휠셋은 차량용 휠셋과 기관차 휠셋으로 구분됩니다. 기관차 윤축은 기관차 유형에 따라 증기 기관 윤축, 디젤 엔진 윤축, 전기 기관차 윤축 및 여러 장치의 이동 차축 윤축으로 구분됩니다. 디젤 기관차, 전기 기관차 및 에뮤의 이동 차축 윤축 세트에는 차축 본체에 변속기 기어가 장착되어 있습니다. 현대의 고속 승용차와 에뮤는 디스크 브레이크를 채택하고 있으며, 브레이크 디스크는 차축 본체나 바퀴에 설치되어 있습니다.

증기기관차의 윤축은 가이드 윤축, 이동 윤축, 구동 윤축, 석탄수 윤축으로 구분됩니다. 가이드 휠 쌍은 기관차 앞쪽에 위치하며 기관차 안내 역할을 합니다. 움직이는 바퀴 쌍은 기관차 동력을 전달하는 역할을 합니다. 동륜쌍은 로커를 거쳐 실린더 피스톤(피스톤)에 의해 직접 구동되고, 동륜쌍은 커넥팅 로드에 의해 구동된다. 무빙 휠 페어의 휠 중앙에는 크랭크와 크랭크 핀 홀, 밸런싱 블록이 있으며, 조립 시 좌우 휠의 크랭크는 90도 위상차를 가져야 합니다. 이동 휠과 가이드 휠의 베어링은 휠 내부에 있습니다. 노예 윤축과 석탄-물 윤축은 여객 및 화물 차량의 윤축과 모양이 유사합니다.

휠셋은 차축에 적용할 수 있는 베어링 종류에 따라 롤링 베어링 휠셋과 슬라이딩 베어링 휠셋으로 구분됩니다. 중국철도의 객차는 모두 채택되었으며 구름베어링 윤축을 갖춘 화물차의 수는 나날이 증가하고 있습니다.

최대 허용 축중(레일에 휠셋이 가하는 최대 정압)의 차이에 따라 화물차 슬라이딩 베어링의 휠셋은 B, C, D, E의 네 가지 유형으로 구분되며 치수는 각 유형의 윤축의 차축과 바퀴는 바퀴 직경을 제외하고 다릅니다. 승용차 및 화물차 롤링 베어링 휠셋에는 RC, RD, RE의 세 가지 유형이 있으며, 롤링 베어링의 모델이 다르기 때문에 동일한 휠셋에서도 저널 길이가 다르기 때문에 RC와 같이 구별하기 위해 다음 숫자를 사용합니다. 그리고 RD. 차축은 중간 탄소 고품질 강철로 다양한 직경의 실린더로 단조됩니다. 차량 유형에 따라 기관차 축과 승객 및 트럭 축으로 나눌 수 있습니다. 베어링 유형에 따라 슬라이딩 베어링 액슬과 롤링 베어링 액슬로 나눌 수 있습니다.

① 휠이 눌려지는 휠시트는 액슬에서 직경이 가장 큰 부분이기도 합니다.

(2) 저널, 베어링과 상호 작용하는 축 부분;

(3) 차축 본체, 두 바퀴 사이의 부분. 승용차 및 화물차의 일부 차축 본체는 휠 시트에서 중앙으로 점차 줄어들고 일부 차축 본체의 길이는 원통형입니다. 디젤 기관차와 전기 기관차의 변속기 기어와 디스크 브레이크가 있는 기관차 차축의 차축 장착 브레이크 디스크가 차축 본체에 조립됩니다.

(4) 방진 플레이트 시트, 슬라이딩 액슬 박스의 방진 플레이트 또는 롤링 액슬 박스의 후방 배플이 설치된 승용차 및 화물차 액슬의 휠 시트와 액슬 저널 사이의 전환;

⑤ 액슬 칼라(액슬 칼라)는 객차 및 화물차 액슬 양단의 부품으로 액슬 저널에서 돌출되어 있으며 슬라이딩 베어링이 액슬 저널에서 과도하게 움직이는 것을 방지하는 데 사용되며 롤링 베어링 액슬에는 액슬 칼라가 없습니다.

⑥ 저널의 뒷부분 숄더와 저널의 방진판 안착 부분을 아크 천이로 만들어 급격한 직경 변화에 따른 응력 집중을 방지합니다.

기관차와 철도 차량의 축에 가해지는 하중은 지속적으로 변하며, 윤축이 계속 회전하기 때문에 축에 교번 응력이 발생합니다. 따라서 축재의 내구성 한계를 개선해야 한다. 이러한 이유로 제조 과정에서 샤프트 샤프트는 전체 길이 회전 절단으로 가공해야하며 저널과 휠 시트는 롤링으로 강화되어야하며 휠 시트와 아크 전환에 하중 감소 홈을 설정해야합니다. 저널 백 숄더의 (롤링 베어링). 사용 기간 내내 엄격한 초음파 및 전자기 결함 탐지를 수행해야 합니다.

차축은 일반적으로 단단하지만 단면의 차축 응력 분포가 고르지 않으며 표면에 가까울수록 응력이 커지는 반면 중앙의 응력은 매우 작습니다. 따라서 솔리드 액슬 대신 중공 액슬을 사용하여 기관차와 라인에 스프링 하중량이 미치는 유해한 영향을 줄이는 것이 가능합니다. 중공 차축은 일부 국가의 철도에서 수년 동안 시도되었지만 사용 중 복잡한 응력 상태로 인해 여전히 연구 및 개선되고 있습니다[1].

바퀴가 축에 눌려져 동일한 축에 있는 두 바퀴 사이의 거리가 게이지에 맞춰져 바퀴 세트가 레일 위에서 굴러갈 수 있습니다.

레일과 접촉하는 바퀴 부분, 즉 바퀴의 바깥쪽 링을 일체형 바퀴에서는 림, 타이어 바퀴에서는 타이어라고 합니다. 레일과 접촉하는 림이나 타이어의 표면을 트레드(tread)라고 하고, 트레드 한쪽의 돌출된 부분을 림(rim)이라고 합니다. 림은 레일의 안쪽에 위치하여 휠셋의 탈선을 방지하고 안내 역할을 할 수 있습니다. 축과 결합되는 바퀴 부분을 허브라고 합니다. 허브와 림은 스포크로 연결됩니다. 스포크는 스포크라고 불리는 연속 디스크일 수 있습니다. 또한 스포크라고 불리는 방사형 방향을 따라 배열된 여러 개의 실린더일 수도 있습니다.

구조에 따라 바퀴는 타이어 바퀴와 일체형 바퀴의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 타이어 휠은 핫 피팅 방식으로 휠 센터에 타이어를 장착하고 리테이닝 링을 삽입하여 제작됩니다. 리테이닝 링은 타이어와 휠 센터가 느슨해졌을 때 타이어가 빠지는 것을 방지하고 안전 정지 역할을 합니다. 일체형 휠은 휠 센터의 림과 타이어를 일체화하는 것입니다. 또한 일부 국가에서는 림과 웹 사이에 탄성 요소가 있는 바퀴를 채택하기도 합니다. 이런 종류의 바퀴를 탄성바퀴라고 하며, 보통 지하철 차량에만 사용됩니다.

작동 시 휠과 레일의 접촉 부분은 큰 압력을 받고 접촉 표면은 탄성 변형과 큰 접촉 응력을 생성합니다. 작동 중에 왼쪽과 오른쪽 바퀴는 필연적으로 직경이 다른 레일에서 굴러가며 미끄러짐과 바퀴 마모가 발생합니다. 제동 시 휠 트레드도 브레이크 슈에 의해 심하게 마모되어 고온이 발생합니다.

이 모든 것은 휠 트레드의 재료가 높은 강도, 경도, 충격 인성 및 우수한 내마모성을 가져야 함을 요구합니다. 축에 눌려진 허브는 주로 탄성력을 견디고 스포크 또는 스포크는 압력과 굽힘력만 견디므로 높은 인성이 필요합니다.

타이어 휠의 타이어와 휠 중심은 다양한 재질로 만들 수 있으므로 위의 요구 사항을 더 잘 충족할 수 있습니다. 일체형 휠은 타이어 휠에 비해 트레드 내마모성이 떨어지지만 무게가 가볍고 가격이 저렴합니다. 더 중요한 것은 타이어가 이완되거나 갈라지지 않는다는 것입니다. 중국 철도는 여전히 기관차에 타이어 바퀴를 사용하고 있으며 모든 승객 및 화물 차량은 일체형 강철 바퀴를 사용하고 있습니다.

휠 직경의 공칭 값은 롤링 원(휠 내부에 평행한 평면과 휠 트레드의 교차점에 의해 형성된 원)의 직경입니다. 중국 철도에서 사용되는 화물차, 승용차, 내연 기관 및 전기 기관차의 바퀴 직경은 각각 840mm, 915mm, 1050mm 및 1250mm입니다. 증기기관차의 다양한 바퀴의 직경은 모델에 따라 다르며, 움직이는 바퀴의 직경은 일반적으로 1370~2000mm입니다.

휠의 반경 방향 단면에서 휠 림과 트레드에 의해 형성되는 등고선입니다. 휠 림과 트레드 모양의 선택은 휠의 마모와 수명에 영향을 미칠 뿐만 아니라 기관차와 차량의 곡선 통과 성능과 주행 품질에도 직접적인 영향을 미칩니다. 림을 사용하면 바퀴가 탈선하지 않고 안정적으로 곡선과 회전을 통과할 수 있습니다. 트레드는 회전 원 근처에 1:10의 테이퍼가 있는 원뿔형입니다.

커브를 통과할 때 외부 바퀴는 림에 가까운 직경이 큰 외부 레일에서 구르고, 내부 휠은 직경이 작은 내부 레일에서 구르므로 한편으로는 휠셋이 안내 역할을 합니다. 선 방향의 변화와 동시에 내부 휠과 외부 휠 사이의 롤링 거리의 차이는 내부 레일과 외부 레일의 길이 차이의 영향을 보상할 수 있습니다.

직선으로 주행할 때 휠셋이 라인의 중앙 위치에서 벗어나면 두 바퀴의 회전 반경 차이로 인해 휠셋이 중앙 위치를 복원하는 방향으로 이동하게 됩니다. 휠 바깥쪽의 테이퍼는 1:5로 휠셋의 두 바퀴의 구름 반경 차이를 증가시키고 작은 반경 곡선을 쉽게 통과할 수 있습니다. 그러나 원추형 트레드는 기관차와 차량의 뱀과 같은 움직임의 근원이기도 하며 주행 품질에 영향을 미칩니다. 트레드의 테이퍼를 줄이는 것은 헌팅 동작을 억제하는 데 도움이 되지만 휠 림 마모가 명백히 악화되고 휠 사이클과 휠 수명이 크게 단축됩니다.

이 방법은 일부 고속 여객 열차에만 사용됩니다. 반면, 휠 림의 트레드 프로파일은 작동 초기에 더 빠르게 마모되다가 이후 안정되는 경향이 있으며 마모가 느려지는 경향이 있습니다. 회전수리 후 장기간 형상유지가 불가능하고 금속절단량이 매우 크다. 따라서 일부 국가의 철도에서는 상대적으로 안정적인 마모 상태에 가까운 일종의 휠 트레드 프로필을 채택했으며 이를 마모 트레드라고도 합니다. 이러한 형상을 채택하면 휠 마모를 줄이고 회전 수리 주기를 연장할 수 있을 뿐만 아니라 휠-레일 접촉 상태를 개선하여 접촉 응력을 줄일 수 있습니다.