Los juegos de ruedas se dividen en juegos de ruedas para vehículos y juegos de ruedas para locomotoras. Los juegos de ruedas de locomotoras se dividen en juegos de ruedas de máquinas de vapor, juegos de ruedas de motores diesel, juegos de ruedas de locomotoras eléctricas y juegos de ruedas de ejes móviles de múltiples unidades según el tipo de locomotora. Los ejes rodantes móviles de las locomotoras diésel, eléctricas y emúes están equipados con engranajes de transmisión en los cuerpos del eje. Los turismos modernos de alta velocidad y los emúes utilizan frenos de disco, y los discos de freno se instalan en los cuerpos de los ejes o en las ruedas.

Los juegos de ruedas de las locomotoras de vapor se dividen en juegos de ruedas guía, juegos de ruedas móviles, juegos de ruedas motrices y juegos de ruedas de carbón y agua. El par de ruedas guía se encuentra en la parte delantera de la locomotora y desempeña la función de guiar la locomotora. El par de ruedas en movimiento desempeña la función de transmitir la fuerza locomotora. El par de ruedas motrices es impulsado directamente por el pistón del cilindro (pistón) a través del balancín, y el par de ruedas motrices es impulsado por la biela. Hay manivelas, orificios para pasadores de manivela y bloques de equilibrio en el centro de la rueda del par de ruedas móviles, y las manivelas de las ruedas izquierda y derecha deben tener una diferencia de fase de 90 grados cuando se ensamblan. Los cojinetes de la rueda móvil y de la rueda guía se encuentran en el interior de la rueda. El juego de ruedas esclavo y el juego de ruedas de carbón-agua tienen una forma similar a los juegos de ruedas de vehículos de pasajeros y de carga.

Los juegos de ruedas se pueden dividir en juegos de ruedas con rodamientos y juegos de ruedas con cojinetes deslizantes según los tipos de rodamientos aplicables a los ejes. Se han adoptado todos los vagones de pasajeros de China Railway y el número de vagones de carga con juegos de ruedas con rodamientos aumenta día a día.

Según la diferencia de la carga máxima permitida por eje (la presión estática máxima ejercida por el juego de ruedas sobre el riel), el juego de ruedas de cojinete deslizante de vagón de carga se divide en cuatro tipos: B, C, D y E, y las dimensiones del los ejes y ruedas de cada tipo de juego de ruedas son diferentes excepto el diámetro de la rueda; Hay tres tipos de juegos de ruedas con rodamientos para vehículos de pasajeros y de carga: RC, RD y RE, y hay diferentes longitudes de muñón en el mismo juego de ruedas debido a los diferentes modelos de rodamientos, por lo que se utilizan los siguientes números para distinguirlos, como RC y RD. Los ejes están forjados en acero de alta calidad con contenido medio de carbono en cilindros con diferentes diámetros. Según el tipo de vehículo, se puede dividir en ejes de locomotoras y ejes de pasajeros y camiones. Según el tipo de rodamiento, se puede dividir en eje con rodamiento deslizante y eje con rodamiento.

① El asiento de la rueda, donde se presiona la rueda, es también la parte de mayor diámetro del eje;

(2) muñón, la parte del eje que interactúa con el rodamiento;

(3) Cuerpo del eje, la parte entre las dos ruedas. Algunos cuerpos de eje de vagones de pasajeros y de carga se encogen gradualmente desde el asiento de la rueda hacia el centro, y algunos cuerpos de eje tienen una longitud cilíndrica. En los cuerpos de los ejes se montan los engranajes de transmisión de las locomotoras diésel y eléctricas y los discos de freno montados en los ejes de las locomotoras con frenos de disco;

(4) Asiento de placa a prueba de polvo, la transición entre el muñón del eje y el asiento de rueda en el eje de los vagones de pasajeros y de carga, en el que se instala la placa a prueba de polvo de la caja de grasa deslizante o el deflector trasero de la caja de grasa rodante;

⑤ Los collarines de eje, las partes en ambos extremos de los ejes de los vehículos de pasajeros y de carga que sobresalen de los muñones del eje, se utilizan para evitar que los cojinetes deslizantes se muevan excesivamente en los muñones del eje, y no hay collares de eje en los ejes con rodamientos;

⑥ El hombro posterior del muñón y la parte del muñón cerca del asiento de la placa a prueba de polvo están formados en una transición de arco para evitar la concentración de tensión causada por un cambio repentino de diámetro.

La carga sobre el eje de la locomotora y el material rodante cambia constantemente y, debido a que el juego de ruedas sigue girando, se genera tensión alterna en el eje. Por lo tanto, se debe mejorar el límite de durabilidad del material del eje. Por esta razón, en el proceso de fabricación, el eje del eje debe procesarse mediante corte giratorio de longitud completa, el muñón y el asiento de la rueda deben reforzarse mediante laminación y se debe colocar una ranura reductora de carga en el asiento de la rueda y en la transición del arco. (rodamiento) del hombro trasero del muñón. Se debe realizar una estricta detección de defectos ultrasónicos y electromagnéticos durante todo el período de uso.

Los ejes suelen ser macizos, pero la distribución de la tensión del eje en la sección transversal es desigual y cuanto más cerca de la superficie, mayor es la tensión, mientras que la tensión en el centro es muy pequeña. Por lo tanto, es posible utilizar un eje hueco en lugar de un eje macizo para reducir la influencia nociva del peso no suspendido en locomotoras y líneas. Aunque el eje hueco se ha probado durante muchos años en los ferrocarriles de algunos países, todavía se está estudiando y mejorando debido al complicado estado de tensión durante su uso [1].

Las ruedas se presionan sobre el eje y la distancia entre dos ruedas del mismo eje se adapta al ancho de vía, de modo que el juego de ruedas pueda rodar sobre el carril.

La parte de la rueda que está en contacto con el riel, es decir, el aro exterior de la rueda, se llama llanta en la rueda integral y neumático en la rueda de neumático. La superficie de la llanta o neumático que hace contacto con el riel se llama banda de rodadura y la parte elevada en un lado de la banda de rodadura se llama llanta. La llanta está ubicada en el lado interior del riel, lo que puede evitar que el juego de ruedas descarrile y desempeña un papel de guía. La parte de la rueda que se combina con el eje se llama buje. El cubo y la llanta están conectados por radios. Los radios pueden ser discos continuos, llamados radios; También puede tratarse de una serie de cilindros dispuestos en dirección radial, llamados radios.

Según la estructura, las ruedas se pueden dividir en dos categorías: ruedas de neumáticos y ruedas integrales. La rueda del neumático se fabrica instalando el neumático en el centro de la rueda mediante el método de ajuste en caliente e insertando el anillo de retención. El anillo de retención puede evitar que el neumático se salga cuando el neumático y el centro de la rueda están flojos y desempeña un papel de parada de seguridad. La rueda integral consiste en integrar el neumático con la llanta en el centro de la rueda. Además, algunos países también adoptan ruedas con elementos elásticos entre la llanta y el alma. Este tipo de rueda se llama rueda elástica y normalmente sólo se utiliza en vehículos ferroviarios subterráneos.

En funcionamiento, la parte de contacto de la rueda con el carril soporta una gran presión y la superficie de contacto produce una deformación elástica y una gran tensión de contacto. Durante el funcionamiento, las ruedas izquierda y derecha inevitablemente ruedan sobre rieles con diferentes diámetros, lo que provoca deslizamiento y desgaste de las ruedas; Al frenar, las zapatas de freno también desgastan mucho la banda de rodadura de las ruedas y se genera alta temperatura.

Todo esto requiere que el material de la banda de rodadura de la rueda tenga alta resistencia, dureza, tenacidad al impacto y buena resistencia al desgaste. El cubo presionado sobre el eje soporta principalmente fuerza elástica, y los radios o radios solo soportan presión y fuerza de flexión, lo que requiere una gran tenacidad.

El neumático y el centro de la rueda del neumático pueden estar hechos de diferentes materiales, por lo que pueden cumplir mejor con los requisitos anteriores. La rueda integral es inferior a la rueda de neumático en cuanto a resistencia al desgaste de la banda de rodadura, pero es más ligera y menos costosa. Más importante aún, el neumático no se relajará ni se agrietará. China Railway todavía utiliza ruedas de neumáticos en las locomotoras, y todos los vehículos de pasajeros y de carga han utilizado ruedas integrales de acero.

El valor nominal del diámetro de la rueda es el diámetro del círculo de rodadura (el círculo formado por la intersección del plano paralelo al lado interior de la rueda y la banda de rodadura de la rueda). Los diámetros de las ruedas de los vagones de mercancías, turismos, motores de combustión interna y locomotoras eléctricas utilizados en China Railway son 840 mm, 915 mm, 1050 mm y 1250 mm respectivamente. El diámetro de las distintas ruedas de una locomotora de vapor varía según el modelo, y el diámetro de las ruedas móviles suele estar entre 1370 y 2000 mm.

La línea de contorno formada por la llanta y la banda de rodadura en la sección radial de la rueda. La elección de la llanta y la forma de la banda de rodadura no sólo afecta el desgaste y la vida útil de la rueda, sino que también afecta directamente el rendimiento en curvas y la calidad de marcha de la locomotora y el vehículo. La llanta permite que las ruedas pasen por curvas y desvíos de forma fiable sin descarrilarse. La banda de rodadura es cónica, con una inclinación de 1:10 cerca del círculo de rodadura.

Al pasar por una curva, la rueda exterior rueda sobre el carril exterior de mayor diámetro cerca de la llanta, y la rueda interior rueda sobre el carril interior de menor diámetro, de modo que, por un lado, el juego de ruedas desempeña un papel de guía. con el cambio de dirección de la línea, y al mismo tiempo, la diferencia en la distancia de rodadura entre la rueda interior y la rueda exterior puede compensar la influencia de la diferencia en la longitud del carril interior y el carril exterior.

Al correr en línea recta, si el juego de ruedas se desvía de su posición central en la línea, la diferencia entre los radios de rodadura de las dos ruedas hará que el juego de ruedas se mueva en la dirección de restaurar su posición central. La conicidad del lado exterior de la rueda es de 1:5, lo que puede aumentar la diferencia entre los radios de rodadura de las dos ruedas del juego de ruedas y facilitar el paso por la curva de radio pequeño. Sin embargo, la banda de rodadura cónica también es la causa del movimiento serpenteante de locomotoras y vehículos y afecta a la calidad de marcha. Reducir la conicidad de la banda de rodadura es útil para restringir el movimiento de oscilación, pero el desgaste de la llanta obviamente se agrava y el ciclo y la vida útil de la rueda se acortan considerablemente.

Este método sólo se utiliza en algunos trenes de pasajeros de alta velocidad. Por otro lado, el perfil de la banda de rodadura de la llanta se desgasta más rápidamente en la etapa inicial de funcionamiento, y luego tiende a ser estable y el desgaste se ralentiza. Después de la reparación rotativa, la forma no se puede mantener durante mucho tiempo y la cantidad de corte de metal es muy grande. Por lo tanto, los ferrocarriles en algunos países han adoptado un tipo de perfil de banda de rodadura que está cerca del estado de desgaste relativamente estable, y también se llama banda de rodadura de desgaste. La adopción de esta forma no sólo puede reducir el desgaste de la rueda y prolongar el ciclo de reparación rotativa, sino también reducir la tensión de contacto debido a la mejora del estado de contacto rueda-carril.