Οι τροχοί χωρίζονται σε σετ τροχών οχημάτων και σε σετ τροχών ατμομηχανών. Τα σετ τροχών ατμομηχανών χωρίζονται σε σετ τροχών ατμομηχανών, σετ τροχών κινητήρων ντίζελ, σετ τροχών ηλεκτρικών ατμομηχανών και σετ τροχών κινητήρων αξόνων πολλαπλών μονάδων σύμφωνα με τους τύπους ατμομηχανών. Οι τροχοί κινητήρων αξόνων των ντιζελομηχανών, των ηλεκτρικών ατμομηχανών και των emus είναι εξοπλισμένοι με γρανάζια μετάδοσης στα αμαξώματα των αξόνων. Τα σύγχρονα επιβατικά αυτοκίνητα υψηλής ταχύτητας και τα emus υιοθετούν δισκόφρενα και οι δίσκοι φρένων εγκαθίστανται στα σώματα ή στους τροχούς του άξονα.

Τα σετ τροχών των ατμομηχανών χωρίζονται σε σετ τροχών οδηγών, σε κινούμενα τροχοφόρα, σετ τροχών με κίνηση και σε σετ τροχών από άνθρακα-νερού. Το ζεύγος οδηγών τροχών βρίσκεται στο μπροστινό μέρος της ατμομηχανής και παίζει το ρόλο της καθοδήγησης της ατμομηχανής. Το κινούμενο ζεύγος τροχών παίζει το ρόλο της μετάδοσης της ισχύος της ατμομηχανής. Το ζεύγος κινητήριων τροχών οδηγείται απευθείας από το έμβολο του κυλίνδρου (έμβολο) μέσω του βραχίονα, και το ζεύγος κινητήριων τροχών οδηγείται από τη μπιέλα. Υπάρχουν στρόφαλοι, τρύπες πείρων στροφάλου και μπλοκ εξισορρόπησης στο κέντρο των τροχών του κινούμενου ζεύγους τροχών και οι στρόφαλοι του αριστερού και του δεξιού τροχού θα πρέπει να έχουν διαφορά φάσης 90 μοιρών όταν συναρμολογούνται. Τα ρουλεμάν του κινούμενου τροχού και του τροχού οδήγησης βρίσκονται στο εσωτερικό του τροχού. Το σετ τροχών slave και το σύνολο τροχών άνθρακα-νερού είναι παρόμοιο σε σχήμα με το σετ τροχών των επιβατικών και εμπορευματικών οχημάτων.

Τα σετ τροχών μπορούν να χωριστούν σε σετ τροχών με ρουλεμάν κύλισης και σε σετ τροχών με ρουλεμάν ολίσθησης σύμφωνα με τους τύπους ρουλεμάν που ισχύουν για τους άξονες. Τα επιβατικά αυτοκίνητα του China Railway έχουν όλα υιοθετηθεί και ο αριθμός των εμπορευματικών βαγονιών με τροχούς ρουλεμάν αυξάνεται μέρα με τη μέρα.

Σύμφωνα με τη διαφορά του μέγιστου επιτρεπόμενου φορτίου άξονα (η μέγιστη στατική πίεση που ασκεί το σετ τροχών στη σιδηροτροχιά), το τροχό του ρουλεμάν συρόμενου θαλάμου φορτίου χωρίζεται σε τέσσερις τύπους: B, C, D και E, και οι διαστάσεις του οι άξονες και οι τροχοί κάθε τύπου τροχοφόρου είναι διαφορετικοί εκτός από τη διάμετρο του τροχού. Υπάρχουν τρεις τύποι τροχών ρουλεμάν επιβατηγών και εμπορευματικών οχημάτων: RC, RD και RE, και υπάρχουν διαφορετικά μήκη ημερολογίου στο ίδιο σετ τροχών λόγω διαφορετικών μοντέλων ρουλεμάν κύλισης, επομένως οι ακόλουθοι αριθμοί χρησιμοποιούνται για τη διάκρισή τους, όπως RC και RD. Οι άξονες είναι σφυρηλατημένοι από χάλυβα μεσαίου άνθρακα υψηλής ποιότητας σε κυλίνδρους με διαφορετικές διαμέτρους. Ανάλογα με τους τύπους οχημάτων, μπορεί να χωριστεί σε άξονες ατμομηχανής και σε άξονες επιβατών και φορτηγών. Ανάλογα με τον τύπο ρουλεμάν, μπορεί να χωριστεί σε άξονα ρουλεμάν ολίσθησης και άξονα ρουλεμάν κύλισης.

① Το κάθισμα τροχού, όπου πιέζεται ο τροχός, είναι επίσης το τμήμα με τη μεγαλύτερη διάμετρο στον άξονα.

(2) ημερολόγιο, το τμήμα του άξονα που αλληλεπιδρά με το ρουλεμάν.

(3) Σώμα άξονα, το τμήμα μεταξύ των δύο τροχών. Ορισμένα σώματα αξόνων επιβατηγών και εμπορευματικών οχημάτων συρρικνώνονται σταδιακά από το κάθισμα του τροχού στο κέντρο και ορισμένα σώματα αξόνων έχουν κυλινδρικό μήκος. Τα γρανάζια μετάδοσης κίνησης των κινητήρων ντίζελ και των ηλεκτρικών μηχανών και οι δίσκοι πέδησης των αξόνων ατμομηχανών με δισκόφρενα συναρμολογούνται στον άξονα.

(4) Αδιάβροχο πλάκα κάθισμα, η μετάβαση μεταξύ του γεμιστήρα άξονα και του καθίσματος τροχού στον άξονα επιβατηγών και εμπορευματικών βαγονιών, πάνω στο οποίο είναι εγκατεστημένη η πλάκα προστασίας από τη σκόνη του συρόμενου κιβωτίου άξονα ή το πίσω διάφραγμα του κυλιόμενου άξονα.

⑤ Τα κολάρα αξόνων, τα μέρη και στα δύο άκρα των αξόνων επιβατικών και φορτηγών οχημάτων που προεξέχουν από τους στροφείς αξόνων, χρησιμοποιούνται για την αποφυγή υπερβολικής κίνησης των ρουλεμάν ολίσθησης στους στροφείς αξόνων και δεν υπάρχουν κολάρα αξόνων στους άξονες των ρουλεμάν κύλισης.

⑥ Ο πίσω ώμος του ημερολογίου και το τμήμα του ημερολογίου κοντά στο αδιάβροχο κάθισμα της πλάκας μετατρέπονται σε ένα τόξο για να αποφευχθεί η συγκέντρωση πίεσης που προκαλείται από ξαφνική αλλαγή διαμέτρου.

Το φορτίο στον άξονα της ατμομηχανής και του τροχαίου υλικού αλλάζει συνεχώς και επειδή το σετ τροχών συνεχίζει να περιστρέφεται, δημιουργείται εναλλασσόμενη τάση στον άξονα. Επομένως, το όριο αντοχής του υλικού του άξονα πρέπει να βελτιωθεί. Για το λόγο αυτό, στη διαδικασία κατασκευής, ο άξονας του άξονα πρέπει να υποβληθεί σε επεξεργασία με περιστροφική κοπή πλήρους μήκους, το στροφείο και το κάθισμα του τροχού θα πρέπει να ενισχυθούν με κύλιση και μια αυλάκωση μείωσης του φορτίου πρέπει να τοποθετηθεί στο κάθισμα του τροχού και στη μετάβαση τόξου (ρουλεμάν κύλισης) του ημερολογίου πίσω ώμου. Θα πρέπει να πραγματοποιείται αυστηρή ανίχνευση υπερήχων και ηλεκτρομαγνητικών ελαττωμάτων καθ' όλη την περίοδο χρήσης.

Οι άξονες είναι συνήθως συμπαγείς, αλλά η κατανομή της τάσης του άξονα στη διατομή είναι άνιση και όσο πιο κοντά στην επιφάνεια, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση, ενώ η τάση στο κέντρο είναι πολύ μικρή. Επομένως, είναι δυνατό να χρησιμοποιηθεί κοίλος άξονας αντί για συμπαγής άξονας για να μειωθεί η επιβλαβής επίδραση του μη αναρτημένου βάρους στις ατμομηχανές και τις γραμμές. Αν και ο κοίλος άξονας έχει δοκιμαστεί για πολλά χρόνια σε σιδηροδρόμους ορισμένων χωρών, εξακολουθεί να μελετάται και να βελτιώνεται λόγω της περίπλοκης κατάστασης καταπόνησης κατά τη χρήση [1].

Οι τροχοί πιέζονται στον άξονα και η απόσταση μεταξύ δύο τροχών στον ίδιο άξονα προσαρμόζεται στο μετρητή, έτσι ώστε το σετ τροχών να μπορεί να κυλήσει στη ράγα.

Το τμήμα του τροχού που έρχεται σε επαφή με τη ράγα, δηλαδή ο εξωτερικός δακτύλιος του τροχού, ονομάζεται χείλος στον ενσωματωμένο τροχό και ελαστικό στον τροχό του ελαστικού. Η επιφάνεια του χείλους ή του ελαστικού που έρχεται σε επαφή με τη ράγα ονομάζεται πέλμα και το ανυψωμένο τμήμα στη μία πλευρά του πέλματος ονομάζεται χείλος. Η στεφάνη βρίσκεται στην εσωτερική πλευρά της ράγας, η οποία μπορεί να αποτρέψει τον εκτροχιασμό του τροχού και να παίξει καθοδηγητικό ρόλο. Το τμήμα του τροχού που συνδυάζεται με τον άξονα ονομάζεται πλήμνη. Η πλήμνη και το χείλος συνδέονται με ακτίνες. Οι ακτίνες μπορεί να είναι συνεχείς δίσκοι, που ονομάζονται ακτίνες. Μπορεί επίσης να είναι ένας αριθμός κυλίνδρων διατεταγμένων κατά μήκος της ακτινικής κατεύθυνσης, που ονομάζονται ακτίνες.

Σύμφωνα με τη δομή, οι τροχοί μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: τροχούς ελαστικών και τροχούς ενσωματωμένους. Ο τροχός του ελαστικού κατασκευάζεται με την τοποθέτηση του ελαστικού στο κέντρο του τροχού με τη μέθοδο της θερμής τοποθέτησης και την εισαγωγή του δακτυλίου συγκράτησης. Ο δακτύλιος συγκράτησης μπορεί να αποτρέψει το να ξεκολλήσει το ελαστικό όταν το ελαστικό και το κέντρο του τροχού είναι χαλαρά και να παίξει έναν ρόλο ακινητοποίησης ασφαλείας. Ο ενσωματωμένος τροχός είναι η ενσωμάτωση του ελαστικού με τη ζάντα στο κέντρο του τροχού. Επιπλέον, ορισμένες χώρες υιοθετούν επίσης τροχούς με ελαστικά στοιχεία μεταξύ του χείλους και του ιστού. Αυτό το είδος τροχού ονομάζεται ελαστικός τροχός, ο οποίος χρησιμοποιείται συνήθως μόνο σε υπόγεια σιδηροδρομικά οχήματα.

Κατά τη λειτουργία, το τμήμα επαφής του τροχού με τη ράγα φέρει μεγάλη πίεση και η επιφάνεια επαφής παράγει ελαστική παραμόρφωση και μεγάλη τάση επαφής. Κατά τη λειτουργία, ο αριστερός και ο δεξιός τροχός κυλούν αναπόφευκτα στη ράγα με διαφορετικές διαμέτρους, με αποτέλεσμα την ολίσθηση και τη φθορά των τροχών. Κατά το φρενάρισμα, το πέλμα του τροχού φθείρεται επίσης πολύ από τα παπούτσια των φρένων και δημιουργείται υψηλή θερμοκρασία.

Όλα αυτά απαιτούν ότι το υλικό του πέλματος του τροχού πρέπει να έχει υψηλή αντοχή, σκληρότητα, αντοχή σε κρούση και καλή αντοχή στη φθορά. Η πλήμνη που πιέζεται στον άξονα φέρει κυρίως ελαστική δύναμη και οι ακτίνες ή οι ακτίνες φέρουν μόνο πίεση και δύναμη κάμψης, που απαιτούν υψηλή σκληρότητα.

Το κέντρο του ελαστικού και του τροχού του τροχού του ελαστικού μπορεί να είναι κατασκευασμένο από διαφορετικά υλικά, ώστε να μπορεί να ανταποκρίνεται καλύτερα στις παραπάνω απαιτήσεις. Ο ενσωματωμένος τροχός είναι κατώτερος από τον τροχό του ελαστικού σε αντίσταση στη φθορά του πέλματος, αλλά είναι ελαφρύτερος σε βάρος και λιγότερο ακριβός. Το πιο σημαντικό, το ελαστικό δεν θα χαλαρώσει και δεν θα σπάσει. Ο σιδηρόδρομος της Κίνας εξακολουθεί να χρησιμοποιεί τροχούς ελαστικών στις ατμομηχανές και όλα τα επιβατικά και φορτηγά οχήματα έχουν χρησιμοποιήσει ενσωματωμένους τροχούς από χάλυβα.

Η ονομαστική τιμή της διαμέτρου του τροχού είναι η διάμετρος του κυλιόμενου κύκλου (ο κύκλος που σχηματίζεται από την τομή του επιπέδου παράλληλου προς την εσωτερική πλευρά του τροχού και το πέλμα του τροχού). Οι διάμετροι τροχών των φορτηγών αυτοκινήτων, των επιβατικών αυτοκινήτων, των κινητήρων εσωτερικής καύσης και των ηλεκτρικών ατμομηχανών που χρησιμοποιούνται στους σιδηροδρόμους της Κίνας είναι 840 mm, 915 mm, 1050 mm και 1250 mm αντίστοιχα. Η διάμετρος των διαφόρων τροχών της ατμομηχανής ποικίλλει ανάλογα με το μοντέλο και η διάμετρος των κινούμενων τροχών είναι συνήθως μεταξύ 1370 και 2000 mm.

Η γραμμή περιγράμματος που σχηματίζεται από το χείλος του τροχού και το πέλμα στο ακτινωτό τμήμα του τροχού. Η επιλογή της στεφάνης του τροχού και του σχήματος του πέλματος δεν επηρεάζει μόνο τη φθορά και τη διάρκεια ζωής του τροχού, αλλά επηρεάζει επίσης άμεσα την απόδοση διέλευσης καμπύλης και την ποιότητα λειτουργίας της ατμομηχανής και του οχήματος. Το χείλος επιτρέπει στους τροχούς να περνούν μέσα από καμπύλες και στροφές αξιόπιστα χωρίς να εκτροχιάζονται. Το πέλμα είναι κωνικό, με κωνικότητα 1:10 κοντά στον κυλιόμενο κύκλο.

Όταν διέρχεται από μια καμπύλη, ο εξωτερικός τροχός κυλά στην εξωτερική ράγα με μεγαλύτερη διάμετρο κοντά στο χείλος και ο εσωτερικός τροχός κυλάει στην εσωτερική ράγα με μικρότερη διάμετρο, έτσι ώστε αφενός το σετ τροχών να παίζει καθοδηγητικό ρόλο με την αλλαγή της κατεύθυνσης της γραμμής, και ταυτόχρονα, η διαφορά στην απόσταση κύλισης μεταξύ του εσωτερικού τροχού και του εξωτερικού τροχού μπορεί να αντισταθμίσει την επίδραση της διαφοράς στο μήκος της εσωτερικής ράγας και της εξωτερικής ράγας.

Όταν τρέχετε σε ευθεία γραμμή, εάν το σετ τροχών αποκλίνει από την κεντρική του θέση στη γραμμή, η διαφορά μεταξύ των ακτίνων κύλισης των δύο τροχών θα κάνει το σετ τροχών να κινηθεί προς την κατεύθυνση της αποκατάστασης της κεντρικής του θέσης. Η κωνικότητα της εξωτερικής πλευράς του τροχού είναι 1:5, γεγονός που μπορεί να αυξήσει τη διαφορά μεταξύ των ακτίνων κύλισης των δύο τροχών του τροχού και να διευκολύνει τη διέλευση από την καμπύλη μικρής ακτίνας. Ωστόσο, το κωνικό πέλμα είναι επίσης η ρίζα της κίνησης που μοιάζει με φίδι των μηχανών και των οχημάτων και επηρεάζει την ποιότητα λειτουργίας. Η μείωση της κωνικότητας του πέλματος είναι χρήσιμη για τον περιορισμό της κυνηγετικής κίνησης, αλλά η φθορά της στεφάνης του τροχού επιδεινώνεται προφανώς και ο κύκλος του τροχού και η διάρκεια ζωής του τροχού μειώνονται σημαντικά.

Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται μόνο σε ορισμένα επιβατικά τρένα υψηλής ταχύτητας. Από την άλλη πλευρά, το προφίλ του πέλματος της ζάντας του τροχού φθείρεται πιο γρήγορα στο αρχικό στάδιο της λειτουργίας και στη συνέχεια τείνει να είναι σταθερό και η φθορά επιβραδύνεται. Μετά την περιστροφική επισκευή, το σχήμα δεν μπορεί να διατηρηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα και η ποσότητα κοπής μετάλλου είναι πολύ μεγάλη. Ως εκ τούτου, οι σιδηρόδρομοι σε ορισμένες χώρες έχουν υιοθετήσει ένα είδος προφίλ πέλματος τροχού που είναι κοντά στη σχετικά σταθερή κατάσταση φθοράς, και ονομάζεται επίσης πέλμα φθοράς. Η υιοθέτηση αυτού του σχήματος μπορεί όχι μόνο να μειώσει τη φθορά του τροχού και να παρατείνει τον κύκλο επισκευής της περιστροφής, αλλά και να μειώσει την πίεση επαφής λόγω της βελτίωσης της κατάστασης επαφής τροχού-ράγας.