تنقسم مجموعات العجلات إلى مجموعات عجلات مركبة ومجموعات عجلات قاطرة. تنقسم مجموعات عجلات القاطرة إلى مجموعات عجلات محرك بخاري، ومجموعات عجلات محرك ديزل، ومجموعات عجلات قاطرة كهربائية، ومجموعات عجلات محورية متحركة من وحدات متعددة وفقًا لأنواع القاطرات. تم تجهيز مجموعات عجلات المحور المتحرك لقاطرات الديزل والقاطرات الكهربائية والإيمو بتروس نقل على أجسام المحور. تعتمد سيارات الركاب الحديثة عالية السرعة وسيارات الإيمو على فرامل قرصية، ويتم تثبيت أقراص الفرامل على أجسام المحور أو العجلات.

تنقسم مجموعات عجلات القاطرات البخارية إلى مجموعات عجلات توجيهية، ومجموعات عجلات متحركة، ومجموعات عجلات مدفوعة، ومجموعات عجلات تعمل بالفحم. يقع زوج عجلة التوجيه في مقدمة القاطرة ويلعب دور توجيه القاطرة. يلعب زوج العجلة المتحركة دور نقل قوة القاطرة. يتم تشغيل زوج عجلة القيادة مباشرة بواسطة مكبس الأسطوانة (المكبس) من خلال الروك، ويتم تشغيل زوج عجلة القيادة بواسطة قضيب التوصيل. توجد كرنك وفتحات دبوس الكرنك وكتل موازنة في مركز العجلة لزوج العجلة المتحركة، ويجب أن يكون لكرنك العجلات اليمنى واليسرى فرق طور قدره 90 درجة عند تجميعها. توجد محامل العجلة المتحركة وعجلة التوجيه داخل العجلة. تتشابه مجموعة عجلات الرقيق ومجموعة عجلات الفحم والماء في الشكل مع مجموعة عجلات سيارات الركاب والشحن.

يمكن تقسيم مجموعات العجلات إلى مجموعات عجلات ذات محامل دوارة ومجموعات عجلات ذات محامل منزلقة وفقًا لأنواع المحامل المطبقة على المحاور. تم اعتماد جميع سيارات الركاب التابعة للسكك الحديدية الصينية، ويتزايد عدد سيارات الشحن ذات العجلات المتدحرجة يومًا بعد يوم.

وفقًا للاختلاف في الحد الأقصى المسموح به لحمل المحور (الحد الأقصى للضغط الساكن الذي تمارسه مجموعة العجلات على السكة)، يتم تقسيم مجموعة عجلات المحمل المنزلق لعربة الشحن إلى أربعة أنواع: B وC وD وE، وأبعاد تختلف المحاور والعجلات من كل نوع من أنواع العجلات باستثناء قطر العجلة؛ هناك ثلاثة أنواع من مجموعات العجلات المحامل لسيارات الركاب والشحن: RC وRD وRE، وتوجد أطوال مجلة مختلفة في نفس مجموعة العجلات بسبب اختلاف نماذج المحامل الدوارة، لذلك يتم استخدام الأرقام التالية للتمييز بينها، مثل RC و أ.رد. يتم تصنيع المحاور من فولاذ متوسط ​​الكربون عالي الجودة إلى أسطوانات بأقطار مختلفة. وفقًا لأنواع المركبات، يمكن تقسيمها إلى محاور قاطرة ومحاور للركاب والشاحنات. وفقًا لنوع المحمل، يمكن تقسيمه إلى محور محمل منزلق ومحور محمل متدحرج.

① مقعد العجلة، حيث يتم الضغط على العجلة، هو أيضًا الجزء ذو القطر الأكبر على المحور؛

(2) المجلة، جزء المحور الذي يتفاعل مع المحمل؛

(3) جسم المحور، الجزء الموجود بين العجلتين. تتقلص بعض أجسام المحور لسيارات الركاب والشحن تدريجيًا من مقعد العجلة إلى المركز، وبعض أجسام المحور تكون أسطوانية الطول. يتم تجميع تروس نقل قاطرات الديزل والقاطرات الكهربائية وأقراص الفرامل المثبتة على المحور لمحاور القاطرات مع فرامل قرصية على أجسام المحور؛

(4) مقعد لوحة مقاوم للغبار، وهو الانتقال بين مجلة المحور ومقعد العجلة على محور سيارات الركاب والشحن، حيث يتم تثبيت اللوحة المقاومة للغبار لصندوق المحور المنزلق أو الحاجز الخلفي لصندوق المحور المتداول؛

⑤ يتم استخدام أطواق المحور، الأجزاء الموجودة على طرفي محاور سيارات الركاب والشحن التي تبرز من مخازن المحور، لمنع المحامل المنزلقة من التحرك بشكل مفرط على مخازن المحور، ولا توجد أطواق محورية على محاور المحامل المتداول؛

⑥ تم تحويل الكتف الخلفي للمجلة وجزء المجلة بالقرب من مقعد اللوحة المقاومة للغبار إلى انتقال قوسي لتجنب تركيز الضغط الناتج عن التغيير المفاجئ للقطر.

يتغير الحمل على محور القاطرة والمقطورة باستمرار، ولأن مجموعة العجلات تستمر في الدوران، يتم توليد ضغط متناوب في المحور. لذلك، يجب تحسين حد متانة مادة المحور. لهذا السبب، في عملية التصنيع، يجب معالجة عمود العمود عن طريق القطع الدوار الكامل، ويجب تقوية المجلة ومقعد العجلة عن طريق التدحرج، ويجب ضبط أخدود تقليل الحمل على مقعد العجلة والانتقال القوسي (المحمل المتداول) للكتف الخلفي للمجلة. يجب إجراء الكشف الصارم عن الخلل بالموجات فوق الصوتية والكهرومغناطيسية طوال فترة الاستخدام.

المحاور عادة ما تكون صلبة، ولكن توزيع إجهاد المحور على المقطع العرضي يكون غير متساو، وكلما اقتربت من السطح كلما زاد الضغط، بينما الضغط في المركز يكون صغيراً جداً. لذلك، من الممكن استخدام المحور المجوف بدلاً من المحور الصلب لتقليل التأثير الضار للوزن غير المعلق على القاطرات والخطوط. على الرغم من أن المحور المجوف تمت تجربته لسنوات عديدة في السكك الحديدية في بعض البلدان، إلا أنه لا يزال قيد الدراسة والتحسين بسبب حالة الضغط المعقدة المستخدمة [1].

يتم ضغط العجلات على المحور، ويتم تكييف المسافة بين عجلتين على نفس المحور مع المقياس، بحيث يمكن لمجموعة العجلات أن تدور على السكة.

يُطلق على جزء العجلة الملامس للسكة، أي الحلقة الخارجية للعجلة، اسم الحافة الموجودة على العجلة المتكاملة والإطار الموجود على عجلة الإطار. يُطلق على سطح الحافة أو الإطار الذي يتلامس مع السكة اسم المداس، ويسمى الجزء المرتفع على جانب واحد من المداس الحافة. تقع الحافة على الجانب الداخلي من السكة، مما يمنع مجموعة العجلات من الخروج عن المسار ولعب دور إرشادي. يسمى جزء العجلة الذي يتم دمجه مع المحور بالمحور. يتم توصيل المحور والحافة بواسطة المتحدث. يمكن أن يكون المتحدث عبارة عن أقراص متواصلة، تسمى المتحدث؛ ويمكن أيضًا أن يكون عبارة عن عدد من الأسطوانات مرتبة على طول الاتجاه الشعاعي، تسمى المتحدث.

وفقا للهيكل، يمكن تقسيم العجلات إلى فئتين: عجلات الإطارات والعجلات المتكاملة. يتم تصنيع عجلة الإطار عن طريق تثبيت الإطار على مركز العجلة بطريقة التركيب الساخن وإدخال حلقة التثبيت. يمكن أن تمنع حلقة التثبيت الإطار من الخروج عندما يكون الإطار ومركز العجلة مفكوكين، وتلعب دور توقف الأمان. العجلة المتكاملة هي دمج الإطار مع الحافة الموجودة في مركز العجلة. بالإضافة إلى ذلك، تعتمد بعض البلدان أيضًا عجلات ذات عناصر مرنة بين الحافة والنسيج. يُسمى هذا النوع من العجلات بالعجلة المرنة، والتي تُستخدم عادةً فقط في مركبات السكك الحديدية تحت الأرض.

أثناء التشغيل، يتحمل الجزء الملامس للعجلة مع السكة ضغطًا كبيرًا وينتج سطح التلامس تشوهًا مرنًا وضغط تلامس كبير. أثناء التشغيل، تتدحرج العجلات اليسرى واليمنى حتمًا على السكة بأقطار مختلفة، مما يؤدي إلى الانزلاق وتآكل العجلات؛ عند الكبح، يتم أيضًا تآكل مداس العجلة بشدة بواسطة أحذية الفرامل، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة.

كل هذا يتطلب أن تكون مادة مداس العجلة ذات قوة عالية وصلابة ومتانة تأثير ومقاومة جيدة للتآكل. يتحمل المحور المضغوط على المحور بشكل أساسي قوة مرنة، ويتحمل المتحدث أو المتحدث فقط الضغط وقوة الانحناء، الأمر الذي يتطلب صلابة عالية.

يمكن تصنيع الإطار ومركز العجلة لعجلة الإطار من مواد مختلفة، لذلك يمكن أن يلبي المتطلبات المذكورة أعلاه بشكل أفضل. تعتبر العجلة المدمجة أقل شأنا من عجلة الإطارات من حيث مقاومة تآكل المداس، ولكنها أخف وزنا وأقل تكلفة. والأهم من ذلك، أن الإطار لن يرتخي ويتشقق. لا تزال السكك الحديدية الصينية تستخدم عجلات الإطارات في القاطرات، وتستخدم جميع مركبات الركاب والبضائع عجلات فولاذية متكاملة.

القيمة الاسمية لقطر العجلة هي قطر الدائرة المتدحرجة (الدائرة التي تتكون من تقاطع المستوى الموازي للجانب الداخلي للعجلة ومداس العجلة). أقطار عجلات سيارات الشحن وسيارات الركاب ومحركات الاحتراق الداخلي والقاطرات الكهربائية المستخدمة في السكك الحديدية الصينية هي 840 مم، 915 مم، 1050 مم و1250 مم على التوالي. يختلف قطر العجلات المختلفة للقاطرة البخارية باختلاف الموديل، ويتراوح قطر العجلات المتحركة عادة بين 1370 و2000 ملم.

الخط الكنتوري الذي يتكون من حافة العجلة والمداس على القسم الشعاعي للعجلة. لا يؤثر اختيار حافة العجلة وشكل المداس على تآكل العجلة وعمر الخدمة فحسب، بل يؤثر أيضًا بشكل مباشر على أداء تمرير المنحنى وجودة تشغيل القاطرة والمركبة. تتيح الحافة للعجلات المرور عبر المنحنيات والمنعطفات بشكل موثوق دون الخروج عن المسار. المداس مخروطي الشكل، مع استدقاق بنسبة 1:10 بالقرب من الدائرة المتدحرجة.

عند المرور عبر منحنى، تدور العجلة الخارجية على السكة الخارجية بقطر أكبر بالقرب من الحافة، وتتدحرج العجلة الداخلية على السكة الداخلية بقطر أصغر، بحيث تلعب مجموعة العجلات دورًا توجيهيًا من ناحية مع تغيير اتجاه الخط، وفي الوقت نفسه، يمكن للفرق في مسافة التدحرج بين العجلة الداخلية والعجلة الخارجية أن يعوض عن تأثير الاختلاف في طول السكة الداخلية والسكة الخارجية.

عند الجري في خط مستقيم، إذا انحرفت مجموعة العجلات عن موضعها المركزي على الخط، فإن الفرق بين نصف قطر دوران العجلتين سيجعل مجموعة العجلات تتحرك في اتجاه استعادة موضعها المركزي. إن استدقاق الجانب الخارجي للعجلة هو 1:5، مما يمكن أن يزيد الفرق بين نصف قطر التدحرج لعجلتي مجموعة العجلات ويجعل من السهل المرور عبر منحنى نصف القطر الصغير. ومع ذلك، فإن المداس المخروطي هو أيضًا أصل الحركة الشبيهة بالثعبان للقاطرات والمركبات ويؤثر على جودة الجري. إن تقليل استدقاق المداس مفيد في تقييد حركة الصيد، ولكن من الواضح أن تآكل حافة العجلة يتفاقم، كما يتم تقصير دورة العجلة وعمر خدمة العجلة إلى حد كبير.

تُستخدم هذه الطريقة فقط في بعض قطارات الركاب عالية السرعة. من ناحية أخرى، فإن شكل مداس جنط العجلة يتآكل بشكل أسرع في المرحلة الأولى من التشغيل، ومن ثم يميل إلى الاستقرار ويتباطأ التآكل. بعد الإصلاح الدوار، لا يمكن الحفاظ على الشكل لفترة طويلة، وكمية القطع المعدنية كبيرة جدًا. لذلك، اعتمدت السكك الحديدية في بعض البلدان نوعًا من مداس العجلة وهو قريب من حالة التآكل المستقرة نسبيًا، ويسمى أيضًا مداس التآكل. إن اعتماد هذا الشكل لا يؤدي فقط إلى تقليل تآكل العجلة وإطالة دورة الإصلاح الدوارة، ولكن أيضًا يقلل من إجهاد التلامس بسبب تحسين حالة تلامس حاجز العجلة.