Zestawy kołowe dzielą się na zestawy kołowe pojazdów i zestawy kołowe lokomotyw. Zestawy kołowe lokomotyw dzielą się na zestawy kołowe lokomotyw parowych, zestawy kołowe silników spalinowych, zestawy kołowe lokomotyw elektrycznych i zestawy kołowe z osią ruchomą zespołów wielokrotnych, według typów lokomotyw. Zestawy kołowe z ruchomą osią lokomotyw spalinowych, lokomotyw elektrycznych i emu są wyposażone w przekładnie na korpusach osi. Nowoczesne szybkie samochody osobowe i emu wyposażone są w hamulce tarczowe, a tarcze hamulcowe są instalowane na korpusach osi lub kołach.

Zestawy kołowe parowozów dzielą się na zestawy kołowe prowadzące, zestawy kołowe ruchome, zestawy kołowe napędzane i zestawy kołowe węglowo-wodne. Para kół prowadzących znajduje się z przodu lokomotywy i pełni funkcję prowadzenia lokomotywy. Para ruchomych kół pełni rolę przenoszenia mocy lokomotywy. Para kół napędowych napędzana jest bezpośrednio przez tłok cylindra (tłok) poprzez wahacz, a para kół napędowych jest napędzana przez korbowód. W środku pary ruchomych kół znajdują się korby, otwory na sworznie korby i bloki wyważające, a po zmontowaniu korby lewego i prawego koła powinny mieć różnicę faz wynoszącą 90 stopni. Łożyska koła ruchomego i koła prowadzącego znajdują się po wewnętrznej stronie koła. Zestaw kołowy podrzędny i zestaw kołowy węglowo-wodny kształtem przypominają zestawy kołowe pojazdów pasażerskich i towarowych.

Zestawy kołowe można podzielić na zestawy kołowe z łożyskami tocznymi i zestawy kołowe z łożyskami ślizgowymi, w zależności od rodzaju łożysk stosowanych na osiach. Wszystkie wagony pasażerskie kolei chińskiej zostały przyjęte, a liczba wagonów towarowych z zestawami kołowymi z łożyskami tocznymi rośnie z dnia na dzień.

W zależności od różnicy maksymalnego dopuszczalnego nacisku na oś (maksymalnego nacisku statycznego wywieranego przez zestaw kołowy na szynę) zestaw kołowy łożyska ślizgowego wagonu towarowego dzieli się na cztery typy: B, C, D i E oraz wymiary osie i koła każdego rodzaju zestawu kołowego różnią się za wyjątkiem średnicy koła; Istnieją trzy typy zestawów kołowych łożysk tocznych do wagonów pasażerskich i towarowych: RC, RD i RE, a w tym samym zestawie kołowym występują różne długości czopów ze względu na różne modele łożysk tocznych, dlatego do ich rozróżnienia stosuje się następujące liczby, np. RC i RD. Osie są kute z wysokiej jakości stali średniowęglowej w cylindry o różnych średnicach. Ze względu na typ pojazdu można go podzielić na osie lokomotyw oraz osie osobowe i ciężarowe. W zależności od rodzaju łożyska można je podzielić na oś łożyska ślizgowego i oś łożyska tocznego.

① Gniazdo koła, w którym dociskane jest koło, jest jednocześnie częścią o największej średnicy na osi;

(2) czop, część osi współpracująca z łożyskiem;

(3) Korpus osi, część pomiędzy dwoma kołami. Niektóre korpusy osi wagonów osobowych i towarowych stopniowo kurczą się od siedziska koła do środka, a niektóre korpusy osi mają długość cylindryczną. Na korpusach osi montowane są przekładnie lokomotyw spalinowych i lokomotyw elektrycznych oraz tarcze hamulcowe montowane na osiach osi lokomotyw z hamulcami tarczowymi;

(4) Gniazdo płytowe pyłoszczelne, przejście pomiędzy czopem osi a podsiodłem koła na osi wagonów osobowych i towarowych, na którym zamontowana jest płyta pyłoszczelna maźnicy przesuwnej lub przegroda tylna maźnicy tocznej;

⑤ Obroże osi, części na obu końcach osi wagonów osobowych i towarowych, wystające z czopów osi, służą do zapobiegania nadmiernemu przesuwaniu się łożysk ślizgowych na czopach osi, a na osiach łożysk tocznych nie ma kołnierzy osi;

⑥ Tylne ramię czopa i część czopa w pobliżu pyłoszczelnego gniazda płyty są wykonane w kształcie przejścia łukowego, aby uniknąć koncentracji naprężeń spowodowanej nagłą zmianą średnicy.

Obciążenie osi lokomotywy i taboru stale się zmienia, a ponieważ zestaw kołowy ciągle się obraca, w osi powstają zmienne naprężenia. Dlatego należy poprawić granicę trwałości materiału osi. Z tego powodu w procesie produkcyjnym wał wału należy poddać obróbce skrawaniem obrotowym na całej długości, wzmocnić czop i gniazdo koła poprzez walcowanie, a przy osadzenia koła i przejściu łuku wykonać rowek odciążający. (łożysko toczne) tylnego występu czopa. Przez cały okres użytkowania należy przeprowadzać ścisłe wykrywanie wad ultradźwiękowych i elektromagnetycznych.

Osie są zwykle pełne, jednak rozkład naprężeń na oś na przekroju poprzecznym jest nierównomierny i im bliżej powierzchni, tym naprężenia są większe, natomiast w środku naprężenia są bardzo małe. Dlatego możliwe jest zastosowanie osi drążonej zamiast osi pełnej, aby zmniejszyć szkodliwy wpływ masy nieresorowanej na lokomotywy i linie. Chociaż oś drążona jest testowana od wielu lat w kolejach niektórych krajów, nadal jest badana i udoskonalana ze względu na skomplikowany stan naprężeń w użytkowaniu [1].

Koła dociskane są do osi, a odległość pomiędzy dwoma kołami na tej samej osi jest dostosowana do rozstawu kół, tak aby zestaw kołowy mógł toczyć się po szynie.

Część koła stykająca się z szyną, czyli zewnętrzny pierścień koła, nazywana jest obręczą w kole integralnym, a oponą w kole oponowym. Powierzchnia felgi lub opony stykająca się z szyną nazywana jest bieżnikiem, a wypukła część po jednej stronie bieżnika nazywana jest obręczą. Obręcz znajduje się po wewnętrznej stronie szyny, co może zapobiec wykolejeniu się zestawu kołowego i pełnić rolę prowadzącą. Część koła połączona z osią nazywana jest piastą. Piasta i obręcz są połączone szprychami. Szprychy mogą być dyskami ciągłymi, zwanymi szprychami; Może to być również pewna liczba cylindrów rozmieszczonych wzdłuż kierunku promieniowego, zwanych szprychami.

Ze względu na budowę koła można podzielić na dwie kategorie: koła oponowe i koła integralne. Koło oponowe wykonuje się poprzez zamontowanie opony na środku koła metodą montażu na gorąco i włożenie pierścienia ustalającego. Pierścień ustalający może zapobiegać spadnięciu opony, gdy opona i środek koła są luźne, i pełnić rolę ogranicznika bezpieczeństwa. Koło integralne polega na zintegrowaniu opony z obręczą na środku koła. Ponadto niektóre kraje przyjmują również koła z elastycznymi elementami pomiędzy obręczą a środnikiem. Ten rodzaj koła nazywany jest kołem elastycznym i jest zwykle używany tylko w pojazdach kolei podziemnej.

Podczas pracy część stykowa koła z szyną wytrzymuje duży nacisk, a powierzchnia styku powoduje odkształcenie sprężyste i duże naprężenia stykowe. Podczas pracy lewe i prawe koło nieuchronnie toczą się po szynie o różnych średnicach, co powoduje poślizg i zużycie kół; Podczas hamowania bieżnik koła ulega również znacznemu zużyciu przez szczęki hamulcowe i wytwarza się wysoka temperatura.

Wszystko to wymaga, aby materiał bieżnika koła miał wysoką wytrzymałość, twardość, udarność i dobrą odporność na zużycie. Piasta dociśnięta do osi przenosi głównie siłę sprężystą, a szprychy lub szprychy wytrzymują jedynie nacisk i siłę zginania, które wymagają dużej wytrzymałości.

Opona i środek koła opony mogą być wykonane z różnych materiałów, dzięki czemu mogą lepiej spełniać powyższe wymagania. Koło integralne jest gorsze od koła oponowego pod względem odporności na zużycie bieżnika, ale jest lżejsze i tańsze. Co ważniejsze, opona nie będzie się rozluźniać i pękać. Kolej chińska nadal używa kół oponowych w lokomotywach, a we wszystkich pojazdach pasażerskich i towarowych zastosowano zintegrowane koła stalowe.

Nominalną wartością średnicy koła jest średnica toczącego się koła (okrąg utworzony przez przecięcie płaszczyzny równoległej do wewnętrznej strony koła i bieżnika koła). Średnice kół wagonów towarowych, osobowych, silników spalinowych i lokomotyw elektrycznych używanych na kolei chińskiej wynoszą odpowiednio 840 mm, 915 mm, 1050 mm i 1250 mm. Średnica różnych kół lokomotywy parowej różni się w zależności od modelu, a średnica kół ruchomych wynosi zwykle od 1370 do 2000 mm.

Linia konturu utworzona przez obręcz koła i bieżnik na promieniowym odcinku koła. Wybór felgi i kształtu bieżnika wpływa nie tylko na zużycie i żywotność koła, ale także bezpośrednio wpływa na wydajność pokonywania zakrętów oraz jakość jazdy lokomotywy i pojazdu. Obręcz umożliwia niezawodne pokonywanie zakrętów i rozjazdów bez wykolejenia. Bieżnik jest stożkowy, ze zbieżnością 1:10 w pobliżu toczącego się koła.

Przy pokonywaniu zakrętu koło zewnętrzne toczy się po szynie zewnętrznej o większej średnicy w pobliżu obręczy, natomiast koło wewnętrzne toczy się po szynie wewnętrznej o mniejszej średnicy, dzięki czemu z jednej strony zestaw kołowy pełni rolę prowadzącą wraz ze zmianą kierunku linii, a jednocześnie różnica w odległości toczenia pomiędzy kołem wewnętrznym i kołem zewnętrznym może kompensować wpływ różnicy długości szyny wewnętrznej i zewnętrznej.

Jeżeli podczas jazdy po linii prostej zestaw kołowy odchyli się od położenia środkowego na linii, różnica promieni toczenia obu kół spowoduje, że zestaw kołowy przesunie się w kierunku przywrócenia położenia środkowego. Zbieżność zewnętrznej strony koła wynosi 1:5, co może zwiększyć różnicę między promieniami toczenia dwóch kół zestawu kołowego i ułatwić przejazd przez łuk o małym promieniu. Jednak stożkowy bieżnik jest również przyczyną wężowego ruchu lokomotyw i pojazdów i wpływa na jakość jazdy. Zmniejszenie zbieżności bieżnika pomaga w ograniczeniu ruchu myśliwskiego, ale zużycie obręczy koła jest wyraźnie większe, a cykl pracy koła i żywotność koła znacznie się skracają.

Metodę tę stosuje się tylko w niektórych szybkich pociągach pasażerskich. Natomiast profil bieżnika felgi zużywa się szybciej w początkowej fazie eksploatacji, później jest stabilny i zużycie ulega spowolnieniu. Po naprawie obrotowej kształtu nie można utrzymać przez długi czas, a ilość cięcia metalu jest bardzo duża. Dlatego koleje w niektórych krajach przyjęły rodzaj profilu bieżnika kół, który jest bliski stosunkowo stabilnemu stanowi zużycia i nazywany jest także bieżnikiem ściernym. Przyjęcie takiego kształtu może nie tylko zmniejszyć zużycie koła i wydłużyć cykl naprawy obrotowej, ale także zmniejszyć naprężenia stykowe poprzez poprawę stanu styku koło-szyna.