Radsätze werden in Fahrzeugradsätze und Lokomotivradsätze unterteilt. Lokomotivradsätze werden je nach Lokomotivtyp in Dampfmaschinenradsätze, Dieselmotorradsätze, Elektrolokomotivradsätze und bewegliche Achsradsätze von Triebwagen unterteilt. Die beweglichen Achsradsätze von Diesellokomotiven, Elektrolokomotiven und Emus sind mit Getrieben an den Achskörpern ausgestattet. Moderne Hochgeschwindigkeits-Personenkraftwagen und Emus verwenden Scheibenbremsen, und an den Achskörpern oder Rädern sind Bremsscheiben angebracht.

Die Radsätze von Dampflokomotiven werden in Führungsradsätze, Laufradsätze, angetriebene Radsätze und Kohle-Wasser-Radsätze unterteilt. Das Führungsradpaar befindet sich an der Vorderseite der Lokomotive und dient der Lokomotivführung. Das Laufradpaar dient der Übertragung der Lokomotivkraft. Das Antriebsradpaar wird direkt vom Zylinderkolben (Kolben) über die Kipphebel angetrieben, und das Antriebsradpaar wird von der Pleuelstange angetrieben. In der Radmitte des Laufradpaars befinden sich Kurbeln, Kurbelzapfenlöcher und Ausgleichsblöcke, und die Kurbeln der linken und rechten Räder sollten im zusammengebauten Zustand einen Phasenunterschied von 90 Grad aufweisen. Die Lager des Laufrads und des Führungsrads befinden sich auf der Innenseite des Rads. Der Nebenradsatz und der Kohle-Wasser-Radsatz haben eine ähnliche Form wie die Radsätze von Personen- und Güterfahrzeugen.

Radsätze können je nach den für die Achsen geltenden Lagerarten in Wälzlager- und Gleitlager-Radsätze unterteilt werden. Die Personenwagen der chinesischen Eisenbahn wurden alle übernommen, und die Anzahl der Güterwagen mit Wälzlager-Radsätzen steigt von Tag zu Tag.

Je nach den Unterschieden der maximal zulässigen Achslast (dem maximalen statischen Druck, der vom Radsatz auf die Schiene ausgeübt wird) werden Radsätze mit Gleitlagern für Güterwagen in vier Typen unterteilt: B, C, D und E. Die Abmessungen der Achsen und Räder jedes Radsatztyps unterscheiden sich bis auf den Raddurchmesser. Es gibt drei Typen von Radsätzen mit Wälzlagern für Personen- und Güterwagen: RC, RD und RE. Aufgrund der unterschiedlichen Wälzlagermodelle gibt es für denselben Radsatz unterschiedliche Zapfenlängen. Deshalb werden zur Unterscheidung die folgenden Nummern verwendet: RC und RD. Achsen werden aus mittelkohlenstoffhaltigem Qualitätsstahl zu Zylindern mit unterschiedlichen Durchmessern geschmiedet. Je nach Fahrzeugtyp können sie in Lokomotivachsen sowie Personen- und Lastwagenachsen unterteilt werden. Je nach Lagertyp können sie in Gleitlagerachsen und Wälzlagerachsen unterteilt werden.

① Der Radsitz, auf den das Rad gedrückt wird, ist gleichzeitig der Teil mit dem größten Durchmesser auf der Achse.

(2) Zapfen, der Teil der Achse, der mit dem Lager interagiert;

(3) Achskörper, der Teil zwischen den beiden Rädern. Einige Achskörper von Personen- und Güterwagen verjüngen sich vom Radsitz zur Mitte hin allmählich, und einige Achskörper haben eine zylindrische Länge. Die Getriebe von Diesellokomotiven und Elektrolokomotiven sowie die achsmontierten Bremsscheiben von Lokomotivachsen mit Scheibenbremsen sind an den Achskörpern montiert.

(4) Staubdichter Plattensitz, der Übergang zwischen dem Achszapfen und dem Radsitz an der Achse von Personen- und Güterwagen, an dem die staubdichte Platte des Gleitachslagers oder die hintere Trennwand des Rollachslagers angebracht ist;

⑤ Achsmanschetten, die Teile an beiden Enden der Personen- und Güterwagenachsen, die aus den Achszapfen herausragen, dienen dazu, eine übermäßige Bewegung der Gleitlager auf den Achszapfen zu verhindern. An den Wälzlagerachsen gibt es keine Achsmanschetten.

⑥ Die hintere Schulter des Zapfens und der Teil des Zapfens in der Nähe des staubdichten Plattensitzes sind als Bogenübergang ausgebildet, um Spannungskonzentrationen durch plötzliche Durchmesseränderungen zu vermeiden.

Die Belastung der Achsen von Lokomotiven und Schienenfahrzeugen ändert sich ständig, und da sich der Radsatz ständig dreht, entstehen in der Achse Wechselspannungen. Daher muss die Haltbarkeitsgrenze des Achsmaterials verbessert werden. Aus diesem Grund muss die Wellenwelle im Herstellungsprozess durch Rotationsschneiden in voller Länge bearbeitet werden, Zapfen und Radsitze müssen durch Walzen verstärkt werden und am Radsitz und am Bogenübergang (Wälzlager) der hinteren Zapfenschulter muss eine lastreduzierende Nut angebracht werden. Während der gesamten Nutzungsdauer muss eine strenge Ultraschall- und elektromagnetische Fehlererkennung durchgeführt werden.

Achsen sind normalerweise massiv, aber die Verteilung der Achsspannung auf dem Querschnitt ist ungleichmäßig, und je näher an der Oberfläche, desto größer ist die Spannung, während die Spannung in der Mitte sehr gering ist. Daher ist es möglich, Hohlachsen anstelle von Massivachsen zu verwenden, um den schädlichen Einfluss ungefederter Gewichte auf Lokomotiven und Strecken zu verringern. Obwohl die Hohlachse seit vielen Jahren bei den Eisenbahnen einiger Länder erprobt wird, wird sie aufgrund des komplizierten Spannungszustands im Einsatz immer noch untersucht und verbessert [1].

Dabei werden die Räder auf die Achse gepresst und der Abstand zwischen zwei Rädern derselben Achse an die Spurweite angepasst, sodass der Radsatz auf der Schiene rollen kann.

Der Teil des Rades, der mit der Schiene in Kontakt steht, also der äußere Ring des Rades, wird beim Integralrad als Felge und beim Reifenrad als Reifen bezeichnet. Die Oberfläche der Felge oder des Reifens, die mit der Schiene in Kontakt steht, wird als Lauffläche bezeichnet, und der erhabene Teil auf einer Seite der Lauffläche wird als Felge bezeichnet. Die Felge befindet sich auf der Innenseite der Schiene, wodurch sie ein Entgleisen des Radsatzes verhindern und eine Führungsrolle spielen kann. Der Teil des Rades, der mit der Achse verbunden ist, wird als Nabe bezeichnet. Nabe und Felge sind durch Speichen verbunden. Speichen können durchgehende Scheiben sein, die als Speichen bezeichnet werden; es kann sich auch um eine Anzahl von Zylindern handeln, die entlang der radialen Richtung angeordnet sind und als Speichen bezeichnet werden.

Räder können je nach Aufbau in zwei Kategorien unterteilt werden: Reifenräder und Integralräder. Reifenräder werden hergestellt, indem der Reifen im Heißmontageverfahren auf die Radmitte montiert und der Sicherungsring eingesetzt wird. Der Sicherungsring kann verhindern, dass sich der Reifen löst, wenn Reifen und Radmitte locker sind, und dient als Sicherheitsstopp. Integralräder sind Räder, bei denen der Reifen mit der Felge auf der Radmitte integriert ist. Darüber hinaus verwenden einige Länder auch Räder mit elastischen Elementen zwischen Felge und Steg. Diese Art von Rad wird als elastisches Rad bezeichnet und wird normalerweise nur bei U-Bahnfahrzeugen verwendet.

Im Betrieb ist der Kontaktteil des Rades mit der Schiene großem Druck ausgesetzt und die Kontaktfläche erzeugt elastische Verformungen und große Kontaktspannungen. Im Betrieb rollen die linken und rechten Räder zwangsläufig mit unterschiedlichen Durchmessern auf der Schiene, was zu Rutschen und Radverschleiß führt; Beim Bremsen wird die Radlauffläche außerdem durch die Bremsbacken stark abgenutzt und es entsteht eine hohe Temperatur.

All dies erfordert, dass das Material der Radlauffläche eine hohe Festigkeit, Härte, Schlagzähigkeit und gute Verschleißfestigkeit aufweist. Die auf die Achse gepresste Nabe trägt hauptsächlich elastische Kräfte, und die Speichen oder Speichen tragen nur Druck- und Biegekräfte, die eine hohe Zähigkeit erfordern.

Reifen und Radkörper des Reifenrads können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, sodass sie die oben genannten Anforderungen besser erfüllen können. Das Integralrad ist dem Reifenrad in Bezug auf die Laufflächenverschleißfestigkeit unterlegen, ist jedoch leichter und kostengünstiger. Noch wichtiger ist, dass sich der Reifen nicht lockert und reißt. China Railway verwendet bei Lokomotiven immer noch Reifenräder, und alle Personen- und Güterfahrzeuge verwenden Integralräder aus Stahl.

Der Nennwert des Raddurchmessers ist der Durchmesser des Rollkreises (der Kreis, der durch den Schnittpunkt der Ebene parallel zur Innenseite des Rades und der Lauffläche des Rades gebildet wird). Die Raddurchmesser von Güterwagen, Personenwagen, Verbrennungsmotoren und Elektrolokomotiven, die bei der chinesischen Eisenbahn verwendet werden, betragen 840 mm, 915 mm, 1050 mm bzw. 1250 mm. Der Durchmesser der verschiedenen Räder von Dampflokomotiven variiert je nach Modell und der Durchmesser der beweglichen Räder liegt normalerweise zwischen 1370 und 2000 mm.

Die Konturlinie, die durch Felge und Lauffläche auf dem radialen Abschnitt des Rades gebildet wird. Die Wahl der Felgen- und Laufflächenform beeinflusst nicht nur den Verschleiß und die Lebensdauer des Rades, sondern wirkt sich auch direkt auf die Kurvengängigkeit und Laufqualität von Lokomotive und Fahrzeug aus. Die Felge ermöglicht es den Rädern, Kurven und Weichen zuverlässig zu durchfahren, ohne zu entgleisen. Die Lauffläche ist konisch, mit einer Verjüngung von 1:10 in der Nähe des Abrollkreises.

Beim Durchfahren einer Kurve rollt das äußere Rad auf der Außenschiene mit größerem Durchmesser in der Nähe der Felge und das innere Rad auf der Innenschiene mit kleinerem Durchmesser, so dass der Radsatz einerseits eine Führungsrolle bei der Änderung der Gleisrichtung übernimmt und gleichzeitig der Unterschied im Rollabstand zwischen dem inneren Rad und dem äußeren Rad den Einfluss des Längenunterschieds zwischen der Innenschiene und der Außenschiene ausgleichen kann.

Wenn der Radsatz beim Geradeausfahren von seiner Mittelposition abweicht, bewirkt der Unterschied zwischen den Rollradien der beiden Räder, dass sich der Radsatz in die Richtung bewegt, in der er seine Mittelposition wiederherstellt. Die Verjüngung der Außenseite des Rads beträgt 1:5, was den Unterschied zwischen den Rollradien der beiden Räder des Radsatzes vergrößern und das Passieren von Kurven mit kleinem Radius erleichtern kann. Die konische Lauffläche ist jedoch auch die Ursache für die schlangenartige Bewegung von Lokomotiven und Fahrzeugen und beeinträchtigt die Laufqualität. Die Verringerung der Verjüngung der Lauffläche ist hilfreich, um die Schlingbewegung einzuschränken, aber der Verschleiß der Felgen wird offensichtlich verstärkt und der Radzyklus und die Lebensdauer des Rads werden erheblich verkürzt.

Diese Methode wird nur bei einigen Hochgeschwindigkeitszügen verwendet. Andererseits nutzt sich das Laufflächenprofil der Felge in der Anfangsphase des Betriebs schneller ab, stabilisiert sich dann jedoch und der Verschleiß verlangsamt sich. Nach einer Rotationsreparatur kann die Form nicht lange aufrechterhalten werden und die Metallabtragmenge ist sehr groß. Daher haben die Eisenbahnen in einigen Ländern eine Art Laufflächenprofil für Räder übernommen, das dem relativ stabilen Verschleißzustand nahe kommt und auch als Verschleißprofil bezeichnet wird. Die Übernahme dieser Form kann nicht nur den Radverschleiß verringern und den Rotationsreparaturzyklus verlängern, sondern auch die Kontaktspannung verringern, da der Rad-Schiene-Kontaktzustand verbessert wird.