Колесные пары делятся на колесные пары транспортных средств и колесные пары локомотивов. Колесные пары локомотивов подразделяются на колесные пары паровых двигателей, колесные пары дизельных двигателей, колесные пары электровозов и колесные пары подвижной оси составных частей по типам локомотивов. Колесные пары подвижных осей тепловозов, электровозов и эму оснащены передаточными шестернями на корпусах осей. В современных высокоскоростных легковых автомобилях и эму используются дисковые тормоза, причем тормозные диски устанавливаются на корпусах осей или колесах.

Колесные пары паровозов подразделяются на направляющие, подвижные, ведомые и водоугольные. Пара направляющих колес расположена в передней части локомотива и играет роль направления локомотива. Подвижная колесная пара играет роль передачи мощности локомотива. Ведущая колесная пара приводится в движение непосредственно поршнем цилиндра (поршнем) через коромысло, а ведущая колесная пара приводится во вращение посредством шатуна. В центре колеса движущейся колесной пары имеются шатуны, отверстия для шатунов и балансировочные блоки, а шатуны левого и правого колес должны иметь разность фаз 90 градусов при сборке. Подшипники подвижного колеса и направляющего колеса находятся внутри колеса. Ведомая колесная пара и водоугольная колесная пара по форме аналогичны колесным парам пассажирских и грузовых транспортных средств.

Колесные пары можно разделить на колесные пары с подшипниками качения и колесные пары с подшипниками скольжения в зависимости от типов подшипников, применимых к осям. Все пассажирские вагоны Китайской железной дороги приняты на вооружение, а количество грузовых вагонов с колесными парами на подшипниках качения увеличивается с каждым днем.

По разнице максимально допустимой осевой нагрузки (максимального статического давления, оказываемого колесной парой на рельс) колесные пары подшипников скольжения грузовых вагонов подразделяются на четыре типа: В, С, D и Е, а также по размерам оси и колеса каждого типа колесных пар различны, кроме диаметра колес; Существует три типа колесных пар с подшипниками качения пассажирских и грузовых автомобилей: RC, RD и RE, и в одной и той же колесной паре имеется разная длина цапф из-за разных моделей подшипников качения, поэтому для их различения используются следующие номера, например RC. и РД. Оси выкованы из среднеуглеродистой высококачественной стали в цилиндры разного диаметра. По типам транспортных средств их можно разделить на оси локомотивов, а также оси пассажирских и грузовых автомобилей. В зависимости от типа подшипника его можно разделить на ось с подшипником скольжения и ось с подшипником качения.

① Посадочное место колеса, куда прижимается колесо, также является частью наибольшего диаметра на оси;

(2) шейка, часть оси, которая взаимодействует с подшипником;

(3) Корпус оси, часть между двумя колесами. Некоторые корпуса мостов легковых и грузовых вагонов постепенно сжимаются от посадочного места колеса к центру, а некоторые корпуса мостов имеют цилиндрическую длину. На корпусах осей собраны передачи тепловозов и электровозов и межосевые тормозные диски локомотивных осей с дисковыми тормозами;

(4) Гнездо пылезащитной пластины - переход между осевой цапфой и посадочным местом колеса на оси пассажирских и грузовых вагонов, на котором установлена ​​пылезащитная пластина выдвижной буксы или задняя перегородка прокатной буксы;

⑤ Осевые буртики, детали на обоих концах осей пассажирских и грузовых вагонов, выступающие из осевых шеек, используются для предотвращения чрезмерного перемещения подшипников скольжения на осевых шейках, а на осях подшипников качения отсутствуют осевые буртики;

⑥ Заднее плечо шейки и часть шейки рядом с гнездом пылезащитной пластины выполнены в виде дугового перехода, чтобы избежать концентрации напряжений, вызванной резким изменением диаметра.

Нагрузка на ось локомотива и подвижного состава постоянно меняется, а поскольку колесная пара продолжает вращаться, в оси возникают знакопеременные напряжения. Следовательно, предел прочности материала оси должен быть улучшен. По этой причине в процессе изготовления вал вала должен быть обработан ротационным резанием по всей длине, шейка и посадочное место колеса должны быть усилены прокаткой, а на посадочном месте колеса и дуговом переходе должна быть установлена ​​разгрузочная канавка. (подшипник качения) заднего заплечика шейки. Строгая ультразвуковая и электромагнитная дефектоскопия должна проводиться на протяжении всего периода использования.

Оси обычно цельные, но распределение осевых напряжений по сечению неравномерное, причем чем ближе к поверхности, тем напряжение больше, а в центре напряжение очень мало. Поэтому вместо сплошной оси можно использовать полую ось, чтобы уменьшить вредное влияние неподрессоренной массы на локомотивы и линии. Хотя полая ось уже много лет испытывается на железных дорогах некоторых стран, она все еще изучается и совершенствуется из-за сложного напряженного состояния при использовании [1].

Колеса прижимаются к оси, а расстояние между двумя колесами на одной оси подстраивается под колею, чтобы колесная пара могла катиться по рельсу.

Часть колеса, соприкасающаяся с рельсом, то есть наружное кольцо колеса, на цельном колесе называется ободом, а на шинном колесе - шиной. Поверхность обода или шины, соприкасающаяся с рельсом, называется протектором, а выступающая часть на одной стороне протектора — ободом. Обод расположен на внутренней стороне рельса, что предотвращает сход колесной пары с рельсов и играет направляющую роль. Часть колеса, соединенная с осью, называется ступицей. Ступица и обод соединены спицами. Спицы могут представлять собой сплошные диски, называемые спицами; Это также может быть несколько цилиндров, расположенных в радиальном направлении, называемых спицами.

По конструкции колеса можно разделить на две категории: шинные и цельные. Колесо шины изготавливается путем установки шины на центр колеса методом горячей установки и установки стопорного кольца. Стопорное кольцо может предотвратить снятие шины, когда шина и центр колеса ослаблены, и играет роль стопора безопасности. Интегральное колесо предназначено для объединения шины с ободом в центре колеса. Кроме того, в некоторых странах также применяются колеса с упругими элементами между ободом и полотном. Колесо такого типа называется эластичным колесом и обычно используется только на подземных железнодорожных транспортных средствах.

В процессе эксплуатации контактная часть колеса с рельсом испытывает большое давление, а поверхность контакта вызывает упругую деформацию и большое контактное напряжение. В процессе эксплуатации левое и правое колеса неизбежно катятся по рельсам разного диаметра, что приводит к скольжению и износу колес; При торможении протектор колеса также сильно изнашивается тормозными колодками, образуется высокая температура.

Все это требует, чтобы материал протектора колес обладал высокой прочностью, твердостью, ударной вязкостью и хорошей износостойкостью. Ступица, нажатая на ось, в основном воспринимает упругую силу, а спицы или спицы выдерживают только давление и изгибающую силу, что требует высокой прочности.

Шина и центр колеса могут быть изготовлены из разных материалов, чтобы лучше соответствовать вышеуказанным требованиям. Цельное колесо уступает шинному по износостойкости протектора, но легче по весу и дешевле. Что еще более важно, шина не расслабится и не треснет. Китайские железные дороги до сих пор используют на локомотивах шины с шинами, а во всех пассажирских и грузовых автомобилях используются цельные стальные колеса.

Номинальным значением диаметра колеса является диаметр окружности качения (окружности, образованной пересечением плоскости, параллельной внутренней стороне колеса, и протектора колеса). Диаметры колес грузовых и пассажирских вагонов, двигателей внутреннего сгорания и электровозов, используемых на Китайской железной дороге, составляют 840 мм, 915 мм, 1050 мм и 1250 мм соответственно. Диаметр различных колес паровоза варьируется в зависимости от модели, а диаметр движущихся колес обычно составляет от 1370 до 2000 мм.

Контурная линия, образованная ободом колеса и протектором на радиальном участке колеса. Выбор обода колеса и формы протектора не только влияет на износ и срок службы колеса, но и напрямую влияет на проходимость кривых и качество хода локомотива и транспортного средства. Обод позволяет колесам надежно проходить повороты и повороты, не сходя с рельсов. Протектор конический, с конусностью 1:10 вблизи круга качения.

При прохождении поворота внешнее колесо катится по внешнему рельсу большего диаметра, близкому к ободу, а внутреннее колесо катится по внутреннему рельсу меньшего диаметра, так что, с одной стороны, колесная пара играет направляющую роль. с изменением направления линии и в то же время разница в расстоянии катания между внутренним колесом и внешним колесом может компенсировать влияние разницы в длине внутреннего рельса и внешнего рельса.

При движении по прямой, если колесная пара отклоняется от своего центрального положения на прямой, разница между радиусами качения двух колес заставит колесную пару двигаться в направлении восстановления своего центрального положения. Конус внешней стороны колеса составляет 1:5, что может увеличить разницу между радиусами качения двух колес колесной пары и облегчить прохождение кривой малого радиуса. Однако конический протектор также является причиной змеевидного движения локомотивов и транспортных средств и влияет на качество хода. Уменьшение конусности протектора помогает ограничить колебательное движение, но износ обода колеса, очевидно, усугубляется, а цикл и срок службы колеса значительно сокращаются.

Этот метод используется только на некоторых высокоскоростных пассажирских поездах. С другой стороны, профиль протектора обода колеса изнашивается быстрее на начальном этапе эксплуатации, а затем становится стабильным и износ замедляется. После ротационного ремонта форма не может сохраняться длительное время, а объем резки металла очень велик. Поэтому на железных дорогах в некоторых странах принят профиль протектора колес, близкий к относительно стабильному состоянию износа, который также называется протектором износа. Принятие этой формы может не только уменьшить износ колеса и продлить цикл ремонта, но также уменьшить контактное напряжение за счет улучшения состояния контакта колеса с рельсом.