Wielstellen zijn onderverdeeld in voertuigwielstellen en locomotiefwielstellen. Locomotiefwielstellen zijn onderverdeeld in stoommachinewielstellen, dieselmotorwielstellen, elektrische locomotiefwielstellen en bewegende aswielstellen van meerdere eenheden, afhankelijk van het locomotieftype. De bewegende aswielstellen van diesellocomotieven, elektrische locomotieven en emoes zijn uitgerust met overbrengingen op de aslichamen. Moderne hogesnelheidspersonenauto's en emoes gebruiken schijfremmen en remschijven worden op de aslichamen of wielen geïnstalleerd.

De wielstellen van stoomlocomotieven zijn onderverdeeld in geleidewielstellen, bewegende wielstellen, aangedreven wielstellen en kolenwaterwielstellen. Het geleidewielpaar bevindt zich aan de voorzijde van de locomotief en fungeert als locomotiefgeleiding. Het bewegende wielpaar speelt de rol van het overbrengen van locomotiefkracht. Het aandrijfwielpaar wordt rechtstreeks aangedreven door de cilinderzuiger (zuiger) via de tuimelaar, en het aandrijfwielpaar wordt aangedreven door de drijfstang. Er bevinden zich cranks, krukpengaten en balanceerblokken in het midden van het bewegende wielpaar, en de cranks van het linker- en rechterwiel moeten bij montage een faseverschil van 90 graden hebben. De lagers van het bewegende wiel en het geleidewiel bevinden zich aan de binnenkant van het wiel. Het slaafwielstel en het kolenwaterwielstel zijn qua vorm vergelijkbaar met het wielstel van personen- en vrachtvoertuigen.

Wielstellen kunnen worden onderverdeeld in wentelgelagerde wielstellen en glijgelagerde wielstellen, afhankelijk van de lagertypes die van toepassing zijn op de assen. De personenwagens van China Railway zijn allemaal overgenomen en het aantal goederenwagens met wentellagers neemt met de dag toe.

Afhankelijk van het verschil in de maximaal toegestane asbelasting (de maximale statische druk die door het wielstel op de rail wordt uitgeoefend), is het wielstel van het glijlager van een goederenwagen verdeeld in vier typen: B, C, D en E, en de afmetingen van de assen en wielen van elk type wielstel zijn verschillend, behalve de wieldiameter; Er zijn drie soorten wielstellen voor personen- en goederenwagens: RC, RD en RE, en er zijn verschillende taplengtes in hetzelfde wielstel vanwege de verschillende modellen wentellagers. Daarom worden de volgende cijfers gebruikt om ze te onderscheiden, zoals RC en RD. Assen worden gesmeed uit hoogwaardig staal met medium koolstofgehalte tot cilinders met verschillende diameters. Afhankelijk van het voertuigtype kan deze worden onderverdeeld in locomotiefassen en passagiers- en vrachtwagenassen. Afhankelijk van het lagertype kan deze worden onderverdeeld in een glijlageras en een wentellageras.

① De wielzitting, waar het wiel wordt ingedrukt, is tevens het deel met de grootste diameter op de as;

(2) tap, het deel van de as dat in wisselwerking staat met het lager;

(3) Aslichaam, het deel tussen de twee wielen. Sommige aslichamen van personen- en goederenwagens krimpen geleidelijk van de wielzitting naar het midden, en sommige aslichamen zijn cilindrisch van lengte. Op de aslichamen zijn de transmissietandwielen van diesellocomotieven en elektrische locomotieven en de op de as gemonteerde remschijven van locomotiefassen met schijfremmen gemonteerd;

(4) Stofdichte plaatzitting, de overgang tussen de astap en de wielzitting op de as van personen- en goederenwagens, waarop de stofdichte plaat van de glijdende aspot of het achterste schot van de rollende aspot is geïnstalleerd;

⑤ Askragen, de delen aan beide uiteinden van de assen van personen- en goederenwagens die uit de astappen steken, worden gebruikt om te voorkomen dat de glijlagers overmatig op de astappen bewegen, en er zijn geen askragen op de wentellagers;

⑥ De achterste schouder van de astap en het deel van de astap nabij de stofdichte plaatzitting zijn in een boogovergang gemaakt om spanningsconcentratie veroorzaakt door plotselinge verandering van diameter te voorkomen.

De belasting op de as van locomotief en rollend materieel verandert voortdurend en doordat het wielstel blijft draaien ontstaat er wisselspanning in de as. Daarom moet de duurzaamheidslimiet van asmateriaal worden verbeterd. Om deze reden moet tijdens het productieproces de asas worden verwerkt door middel van roterend snijden over de volledige lengte, moeten de astap en de wielzitting worden versterkt door te rollen en moet er een belastingverminderende groef worden aangebracht op de wielzitting en de boogovergang. (wentellager) van de achterste schouder van de astap. Gedurende de gehele gebruiksperiode moet een strikte ultrasone en elektromagnetische foutdetectie worden uitgevoerd.

Assen zijn meestal massief, maar de verdeling van de asspanning over de dwarsdoorsnede is ongelijkmatig, en hoe dichter bij het oppervlak, hoe groter de spanning, terwijl de spanning in het midden erg klein is. Daarom is het mogelijk om holle as te gebruiken in plaats van massieve as om de schadelijke invloed van onafgeveerd gewicht op locomotieven en lijnen te verminderen. Hoewel de holle as al vele jaren wordt uitgeprobeerd bij de spoorwegen van sommige landen, wordt deze nog steeds bestudeerd en verbeterd vanwege de gecompliceerde spanningstoestand die daarbij wordt toegepast [1].

De wielen worden op de as gedrukt en de afstand tussen twee wielen op dezelfde as wordt aangepast aan de spoorbreedte, zodat het wielstel over de rail kan rollen.

Het deel van het wiel dat in contact staat met de rail, dat wil zeggen de buitenring van het wiel, wordt op het integrale wiel de velg en op het bandwiel de band genoemd. Het oppervlak van de velg of band dat in contact komt met de rail wordt loopvlak genoemd, en het verhoogde deel aan één kant van het loopvlak wordt velg genoemd. De velg bevindt zich aan de binnenzijde van de rail, waardoor het wielstel niet kan ontsporen en een geleidende rol kan spelen. Het deel van het wiel dat met de as wordt gecombineerd, wordt de naaf genoemd. Naaf en velg zijn verbonden door spaken. Spaken kunnen doorlopende schijven zijn, spaken genoemd; Het kunnen ook een aantal cilinders zijn die in de radiale richting zijn opgesteld, spaken genoemd.

Volgens de structuur kunnen wielen in twee categorieën worden verdeeld: bandwielen en integrale wielen. Het wiel van de band wordt gemaakt door de band op het midden van het wiel te installeren door middel van een 'hot fitting'-methode en het plaatsen van de borgring. De borgring kan voorkomen dat de band losraakt wanneer de band en het midden van het wiel los zitten, en speelt een rol als veiligheidsstop. Integraal wiel is om de band te integreren met de velg op het midden van het wiel. Bovendien gebruiken sommige landen ook wielen met elastische elementen tussen de velg en het web. Dit soort wiel wordt elastisch wiel genoemd en wordt meestal alleen gebruikt op ondergrondse spoorwegvoertuigen.

Tijdens bedrijf oefent het contactgedeelte van het wiel met de rail grote druk uit en veroorzaakt het contactoppervlak elastische vervorming en grote contactspanning. Tijdens bedrijf rollen de linker- en rechterwielen onvermijdelijk op de rail met verschillende diameters, wat resulteert in glijden en wielslijtage; Bij het remmen wordt het loopvlak van de wielen ook ernstig versleten door de remschoenen, waardoor er hoge temperaturen ontstaan.

Dit alles vereist dat het materiaal van het wielloopvlak een hoge sterkte, hardheid, slagvastheid en goede slijtvastheid moet hebben. De op de as gedrukte naaf draagt ​​hoofdzakelijk elastische kracht, en de spaken of spaken dragen alleen druk- en buigkracht, die een hoge taaiheid vereisen.

De band en het wielmidden van het bandwiel kunnen van verschillende materialen zijn gemaakt, zodat deze beter aan de bovenstaande eisen kunnen voldoen. Het integrale wiel is qua slijtvastheid van het loopvlak inferieur aan het bandwiel, maar is lichter van gewicht en goedkoper. Wat nog belangrijker is, is dat de band niet zal ontspannen en barsten. China Railway gebruikt nog steeds bandenwielen op locomotieven, en alle passagiers- en vrachtvoertuigen hebben integrale stalen wielen gebruikt.

De nominale waarde van de wieldiameter is de diameter van de rolcirkel (de cirkel gevormd door het snijpunt van het vlak evenwijdig aan de binnenkant van het wiel en het loopvlak van het wiel). De wieldiameters van goederenwagens, personenwagens, verbrandingsmotoren en elektrische locomotieven die bij de China Railway worden gebruikt, zijn respectievelijk 840 mm, 915 mm, 1050 mm en 1250 mm. De diameter van de verschillende wielen van de stoomlocomotief varieert afhankelijk van het model, en de diameter van de bewegende wielen ligt gewoonlijk tussen 1370 en 2000 mm.

De contourlijn gevormd door de velg en het loopvlak op het radiale gedeelte van het wiel. De keuze van de velg en de vorm van het loopvlak heeft niet alleen invloed op de slijtage en de levensduur van het wiel, maar heeft ook rechtstreeks invloed op het bochtgedrag en de rijkwaliteit van de locomotief en het voertuig. Dankzij de velg kunnen de wielen betrouwbaar door bochten en wissels rijden zonder te ontsporen. Het loopvlak is conisch, met een tapsheid van 1:10 nabij de rolcirkel.

Bij het passeren van een bocht rolt het buitenwiel op de buitenrail met een grotere diameter dicht bij de velg, en het binnenwiel rolt op de binnenrail met een kleinere diameter, zodat enerzijds het wielstel een sturende rol speelt met de verandering van de lijnrichting, en tegelijkertijd, kan het verschil in rolafstand tussen het binnenwiel en het buitenwiel de invloed compenseren van het verschil in de lengte van de binnenrail en de buitenrail.

Als het wielstel bij het rijden in een rechte lijn afwijkt van zijn middenpositie op de lijn, zal het verschil tussen de rolstralen van de twee wielen ervoor zorgen dat het wielstel beweegt in de richting waarin het zijn middenpositie herstelt. De tapsheid van de buitenzijde van het wiel is 1:5, wat het verschil tussen de rolstralen van de twee wielen van het wielstel kan vergroten en het gemakkelijk kan maken om door de bocht met een kleine straal te gaan. Het conische loopvlak is echter ook de oorzaak van de slangachtige beweging van locomotieven en voertuigen en beïnvloedt de rijkwaliteit. Het verminderen van de tapsheid van het loopvlak is nuttig om de jachtbeweging te beperken, maar de slijtage van de velgen wordt duidelijk verergerd, en de wielcyclus en de levensduur van het wiel worden aanzienlijk verkort.

Deze methode wordt alleen gebruikt op sommige hogesnelheidspassagierstreinen. Aan de andere kant slijt het loopvlakprofiel van de velg sneller in de beginfase van gebruik, en heeft dan de neiging stabiel te zijn en de slijtage vertraagt. Na roterende reparatie kan de vorm lange tijd niet worden gehandhaafd en is de hoeveelheid metaalsnijwerk erg groot. Daarom hebben de spoorwegen in sommige landen een soort wielloopvlakprofiel aangenomen dat de relatief stabiele slijtagetoestand benadert, en dit wordt ook wel slijtageprofiel genoemd. Het aannemen van deze vorm kan niet alleen de slijtage van het wiel verminderen en de roterende reparatiecyclus verlengen, maar ook de contactspanning verminderen vanwege het verbeteren van de contacttoestand tussen wiel en rail.