路运营中货运车厢在移动时发生不期望的振动/振荡。经由摩擦楔形件16而作用在摇枕6与侧架4之间的这些力也会力图防止转向架在运行中变成平行四边形的几何形状。硬止动件(例如扁栓和旋转止动件)有助于防止转向架变成极端的平行形状。这种抵抗发生平行四边形变形的抗性通常称为翘曲刚度(warp stiffness)。

如图1A和1B所示，转向架组件的轮对1由两个轮子2、轮轴3以及两个滚柱轴承5构成。这两个轮子被压装在轮轴的凸起轮座上。轮轴的轴颈向轮子外侧延伸，并为滚柱轴承5提供安装表面。滚柱轴承5被压装在轮轴的轴颈上。滚柱轴承5与侧架4之间的交界部可由轴承适配器7构成。通常，铁路货运车厢转向架已配备有金属适配器，该金属适配器经过精密加工以便相当牢靠地装配在滚柱轴承上，同时又较松散地装配至钢制侧架轴箱，该轴箱包封滚柱轴承与侧架之间的交界部。该交界部会使轮对与侧架之间产生小幅移动，所述小幅移动受到货运车厢中存在的垂直载荷以及适配器顶部的滑动金属表面(称为适配器冠部)与钢制轴箱顶板的底部(通常配备有钢制耐磨板)之间存在的摩擦力的控制。

由于所述垂直载荷会随货运车厢的载货重量以及货运车厢在转向架上的摇摆运动而变化，因此金属适配器冠部和钢制轴箱顶板耐磨板处的摩擦力可发生显著变化，并且在传统转向架中该摩擦力不受控制。由于金属滑动连接具有粘滑性，因此这种金属与金属的连接需要较大的轮对力来迫使交界表面处发生滑动。最近的转向架设计，例如，那些符合美国铁路协会(American Association of Railroads，“AAR”)M_976规范的转向架，现已在钢制适配器与轴箱顶板之间的交界处加入了适配器垫。

一些适配器垫系统通过允许在侧架与轮轴之间的较低刚度顺应性已成功地降低了轨道车通过曲线时的轮对力。这种由适配器垫产生的增加的顺应性也减小了按照M-976规范的要求牵拉或推动轨道车通过弯道所需的力，此规范以引用的方式并入本文。不利的是，这些设计降低了货运车厢在切线轨道行进期间产生共振时的速度，也可描述为降低了货运车厢的摆动速度。由于摆动速度降低会限制列车的运行速度并增加货运车厢脱轨或轨道受损的风险，因此是不利的。其他设计采用优质侧架对正设备(例如，横梁、框架支撑件、转向臂、弹簧托板、偏航阻尼器、交叉撑条或额外的摩擦楔形件)来改善摆动性能。这些通常称为先进转向架技术的系统通常会使轮对力增大，并且因此使曲线通过时的牵拉阻力增大。除了增加弯道阻力，这些设计由于增添了耐磨部件并且系统复杂性增加，因此也增加了转向架维护成本。

本文所述的适配器垫系统实施方式可以满足M-976所规定的曲线通过性能标准，而不会降低临界摆动阈值。本文所述的适配器垫系统也无需在标准三件套转向架中添加任何额外的侧架对正设备，例如，横梁、框架支撑件、转向臂、弹簧托板、偏航阻尼器、交叉撑条或额外的摩擦楔形件。所得到的本文所述的转向架系统可以延长轮对的寿命、保持较高摆动阈值、提高垫系统的耐久性并且最小化施加在铁轨上的磨损和作用力。

作为背景技术，现有许多源自北美铁路工业的不同轨道车类型和运营，其需要不同的转向架尺寸。设计用于70吨级运营的货运车厢的总载重(Gross Rail Load)为220,000磅，并且普遍使用28英寸或33英寸的轮子以及6英寸×11英寸的轴承。设计用于100吨级运营的车厢的总载重为263,000磅，并且普遍使用36英寸的轮子以及6.5英寸×12英寸的轴承。设计用于110吨级运营的车厢的总载重为286,000磅，并且必须满足如上所述的M-976性能规范。这类110吨的车厢通常使用36英寸的轮子以及6.5英寸×9英寸的轴承。北美通常使用的最大车厢类型被设计用于125吨级的运营，并且总载重为315,000磅。这种车厢类型通常使用38英寸的轮子以及7英寸×12英寸的轴承。其他转向架尺寸—70吨、100吨和125吨不受制于相同的严格性能标准，因此到目前为止未要求使用垫。

本申请的焦点在于滚柱轴承适配器和相匹配的适配器垫。本文公开的适配器和相匹配的适配器垫系统的实施方式可与被设计用于110吨级运营的车厢一起使用，还可扩展为与用于全部车厢载重能力(包括70吨、100吨、110吨和125吨)的转向架一起使用并改善这些转向架的性能，包括那些无需符合M-976标准的转向架。

适配器垫系统198的一种实施方式在至少图2和3中示出。适配器垫系统198可包括滚柱轴承适配器199和适配器垫200，该滚柱轴承适配器和适配器垫被配置成设置在三件套轨道车转向架的轮对滚柱轴承或滚柱轴承5与侧架轴箱顶板152之间。侧架可包括第一外侧154和第二外侧156。适配器垫200还包括支承垂直载荷的弹性体构件360，并且与传统的钢与钢滑动适配器系统相比，该弹性体构件元件允许顶板220(其与侧架接合)在较小的作用力下相对于底板240(其与滚柱轴承适配器接合)发生纵向、侧向和旋转运动。

在一些实施方式中，如至少在图2至图3中所示，当适配器垫系统198被安装在转向架系统中时，由于适配器垫200所承载的轨道车和转向架部件的重量，该适配器垫系统会被该重量产生的恒定垂直载荷压缩，并且最终将该载荷经由轮对传递至轨道。虽然施加到适配器垫200中心部分上的垂直载荷会随着轨道车的不同负载而自然发生变化，但是假设对于总载重为约286,000磅的车辆而言，相应的垂直载荷可为每个适配器垫约35,000磅。

经测试确定，适配器垫200的刚度会对转向架系统的性能产生很大影响。更具体而言，在某些实施方式中，已经确定，可通过改进适配器垫系统性能来改进转向架性能。通过提高适配器垫系统198的刚度(以力(磅)/位移(英寸)测得)，可改进适配器垫系统的性能。另外，例如，已经确定，当刚度满足以下条件时，类似于本文所述实施方式中的适配器垫200预计具有可接受的预期使用寿命(以在转向架系统负载下行进的距离测得，该转向架系统包括所安装的适配器垫200，该适配器垫的设计使用寿命已经确定为轨道车行进100万英里)，所述刚度条件：纵向刚度为至少45,000磅/英寸或在约45,000磅/英寸至约80,000磅/英寸的范围内，并且/或者，侧向刚度为至少45,000磅/英寸或在约45,000磅/英寸至约80,000磅/英寸的范围内，并且/或者，旋转刚度(即，抵抗围绕垂直轴线旋转的刚度)为至少250,000磅*英尺/弧度或在约250,000磅*英尺/弧度至约840,000磅*英尺/弧度的范围内(这三种刚度均是在向适配器200的中心部分施加35,000磅的垂直载荷的情况下测得)。这些独特的刚度组合可以使摆动阈值速度最大化，同时仍使弯道阻力保持为低于0.40磅/吨/弯曲度，如M-976规范所要求的那样，而无需采用昂贵的转向架技术，即无需利用横梁、框架支撑件、转向臂、弹簧托板、偏航阻尼器、交叉撑条或额外的摩擦楔形件来改进性能。

通过测量适配器组件对于顶板(其与侧架接合)和底板(其与滚柱轴承适配器接合)的相对剪切位移的抵抗力来量化适配器垫系统的刚度。为了确定刚度，可使适配器组件相对于侧架在多个方向上位移，例如，纵向(轨道车行进的方向上)、侧向(横贯铁轨)、偏航(围绕垂直轴线旋转，并且与轮轴中心线一致)以及垂直(侧架轴箱顶板与适配器垫顶面之间)。在剪切刚度测试过程中应保持35,000的垂直载荷，以模拟负载的车厢场景。

在测试过程中，可使用附接到力致动器的载荷单元来测量使顶板相对于底板位移的力。可使用位移传感器、千分表、电位计或其他位移测量仪器来采集位移测量值。如下文更详细的描述，对力与位移的关系进行绘制，滞后回线的斜率表示在相应方向上的刚度。回线内包含的面积与载荷周期中转移的能量成比例。

本文所述的适配器垫系统198的实施方式提供了止推片开口宽度和间距，所述宽度和间距即使是在使用了本文所述的高刚度剪切垫的情况下，也足以不使位移量限制于AAR值之内。本文所公开的适配器设计可以利用下面表1所示的目标适配器位移量。

表1

具有本文所述的纵向、侧向和转动剪切刚度的适配器垫系统198的实施方式可为三件套转向架系统提供高速稳定性和低弯道阻力的优势组合。与其他适配器垫设计相比，本文所公开的适配器垫系统198的实施方式可增大三件套转向架系统的翘曲约束(warprestraint)。这样可使得高速稳定性得到提高。除了在高速稳定性方面的改进，本文所述的适配器垫系统198的实施方式也可促进轮对在通过弯道时的纵向位移，从而允许转向架组件的前轮轴与后轮轴形成与弯道成比例的、可降低轮辐力的轮轴间偏航角。总的来说，适配器垫系统198会促使侧向轮对偏移，从而在通过曲线时形成最佳轮径差。本文所公开的适配器垫系统的刚度和位移范围可允许最佳轮轴间偏航角和侧向轮对偏移，从而获得通过弯道的低轮辐力解决方案。转弯力的减小和高速稳定性的改善可有助于延长轮对和轨道的使用寿命。

一些适配器垫设计利用多个弹性体层以减少剪切应变。所述多个层可显著增加适配器系统的厚度，并且在用于常规转向架时可增大车厢高度。车厢高度的增大带来了与其他车厢连接的问题，还会使重心升高。因此，一些设计需要使用特殊的非常规的侧架来最小化高度差。本文所讨论的实施方式可获得改进的动态性能，同时无需使用特殊的非常规的转向架部件。

本文所述的实施方式可与具有AAR标准几何形状的侧架一起使用，所述AAR标准几何形状包括AAR标准轴箱几何形状和AAR标准止推片间隙，如Association of AmericanRailroads Manual of Standards and Recommended Pr actices,Section SII(10/25/2010),Specification S-325(6/ll/2009)-"Side Frame,Na rrow Pedestal-LimitingDimensions"(美国铁路协会标准手册和建议规范，第SII节(2010年10月25日)，S-325规范(2009年6月11日)，“侧架、窄轴箱-极限尺寸”)中所述，该规范通过引用并入本文。AAR标准轴箱几何形状可描述为包括约7.25-8.25英寸的标称纵向止推片间距；约3.5-3.75英寸的标称止推片宽度；约8.88-11.06英寸的标称纵向切口间距；以及在轮轴的中心线上方的约5.38-6.89英寸的标称轴箱顶板高度。本文所公开的适配器垫系统198的实施方式可与现有和/或标准三件套转向架系统一起使用，包括具有AAR标准几何形状的转向架系统，如Association of American Railroads Manu al of Standards and RecommendedPractices,Section H(l/1/2012)Specification M-924(2/l/2014)-"Journal RollerBearing Adapters for Freight Cars"(美国铁路协会标准手册和建议规范，第H节(2012年1月1日)M-924规范(2014年2月1日)，“用于货运车厢的轴颈滚柱轴承适配器”)中所述，该规范通过引用并入本文。AAR标准止推片间隙可见于上面的表1以获得新的铸型制造尺寸。止推片间隙通过轴箱区与滚柱轴承适配器开口之间的距离测得。标准A AR适配器尺寸可包括约7.156-8.656英寸的标称纵向止推片轴承表面间距；以及约3.812-4.062英寸的标称侧向止推片开口。本文所述的适配器垫系统198的实施方式还可符合American Associationof Railroads("AAR")M-976speci fication(AAR Manual of Standards andRecommended Practices,Section D(9/l/2010),Specification M-976(12/19/2013)-"Truck Performance for Rail Cars")(美国铁路协会(“AAR”)M-976规范(AAR标准手册和建议规范，第D节(2010年9月1日)，M-976规范(2013年12月19日)，“轨道车的转向架性能”)，该规范以引用方式并入本文。例如，适配器垫系统198的实施方式可用于现有和/或标准三件套转向架系统，而无需使用另外的工件，例如横梁、框架支撑件或弹簧托板。另外，例如，本文所公开的适配器垫系统198可配合于现有转向架的滚柱轴承5与轴箱顶板152之间。因此，本文所公开的适配器垫系统198在滚柱轴承5的上表面与轴箱顶板152之间测得的总高度可为约1.3英寸或在约1.1英寸至约1.5英寸的范围内。虽然本文所述的实施方式特定于110T级转向架，但是本发明所公开的适配器和相匹配的适配器垫系统还可扩展为用于所有车厢载重能力(70吨、100吨、110吨和125吨)的转向架并提高这些转向架的性能，包括那些无需符合M-976标准的转向架。

图4至图10示出了根据本文公开的内容的滚柱轴承适配器198。如图4所示，滚柱轴承适配器199包括轴箱冠面102。在一些实施方式中，轴箱冠面或顶面102可为冠状或弯曲表面，使得所述轴箱冠面的中心区域高于侧向边缘。因此，轴箱冠面102可以在纵向方向上为基本平坦的，并且在侧向方向上弯曲。轴箱冠面102可为AAR标准轴箱冠面，但可具有比典型滚柱轴承适配器更小的横截面厚度。例如，在一些实施方式中，滚柱轴承适配器厚度可介于约0.6英寸厚(沿中心线从轴承表面117至轴箱冠面102测得)至约0.75英寸厚之间，在一些实施方式中，小于约0.75英寸厚。

如图4至图8所示，滚柱轴承适配器199可具有：约4.83英寸或在约4英寸至约6英寸的范围内的总高度；约9.97英寸或在约9英寸至约11英寸的范围内的总长度；以及约10英寸或至少7.5英寸或在约9英寸至约11英寸的范围内的总宽度。

滚柱轴承适配器199可包括用于限制适配器垫200相对于滚柱轴承适配器199运动的特征结构。例如，滚柱轴承适配器可包括纵向适配器垫止动件104。如图4所示，纵向垫止动件104可相对于轴箱冠面102的侧向边缘竖直凸起。纵向适配器垫止动件104被设计成与适配器垫200的底板240的狭槽、凹槽或边缘对接，并且可接合适配器垫200以使得适配器垫200的纵向运动可被限制或控制在指定值，但不会限制该适配器垫的侧向运动。虽然在图4中示出了四个纵向适配器垫止动件104，但可使用任何数量或设计的纵向垫止动件，包括沿轴箱冠面102的侧向边缘的整个长度延伸的连续纵向垫止动件。在图5A-5D中示出了其他可能的纵向止动件104的实例。例如，纵向止动件104可包括位于每个侧向侧的两个凸台，如图5A所示。图5A中示出的纵向止动件104可与适配器垫200的底板240中的凸起对接，这些凸起可接合这些止动件104以使得纵向运动可受到限制。类似于图5A，图5B示出了可以相同方式约束适配器垫200相对于适配器199的纵向运动的三个止动件104。

纵向止动件可结合到适配器垫的其他部分中。例如，如图5C和图5D所示，纵向止动件104可结合到竖直肩部106的顶面中。类似地，在这些实例中，适配器垫的底板240中的凸起可配合在止动件104或凸台周围，并对底板240相对于顶板220的纵向运动提供约束。

纵向止动件104也可采用各种其他大小、形状和位置的组合，以便提供期望的运动约束。

如图4-8所示，滚柱轴承适配器199还包括竖直肩部106。竖直肩部106可相对于轴箱冠面102的纵向边缘竖直升高。竖直肩部106被设计成改进适配器199的弯曲强度，并且使适配器199在适配器垫200施加的较高作用力下的扭曲最小化。通过最小化适配器垫200在载荷下的扭曲，竖直肩部106可改善滚柱轴承部件上的载荷分布，并且可延长轴承使用寿命。竖直肩部106被设计成与适配器垫200的底板240的狭槽、凹槽、边缘或表面对接，使得底板240的侧向运动被限制或控制在指定值。除了限制底板运动之外，在一些实施方式中，竖直肩部可对适配器垫200的侧向突出凸缘116、118提供竖直支承。对于6.5英寸×9英寸的适配器，竖直肩部106可侧向延伸至10英寸宽，并且在标准轴箱冠面上方竖直延伸约1英寸。在一些实施方式中，竖直肩部106的上表面可位于轴箱冠面102上方最高约0.75英寸或最高约3英寸处。竖直肩部还可在纵向方向上最高约8英寸。竖直肩部可与适配器一体铸造，并且在用于70T级、100T级、110T级或125T级运营的标准适配器上使用。虽然示出了连续竖直肩部，但也可使用任何数量的竖直肩部。所述竖直肩部的宽度可为至少0.5英寸。

滚柱轴承适配器199还可包括诸如竖直肩部106的特征结构，以便改善适配器199的弯曲强度或横截面惯性矩，以使适配器199在适配器垫200施加的较高作用力下的扭曲最小化。例如，对于图4和图6-10所示的实施例，更具体而言对于图8和10所示的实施例，适配器199的横截面可近似地穿过滚柱轴承适配器199的纵向中心截得，如图8和图10所示。如图10所示，中心Y轴108可沿竖直方向延伸穿过适配器199的侧向中心。中心Z轴110可在轴线111的中心轴上方约5.2英寸处，或在约5.0英寸与5.5英寸的范围内沿侧向方向延伸。图10中示出的横截面的围绕中心Z轴110在适配器中心的横截面惯性矩I z-z可为约1.4in⁴，或在约1.0至约2.0in⁴的范围内。所述横截面的围绕中心Y轴108在适配器中心的横截面惯性矩I y-y可为约86.8in⁴，或在约50至约100in⁴的范围内。未采用竖直肩部的适配器设计具有显著更低的穿过侧向截面的面积惯性矩。例如，如图10所示的在相同侧向中心线横截面处没有竖直肩部106的适配器设计可具有围绕中心Z轴的约0.2in⁴的惯性矩，并且可具有围绕中心Y轴的约32.9in⁴的惯性矩。所得的与本发明所公开的适配器相比更低的惯性矩可导致适配器在类似载荷配置下的更低的刚度和更高的应力，并有可能降低滚柱轴承性能。

滚柱轴承适配器199可由具有合适强度以及其他性能特性的一种或多种不同类型的钢合金制成。例如，滚柱轴承适配器199可由ASTMA-220级、A-536级铸铁或由ASTMA-148级、A-126级、A-236级或A-201级铸钢或锻钢制成。在一些实施方式中，整个滚柱轴承适配器199由单个整体构件形成(铸造、加工、压制或其他合适的金属成型操作)。

适配器系统198的适配器垫200被构造为设置在滚柱轴承适配器199与侧架4的侧架轴箱顶板152之间，并且可与这两者接合。如图11-11C所示并且主要如图11A所示，适配器垫200一般包括具有内表面222和外表面224的上部构件或顶板220、具有内表面242和外表面244的下部构件或底板240以及沿着适配器垫200的一部分设置在顶板220的内表面222与底板240的内表面242之间的弹性体构件360。适配器垫200包括设置在轴箱顶板152的下表面下方的中心部分210，其中板220、240各自具有相应的中心部分226、246。适配器垫200还包括第一上翘区212和第二上翘区214以及第一侧向凸缘216和第二侧向凸缘218。顶板220具有从顶板220的中心部分226的相对边缘向上突出的对应的第一上翘区228和第二上翘区230、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘232以及从第二上翘区230向外突出的第二侧向凸缘234。类似地，底板240具有从底板240的中心部分246的相对边缘向上突出的对应的第一上翘区248和第二上翘区250、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘252以及从第二上翘区250向外突出的第二侧向凸缘254。如图3所示，在组装转向架系统时，侧向凸缘216、218侧向地设置在轴箱顶板152外侧，并且中心部分210设置在轴箱顶板152下方。第一上翘区212和第二上翘区214设置在中心部分210与相应的第一侧向凸缘216、第二侧凸缘218之间，并且在其间提供过渡。

首先关于中心部分210，在一些实施方式中，其主要可包括三个部件，包括顶板的中心部分226、底板的中心部分246和设置在两者间的弹性体构件360。如上所述，适配器垫200设置在大致具有基本平坦的水平接合表面的侧架轴箱顶板152与可大致具有弯曲或冠状顶部的滚柱轴承适配器199之间。如图11A和图12所示，底板240的中心部分246可具有弯曲的下表面244，使得外表面244大体上适形于适配器199的弯曲或冠部。更具体地讲，在一些实施方式中，中心部分246的朝向中心部分246的边缘261、262的厚度可大于中心部分246的中心处的厚度。例如，如图12所示，中心部分246的中心处的厚度可为约0.15英寸或在约0.06英寸至约0.35英寸的范围内，而边缘261、262处的厚度可为约0.26英寸或在约0.15英寸至约0.5英寸的范围内。

在一些实施方式中，顶板220的中心部分226可包括基本上水平且平行的外表面224和内表面222，如图11A所示。顶板220的中心部分226的厚度可为约0.28英寸或在约0.15英寸至约0.4英寸的范围内。在这种系统中，弹性体部分360的厚度可以在整个中心部分210上是基本类似的，在一些实施方式中，这可提高性能特性。

已经发现的是，在一些情况下，具有均匀厚度的弹性体部分可具有某些优点。例如，在某些实施方式中，如果多个弹性体层在所有构件中具有相同的长度尺寸和宽度尺寸，那么沿该垫的长度和宽度的线性热收缩可为恒定的。例如，在一些实施方式中，在模制过程中，形成弹性体构件的橡胶可在约300华氏度下注入模具中，并且随后可将其冷却至室温。垂直于剪切平面的线性热收缩可与部分厚度“T”、温度变化和热膨胀系数有关。在冷却过程中，不均匀的弹性体厚度可导致不均匀的收缩。不均匀的收缩可导致最后冷却的区域中存在残余拉伸应力，该残余拉伸应力会不利地影响疲劳寿命。

进一步参见图11-11C，并且主要参见图11C，在一些实施方式中，顶板220的第一、二上翘部分228、230可包括外部平面部分228a、230a(图11C中仅示出了第一上翘区)和内部平面部分228d、230d。在一些实施方式中，平面部分228a、230a和228d、230d可相对于沿中心部分226的外表面224延伸的平面P以角度△延伸。在一些实施方式中，角度△可为钝角，并且在一些实施方式中，该角度可在约95度至约115度的范围内，例如105度或此范围内的任何其他角度。在其中第一上翘部分212和/或第二上翘部分214包括夹紧件的实施方式中，如下文更详细地描述，平面表面可围绕夹紧件的一侧或两侧，或可相对于夹紧件交替布置。顶板220的第一、二上翘部分228、230还可包括在中心部分226与平面部分228a、230a和228d、230d之间形成过渡的下部弯曲部分228b、230b和228e、230e。类似地，顶板220的第一、二上翘部分228、230还可包括在侧向凸缘232、234与平面部分228a、230a和228d、230d之间形成过渡的上部弯曲部分228c、230c和228f、230f。上部或下弯曲部分228b、230b、228e、230e、228c、230c、228f和230f可形成为具有恒定曲率和/或变化曲率。底板240可包括类似的平面部分以及类似的上部弯曲区域和下部弯曲区域。在一些实施方式中，上翘区212、214可不包括平面部分，并且可形成为具有恒定曲率和/或变化曲率。

另外参见图11A，第一侧向凸缘216和第二侧向凸缘218可在侧架4外侧侧向延伸，并且设置在不同于或高于中心部分210的竖直高度处或平面中，所述中心部分设置在轴箱顶板152的下方并与其接触。因此，第一侧向凸缘216和第二侧向凸缘218设置在相对于中心部分210的竖直升高的位置。第一、二侧向凸缘216、218可以为弹性体提供更多空间，并且如下所述，可增加适配器垫的刚度。在一些实施方式中，如图13B所示，底板240的第一侧向凸缘252和第二侧凸缘254的外表面244可高于底板240的最下边缘的外表面244约0.92英寸或在约0.25英寸至约2英寸的范围内。在一些实施方式中，第一侧向凸缘216和第二侧向凸缘218可包括平面且水平的外表面224、244，它们可平行于中心部分226的外表面244。在一些实施方式中，底板240的第一侧向凸缘252和第二侧向凸缘254的外表面244可安置在滚柱轴承适配器199的竖直肩部106上。在其他实施方式中，底板240的第一侧向凸缘252和第二侧向凸缘254的外表面244不接触竖直肩部106。而且，在其他实施方式中，底板240的第一侧向凸缘252和第二侧向凸缘254的外表面244可通过另一工件(诸如压缩垫片)间接地接触竖直肩部106。如下文将更详细地论述，在一些实施方式中，当向适配器垫的中心部分210施加竖直作用力时，适配器垫的侧向凸缘216、218可各自分担来自轴箱顶板152的竖直作用力的约10％至30％。

虽然至少在图11-图13中示出的适配器垫200的实施方式包括上翘部分212、214和侧向凸缘216、218，但无需在所有实施方式中都包括这些部分。在一些实施方式中，中心部分210可在没有侧向凸缘216、218和/或没有上翘部分212、214的情况下使用，但此类设计可能会影响性能。在一个实施方式中，侧向凸缘216、218可从无上翘部分的中心部分延伸，并且不会降低性能特性。类似地，在一些实施方式中，侧向凸缘可在中心部分外侧延伸，但与中心部分处于相同平面中。在其他实施方式中，适配器垫200可包括能够与侧向凸缘连接的下翘部分。

顶板220可由具有合适强度以及其他性能特性的一种或多种不同类型的合金制成。例如，顶板220可由ASTM A36钢板或具有相当于或高于ASTM A-572中规定的那些强度的钢制成。在一些实施方式中，整个顶板220由单个整体构件形成(铸造、加工、压制、轧制、冲压、锻造或其他合适的金属成型操作)。在一些实施方式中，顶板220可由在整体上具有恒定厚度的材料形成。在其他实施方式中，顶板220具有可变厚度。例如，在一些实施方式中，顶板220的侧向凸缘232、236的厚度可大于或小于中心部分226的厚度。类似地，如前所述，底板240可具有恒定或变化的厚度。在一些实施方式中，顶板220的拐角233中的一个、一些或全部可为弯曲的。

在一些实施方式中，顶板220的外表面226可接收弹性体材料265的涂层，该弹性体材料可为接触轴箱顶板152的材料。如在本文中的其他地方所述，弹性体层265可为所述垫提供阻尼和经校准的柔韧性，并提供可压缩表面以使适配器垫199与轴箱顶板152之间的磨损最小化。弹性体涂层265可形成为具有适形于顶板220的钢制部分的几何轮廓的平坦外表面，并且可沿整个顶板220具有均匀厚度，或者在其他实施方式中，在所述垫的离散部分具有均匀厚度(例如，在中心部分210中具有均匀厚度、在上部侧向凸缘232、234中的一个或两个上具有(可能不同或可能相同的)均匀厚度、在上翘部分228、230中的一个或两个上具有(可能不同或可能相同的)均匀厚度等等)。

在使用过程中，可通过垫200的摩擦以及相对于侧架轴箱顶板152和/或相对于轴承适配器199的滑动在适配器垫200中产生热量；和/或通过适配器垫200的弹性体构件360的滞后阻尼在适配器垫200中产生热量。这些热源可导致适配器垫温度的升高，这会导致耐久性和刚度降低。

在一些实施方式中，第一侧向凸缘216和第二侧向凸缘218可包括暴露于包封在轴箱区处的侧架外侧的空气的上表面和下表面(当适配器垫安装在转向架轴箱内时)。暴露表面可容易地允许在轨道车的运行过程中热量从适配器垫耗散(其充当散热片)，并且可使得净热从适配器垫200的中心部分210朝向侧向凸缘216、218流动。如易于理解的那样，如下所述，热量在轨道车的运行过程中由于各种原因在适配器垫200内产生，诸如由于抵抗适配器垫200与侧架之间以及适配器垫200与轴承适配器199之间的相对平移或旋转而产生的摩擦。另外，由于适配器垫200与侧架4和轴承适配器199为面与面的接触，因此适配器垫200可接收在其他地方产生并传递到适配器垫200的热量。此外，弹性体部分的环形阻尼也会产生热量。所述热量最终必须除去，以避免适配器垫200的部件的温度显著增加，从而延长这些部件的使用寿命，并且减少可能的设计约束条件，所述设计约束条件可能是当适配器垫200(或适配器垫200的各部分)在没有除热的情况下更高温度连续工作所必需的。可利用适配器垫200和转向架系统的其余部分的热设计来帮助使该热量从适配器垫200流出，这可具有各种设计益处，诸如拓宽可能的弹性体材料选择范围、通过降低其运行温度来延长弹性体材料的使用寿命以及其他可能益处。

在一些实施方式中，适配器垫200可包括能够提高其减少适配器垫200中的热量的能力的附加特征结构。例如，在一些实施方式中，第一侧向凸缘216和/或第二侧向凸缘218可包括从侧架轴箱区的侧壁侧向延伸的部分。在使用过程中，与由金属滚柱轴承适配器和钢制侧架轴箱区隔绝的中心部分相反，侧向突出的凸缘会与移动中的车厢产生的空气流直接接触。这些侧向突出的凸缘可提供空余的表面积以将热量从适配器垫200传递到大气。这样可有助于耗散来自弹性体滞后循环的热量、滚柱轴承温度的增加和适配器垫200中的任何其他热量。在某些实施方式中，在具有第一侧向凸缘216和/或第二侧向凸缘218的情况下，可降低适配器垫系统198的工作温度。例如，在正常侧向剪切循环下，如下所述，在使5mph恒定流速的空气流流过第一侧向凸缘216和第二侧向凸缘218上方的情况下，侧向凸缘216、218与垫的中心之间的温差可为约15华氏度或在约5华氏度至约25华氏度的范围内。从垫的中心到侧向凸缘所增加的温度传递可允许进一步增加向大气的热传递，并且因此提高了耐久性。

在一些实施方式中，中心部分226的外表面224或中心部分246的内表面244中的一者或两者可包括各种表面特征中的一种或多种，并且在一些实施方式中，可包括表面特征的图案，以使得这些表面不平滑。例如，上表面可包括隆起块、脊和谷、粗糙表面、“粘性”表面等等中的一种或多种。这些表面可通过多种方法来形成，包括喷丸处理表面、加工表面、将不同物质(诸如不同类型橡胶)施加到表面等等。当提供这些表面特征，这些表面特征可降低适配器垫相对于轴箱顶板152侧向和/或纵向滑动和/或相对旋转的可能性，这可改善适配器垫200动态负载和强度性能，并且还可减小由于适配器垫200与轴箱顶板152之间的摩擦在适配器垫800内产生的局部热量，该热量必须从适配器垫200中除去(如在本文中的其他地方所述)。类似地，热障涂层(诸如陶瓷或瓷)可施加到顶板220或底板240上。任选地，热屏蔽板可用于热隔离在高振幅期间的摩擦滑动产生的热量。这可结合通常与钢-钢适配器板一起使用的耐磨板来实现。所述板可形成为使得气隙得以维持并且接触区域位于适配器的外侧边缘。

底板240可与顶板220以类似的构造和材料来形成。类似地，底板的外表面244可包括弹性体材料265的表面处理剂和涂层作为顶部构件。

在一些实施方式中，适配器垫200的整体或大部分可包括弹性体材料265的涂层，例如如图13C和图13E所示。在一些实施方式中，例如，弹性体材料涂层可接触轴箱顶板152、侧架4和滚柱轴承适配器垫199，包括轴箱冠面102和竖直肩部106。在其他实施方式中，例如，适配器垫200的接触轴箱顶板152、侧架4和滚柱轴承适配器垫199的部分可不含弹性体材料。如在本文中的其他地方所述，弹性体层265可为所述垫提供阻尼和经校准的柔韧性，并提供可压缩表面以使适配器垫200、轴箱顶板152和滚柱轴承适配器垫199之间的磨损最小化。弹性体涂层265可适形于适配器垫200的外表面，并且沿适配器垫200的外表面可具有均匀厚度，或者在其他实施方式中，在垫的离散部分内具有均匀厚度，诸如在中心部分210中具有均匀厚度、在上部侧向凸缘232、234中的一个或两个上具有(可能不同或可能相同的)均匀厚度、在上翘部分228、230的一个或两个上具有(可能不同或可能相同的)均匀厚度等等。

在一些实施方式中，可在本文所述弹性体材料中使用导电添加剂来提供导电性和通过顶板220和底板240的分流能力。这些添加剂颗粒可包括诸如镀镍石墨、镀银铝或镀银铜之类的材料。这些添加剂的量可小至弹性体总量的0.5％，以便提供足够的导电性。类似地，为了在转向架侧架与适配器之间形成电连接，可将柔性导体模制到弹性体垫中，从而将上部垫板与底板连接。包封导体可保护导体免因环境腐蚀。其柔韧性允许其在弹性体(例如，橡胶)材料应变时弯曲。在一些实施方式中，如图13D-13E所示，侧架4与适配器199之间的电气连接通过使用接地母线266而实现。如图13D-13E所示，接地母线266可使用可与板的边缘相距小于约0.20英寸的孔隙267附接到顶板220和底板240。接地母线266穿过顶板220和底板240中的孔隙267。板的边缘可压陷或变形268以卷曲或固定接地母线266。在一些实施方式中，接地母线266可为不锈钢编织物，其直径为约0.100英寸，但也可小至0.050英寸。

在一些实施方式中，如图11所示，适配器垫200构建成其相对于侧向垂直平面对称和/或相对于纵向垂直平面对称，所述侧向垂直平面切过适配器垫的几何中心C(在图11中显示为穿过线B)，所述纵向垂直平面切过适配器垫200的几何中心C(在图11中显示为穿过线A)。

在一些实施方式中，如图11C充分显示的，顶板220和底板240的侧向凸缘的外部侧向边缘281和282分别沿着相同的垂直平面对齐。在这些实施方式中，底板240的侧向凸缘的侧向长度小于顶板220的侧向凸缘的侧向长度。

在本申请中，描述并显示了适配器垫200的示例性的尺寸，然而，适配器垫的各部分也可以使用其他尺寸，这取决于与特定轨道车转向架系统一起使用的侧架和轴承的固定尺寸。

在一些实施方式中，例如如图3和图11-11C所示，适配器垫200还可包括位于适配器垫的顶板220和底板240上的垫或夹紧件，它们可被构造为将适配器垫200相对于侧架轴箱顶板152和轴承适配器199定位，并且还接合并限制适配器垫200相对于轴箱顶板152和轴承适配器199的运动，从而可将适配器垫200的运动(即，剪切)集中到弹性体构件360。将适配器垫200组装到滚柱轴承适配器199可通过使用竖直肩部106并包括夹紧件来迫使适配器垫200相对于滚柱轴承适配器199和轴承合理地居中。另外，适配器垫系统198促使适配器200和轮对返回至居中的位置或力接近为零的中心位置。

例如，适配器垫200可包括:设置在适配器199的第一竖直肩部106与底板240的第一上翘区248之间的第一侧向适配器夹紧件270；以及设置在适配器199的第二竖直肩部106与底板240的第二上翘区250之间的第二侧向适配器夹紧件271。侧向适配器夹紧件270、271可沿适配器垫200的整个纵向长度或适配器垫200的纵向长度的一部分延伸。在其他实施方式中，侧向适配器夹紧件270、271可包括延伸适配器垫200的整个侧向长度或其任一部分的多个侧向适配器夹紧件。

侧向适配器垫夹紧件270、271可与底板240一体成型，包括与适配器垫200上的任何弹性体涂层265一体成型。在其他实施方式中，侧向适配器垫夹紧件270、271可与适配器199一体成型。在其他实施方式中，侧向适配器垫夹紧件270、271可通过使用粘合剂或其他已知方法附接到适配器199和/或适配器垫200。

适配器垫200还可包括：设置在顶板220的第一上翘区228的外表面224上的第一侧向侧架夹紧件272；以及设置在顶板220的第二上翘区230的外表面224上的第二侧向侧架夹紧件273。在一些实施方式中，第一侧向侧架夹紧件272可设置在顶板220的第一侧向凸缘232的外表面224上；并且第二侧向侧架夹紧件273设置在顶板220的第二侧向凸缘234的外表面224上。侧向侧架夹紧件272、273可延伸适配器垫200的整个纵向长度或适配器垫200的纵向长度的一部分。在其他实施方式中，侧向适配器夹紧件272、273可包括延伸适配器垫200的整个侧向长度或其任一部分的多个侧向适配器夹紧件。

夹紧件270、271、272、273可由弹性体材料或任何其他合适材料形成，并且在某些实施方式中可用来使适配器垫200相对于侧架轴箱152和适配器199正确定位。另外，第一侧向适配器夹紧件270和第二侧向适配器夹紧件271可构造为减少或消除在适配器199与适配器垫200的底板240之间发生的滑动。类似地，第一侧向侧架夹紧件272和第二侧向侧架夹紧件273可配置为减少或消除在顶板220的外表面224与轴箱152之间发生的滑动。在某些实施方式中，这可减少或消除系统运行期间在适配器199与适配器垫200的配合表面之间以及在侧架轴箱顶板199与适配器垫200的配合表面之间发生的滑动。另外，在一些实施方式中，所述接触表面之间的滑动的减少可减少由任何此类滑动产生的热量。

如上所述，夹紧特征结构可通过维持适配器垫组件的竖直配合表面之间的密切配合接触来显著减少适配器垫系统的水平表面之间的相对运动。侧架轴箱152与适配器垫200之间的相对运动的减少可改善适配器垫200的刚度特性(stiffness behavior)。如图14所示，例如，对比具有和不具有夹紧件的适配器垫系统的侧向刚度，在适配器垫/轴箱界面在更长的侧向行进而非滑动方面展示出比不包括夹紧件的适配器垫系统更大的阻力的情形下，可在行程结束时观察到改善。部件之间滑动的减少还可减少适配器垫系统的物理磨损。

在某些实施方式中，可通过适配器垫200相对于滚柱轴承适配器199和轴箱顶板152的移动产生热量。该热量是通过在剪切位移中弹性体材料循环滞后所产生的。如上所述，过量的热可对弹性体构件360的性能造成负面影响，并降低适配器垫的耐用性。如图15所示，对具有和不具有夹紧件的适配器垫疲劳动态特性进行比较，具有夹紧件的适配器垫200与不具有夹紧件的适配器垫200相比产生更少热量。在一些实施方式中，当适配器垫200位于行进的轨道车的滚柱轴承适配器199与侧架的轴箱顶板152之间时，适配器垫200将不会超过约130华氏度。在一些实施方式中，适配器垫系统198可被构造为将弹性体的温度限制在垫结构中所使用的特定弹性体和/或粘合剂材料的降解温度以下，并且在一些实施方式中，适配器垫系统可被构造为降低弹性体构件的熔点。

如上所述，并且主要如图16A-16B和11B-11C所示，弹性体构件360被设置在顶板220和底板240之间。弹性体构件360支撑垂直载荷并且允许顶板220(其支撑侧架)相对于底板240(其被适配器支撑)进行有限的纵向、侧向和旋转运动。相比于滑动适配器设计，这样可通过低刚度、也因而低载荷来实现侧架相对于适配器的相对运动。如图17A-17D所示，能够以纵向位移(图17B)、侧向位移(图17C)和旋转位移(图17D)来测量顶板220相对于底板240的运动。适配器垫弹性体材料360可以是滞后材料并且在形变循环(deflectioncycling)期间具有材料阻尼。根据选择的材料和阻尼，这提供了另一种能量吸收特征结构。例如，具有太多阻尼的材料可能导致弹性体构件360的过热并且降低其短期刚度和长期耐久性。弹性体构件360可由具有合适的强度、柔性和刚度特性的任何合适的弹性体材料(例如橡胶)形成。在一些实施方式中，用于弹性体材料的材料应当具有肖氏硬度A70+/-10的硬度计(硬度)。可使用的弹性体可包括但不限于：天然橡胶；丁腈；氢化丁腈；丁二烯；异戊二烯或聚氨酯，并且可具有约60-80肖氏硬度A的硬度计(硬度)。

通常，弹性体构件360可通过注模来附接到顶板220和底板240。通常，顶板220和底板240可置于模具内。在一些实施方式中，顶板220和底板240的部分可涂布有粘合剂以允许弹性体构件360粘附到板上。此外，在一些实施方式中，间隔件可置于模具内的某些不需要弹性体材料的区域中。一旦设置完成，可将弹性体材料加热并且填入模具中，并且弹性体材料可在整个模具腔体中流动，从而粘附到涂覆有粘合剂的区域。弹性体随后可经历硫化和/或固化。

弹性体构件360可在适配器垫200内提供阻尼，允许适配器垫200内的刚度和/或柔性发生离散改变，并允许在适配器垫200的不同部分内存在阻尼、刚度、柔性或其他参数的差异，以便允许合适的设计。

如图11A所示，弹性体构件360包括：设置在适配器垫200的中心部分210内的中心部分362、以及设置在相应的第一侧向凸缘216和第二侧向凸缘218内的第一外部弹性体构件364和第二外部弹性体构件366。外部弹性体构件364、366通过使用侧向凸缘216、218将弹性体材料延伸到标准适配器间隙包络区域外，来增加弹性体层360的剪切面积和体积。这为弹性体构件360提供更大了的面积，并且可增加适配器垫200的刚度。

如在图16A中最佳所示，从俯视图看，中心弹性体部分362可以是大体正方形的，并且在一些实施方式中，如图16A所示，可具有一个或多个圆角363。与具有方角的弹性体构件360相比，整个弹性体构件360的圆角可减少或消除应力集中。如以上讨论的，弹性体构件362的厚度可在整个中心部分210上具有均匀厚度。

中心弹性体部分362可主要设置在中心部分210中，但在一些实施方式中也可设置在第一上翘区212和第二上翘区214中(如图16B所示)以及设置在侧向凸缘216、218中。如图16B所示，中心弹性体构件362可具有约6.7英寸的侧向长度，或侧向长度在约6.5英寸至约10英寸的范围内。在一些实施方式中，以及如图16B所示，弹性体360可位于上翘区212、214并设置在顶板220与底板240之间。在一些实施方式中，若弹性体360在上翘区设置在板之间，则该弹性体可在侧向载荷下压缩或剪切。上翘区212、214中弹性体的此类压缩(与其他区中弹性体的剪切一致)可允许适配器垫达到可提升性能的高刚度。

如在图16A中最佳所示，从顶视图看，第一侧向凸缘216和第二侧向凸缘218中的一者或两者内的外部弹性体部分364、366分别形成外边缘374、376。外边缘374、376可设置在顶板220与底板240之间，使得顶板220或底板240中的一者或两者的一部分径向向外延伸超过弹性体部分的外边缘374、376的至少一部分。

在一些实施方式中，外边缘374、376可以是外侧纵边(374a、376a)(即，当适配器垫200被安装在转向架系统内时，可大体纵向延伸)，并且可包括与顶板220和/或底板240的外侧纵边形状不同且不对齐的弯曲部分。使用术语“外侧纵边”时，旨在限定在相对的侧向边缘280、282之间延伸的外边缘部分(即，在第一侧向凸缘216与第二侧向凸缘218之间侧向延伸并且通过中心部分210的两个边缘)，并且如本文讨论的可以是弯曲的，其中每个弯曲部分包括至少一个朝向侧向的矢量分量(即，垂直于接收适配器垫200的转向架的运动方向)。

例如，外边缘374、376的至少一部分374R、376R可以形成为具有相对于所述适配器垫的几何中心(如在图16A上标记为“C”)的连续半径(R)。在一些实施方式中，每个外边缘374、376可包括两个不连续的弯曲边缘374R、376R，两者具有恒定半径的、具有介于可以是直的或处于与恒定半径部分不同的曲线的两者之间的中心部分。在其他实施方式中，恒定半径部分可以是连续的并且从近侧朝相应的侧向凸缘上的两个相对的侧边缘380、382延伸，诸如在相应的侧向凸缘的整体上延伸，或在相对的侧边缘之间延伸但与从相应的上翘部分212、214延伸到具有半径几何形状的边缘374、376的一部分374z、376z匹配。

在一些实施方式中，侧边缘380、382和外侧纵边374a、376a以及弹性体部分360的任何其他边缘可包括向内凹陷的轮廓381，如在图11A-11C中最佳描绘的。在一些实施方式中，向内凹陷的轮廓381可以是围绕弹性体构件360的整个周长的相同轮廓，而在其他实施方式中，向内凹陷的轮廓381可根据弹性体构件360的对应部分感受到的预期压缩而形成不同轮廓。

如可理解的，以及本文中别处讨论的，弹性体构件360在载荷下压缩和形变，并且弹性体材料径向向外按压靠近外边缘。向内凹陷的轮廓381最小化或消除弹性体构件360中超过构件360的标称外边缘的形变，在某些实施例中，这样可延长适配器垫200的疲劳寿命。

向内凹陷的轮廓381可包括从顶板220的下表面大体向下延伸的第一部分383、从底板240的上表面大体向上延伸的第二部分385以及其间的过渡部分384。在一些实施方式中，第一部分383和第二部分385中的一者或两者可以是平面的(沿弹性体部分的笔直部分)或线性的(沿弹性体部分的弯曲部分)(总体为线性部分)，其从顶板220和底板240的相应表面以角度α和β延伸。

在一些实施方式中，第一部分383和第二部分385可以相同的相对角度延伸，而在其他实施方式中，第一部分383和第二部分385可以不同的相对角度延伸。在一些实施方式中，角度可为相对顶板220或底板240的相邻表面约30度，诸如在约15度与约45度之间的范围内的一个角度，包括此范围内的所有角度。如图11B所示，中心弹性体部分362可同样包括围绕中心部分的外边缘延伸的类似的向内凹陷的轮廓381。

如在图11A、11C和16B中最佳所示，上翘部分212、214中的一者或两者可包括在顶板220与底板240之间形成的腔体内的中空部分372，该中空部分是其中基本上不具有弹性体材料的空隙，并且可在第一上翘部分212和/或第二上翘部分214内相应的弹性体构件中形成间断。中空部分372可提供设置在中心部分210内的弹性体构件360与设置在侧向凸缘216、218中的弹性体构件之间的完全分离。在某些实施方式中，空隙可包括通过过渡部分接触顶板220和底板240中的每一者的非常小厚度的弹性体材料层，其可取决于模制过程中所用到的工具作业的可能的限制，但此薄层(当存在时)不会在实质上有助于适配器垫200的性能。另外，在一些实施方式中，中空部分372可包括在顶板220与底板240之间延伸的小部分弹性体材料，但其他情况下它基本上是中空的。在一些实施方式中，中空部分372的宽度可以是约0.25英寸或在约0.1英寸至约0.5英寸的范围内，或至少与适配器垫200上的最大侧向和旋转运动一样宽。在一些实施方式中，中空部分372被构造为提供在顶板220与底板240之间的延伸通过相应过渡部分212、214的侧向空隙，这样，在顶板220与底板240之间发生侧向或旋转相对运动期间和/或在轨道车运行过程中通过设置在轨道车转向架上的适配器垫200发生侧向和/或旋转位移时，顶板220和底板240在过渡部分内的相应内表面不彼此接触。

中空部分372可起到限制顶板220和底板240中的弯曲应力的作用。中空部分372可约0.25英寸。在约0.25英寸的运动范围内，顶板220和底板240的上翘区可接合并且防止进一步的相对运动。这可对侧向上的弹性体应变和金属应力设置上限。

如下文所详述，弹性体构件360且特别是外部弹性体构件364、366可能以下述方式构造：使得弹性体通过高达41毫弧度位移获得的旋转剪切应力不大于其通过高达0.23英寸的侧向位移以及高达0.14英寸的纵向位移获得的侧向和纵向剪切应力。例如，外部弹性体构件364、366可被构造成以使在弯曲部374R、376R上的任何点都具有小于或等于侧向或纵向剪切位移的旋转剪切位移。并且，因为剪切应变与剪切位移成正比，沿弯曲部374R、376R的所有点均可经历相同的应变。

可在穿过居于顶板220与底板240的内表面正中间的弹性体材料360的中心附近的横截面上测量弹性体构件360。在存在多个弹性体构件的实施方式中，每个构件可单独测量，并且每个构件可相加以便确定整个弹性体构件360的测量值。在一些实施方式中，弹性体构件360的总剪切宽度或在侧向上的长度可为约9.6英寸或在约6英寸至约14英寸的范围内。类似地，弹性体构件360的总剪切长度或在纵向方向上的长度可为约6.9英寸或在约6英寸至约10英寸的范围内。弹性体构件的复合剪切周长或所有部分的周长可为约51.70英寸或在约35英寸至约75英寸的范围内。在一些实施方式中，弹性体构件360的剪切平面上的总表面积可为约55.5平方英寸或在约50平方英寸至约70平方英寸的范围内。在中心部分之外的弹性体构件360的总表面积可为约15.5平方英寸或在约5平方英寸至约30平方英寸的范围内、或大于5平方英寸。因此，在侧向凸缘216、218中的弹性体构件的表面积可为分别约7.75平方英寸或在约2.5平方英寸至约15平方英寸的范围内或大于2.5平方英寸。

如下文所详述，在中心区域210之外的弹性体层364、366可有助于适配器垫200的总刚度。例如，在一些实施方式中，在中心区域210之外的弹性体构件360可占适配器垫的总侧向和纵向刚度的约15％或在约5％至约30％的范围内，以及适配器垫200的旋转刚度的33％或在约15％至约60％的范围内。

如先前所论述，当适配器垫200的弹性体构件360于垂直载荷下在侧向、纵向和旋转方向上负载时，其提供剪切阻力。此剪切阻力由顶板220与底板240之间通过弹性体构件360相互作用导致的相对移动引起。简单剪切应变(Simple shear strain)被定义为d/t，其中d＝弹性体构件的位移，t＝弹性体构件的厚度。在一些实施方式中，在最大位移情况下剪切应变可达到高于100％的值。例如，在一些实施方式中，侧向应变达到110％或120％或130％。在一些实施方式中，剪切应变在最大位移下不超过105％、110％、115％或120％或130％。

为减少在最大剪切位移下的弹性体构件360中的应力，可以有利的是，在剪切载荷期间向弹性体构件360提供法向应力或压缩。在一些实施方式中，适配器垫的垂直载荷通过侧架的轴箱顶板152转移到中心区域210。另外，尽管顶板220和底板240可接触适配器的竖直肩部，在一些实施方式中，顶板220和底板240是柔性的，并且在中心区210上的垂直载荷无法均等地转移到侧向凸缘216、218，并且可能产生弹性体构件360上不均匀的垂直载荷分布。这可导致在轴箱顶板152下方的区域之外的弹性体构件360的压缩减少。可使用多种可增加轴箱顶板152之外的弹性体构件360上(例如，在侧向凸缘216、218中)的法向应力或压缩的方法。

在实施方式中，在轴箱顶板152区域之外的弹性体构件360可被压缩超过0.020英寸或大于弹性体构件360的静态厚度的7％。在某些实施方式中，这种量级的预压缩能够改善弹性体构件360的疲劳寿命。另外，在本文所讨论的实施方式中，当向适配器垫200的中心部分210施加垂直力时，适配器垫侧向凸缘216、218可各自分担垂直力的约10％至30％。并且，在本文所讨论的实施方式中，竖直肩部106处垂直载荷的相互作用可提供大于3000磅的垂直力以便预压缩弹性体构件。

在一些实施方式中，主要如在图18中所示，在轴箱顶板152之外的区域中(在外部弹性体构件364、366中)的弹性体构件360的压缩，可通过在沿弹性体构件360的长度方向上使弹性体构件360具有不均匀的厚度来实现。例如，在一些实施方式中，第一外部部分364和/或第二外部部分366可以形成厚度X，而中心部分362可以形成不同或更小的厚度Y。可形成顶板220和底板240的几何形状(诸如上翘部分212、214的弯曲)以适应X、Y之间的厚度差，从而允许在中心部分和外部部分中的弹性体部分如所预期一样接触顶板220和底板240的内表面。在某些实施方式中，形成第一外部部分364和/或第二外部部分366以及中心部分362的弹性体构件的厚度差可基于在纵向、侧向和旋转方向上施加到适配器垫的面内力(in-plane forces)来辅助减少外层的简单剪切应变。

在一些实施方式中，如图18所示，可形成侧向凸缘216、218中的一者或两者，使得其中的弹性体层364、366包括约0.25英寸的厚度X，例如在0.15英寸至0.30英寸的范围内，包括该范围内的所有厚度。在此实施方式中，中心部分362的弹性体层360的厚度Υ可为约0.20英寸，例如在0.15英寸至0.25英寸的范围内，包括该范围内的所有厚度。本文所述的弹性体层的厚度是指弹性体层的静态厚度或在弹性体层上没有外部载荷情况下弹性体层的厚度。侧向凸缘部分364、366中的一者或两者和中心部分362可具有不同的厚度，其中上部比中心部分更厚，这样可实现大体上增加侧向凸缘部分364、366中的一者或两者的载荷或压缩的期望效果，这是由于弹性体层的材料特性基于轨道运行期间的预期载荷额外增加了其强度和耐久性。

在一些实施方式中，如图18所示，适配器垫200可在不将顶板220(如图18所示)或可选地不将底板240结合到弹性体构件360的情况下通过注模来形成。在弹性体构件360的硫化之后，将顶板220(如图18所示)或可选地将底板240，可附接或结合到弹性体构件。因为外部弹性体构364、366具有比中心弹性体构件362更大的厚度，所以侧向凸缘216、218必须被压缩以将顶板220(如图24所示)或可选地将底板240附接或结合到弹性体构件。在一些实施方式中，中心弹性体构件362会和压缩载荷发生相互作用，从而使翼保持在压缩应变状态。

在一些实施方式中，如图19-23所示，弹性体构件360在轴箱顶板152之外的区中的压缩可通过在中心部分362中形成具有间隙的弹性体构件360来完成。在一些实施方式中，例如，中心部分362包括一个或在其他实施方式中包括多个细长间隙868，所述细长间隙将中心部分362部分地或彻底地分成多个部分862a、862b、862c、862d、862e，如图19所示。一个或多个(为方便起见在下文中称为"多个"，但也包括单个间隙)间隙868共同形成中心部分362内的多个间断。当适配器垫200被装配在侧架与轴承适配器199之间时，适配器垫200的中心部分210可承载显著的压缩力，(当与顶板220和底板240相比时)所述压缩力由相对可压缩的弹性体部分360感知，使得弹性体部分360倾向于侧向和纵向形变和扩张(基于材料被垂直压缩的情形)。多个间隙868的存在可为侧向扩张提供专用空间(在多个间隙868各自纵向延伸的实施方式中)。同样地，在多个间隙也侧向延伸或转而侧向延伸的实施方式中，多个间隙868的存在为纵向扩张提供专用空间。

如在图19中最佳所示，在一些实施方式中，多个间隙868分别在弹性体部分860的相对侧边缘880、882之间纵向延伸，并且彼此平行延伸。在一些实施方式中，当适配器垫800处于未负载构型时，多个间隙868各自通过第一纵向边缘880和第二纵向边缘882连通。在负载的情况下，多个间隙868中的所有或一部分可形变(如上文所论述)，使得相应间隙868中仅一部分通过相应纵向边缘880、882连通，或在一些实施方式中，基本上整个间隙868可闭合并与纵向边缘880、882紧密相交，使得间隙868中没有可见开口可被感知到(从处于未负载构造的相应边缘880、882中可见)。

在一些实施方式中，如图19和图22所示，多个间隙868中的每一个均可形成具有沿其长度方向的均匀横截面，并且(无负载状态下)多个间隙868中的所有间隙均可形成相同的横截面，或多个间隙868中的每一个可被限定为沿其长度方向具有恒定的横截面。

图20A-20C示出了多个间隙868的各种类型的横截面。一般来讲，可设想多个间隙868包括一个或多个弯曲或平坦的侧面，并且多个间隙868中的每个可包括弯曲特征结构和平坦特征结构的组合。例如，具有圆形横截面或包括弯曲侧面的多个间隙868a。在一些实施方式中，相对侧面(在顶板220与底板240之间延伸)可具有相同的尺寸和几何形状，而如在图20A中所示的，一个侧面可具有与其相对侧面不同的形状或尺寸(参见图20A中的866'和868")。

图20B示出了大致为椭圆形的可选形状的间隙868c。图20C示出了被成形为具有两个相对的平坦侧面的截断菱形的可选形状的间隙868d(其中截断部分接触底板240)。图21A-21C提供了在向适配器垫200施加载荷(F)的情况下，不同的多个间隙868的可能形状的示意图。

在一些实施方式中，以及如在图22中所示的，多个间隙868e仅延伸穿过弹性体构件860部分纵向距离，并且如图所示的未到达纵向边缘880、882，同时设想了其他布置(诸如延伸到两个纵向边缘880、882中的一者，或端部更靠近两个纵向边缘880、882中的一者)。在此实施方式中，间隙868d可基于上文设想的各种尺寸和形状来设置尺寸和形状。

在图23所示的其他实施方式中，多个间隙868f可延伸一定厚度，该厚度小于顶板220与底板240之间的总距离，其中弹性体构件的一部分相对于多个间隙868f中的一个或多个垂直设置并且接触顶板220和底板240中的一者或两者。如图23所示，间隙868f接触顶板220的下表面，但不接触底板240。

如在图23中最佳所示，顶板220或底板240的内表面可包括沿顶板220或底板240的与多个间隙868连通的部分设置的凹陷部分825a。可提供凹陷部分825a来使弹性体部分的模具(诸如本领域中已知的芯或其他类型的模制设备)转位，以便相对于顶板220或底板240形成间隙868。凹陷部分825a可另外提供让弹性体构件860在负载下发生膨胀/变形的空间，从而，仍根据需要提供膨胀/变形的益处的同时最小化间隙868的尺寸。

另外，存在可增加侧向凸缘216、218中的弹性体构件360压缩的其他方法。例如，如图24所示，在一些实施方式中，侧向凸缘216、218可在将弹性体构件364、366插入顶板220与底板240之间之后被压缩在一起。将顶板220和底板240压缩在一起可引起钢的塑性变形。顶板220和底板240的塑性变形可在外部弹性体层364、366中产生法向应力并且可增加压缩。可使用冲模或其他合适的设备来完成顶板220和底板240的压缩。如本文所用的，术语插入可涵盖多种工艺，包括使用注模工艺或浇铸工艺以及其他已知的技术来插入弹性体。

在另外的实施方式中，例如，通过制造顶板220和底板240的侧向凸缘216、218以朝向彼此成角度并且随后将凸缘成型至大体平行的位置，可在侧向凸缘216、218中产生压缩。例如，顶板220可被制造成使得侧向凸缘232、234向外和向下成角度，并且底板240的侧向凸缘252、254在装配适配器垫200之前向外和向上成角度。因而，在最初制造时，顶板和底板的侧向凸缘不是平行的，而是朝向彼此成角度的。板220、240随后与弹性体部分360装配，并且迫使侧向凸缘232、234、252、254弹性地弯曲至彼此大体平行对齐。在一些实施方式中，可使用注模机来完成此步骤，其中将弹性体构件360注射到模具中。一旦适配器垫固化，在侧向突出凸缘中可存在弹性应变，该弹性应变向外部弹性体层364、366施加法向载荷，由此可产生压缩应变。

在另外的实施方式中，如图25和26所示，可通过使用在侧向突出凸缘216、218内或下方的压缩垫片来增加侧向凸缘216、218中弹性体构件360的压缩。可在此使用压缩垫片，使得当向适配器垫200的中心部分210施加垂直力时，在竖直肩部106处的垂直载荷的反作用提供大于3000磅的垂直力，使得适配器垫侧向凸缘216、218各自分担垂直力的约10％至30％。在一些实施方式中，压缩垫片可迫使车厢的更多垂直载荷从中心弹性体层360分配到外部弹性体层364、366。如图25所示，第一适配器压缩垫片290可设置在滚柱轴承适配器199的竖直肩部的上表面与底板240的第一侧向凸缘216的外表面244之间。类似地，尽管未在图中示出，第二适配器压缩垫片290可类似地相对于第二侧向凸缘218(未示出)放置。适配器压缩垫片290可以是约0.05英寸厚或在约0.06英寸至约0.18英寸的范围内。如本文讨论的压缩垫片可具有任何数目的不同形状和构造，以便提供用于压缩外部弹性体的必要载荷。例如，压缩垫片可以是矩形的、正方形的、梯形的、锥形的，可具有中空横截面，并且可以是多个压缩垫片。另外，如本文讨论的压缩垫片可在模制过程中与适配器垫一体成型、可与滚柱轴承适配器一体成型，或可在模制工艺之后被添加到滚柱轴承适配器系统中。

如图所示，例如，在图25A-25I中，如本文讨论的压缩垫片可具有多种不同的形状和构造。如图25A所示，压缩垫片290可以大体为矩形，并且其宽度可等于或小于底板240的侧向凸缘252、254的外表面244的宽度。类似地，如图25A所示的压缩垫片290的长度可小于或等于底板240的侧向凸缘252、254的外表面244的长度。压缩垫片290可具有恒定的或可变的厚度。如图25B、25C和25D所示，压缩垫片290可具有弯曲的、梯形的、或三角形的横截面形状。另外，如图25E和图25D所示，压缩垫片290可具有凸起的中心部分295，所述凸起的中心部分如图25E所示可为大致弯曲的或如图25F所示可为大致三角形的或可为任何其他合适的形状。如图25G所示，压缩垫片290可包括中空部分296。另外，如图25H和25I所示，压缩垫片290可包括多个压缩垫片。

如图26所示，适配器垫200还可包括在弹性体构件360与顶板220或底板240之间的压缩垫片。如图26所示，适配器垫200可包括设置于第一侧向凸缘216并位于顶板220与第一外部弹性体构件364之间的第一上部适配器垫压缩垫片291。类似地，尽管未在图中示出，第二上部适配器垫压缩垫片291可设置于第二侧向凸缘218并位于顶板220与第二外部弹性体构件366之间。另外，尽管未在图中示出，类似的第一和第二下部适配器垫压缩垫片可设置于第一侧向凸缘216和第二侧向凸缘218并位于弹性体构件360与底板240之间。上部和下部适配器垫压缩垫片291可为约0.05英寸厚或在约0.06英寸至约0.18英寸的范围内。

为了应用上部或下部适配器垫压缩垫片291，如图26所示，适配器垫200可通过注塑成型，而不在侧向突出凸缘216、218向顶板220或底板240施加粘合剂。这可防止外部弹性体层364、366粘附到顶板220或底板240。在硫化之后，上部或下部适配器垫压缩垫片291可插入到外部弹性体364、366与顶板220或底板240之间。如上文所讨论的，这可压缩位于侧向突出凸缘216、218的弹性体构件360，从而增加法向应力。

如上文所讨论的，已经通过测试确定，适配器垫系统198的性能是适配器垫200的刚度的函数。更具体地讲，在某些实施方式中，已经确定可通过增加适配器垫系统198的刚度(以力(磅)/变形(英寸)来测得)来改善包括设计寿命在内的适配器垫性能。

垫刚度的物理测量值可通过如下方式来确定：使适配器垫200在三个主方向，即侧向、纵向和旋转方向上循环；同时承受垫上的通常35,000磅的恒定垂直载荷。在整个测量测试中记录下对应于垫位移的距离的使垫位移的力。随后可收集测试的数据并且将其在力-位移曲线图上绘出，所述曲线图的一个实例在图27中示出。随后可使用以下方法来确定各个运动方向的刚度、阻尼和滞后：可通过确定捕获力-位移曲线的线性部分的上界和下界，随后计算在上界与下界(针对曲线的上部分和下部分)之间的最佳拟合线的斜率来确定垫200的刚度。随后通过对上斜率和下斜率取平均值来确定刚度。如上文所讨论的，在轨道或路线方向上测量纵向刚度，垂直于路线方向测量侧向刚度，并且用抵抗适配器围绕轴箱开口的纵向和侧向中心线(在图16A上标注为“C”)处的垂直轴线的旋转来侧量转动刚度。通过测量上y轴截距和下y轴截距，并且上y轴截距减去下y轴截距来确定滞后，其实例在图27中示出。如图27所示，通过测量力-位移回线内的面积来确定阻尼。在给定位移范围内的垫阻尼量是与在期望频率处包含在回线内的面积成正比的。

本文公开的实施方式的目标阻尼值为0.10至0.30tanδ，橡胶/弹性体材料硬度目标值为60A至80A。Tanδ是材料在承受循环载荷时的阻尼测量值，定义为异相载荷(在正弦载荷上为90度)与同相载荷(0度)的比率。弹性体的典型值可以是0.04至0.35。

每个循环的滞后回线的面积是对适配器垫的能量吸收的更直接的测量。就本文所述的实施方式而言，可通过π3GTanδε²来估算滞后能量吸收，其中G是约360psi的剪切模量，Tanδ约为0.3而在约100％的摆动期间的应变ε＝1。在4Hz下，能量吸收为约4,070英寸-磅/秒。合理的范围可以是+/-25％。

如本文所讨论的，某些实施方式包括在轴箱顶板152下面的区域之外的、处于剪切下的弹性体构件360(部分364和366)。在此类实施方式中，相比在典型适配器垫中，可能存在更多的可在剪切下使用的弹性体材料。这可允许适配器垫200在不用减少剪切厚度或增加弹性体硬度的情况下实现刚度增加。减少剪切厚度和/或增加弹性体硬度可增大应变并且缩短垫的使用寿命。由此，适配器垫200可增加适配器垫系统198的刚度，这可改善轨道车总体性能，同时延长适配器垫200的使用寿命。外部弹性体层364、366可通过在更远离旋转轴线的距离处提供附加弹性体来增加适配器板200的转动刚度。在一些实施方式中，例如，外部弹性体层364、366可占适配器垫200的总侧向刚度和纵向刚度的约15％、或约10％至约20％、或大于10％，并且可占适配器垫200的转动刚度的约33％、或约25％至约40％、或大于25％。

本文公开的实施方式可具有高的侧向刚度和纵向刚度，而不具有高的力与位移滞后之比。滞后与通过位移循环消散的能量成比例，并且可以热量或噪声的形式损失。总体而言，滞后越高，适配器垫200中的温度升高越大，并且疲劳寿命越低。本文公开的实施方式实现了适配器垫的高刚度，同时通过最小化滞后而改善了疲劳寿命并且允许垫位移到ARR所设置的最大量级：旋转方向上41毫弧度，侧向0.23英寸以及纵向0.14英寸。

本文公开的实施方式可能需要增加力的量以使顶板220相对于底板240以更高量级位移。可调整位于中空部分372的弹性体材料的厚度、长度和数量以改变力-位移曲线图的斜率和形状。在一些实施方式中，位于邻近上翘适配器翼的垫的弹性体材料可能具有与位于适配器垫的中心区域中的弹性体材料的特性相比不同的刚度特性。

在下面表2中示出了使用上述测试方法得出的本文公开的实施方式的示例性测量值和测试结果。应当理解，这些实施方式是例子，并且可存在具有其他测试结果的其他结构实施例。

表2

图28至图43中示出了适配器垫400的其他实施方式。图28至图43所示的适配器垫400的实施方式在很多方面与先前描述的适配器垫实施方式类似。如上文所述，适配器垫400被配置成设置于滚柱轴承适配器199(如图36A至36E所示)和侧架4的侧架轴箱顶板152之间并且可接合滚柱轴承适配器199和侧架4的侧架轴箱顶板152。如图28至图43所示，适配器垫400通常包括：具有内表面422和外表面424的上部元件或板420、具有内表面442和外表面444的下部元件或底板440、以及沿着适配器垫400的一部分设置在顶板420的内表面422和底板440的内表面442之间的弹性体构件560。适配器垫400包括设置在轴箱顶板152的下表面之下的中心部分410，板420、440分别具有对应的中心部分426、446。适配器垫400还包括第一上翘区412和第二上翘区414以及第一侧向凸缘416和第二侧向凸缘418。顶板420具有：从顶板420的中心部分426的相对边缘向上突出的对应的第一上翘区428和第二上翘区430、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘432、以及从所述第二上翘区430向外突出的第二侧向凸缘434。类似地，底板440具有：从底板440的中心部分446的相对边缘向上突出的第一上翘区448和第二上翘区450、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘452、以及从所述第二上翘区450向外突出的第二侧向凸缘454。当组装转向架系统时，侧向凸缘416，418侧向设置在轴箱顶板152的外侧，并且中心部分410设置在轴箱顶板152之下。第一上翘区412和第二上翘区414设置在中心部分410与相应的第一侧向凸缘416和第二侧向凸缘418之间并且在其间提供过渡。

如上文所述，对于其他实施方式而言，中心部分410可主要包括三个部分，其包括顶板的中心部分426、底板的中心部分446和设置于二者间的弹性体构件560。如上文所讨论的，适配器垫400设置在总体上具有基本平的水平接合表面的侧架轴箱顶板152和总体上具有弯曲的或冠状顶板的滚柱轴承适配器199之间。如图30所示，底板440的中心部分446可具有弯曲的下表面，这样，外表面总体上适形于适配器199的弯曲或冠状形状。更加具体而言，在一些实施方式中，中心部分446朝向中心部分446的边缘461、462的厚度大于中心部分446的中心的厚度。如上所述，中心部分246的中心的厚度可为大约0.15英寸或约0.06英寸至约0.35英寸，并且边缘461、462的厚度可为大约0.26英寸或约0.15英寸至0.5英寸。

在一些实施方式中，如图30所示，顶板420的中心部分426可包括基本水平且平行的外表面424和内表面422。顶板420的中心部分426的厚度可为大约0.25英寸或约0.15英寸至约0.5英寸。在这样的系统中，弹性体部分560的厚度在整个中心部分410上基本类似，在一些实施方式中，这样的厚度提高了性能特性。

进一步参考图31，顶板420的第一上翘部分428和第二上翘部分430可包括外平面部分428a、430a(图31中仅显示了第一上翘区)和内平面部分428d、430d。在一些实施方式中，平面部分428a、430a和428d、430d可相对于沿着中心部分426的外表面424延伸的平面P呈Δ角度延伸。在一些实施方式中，Δ角度可以是钝角，在一些实施方式中，该角度可以是约95度至约115度，例如，105度或在该范围内的任何其他角度。在一些实施方式中，如下文更加详细描述的，在第一上翘区412和/或第二上翘区414包括夹紧件的条件下，平面可围绕夹紧件的一侧或两侧，或可相对于夹紧件可选地布置。顶板420的第一上翘区428和第二上翘区430还可包括在中心部分426和平面部分428a、430a和428d、430d之间过渡的下弯曲部分428b、430b和428e、430e。类似地，顶板420的第一上翘部分428和第二上翘部分430还可包括在侧向凸缘432、434和平面部分428a、430a和428d、430d之间过渡的上弯曲部分428c、430c和428f、430f。上弯曲部分和下弯曲部分428b、430b、428e、430e、428c、430c、428f、和430f可形成为具有恒定曲率和/或可变曲率。底板440可包括类似的平面部分和上弯曲区域以及下弯曲区域。在一些实施方式中，上翘区412、414可不包括平面部分并且可形成为具有恒定曲率和/或可变曲率。

进一步参考图30和图31，第一侧向凸缘416和第二侧向凸缘418可在侧架4的外侧侧向延伸并且设置在与中心部分410不同的垂直高度处或中心部分410之上的平面内，所述平面设置在轴箱顶板152之下并与轴箱顶板152接触。因此，第一侧向凸缘416和第二侧向凸缘418设置在相对于中心部分410垂直升高的位置。侧向突出的凸缘416、418可为弹性体560提供更大的面积，并且如上文所述，侧向突出的凸缘416、418可提高适配器垫400的刚度。在一些实施方式中，底板440的第一侧向凸缘452和第二侧向凸缘454的外表面444可位于底板440的最低边缘的外表面444之上大约0.92英寸处或底板440的最低边缘的外表面444之上约0.25英寸至约2英寸处。第一侧向凸缘416和第二侧向凸缘418可包括平面且水平的外表面424、444，该外表面可与中心部分426的外表面444平行。在一些实施方式中，底板440的第一侧向凸缘452和第二侧向凸缘454的外表面444可位于滚柱轴承适配器199的竖直肩部106上。在其他实施方式中，底板440的第一侧向凸缘452和第二侧向凸缘454的外表面444不与竖直肩部106接触。在其他实施方式中，底板440的第一侧向凸缘452和第二侧向凸缘454的外表面444可通过诸如压缩垫片290之类的另一零件与竖直肩部106间接接触。如上文所讨论的，在一些实施方式中，当将垂直作用力施加于适配器垫的中心部分410时，大约2500磅或者来自轴箱顶板152的垂直作用力的大约5％至30％的作用力可分配至适配器垫侧向凸缘416、418的每一者。

虽然至少图28至图43所示的适配器垫400的实施方式包括上翘部分412、414和侧向凸缘416、418，但是在所有实施方式中不需要包括这些部分。在一些实施方式中，中心部分410可不与侧向凸缘416、418一同使用和/或不与上翘部分412、414一同使用，尽管这样的设计可影响性能。在一种实施方式中，侧向凸缘416、418可从中心部分中延伸出来而不带有上翘部分，并且不会降低性能特性。类似地，在一些实施方式中，侧向凸缘可在中心部分的外侧延伸但与中心部分在相同的平面。在其他实施方式中，适配器垫400可包括可与侧向凸缘连接的下翘部分。

如图所示，例如，在以虚线显示顶板420和底板440的图29中，顶板420和底板440可包括侧向边缘480a、480b、482a、和482b。顶板420和底板440还可包括纵向边缘484a、484b、486a、和486b。如从侧面或前面或后面所观察到的，边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b可以是直的或可包括弯曲部分或成一定角度的部分。如图所示，例如，主要在图30至图33的侧视图(包括图31A、31B、33A和33B)中，顶板420和底板440各自的边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b可包括边缘从板420、440的外表面424、444分别朝向内表面422、442向内弯曲(图31、31A、33和33A)或成一定角度(图33A和33B)的形状。此外，如主要在图31A、31B、33A和33B中所示，边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b中的一个或多个可包括基本垂直的部分。所示基本垂直的部分可与外表面424，444相邻，随后边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b从板420、440的外表面424、444朝向内表面422、442向内弯曲(图31、31A、33和33A)或向内成一定角度(图33A和33B)。在其他实施方式中，垂直部分不一定是垂直的，例如，其可以是与边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b的剩余部分成不同的角度和/或不同的弯曲度。顶板420和底板440的周界的一个部分或多个部分(包括边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b)可包括连续半径。在一些实施方式中，连续半径可以是大约0.25英寸的半径或大于板的半厚度。此外，顶板420和底板440的边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b的一个部分或多个部分可包括围绕周界的花键曲率轮廓(splined curvature profile)，其包括一个或多个可变半径和/或平面部分。顶板420和底板440的边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b的半径部分可在相对于顶板420和底板440的内表面422、442的正切角度θ上延伸。在一些实施方式中，角度θ可以是大约25度的角度或为在大约10度至大约40度范围内的角度。在一些实施方式中，花键曲率轮廓可以在距顶板420和底板440的边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b的最外侧部分0.38英寸处正切或从这些边缘的最外侧部分大约0.12英寸至0.6英寸处正切。在一些实施方式中，边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b可以与顶板420和底板440的外表面424、444基本垂直的角度从该外表面424、444延伸出来并且以与顶板420和底板440的内表面442、444基本正切的角度从所述内表面422、442中延伸出来。此外，在这些实施方式中，边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b的一些部分可不与内表面422、442或外表面442、444垂直或正切。例如，如图33所示，在围绕顶板420和底板440的周界的所有位置处，边缘482a可不垂直于外表面444延伸。

在其他实施方式中，并且如上文所讨论的，顶板420和底板440的周界可构建成为，在边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b处，外表面424、444相对于内表面422、442的基本平的部分中进一步延伸出来。例如，在一些实施方式中，围绕板的周界可使用倒槽边缘或成一定角度的边缘。

在一些实施方式中，如在图30至图33中最佳显示的，顶板420和底板440的侧向凸缘的侧向和/或纵向边缘480a、480b、482a、482b、484a、484b、486a、和486b分别沿着相同的垂直平面对齐。在这些实施方式中，底板440的侧向凸缘的侧向长度小于顶板420的侧向凸缘的侧向长度。

在一些实施方式中，从俯视观察并且如图29B所示，外边缘484a、484b、486a、486b可包括一个或多个弯曲部分。例如，外边缘484a、484b、486a、486b的至少一部分484R、486R可形成为相对于适配器垫的几何中心的连续半径(R)。在一些实施方式中，每个外边缘484a、484b、486a、486b可包括具有恒定半径的两个不连续的弯曲的边缘484R、486R，并且二者间的中心部分不同于恒定半径部分可以是直的或不同曲率。在其他实施方式中，恒定半径部分可以是连续的并且从邻近的侧向边缘延伸至相对的侧向边缘480a、480b、482a、482b。

在一些实施方式中，当顶板相对于底板从中心位置转动高达41毫弧度时，滚柱轴承适配器的侧向边缘上的任何点可具有小于或等于0.234的线性位移。此外，在一些实施方式中，当顶板相对于底板从中心位置转动高达41毫弧度时，侧向边缘上的任何点具有小于或等于最大纵向位移和最大侧向位移的线性位移。如上文所讨论的，对于其他实施方式而言，顶板420和底板440可由具有合适的强度和其他性能特性的一种或多种不同类型的合金制成。例如，顶板420和底板440可由ASTM A36钢板制成或由强度等于或高于ASTM A-572中指定的强度的钢制成。在一些实施方式中，整个顶板420和/或底板440由单个整体元件形成(铸造、机器加工、压制、轧制、冲压、轧制、锻造或其他合适的金属成型操作)。在一些实施方式中，板420、440可由整体具有恒定厚度的材料制成。在其他实施方式中，板420、440具有可变厚度。例如，如图30所示并且如上所述，底板440可朝向中心部分446的中心更薄。此外，例如，在一些实施方式中，侧向边缘432、434、452、454的厚度可大于或小于中心部分426、446的厚度。

如上文所讨论的，对于其他实施方式而言，并且主要在图30至图33中所示，弹性体构件50设置在顶板420和底板440之间。如下文将会更加详细讨论的，弹性体构件560可在顶板420和底板440的外侧延伸并且可延伸超出所述板的侧向和纵向边缘。例如，所述弹性体构件可在侧向和/或纵向上延伸超出所述板的各自的侧向和纵向边缘至少0.05英寸，或约0.01英寸至0.25英寸。弹性体构件560支撑垂直载荷并允许顶板420(其支撑侧架)相对于底板440(其由适配器支撑)进行有限的纵向、侧向和转动运动。这允许侧架以低刚度相对于适配器进行相对运动，并且因此，与滑动适配器设计相比，产生低载荷。如上文所讨论的，顶板420相对于底板440的运动可以纵向位移(图17B)、侧向位移(图17C)和旋转位移(图17D)的方式测量得到。适配器垫弹性体材料560可以是上文所讨论的材料。

通常，弹性体构件560可通过注塑连接于顶板420和底板440。通常，顶板420和底板440可放置于模具中。在一些实施方式中，顶板420和底板440的一部分可涂覆有粘合剂以使得弹性体构件560粘接至所述板。此外，在一些实施方式中，在模具中不需要弹性体材料的一些区域可设置有间隔件。一旦设置完成，弹性体材料可被加热并填入所述模具中，并且弹性体材料可在整个模具腔中流动，粘附至涂有粘合剂的区域。在一些实施方式中，顶板420和/或底板440可包括一个或多个孔，从而允许弹性体材料在成型过程中穿过各个板。所述弹性体材料随后可被硫化和/或固化。

如上文所述，弹性体构件560可在适配器垫400内提供阻尼，允许适配器垫400内的刚度和/或柔性发生不连续的变化，并且允许适配器垫400的不同部分的阻尼、刚度、柔性或其他参数不同，从而产生合适的设计。

如图30所示，弹性体构件560可包括设置在适配器垫400的中心部分410内的中心部分562以及分别设置在第一侧向凸缘416和第二侧向凸缘418内的第一外部弹性体构件564和第二外部弹性体构件566。通过使用侧向凸缘416、418使弹性体材料延伸超过标准适配器间隙包络区域，外部弹性体构件564、566增加弹性体层560的剪切面积和体积。这为弹性体构件560提供了更大的面积并且可提高适配器垫400的刚度。

中心弹性体部分562可以是大体正方形的，并且在一些实施方式中，其可具有一个或多个圆角。与具有方角的弹性体构件560相比，弹性体构件560的圆角可减少或消除应力集中。如上文讨论的，弹性体构件562在整个中心部分410可具有均匀的厚度。

中心弹性体部分562可主要设置在中心部分410，但在一些实施方式中也可设置在第一上翘区412和第二上翘区414中(如图30和图31所示)以及设置在侧向凸缘416、418中。中心弹性体构件562可具有与上文所述的中心弹性体构件类似的尺寸。在一些实施方式中，以及如图30和图31所示，弹性体560可在上翘区412、414设置在顶板420与底板440之间。在一些实施方式中，若弹性体560设置在上翘区的板之间，则该弹性体可在侧向载荷下压缩或剪切。位于上翘区412、414的弹性体的此类压缩(与其他区中弹性体的剪切一致)可允许适配器垫获得可提升性能的高刚度。

如图29B最佳显示的，从俯视角度看，至少一部分位于在第一侧向凸缘416和第二侧向凸缘418中的一者或这两者内的外部弹性体部分564、566分别形成外侧纵边574、576。弹性体部分的外侧纵边574、576可向外延伸超出顶板420和底板440。弹性体部分的外边缘574、576延伸超出顶板420和底板440的边缘的距离可基本类似或可随着边缘的长度而发生变化。弹性体部分还可形成侧向边缘578、580。弹性体部分的外部侧向边缘578、580可向外延伸超出顶板420和底板440。弹性体部分的外边缘578、580延伸超出顶板420和底板440的边缘的距离可以基本类似或可随着边缘的长度而发生变化。边缘574、576、578、580中的一个或多个可在垂直方向上基本是直的，例如如图28所示。

如上文对其他实施方式的描述，板420、440的外表面可容纳弹性体材料565的涂层，该涂层可以是接触轴箱顶板152的材料。弹性体涂层565可形成为平的外表面，该平的外表面沿着顶板420的钢部分的几何轮廓并且沿着整个顶板420可具有均匀的厚度，或者在其他实施方式中，在垫的不同部分内具有均匀厚度，例如，在中心部分410内具有均匀厚度，在上部侧向凸缘432、434中的一个或这两者上具有(可能不相同或可能同的)均匀厚度，在上翘部分428、430中的一个或这两者上具有(可能不同或可能相同的)均匀厚度，等等。

在一些实施方式中，适配器垫400整体或大部分可包括弹性体材料涂层565，其可与弹性体构件560一体成型。例如，在一些实施方式中，除了适配器垫400的接触轴箱顶板152以及适配器199的顶面的那些部分(例如，顶板420和底板440的外表面)外，适配器垫400的大部分可包括弹性体材料涂层565。在一些实施方式中，例如，弹性体材料涂层565可接触轴箱顶板152、侧架4、以及滚柱轴承适配器垫199，包括轴箱冠状表面102和竖直肩部106。在其他实施方式中，例如，适配器垫400的接触轴箱顶板152、侧架4和滚柱轴承适配器垫199的部分可不带有弹性体材料。如本文其他地方所讨论的，弹性体层565可为垫提供阻尼和校准的柔性，以及可压缩的表面，从而最小化适配器垫400、轴箱顶板152和滚柱轴承适配器199之间的磨损。弹性体涂层565可沿着适配器垫400的外表面并且沿着适配器垫400的外表面可具有均匀的厚度，或者在其他实施方式中，在所述垫的不同部分具有均匀的厚度，例如，在中心部分410具有均匀的厚度，在上部侧向凸缘432、434的一个或这两者上具有(可以相同或不同的)均匀的厚度，在上翘部分428、430的一个或这两者上具有(可以相同或不同的)均匀的厚度，等等。

如图28至图30最佳所示，并且如上所述，上翘部分412、414中的一个或这两者可包括位于在顶板420和底板440之间形成的腔内的中空部分572，该中空部分是基本没有弹性体材料的空隙并且可在第一上翘部分412和/或第二上翘部分414中的弹性体构件560内形成中断。中空部分572可在设置于中心部分410内的弹性体构件560和设置于侧向凸缘416、418内的弹性体构件之间提供完全分离。在一些实施方式中，所述空隙可包括通过该过渡部分而接触顶板420和底板440中每一者的非常小厚度的弹性体材料层，这可取决于成型过程中使用的工具的功能上的可能的限制，但是这一薄层(当存在时)可能本质上并未对适配器垫400的性能做出贡献。此外，在一些实施方式中，中空部分572可包括在顶板420和底板440之间延伸的小部分弹性体材料，但是在其他情况下中空部分基本上是中空的。在一些实施方式中，中空部分的宽度可以是约0.25英寸或约0.1英寸至约0.5英寸，或至少如适配器垫200上的最大侧向运动和转动运动那么宽。在一些实施方式中，中空部分572被配置成在顶板420和底板440之间提供延伸通过相应过渡部分412、414的侧向空隙，这样，过渡部分中的顶板420和底板440的相应内表面不会在二者间发生侧向相对运动或转动相对运动过程中彼此接触和/或不会在轨道车运行过程中通过设置在轨道车转向架上的适配器垫400发生侧向位移和/或旋转位移时彼此接触。

如上所述，中空部分572可起到限制顶板420和底板440的弯曲应力的作用。中空部分572可为大约0.25英寸。在大约0.25英寸的运动范围内，顶板420和底板440的上翘区可接合并且防止进一步相对运动。这可产生侧向方向上弹性体应变和金属应力的上限。

如上文所述，在使用过程中，通过垫400的摩擦和相对于侧架轴箱顶板152和/或相对于轴承适配器199的滑动可能会在适配器垫400中产生热量，和/或通过适配器垫200的弹性体构件560的滞后阻尼产生热量。这些热源可导致适配器垫温度升高，这可导致耐用性和刚度降低。如上文所述，在一些实施方式中，适配器垫400可包括可提高降低适配器垫200中的热量的能力的特征结构。

此外，如上文所述，中心部分426的外表面424中的一个或这两者或者中心部分446的内表面444可包括各种不同的表面特征中的一个或多个，并且，在一些实施方式中，中心部分426的外表面424中的一个或这两者或者中心部分446的内表面444可包括使这些表面不平滑的表面特征图案。

如上文所述，在一些实施方式中，可在顶板420和底板440之间提供导电性。如图28所示，接地母线266可连接至顶板420和底板440的侧边中的孔。接地母线266可穿过顶板220和底板240中的孔。顶板420和底板440可在点267处凹进或发生变形从而将接地母线266卷曲在或固定在顶板420和底板440中。在一些实施方式中，接地母线266可以是不锈钢编织线，直径大约0.100英寸，但直径可以为0.050英寸这么小。

如上文所述，适配器垫400可包括位于适配器垫的顶板420和底板440上的垫或夹紧件，所述垫或夹紧件可配置成使适配器垫200相对于侧架轴箱顶板152和轴承适配器199定位并且还接合并限制适配器垫400相对于轴箱顶板152和轴承适配器199的移动，这可将适配器垫200的运动(即剪切)集中至弹性体构件360。如上文所述，将适配器垫400组装于滚柱轴承适配器199可通过使用竖直肩部106并包括夹紧件而迫使适配器垫400合理地位于滚柱轴承适配器199和轴承的中心。进一步，适配器垫系统198促进适配器200和轮对回到中心位置或接近零作用力的中心位置。

如上文所述，适配器垫400可包括第一侧向适配器夹紧件270和第二侧向适配器夹紧件271。侧向适配器垫夹紧件270、271可与底板440成型为一体，包括与适配器垫400上的弹性体构件560和/或任何弹性体涂层565成型为一体。如上文所述，适配器垫400还可包括第一侧向侧架夹紧件272和第二侧向侧架夹紧件273。侧向侧架夹紧件272、273可与底板成型为一体，包括与适配器垫400上的弹性体构件560和/或弹性体涂层565成型为一体。

如上文所述，弹性体构件560尤其是外部弹性体构件564、566可以如下方式配置：通过高达41毫弧度的位移的弹性体的转动剪切应力不高于通过高达0.23英寸的侧向位移和高达0.14英寸的纵向位移的弹性体的侧向和纵向剪切应力。

对于其他实施方式而言，弹性体构件560可如上文所述的那样进行测量。如图28至图33所示，弹性体构件560的总剪切宽度或侧向方向上的长度可以为大约10英寸或在约6英寸至约14英寸的范围内。类似地，弹性体构件560的总剪切长度或纵向方向上的长度可以为大约6.9英寸或在约6英寸至约10英寸的范围内。弹性体构件的复合剪切周长或所有部分的周长可以是大约51.70英寸或在约35英寸至约75英寸的范围内。弹性体构件560的剪切平面上的总表面积可以是大约55.5平方英寸或在约50平方英寸至约70平方英寸的范围内。中心部分的外侧的弹性体构件560的总表面积可以是大约15.5平方英寸或在约5平方英寸至约30平方英寸的范围内，或大于5平方英寸。因此，侧向凸缘416、418中的弹性体构件的表面积可以分别是大约7.75平方英寸或在约2.5平方英寸至约15平方英寸范围内或大于2.5平方英寸。

如上文所述，为了降低最大剪切位移条件下弹性体构件560中的应力，在剪切载荷过程中向弹性体构件560提供法向应力或压缩可以是有益的。

例如，如上文所讨论的，轴箱顶板152区域外侧的弹性体构件560可被压缩大于0.020英寸，或大于弹性体构件560的静态厚度的7％。在一些实施方式中，这种数量级的预压缩使得弹性体构件560的疲劳寿命得到改善。此外，在本文所讨论的实施方式中，当将垂直作用力施加于适配器垫400的中心部分410时，可将大约10％至30％的垂直作用力分配至每个适配器垫侧向凸缘416、418。并且，在本文所讨论的实施方式中，垂直载荷在竖直肩部106处的反作用可提供大于3000磅的垂直作用力以预压缩弹性体构件。

此外，如上所述，在轴向顶板152的外侧区域中(外部弹性体构件464、466中)的弹性体构件560的压缩可通过是弹性体构件560在其长度方向上具有非均匀厚度来实现。例如，第一和/或第二外部部分564、566可形成为具有厚度X，而中心部分462可形成为具有不同的或更小的厚度Y。顶板420和底板440的几何形状(例如，通过上翘部分412、414的弯曲)可成型为适应X和Y之间的厚度差，从而允许中心部分和外部部分的弹性体部分根据需要接触顶板420和底板440的内表面。在一些实施方式中，形成第一外部部分464和/或第二外部部分466以及中心部分462的弹性体构件的厚度差，可基于在纵向、侧向和转动方向上施加于适配器垫的平面内作用力，有助于降低外层的单剪切应变。

此外，如上文所讨论的，侧向凸缘416、418中的一个或这两者可成型为使其中的弹性体层564、566包括大约为0.25英寸的厚度X(例如，在0.15英寸至0.30英寸范围内，包括该范围内的所有厚度)。在该实施方式中，中心部分562的弹性体层560的厚度Y可以是大约0.20英寸，例如，在0.15英寸至0.25英寸的范围内，包括该范围内的所有厚度。本文讨论的弹性体层的厚度是指弹性体层的静态厚度或弹性体层上没有外部载荷的条件下的弹性体层的厚度。侧向凸缘部分564、566中的一个或这两者以及中心部分562可具有不同的厚度，其中，上部比中心部分厚，可实现期望的效果，总体而言，可增加侧向凸缘部分564、566中的一个或这两者的载荷或压缩，这是由于弹性体层的材料性质可基于轨道车运行过程中所预期的载荷而额外增加其强度和耐用性。

此外，如上文所讨论的，并且如图30和图31所示，可通过使用侧向凸缘416、418内或下方的压缩垫片290而提高侧向凸缘416、418中的弹性体构件560的压缩。这里可使用压缩垫片以当垂直作用力施加于适配器垫400的中心部分410时使竖直肩部106上的垂直载荷的反作用提供大于3000磅的垂直作用力，从而将垂直作用力的大约10％至30％分配至每个适配器垫侧向凸缘416、418。在一些实施方式中，压缩垫片可迫使车辆的更多的垂直载荷从中心弹性体层560分配至外部弹性体层564、566。如图30和图31所示，第一适配器压缩垫片290可设置在滚柱轴承适配器199的竖直肩部的上表面和底板440的第一侧向凸缘416的外表面244之间。第二适配器压缩垫片290可类似地相对于第二侧向凸缘418设置。适配器压缩垫片290的厚度可以为大约0.05英寸或在约0.03英寸至约0.18英寸之范围内。本文所讨论的压缩垫片可具有任意数量的不同的形状和构造，从而提供必要的载荷以压缩外部弹性体。例如，压缩垫片可以是矩形、正方形、梯形、锥形，可具有中空横截面，并且可以是多个压缩垫片。进一步，本文讨论的压缩垫片可以在成型过程中与适配器垫成型为一体，可与滚柱轴承适配器成型为一体，或可在成型之后加至滚柱轴承适配器系统中。

如上文所讨论的，通过测试确定了适配器垫系统198的性能是适配器垫400的刚度的函数。更加具体而言，在一些实施方式中，已确定了包括设计寿命在内的适配器垫性能可通过提高适配器垫系统198的刚度(以力(磅)/变形(英寸)来测得)得到改善。垫刚度的物理测量值可如上文所讨论的那样确定。

使用上文所述的测试方法，本文所公开的实施方式的示例性的测量和测试结果列于下表3。应当理解的是，这些实施方式是示例性的，也可存在具有其他测试结果的其他结构的实施方式。

表3

如上文所讨论的，中心区域210外侧的弹性体层564、566可有助于适配器垫200的整体刚度。例如，在一些实施方式中，中心区域210外侧的弹性体构件560可占适配器垫总侧向及纵向刚度的约15％或在约5％至约30％的范围内，或占适配器垫200的转动刚度的33％或在约15％至约60％的范围内。

如上文所述，适配器垫400的弹性体构件560(可包括弹性体涂层565)在垂直载荷下在侧向、纵向和转动方向上负载过程中提供剪切阻力。该剪切阻力由通过弹性体构件560发生相互作用的顶板420和底板440之间的相对移动产生。简单剪切应变或应变被定义为d/t，其中，d＝弹性体构件的位移并且t＝弹性体构件的厚度。图34a和图34b显示了顶板420相对于底板440发生0.234英寸的侧向位移的仿真。如图34a和图34b所示，侧向凸缘416、418内的应变低于中心部分410内的应变。在一些实施方式中，这可提高适配器垫的寿命。此外，如图34a和图34b所示，最高应变值出现在弹性体部分的外侧边缘的内部。类似地，图35a和图35b显示了顶板420相对于底板440发生了0.234英寸的纵向位移的仿真。如图35a和图35b所示，侧向凸缘416、418内的应变低于中心部分410内的应变。在一些实施方式中，这可提高适配器垫的寿命。此外，如图35a和图35b所示，最高应变值出现在弹性体部分的外侧边缘的内部。

此外，在一些实施方式中，在最大位移条件下，适配器垫400的剪切应变不超过100％。例如，对于侧向位移0.234英寸而言，侧向应变可以是大约74％或低于80％，或低于90％。对于侧向位移0.234英寸而言，这可能比现有的适配器垫系统的应变小大约45％。此外，例如，对于纵向位移0.139英寸而言，纵向应变可以是大约72％，或低于80％，或低于90％。对于纵向位移0.139英寸而言，这可能比现有适配器垫系统的应变小约30％。

本申请显示并描述了适配器垫400的示例性的尺寸，然而，对于适配器垫的各个部分，可以使用其他尺寸，这取决于用于特定轨道车转向架系统的侧架和轴承的固定尺寸。

125吨适配器垫系统

如上所述，源自北美铁路工业的不同轨道车类型和运营需要不同的转向架尺寸。虽然本文所述的适配器垫系统可用于任何尺寸的轨道车，但是一些设计上的改变可能对于某些尺寸的轨道车而言是有利的。下文描述了适配器垫系统的各个方面，该适配器垫系统可有利地用于设计为125吨级运营的轨道车和/或货运车厢总载重大于286,000磅级别运营的轨道车。具体而言，这些适配器垫系统可重点用于在转向架位置使用铰接连接器的车厢，这样在两个车厢主体之间共享转向架。这些铰接的转向架位置通常利用4个转向架侧向轴承和塑料中心碗状衬底，这有别于传统转向架系统。

如上所述，本文所述的适配器垫系统的实施方式提供了止推片开口宽度和间距，所述宽度和间距即使是在使用了本文所述的高刚度剪切垫的情况下，也足以不使位移量限制于AAR值之内。本文公开的可被优化用于125吨级运营的适配器设计可利用下表4所显示的目标适配器位移量。

表4

此外，可被优化用于本文公开的125吨级运营的适配器垫系统在滚柱轴承5的上表面和轴箱顶板152之间测量到的总高度为约1.5英寸或为约1.15英寸至约1.8英寸并且无需使用特殊的侧架。可被优化用于本文公开的125吨级运营的适配器垫系统的其他可能的尺寸列于下表5。虽然本实施方式是特别用于125T转向架的，但是本文公开的适配器以及匹配的适配器垫系统可按照比例使用并改善所有车厢容量(70吨，100吨，110吨和125吨)的转向架的性能，包括改善不需要符合M-976标准的那些转向架的性能。

表5-125T级适配器/垫厚度

适配器厚度	适配器垫厚度	总厚度
			1.00”<u>+/-0.1</u>	0.60”<u>+/-0.06</u>	1.60”<u>+/-0.16</u>
0.80”<u>+/-0.08</u>	0.80”<u>+/-0.08</u>	1.60”<u>+/-0.16</u>
			1.20”<u>+/-0.12</u>	0.40”<u>+/-0.04</u>	1.60”<u>+/-0.16</u>
0.84”<u>+/-0.084</u>	0.61”<u>+/-0.061</u>	1.45”<u>+/-0.16</u>

此外，使用上述测试方法，本文所公开的可被优化用于125吨级运营的实施方式的示例性的测量结果和测试结果列于下表6。应当理解的是，这些实施方式是示例性的并且可存在具有其他测试结果的其他结构的实施方式。

表6

在一些包括可被优化用于125吨级运营的适配器垫系统的实施方式中，提高适配器垫系统的刚度是有利的。可优化用于125吨级运营的适配器垫系统(包括适配器垫和滚柱轴承适配器)的其他实施方式在图51至图62B中显示。图51至图62B所示的适配器垫系统的实施方式包括与上文所述的实施方式类似的适配器垫400和滚柱轴承适配器199，因此，不再对图51至图62B中所示的实施方式的类似部分进行重复描述。如上所述，系统被配置为设置在侧架的滚柱轴承和轴线顶板之间。

总体而言，包括图51至图62B中所示的适配器垫400和滚柱轴承适配器199的适配器垫系统的侧向长度和纵向长度的比值大于图28至图43所示的适配器垫的侧向长度与纵向长度的比值。例如，图51至图62B所示的适配器垫40可具有约7.5英寸至约9.5英寸的总纵向长度以及约9英寸至约11英寸的总侧向长度，并且在一些实施方式中，适配器垫400可具有约8.31英寸的总纵向长度以及约10.16英寸的总侧向长度。此外，图51至图62B所示的适配器垫400和滚柱轴承适配器199可具有不同于上述适配器垫400和滚柱轴承适配器199的其他尺寸。例如，如在从轴承表面至适配器199的轴箱冠状表面的纵向中心线上所测量的，滚柱轴承适配器199的中心部分的厚度可以小于0.95英寸或为约0.75英寸至约0.95英寸。图51至图62B所示的滚柱轴承适配器199可在其纵向中心线上的横截面处具有围绕位于轮轴的中心轴线之上大约5.9英寸处的侧向轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约1.1in⁴，或约1.0in⁴至约2.0in⁴。轮轴的中心轴线的侧向轴线可以为约5.5英寸至6.5英寸。所述滚柱轴承适配器可在其纵向中心线上的横截面处具有围绕位于所述适配器的中心的垂直轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约90.5in⁴，或约75in⁴至约125in⁴。

实施例

在一个实施例中，本文公开了配置成设置于轨道车转向架的轮对滚柱轴承和侧架轴箱顶板之间的适配器垫系统。该适配器垫系统可包括具有第一和第二竖直肩部的滚柱轴承适配器，所述第一和第二竖直肩部从所述适配器的顶面向上突出。适配器垫系统还可包括配置成与滚柱轴承适配器相互作用的适配器垫，其具有：顶板，顶板具有内表面和外表面、中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘、和从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘；底板，底板具有内表面和外表面、中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘、和从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘。适配器垫系统的顶板和底板的第一和第二侧向突出凸缘可设置在滚柱轴承适配器的竖直肩部之上。

适配器垫系统的滚柱轴承适配器可以被铸造或锻造。适配器垫可与侧架接合并且与滚柱轴承适配器接合。适配器垫的顶板可与侧架接合，这样，顶板和侧架之间的移动被限制。适配器垫的底板可与滚柱轴承适配器接合，这样，底板和滚柱轴承适配器之间的移动被限制。滚柱轴承适配器可包括配置成限制底板相对于滚柱轴承适配器的纵向移动的纵向止动件。竖直肩部可被配置成限制底板相对于滚柱轴承适配器侧向移动。滚柱轴承适配器顶面可包括冠状表面。纵向止动件和竖直肩部可配置成限制底板相对于滚柱轴承适配器的旋转运动。滚柱轴承适配器可以关于侧向中心线对称。滚柱轴承适配器可以相对于纵向中心线对称。滚柱轴承适配器的顶板可以是连续的。滚柱轴承适配器的底板可以是连续的。

适配器垫系统可包括设置在顶板和底板的内表面之间的弹性体构件。设置在顶板和底板之间的弹性体构件可以是多个弹性体构件。所述多个弹性体构件可包括：设置在顶板和底板的第一侧向凸缘之间的第一外部弹性体构件、设置在顶板和底板的第二侧向凸缘之间的第二外部弹性体构件、以及设置在顶板和底板的中心部分之间的中心弹性体构件。第一中空部分可设置在中心弹性体构件和第一外部弹性体构件之间并且第二中空部分可设置在中心弹性体构件和第二外部弹性体构件之间。所述第一和第二中空部分的宽度可以是约0.25英寸。第一和第二中空部分可配置成限制顶板和底板中的弯曲应力。外部弹性体构件可以处于压缩状态。外部弹性体构件的厚度可从静态被压缩至少0.020英寸。外部弹性体构件的厚度可从静态被压缩至少7％。第一外部弹性体构件、第二外部弹性体构件和中性弹性体构件可分别为基本平面的并且在适配器垫设置于轨道车转向架的侧架轴箱顶板之下时可分别为基本水平的。弹性体材料可垂直于侧向位移的方向定位以增加压缩刚度。弹性体材料可垂直于纵向位移的方向定位以增加压缩刚度。弹性体材料可垂直于旋转位移的方向定位以增加压缩刚度。弹性体材料可垂直于垂直位移的方向定位以增加压缩刚度。

第一外部弹性体构件在通过位于顶板和底板的内表面之间的中央的第一外部弹性体构件的横截面处的表面积可大于2.5平方英寸。第二外部弹性体构件在以顶板和底板的内表面之间居中的平面穿过第二外部弹性体构件形成的横截面处的表面积可大于2.5平方英寸。第一和第二外部弹性体构件在以位于顶板和底板的内表面之间的中央的平面穿过第一和第二外部弹性体构件而形成的横截面处的组合表面积可大于5平方英寸。第一和第二外部弹性体构件在通过位于顶板和底板的内表面之间的中央的平面穿过第一和第二外部弹性体构件而形成的横截面处的组合表面积可为中心弹性体构件通过位于顶板和底板的内表面之间的中央的中心弹性体构件的中心的横截面处的表面积的至少10％。

中心弹性体构件可界定多个空隙，所述多个空隙在设置于顶板的中心部分和底板的中心部分之间的弹性体构件内形成多个间断。所述多个空隙的厚度小于顶板和底板之间的总距离，其中，弹性体构件的一部分可相对于多个空隙中的一个或多个垂直地设置并且接触顶板和底板中的一个或这两者。

中心弹性体构件可界定外边缘，其中，外边缘中的一部分或多个部分从俯视方向看是弯曲的。中心弹性体构件的外边缘的至少一部分可界定向内凹陷的轮廓。所述第一和第二外部弹性体构件可界定外边缘，其中，所述外边缘的一部分或多个部分从俯视方向看可以是弯曲的。弹性体构件的外边缘的一部分或多个部分可包括从顶板的中心部分的中心点测量的连续半径。弹性体构件的任何边缘可界定向内凹陷的轮廓。

第一和第二外部弹性体构件中的一个或这两者可界定外边缘，其中，顶板和底板的第一和第二侧向凸缘中的一个或这两者向外延伸通过位于相应第一和第二侧向凸缘内的外边缘的至少一部分。

适配器垫可包括设置在底板的第一和第二侧向凸缘的外表面与滚柱轴承适配器的竖直肩部之间的弹性体支撑件。

弹性体构件的外边缘的至少一部分可界定向内凹陷的轮廓。向内凹陷的轮廓可由从近端延伸至顶板的内表面的第一线性部分和从近端延伸至底板的内表面的第二线性部分界定。所述第一和第二线性部分可由过渡部分连接，该过渡部分在所述第一和第二线性部分之间延伸。第一和第二线性部分可分别从各自的顶板或底板的邻近部分以约25度至约35度的角度延伸至通过相应顶板或底板的表面的平面，从该平面中延伸出各自的线性部分。

第一和第二外部弹性体构件的厚度可与中心弹性体构件的厚度相同或大于中心弹性体构件的厚度。第一和第二外部弹性体构件的厚度可以为约0.15英寸至约0.30英寸。中心弹性体构件的厚度可以为约0.15英寸至0.25英寸。适配器垫的厚度可以为约0.4英寸至约0.8英寸。

适配器垫系统还可包括设置在顶板的外表面之上的弹性体层和/或可包括设置于底板的外表面之下的弹性体层。所述弹性体层可覆盖适配器垫的全部外表面或一部分外表面。适配器垫的顶板和底板的厚度可以是非均匀的。顶板和底板的厚度可以是均匀的。顶板可具有非均匀的厚度。顶板可具有均匀的厚度。底板可具有非均匀的厚度。底板可具有均匀的厚度。

适配器垫系统可构成在除去位于其上的载荷之后回到侧架轴箱内的中间或中心位置。

顶板的第一和第二侧向凸缘可包括平面外表面，该平面外表面可与顶板的中心部分的外表面平行。

适配器垫的第一和第二板的第一和第二上翘区的各自的内表面可包括平面部分。适配器垫的第一和第二板的第一和第二上翘区的各自的内表面可包括弯曲部分。适配器垫的第一和第二板的第一和第二上翘区的至少一部分可以钝角延伸至通过顶板的中心部分的外表面的平面。

适配器垫的顶板的第一和第二侧向凸缘可包括当适配器垫接触侧架轴箱时暴露的外表面。所述第一和第二侧向凸缘可在轴箱开口处接触侧架的封套外部的空气。第一和第二侧向凸缘可配置成减少适配器垫的热量。第一和第二侧向凸缘可配置成减少适配器垫系统的热量。

适配器垫可包括中心部分的侧向长度，该长度可等于轴箱顶板表面上的侧壁之间的距离。中心部分的侧向长度可以是大约0.125英寸，其大于轴箱顶板表面上的侧架的侧壁之间的长度。顶板的整个侧向长度可以是至少7.5英寸。

适配器垫系统还可包括：设置于滚柱轴承适配器的第一竖直肩部的内侧表面和底板的第一上翘区之间的第一侧向适配器夹紧件、设置于滚柱轴承适配器的第二竖直肩部的内侧表面和底板的第二上翘区之间的第二侧向适配器夹紧件。第一和第二侧向适配器夹紧件可由弹性体材料形成。第一和第二侧向适配器夹紧件可配置成限定滚柱轴承适配器和适配器垫的底板的外表面之间的滑动或相对移动。第一和第二侧向适配器夹紧件可配置成将适配器垫的底板置于滚柱轴承适配器的中心。

适配器垫系统还可包括：设置在顶板的第一上翘区的外表面上的第一侧向侧架夹紧件、以及设置在顶板的第二上翘区的外表面上的第二侧向侧架夹紧件。所述第一侧向侧架夹紧件可设置在顶板的第一侧向凸缘的外表面和侧架轴箱之间，并且所述第二侧向侧架夹紧件可设置在顶板的第二侧向凸缘的外表面和侧架轴箱之间。所述第一和第二侧向侧架夹紧件可由弹性体材料形成。所述第一和第二侧向侧架夹紧件可配置成限制顶板的外表面和在轴箱区域正上方的侧架之间的滑动或相对移动。

在一些实施例中，适配器垫系统可配置成将弹性体温度限制在垫构造中使用的特定弹性体和/或粘合材料的降解温度之下。适配器垫系统还可配置成降低弹性体构件的熔点。

适配器垫系统可包括设置在滚柱轴承适配器的第一竖直肩部的上表面和底板的第一侧向凸缘的外表面之间的第一适配器压缩垫片。适配器垫系统还可包括设置在滚柱轴承适配器的第二竖直肩部的上表面和底板的第二侧向凸缘的外表面之间的第二适配器压缩垫片。第一和第二适配器压缩垫片的厚度可为约0.06英寸至约0.18英寸。

适配器垫可包括设置在弹性体构件和底板的第一侧向凸缘之间的第一下部适配器垫压缩垫片。适配器垫还可包括设置在弹性体构件和底板的第二侧向凸缘之间的第二下部适配器垫压缩垫片。第一和第二下部适配器垫压缩垫片的厚度可以是约0.06英寸至0.18英寸。

适配器垫可包括设置在顶板的第一侧向凸缘和第一外部弹性体构件之间的第一上部适配器垫压缩垫片。适配器垫还可包括设置在顶板的第二侧向凸缘和第二外部弹性体构件之间的第二上部适配器垫压缩垫片。所述第一和第二上部适配器垫压缩垫片的厚度可以是大约0.06英寸至大约0.18英寸。

所述压缩垫片可配置成当35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时向外部弹性体构件提供至少3000磅的垂直压缩载荷。所述压缩垫片可以是矩形。所述压缩垫片可具有矩形横截面形状、弯曲的横截面形状、三角形横截面形状或梯形横截面形状。所述压缩垫片可包括凸起部分。所述压缩垫片可包括中空部分。压缩垫片可包括多个压缩垫片。

适配器垫的侧向凸缘可由滚柱轴承适配器的竖直肩部垂直地支撑。当将垂直作用力施加于适配器垫的中心部分时，垂直作用力的大约10％至30％可分配至每个适配器垫侧向凸缘。竖直肩部上对垂直载荷的作用可提供至少3000磅的垂直作用力以预压缩弹性体构件。

当将35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件可通过顶板相对于底板偏离中心位置高达0.139英寸的纵向位移提供至少45,000磅/英寸的纵向刚度。适配器垫系统的纵向滞后可小于约1500磅。

当将35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件可通过顶板相对于底板偏离中心位置高达0.234英寸的侧向位移提供至少45,000磅/英寸的侧向刚度。适配器垫系统的侧向位移滞后可小于约6,000磅。

当将35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，适配器垫的顶板、底板和弹性体构件可通过顶板相对于底板偏离中心位置高达41毫弧度的旋转位移提供至少250,000磅*英寸/旋转弧度的转动刚度。扭转滞后可小于约16,000磅*英寸。

适配器垫的顶板、底板和弹性体构件可通过0.05英寸的垂直位移提供至少5,000,000磅/英寸的垂直刚度。垂直位移可以是非线性的并且可以为5,000,000磅/英寸至30,000,000磅/英寸，这取决于硬度计、厚度公差和压缩刚度的非线性的变化。

当将垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件可提供纵向刚度的大约10％范围内的侧向刚度。

当将垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件可在弹性体构件内提供侧向应变，该侧向应变在整个弹性体构件中基本类似。

当将垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件可在弹性体构件内提供纵向应变，该纵向应变在整个弹性体构件中基本类似。

当将垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件可在弹性体构件内提供转动应变，该转动应变在整个弹性体构件中基本类似。

当将垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件可提供如下转动应变，该转动应变小于或等于弹性体构件内任一点上的侧向应变。

适配器垫的组合的顶板、底板和弹性体构件可提供在最大位移条件下不超过120％的剪切应变。

适配器垫的底板的中心部分的厚度可以是非均匀的。底板的中心部分在侧向边缘处的厚度大于中心部分的中心处的厚度。

设置于顶板和底板的中心部分之间的弹性体构件的厚度可以基本均匀。

在另一实施例中，形成适配器垫的方法可包括：提供顶板，顶板具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外突出的第一侧向凸缘和从所述第二上翘侧向部分向外突出的第二侧向凸缘的；提供底板，底板具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外突出的第一侧向凸缘和从所述第二上翘侧向部分向外突出的第二侧向凸缘；将弹性体构件插在所述顶板和所述底板之间，其中，第一外部弹性体构件设置在第一侧向凸缘之间，第二外部弹性体构件设置在第二侧向凸缘之间，并且中心弹性体构件设置在中心部分之间；以及压缩顶板的第一侧向凸缘和底板的第一侧向凸缘使其朝向彼此；和压缩顶板的第二侧向凸缘和底板的第二侧向凸缘使其朝向彼此。

在成型操作完成之后，压缩步骤可使第一和第二侧向凸缘发生形变。该形变可导致外部弹性体构件预加载。压缩步骤可在外部弹性体构件中施加大于3000磅的压缩作用力。压缩步骤可使外部弹性体构件压缩其静态厚度的至少0.02英寸。压缩步骤可使外部弹性体构件被压缩大于该外部弹性体构件的静态厚度的7％。

在另一实施例中，形成适配器垫的方法可包括：提供具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外和向下突出的第一侧向凸缘、和从所述第二上翘侧向部分向外和向下突出的第二侧向凸缘的顶板；提供具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外和向上突出的第一侧向凸缘、和从所述第二上翘侧向部分向外和向上突出的第二侧向凸缘的底板；将弹性体构件插入所述顶板和所述底板之间；以及压缩所述顶板和所述底板使得所述顶板和所述底板的侧向部分基本平行。

所述压缩步骤可使得外部弹性体构件压缩该外部弹性体构件的静态厚度的至少0.02英寸。所述压缩步骤可使得外部弹性体构件压缩大于该外部弹性体构件的静态厚度的7％。

在另一实施例中，形成适配器垫的方法可包括：提供具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外突出的第一侧向凸缘、从所述第二上翘侧向部分向外突出的第二侧向凸缘的顶板；提供具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外突出的第一侧向凸缘、从所述第二上翘侧向部分向外突出的第二侧向凸缘的底板；在所述顶板的第一侧向凸缘和所述底板的第一侧向凸缘之间插入第一外部弹性体部件；将第二外部弹性体构件插入所述顶板的第二侧向凸缘和所述底板的第二侧向凸缘之间；以及将中心弹性体构件插入顶板的中心区域和底板的中心区域之间。

中心弹性体构件的厚度可以小于或等于第一和第二外部弹性体构件的厚度。

在另一实施例中，形成适配器垫的方法可包括提供：具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外突出的第一侧向凸缘、和从所述第二上翘侧向部分向外突出的第二侧向凸缘的顶板；提供具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外突出的第一侧向凸缘和从所述第二上翘侧向部分向外突出的第二侧向凸缘的底板；将第一外部弹性体构件插入所述顶板的第一侧向凸缘和所述底板的第一侧向凸缘之间；将第二外部弹性体构件插入所述顶板的第二侧向凸缘和所述底板的第二侧向凸缘之间；以及将中心弹性体构件插入所述顶板的中心区域和所述底板的中心区域之间；将所述顶板和所述底板的第一和第二侧向凸缘压缩在一起；以及使所述顶板与所述第一外部弹性体构件、所述第二外部弹性体构件和所述中心弹性体构件结合。

所述中心弹性体构件的厚度可小于所述第一和第二外部弹性体构件的厚度。

所述压缩步骤可使得所述外部弹性体构件压缩其静态厚度的至少0.02英寸。所述压缩步骤使得所述外部弹性体构件压缩大于该外部弹性体构件的静态厚度的7％。

在另一实施例中，本文公开了在轨道车侧架轴箱和轨道车轮轴滚柱轴承适配器之间使用的适配器垫系统。侧架轴箱可界定：第一外侧、相对的第二外侧和位于所述第一外侧和所述第二外侧之间的且在所述第一外侧和所述第二外侧之间延伸的轴箱顶板。适配器垫系统可包括轴承适配器，该轴承适配器界定了底表面和顶表面，所述底表面安装于轨道车轮轴滚柱轴承，所述顶表面界定了位于轴箱顶板正上方的侧架的任一侧的从所述顶表面向上突出的相对的第一和第二竖直肩部。所述适配器垫系统可包括配置成与轴承适配器对接的适配器垫，所述适配器垫包括：具有内表面和外表面、中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘和从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘的顶板；具有内表面和外表面、中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘、从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘的底板。

所述顶板和所述底板的中心部分可设置在侧架轴箱的轴箱顶板下方，并且所述顶板和所述底板的第一和第二侧向突出的凸缘可设置在滚柱轴承适配器的竖直肩部之上和侧架轴箱的轴箱顶板的外部并且沿着侧架轴箱的第一和第二外侧。

在另一实施例中，本文公开了配置成位于轨道车转向架的适配器和侧架轴箱顶板之间的适配器垫。该适配器垫可包括：具有内表面和外表面、中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘、从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘的顶板；具有内表面和外表面、中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘、从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘的底板。

所述底板的第一和第二侧向突出凸缘的外表面在垂直方向上可高于所述顶板的中心部分的外表面。

在另一实施例中，形成适配器垫的方法可包括：提供具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外突出的第一侧向凸缘、从所述第二上翘侧向部分向外突出的第二侧向凸缘的顶板；提供具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外突出的第一侧向凸缘、从所述第二上翘侧向部分向外突出的第二侧向凸缘的底板；将第一外部弹性体构件插入所述顶板的第一侧向凸缘和所述底板的第一侧向凸缘之间；将第二外部弹性体构件插入所述顶板的第二侧向凸缘和所述底板的第二侧向凸缘之间；将中心弹性体构件插入所述顶板的中心区域和所述底板的中心区域之间；硫化或固化所述弹性体构件；将第一压缩垫片插入所述第一侧向凸缘；以及将第二压缩垫片插入第二侧向凸缘。在一些实施方式中，所述压缩垫片可以在弹性体的硫化或固化完成之后加入。

在另一实施例中，形成适配器垫的方法可包括：提供具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外突出的第一侧向凸缘、从所述第二上翘侧向部分向外突出的第二侧向凸缘的顶板；提供具有中心部分、从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区、从所述第一上翘侧向部分向外突出的第一侧向凸缘、从所述第二上翘侧向部分向外突出的第二侧向凸缘的底板；将第一外部弹性体构件插入所述顶板的第一侧向凸缘和所述底板的第一侧向凸缘之间；将第二外部弹性体构件插入所述顶板的第二侧向凸缘和所述底板的第二侧向凸缘之间；将中心弹性体构件插入所述顶板的中心区和所述底板的中心区之间；固化所述弹性体构件；将第一压缩垫片插入第一侧向凸缘；将第二压缩垫片插入第二侧向凸缘。插入第一和第二压缩垫片的步骤可在固化所述弹性体构件之后进行。

压缩步骤可将所述外部弹性体构件压缩该外部弹性体构件的静态厚度的至少0.02英寸。所述压缩步骤将所述外部弹性体构件压缩超过该外部弹性体构件的静态厚度的7％。

在另一实施例中，本文公开了在轨道车侧架轴箱和轨道车轮轴滚柱轴承之间使用的适配器垫系统。侧架轴箱可界定第一外侧、相对的第二外侧、和位于所述第一外侧和所述第二外侧之间的并在所述第一外侧和所述第二外侧之间延伸的轴箱顶板。适配器垫系统可包括界定处底面和顶面的轴承适配器，所述底面安装于轨道车轮轴滚柱轴承。适配器垫可配置成与轴承适配器对接并可进一步包括：具有内表面和外表面、中心部分和外部部分的顶板，具有内表面和外表面、中心部分和外部部分的底板以及设置在所述顶板和所述底板的内表面之间并具有中心部分和外部分的弹性体构件。

所述顶板和所述底板的中心部分可设置在侧架轴箱的轴箱顶板之下并且所述顶板和所述底板的外部部分可设置在侧架轴箱的轴箱顶板的外侧。

适配器垫系统可包括连续的顶板。适配器垫系统可包括连续的底板。

所述弹性体构件的外部部分在以位于所述顶板和所述底板的内表面之间中央的平面穿过弹性体构件的外部部分而形成的横截面上的组合表面积可大于5平方英寸。

所述弹性体构件的外部部分在以位于所述顶板和所述底板的内表面之间的中心的平面穿过弹性体构件的外部而形成的横截面上的组合表面积可以是所述弹性体构件的中心部分在以位于所述顶板和所述底板的内表面之间的中央的平面穿过弹性体构件的中心部分的中心而形成的横截面上的表面积的至少10％。

弹性体构件的中心部分可以与弹性体构件的外部部分处于不同的平面。弹性体构件的中心部分可以位于与弹性体构件的外部部分平行的平面。所述外部部分可与所述中心部分在垂直方向上间隔开。

所述顶板可与侧架接合并且所述底板可与滚柱轴承适配器接合。

在另一实施例中，本文公开了在轨道车侧架轴箱和轨道车轮轴滚柱轴承之间使用的适配器垫系统。侧架轴箱可界定第一外侧、相对的第二外侧和位于所述第一外侧和所述第二外侧之间且在所述第一外侧和所述第二外侧之间延伸的轴箱顶板。适配器垫系统可包括界定了底面和顶面的轴承适配器，所述底面安装于轨道车轮轴滚柱轴承。适配器垫系统可包括配置成与轴承适配器相互作用的适配器垫，所述适配器垫包括：具有内表面和外表面、中心部分和外部部分的顶板，具有内表面和外表面、中心部分和外部部分的底板，以及设置在所述顶板和所述底板的内表面之间且具有中心部分和外部部分的弹性体构件。

所述顶板和所述底板的中心部分可设置在侧架轴箱的轴箱顶板之下，并且所述顶板和所述底板的外部可设置在侧架轴箱的轴箱顶板的外侧。

所述顶板和所述底板的外部部分可配置成接受施加于中心部分的垂直作用力的约10％至30％。

所述适配器垫的外部部分可由轴承适配器的竖直肩部支撑。

在另一实施例中，本文公开了配置成设置在轨道车转向架的滚柱轴承和适配器垫之间的滚柱轴承适配器。滚柱轴承适配器可具有轴承表面、适配器冠状表面、纵向中心线和从所述适配器的轴箱冠状表面向上突出的第一和第二竖直肩部。在所述纵向中心线上测得的从轴承表面至适配器的轴箱冠状表面的滚柱轴承适配器的中心部分的厚度可小于0.75英寸。

在纵向中心线上测量的从轴承表面至适配器的轴箱冠状表面的滚柱轴承适配器的厚度可以是大约0.60英寸至0.75英寸。竖直肩部的宽度可以是至少0.5英寸。

滚柱轴承适配器在其纵向中心线上的横截面处可具有围绕位于轮轴的中心轴线之上大约5.2英寸处的侧向轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩大约1.4in⁴或在约1.0in⁴至2.0in⁴的范围内。侧向轴线可距轮轴中心轴线约5.0英寸至5.5英寸。滚柱轴承适配器的纵向中心线上的横截面的围绕位于适配器的中心的垂直轴线的横截面惯性矩可以为大约86.8in⁴或在约50in⁴至约100in⁴的范围内。

参照多个实施例，在上文和附图中公开了本发明。然而，本文公开的内容的目的在于提供与本发明相关的各种不同的特征和概念的实施例，但其并不限定本发明的范围。本文使用的术语和描述仅在于举例说明，无意对本发明进行限定。本领域技术人员会理解的是，可在不背离本发明的范围的条件下对上文所述的实施例进行多种改变和变化。例如，虽然在本文公开的内容中方法的各个步骤按照一定的顺序进行了描述，但是所述方法的各个步骤并不需要按照这一顺序执行，除非另有明确说明。

Claims (20)

1.一种配置成用于三件套转向架的滚柱轴承适配器垫系统，其包括:

配置成接合滚柱轴承的滚柱轴承适配器，所述滚柱轴承适配器包括:

顶面；和

配置成接合滚柱轴承的底面；

其中，在纵向中心线上所测量的滚柱轴承适配器在所述顶面和所述底面之间的厚度小于0.95英寸；

其中，所述滚柱轴承适配器在其纵向中心线的横截面上具有围绕位于轮轴的中心轴线之上约5.9英寸的侧向轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约1.0in⁴至约2.0in⁴；

其中，所述滚柱轴承适配器在其纵向中心线上的横截面上具有围绕位于所述适配器的中心的垂直轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约75in⁴至约125in⁴；以及

配置成接合侧架轴箱顶板的适配器垫，所述适配器垫包括：

顶板；

底板；和

设置在所述顶板和所述底板之间的弹性体构件；

其中，当将35,000磅的垂直载荷施加于所述适配器垫的中心部分时，组合的顶板、底板和弹性体构件通过所述顶板相对于所述底板偏离中心位置高达0.139英寸的纵向位移而提供至少45,000磅/英寸的纵向刚度，通过所述顶板相对于所述底板偏离中心位置高达0.279英寸的侧向位移而提供至少45,000磅/英寸的侧向刚度，通过所述顶板相对于所述底板偏离中心位置高达54.4毫弧度的旋转位移而提供至少250,000磅*英寸/弧度的转动刚度。

2.如权利要求1所述的滚柱轴承适配器垫系统，其中，所述滚柱轴承适配器在其纵向中心线的横截面上具有围绕位于轮轴的中心轴线之上约5.9英寸的侧向轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约1.1in⁴。

3.如权利要求1所述的滚柱轴承适配器垫系统，其中，所述滚柱轴承适配器在其纵向中心线上的横截面处具有围绕位于所述适配器的中心的垂直轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约95in⁴。

4.如权利要求1所述的滚柱轴承适配器垫系统，其中，所述适配器垫具有约7.5英寸至约9.5英寸的总纵向长度，并且，其中，所述适配器垫具有约9英寸至约11英寸的总侧向长度。

5.如权利要求4所述的滚柱轴承适配器垫系统，其中，所述适配器垫具有约8.31英寸的总纵向长度。

6.如权利要求4所述的滚柱轴承适配器垫系统，其中，所述适配器垫具有约10.16英寸的总侧向长度。

7.一种配置成用于三件套转向架的滚柱轴承适配器垫，所述适配器垫包含：

具有中心部分的顶板，从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区，从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘，从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘，所述第一侧向凸缘具有第一侧向边缘，所述第二侧向凸缘具有第二侧向边缘，所述顶板具有第一和第二纵向边缘；

具有中心部分的底板，从所述中心部分的相对边缘向上突出的第一和第二上翘区，从所述第一上翘区向外突出的第一侧向凸缘，从所述第二上翘区向外突出的第二侧向凸缘，所述第一侧向凸缘具有第一侧向边缘，所述第二侧向凸缘具有第二侧向边缘，所述底板具有第一和第二纵向边缘；

设置在所述顶板和所述底板之间的弹性体构件；并且

其中，所述滚柱轴承适配器垫具有约7.5英寸至约9.5英寸的总纵向长度，并且，其中，所述适配器垫具有约9英寸至约11英寸的总侧向长度。

8.如权利要求7所述的滚柱轴承适配器垫，其中，所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘界定了从所述顶板的外表面至所述顶板的内表面的侧视方向上的向内弯曲的或向内成角度的边缘，并且，其中，所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘界定了从所述底板的外表面至所述底板的内表面的侧视方向上的向内弯曲的或向内成角度的边缘，并且，

其中，所述顶板的第一纵向边缘和所述顶板的第二纵向边缘界定了从所述顶板的外表面至所述顶板的内表面的侧视方向上的向内弯曲的或向内成角度的边缘，并且，其中，所述底板的第一纵向边缘和所述底板的第二纵向边缘界定了从所述底板的外表面至所述底板的内表面的侧视方向上的向内弯曲的或向内成角度的边缘。

9.如权利要求7所述的滚柱轴承适配器垫，其中，所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘包括俯视方向上的弯曲部分，并且，其中，所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘包括俯视方向上的弯曲部分；并且

其中，所述顶板的第一侧向边缘和所述顶板的第二侧向边缘包括在顶板的中心部分的中心点上的垂直轴线上测量的俯视方向上的连续半径，并且，其中，所述底板的第一侧向边缘和所述底板的第二侧向边缘包括在底板的中心部分的中心点上的垂直轴线上测量的俯视方向上的连续半径。

10.如权利要求7所述的滚轴轴承适配器垫，其中，组合的顶板、底板和弹性体构件提供至少45,000磅/英寸的纵向刚度，至少45,000磅/英寸的侧向刚度，以及至少250,000磅*英寸/转动弧度的转动刚度。

11.如权利要求7所述的滚柱轴承适配器垫，其中，当将35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，组合的顶板、底板和弹性体构件可通过顶板相对于底板偏离中心位置高达0.139英寸的纵向位移提供至少45,000磅/英寸的纵向刚度。

12.如权利要求7所述的滚柱轴承适配器垫，其中，当将35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，组合的顶板、底板和弹性体构件可通过顶板相对于底板偏离中心位置高达0.279英寸的侧向位移提供至少45,000磅/英寸的侧向刚度。

13.如权利要求7所述的滚柱轴承适配器垫，其中，当将35,000磅的垂直载荷施加于适配器垫的中心部分时，组合的顶板、底板和弹性体构件可通过顶板相对于底板偏离中心位置高达54.4毫弧度的旋转位移提供至少250,000磅*英寸/转动弧度的转动刚度。

14.如权利要求7所述的滚柱轴承适配器垫，其中，所述弹性体构件侧向向外延伸超出所述顶板和所述底板的第一和第二侧向边缘，并且，其中，所述弹性体构件纵向向外延伸超出所述顶板和所述底板的第一和第二纵向边缘。

15.如权利要求7所述的滚柱轴承适配器垫，其中，所述弹性体构件的设置于所述顶板和所述底板的第一和第二侧向凸缘之间的部分的厚度从静态被预压缩。

16.如权利要求7所述的滚柱轴承适配器垫，其中，所述弹性体构件的设置于所述顶板和所述底板的中心部分之间的部分具有基本均匀的厚度。

17.如权利要求16所述的滚柱轴承适配器垫，其中，所述弹性体构件的设置于所述顶板和所述底板的中心部分之间的部分的基本均匀的厚度为约0.21英寸。

18.如权利要求7所述的滚柱轴承适配器垫，其中，所述弹性体构件的位于所述顶板和所述底板的内表面之间居中的横截面平面上的表面积为约60平方英寸至100平方英寸。

19.一种配置成用于具有AAR标准几何形状的三件套转向架的滚柱轴承适配器垫系统，该系统包括:

设置成接合滚柱轴承的滚柱轴承适配器，所述滚柱轴承适配器包括：

冠状顶面；

配置成接合滚柱轴承的底面；

所述滚柱轴承适配器在其纵向中心线的横截面上具有围绕位于轮轴的中心轴线之上约5.9英寸的侧向轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约1.0in⁴至约2.0in⁴；并且

其中，所述滚柱轴承适配器可在其纵向中心线上的横截面处具有围绕位于所述适配器的中心的垂直轴线的横截面惯性矩，该横截面惯性矩为约50in⁴至约100in⁴。

20.如权利要求19所述的滚柱轴承适配器垫系统，其还包括：

接合所述滚柱轴承适配器并且配置成接合侧架轴箱顶板的适配器垫，所述适配器垫包括:

连续的顶板；

连续的底板；以及

设置在所述顶板和所述底板之间的弹性体构件。