Kolesne dvojice delimo na kolesne dvojice vozil in kolesne dvojice lokomotiv. Kolesne dvojice lokomotiv se glede na vrste lokomotiv delijo na kolesne dvojice parnih motorjev, kolesne dvojice dizelskih motorjev, kolesne dvojice električnih lokomotiv in kolesne dvojice gibljivih osi. Kolesne dvojice gibljivih osi dizelskih lokomotiv, električnih lokomotiv in emujev so opremljene s prenosnimi zobniki na osnih telesih. Sodobni osebni avtomobili za visoke hitrosti in emuji uporabljajo kolutne zavore, zavorni koluti pa so nameščeni na ohišjih osi ali kolesih.

Kolesne dvojice parnih lokomotiv se delijo na vodilne kolesne dvojice, gibljive kolesne dvojice, gnane kolesne dvojice in kolesne dvojice na premog-vodo. Vodilni kolesni par se nahaja na sprednjem delu lokomotive in ima vlogo usmerjanja lokomotive. Premični kolesni par ima vlogo prenosa moči lokomotive. Pogonski kolesni par poganja neposredno bat cilindra (bat) skozi zibalnik, pogonski kolesni par pa poganja ojnica. V središču kolesa premikajočega se kolesnega para so gonilke, luknje za zatiče gonilke in bloki za uravnoteženje, gonilke levega in desnega kolesa pa morajo imeti 90-stopinjsko fazno razliko, ko so sestavljene. Ležaji gibljivega kolesa in vodilnega kolesa so na notranji strani kolesa. Podrejena kolesna dvojica in kolesna dvojica premog-voda sta po obliki podobni kolesni dvojici osebnih in tovornih vozil.

Kolesne dvojice lahko razdelimo na kolesne dvojice z kotalnimi ležaji in kolesne dvojice z drsnimi ležaji glede na vrste ležajev, ki se uporabljajo za osi. Vsi osebni vagoni kitajske železnice so bili sprejeti, število tovornih vagonov s kolesnimi dvojicami kotalnih ležajev pa se iz dneva v dan povečuje.

Glede na razliko največje dovoljene osne obremenitve (največji statični pritisk kolesne dvojice na tirnico) je kolesna dvojica drsnega ležaja tovornega vagona razdeljena na štiri tipe: B, C, D in E, dimenzije pa osi in kolesa vsake vrste kolesne dvojice se razlikujejo, razen premera kolesa; Obstajajo tri vrste kolesnih dvojic z kotalnimi ležaji za potniške in tovorne avtomobile: RC, RD in RE, zaradi različnih modelov kotalnih ležajev pa so v isti kolesni dvojici različne dolžine ležajev, zato se za njihovo razlikovanje uporabljajo naslednje številke, na primer RC in RD. Osi so kovane iz srednje ogljikovega visokokakovostnega jekla v valje različnih premerov. Glede na tipe vozil ga lahko razdelimo na osi lokomotiv ter osi za potnike in tovornjake. Glede na vrsto ležaja ga lahko razdelimo na drsno ležajno os in kotalno ležajno os.

① Sedež kolesa, kjer je kolo pritisnjeno, je tudi del z največjim premerom na osi;

(2) čep, del osi, ki je v interakciji z ležajem;

(3) Telo osi, del med obema kolesoma. Nekatera osna telesa osebnih in tovornih vagonov se postopoma krčijo od kolesnega sedeža proti sredini, nekatera osna telesa pa so po dolžini cilindrična. Na osnih telesih so nameščeni menjalniki dizelskih lokomotiv in električnih lokomotiv ter osni zavorni koluti osi lokomotiv s kolutnimi zavorami;

(4) Sedež plošče, odporen proti prahu, prehod med nosilcem osi in sedežem kolesa na osi osebnih in tovornih vagonov, na katerega je nameščena protiprašna plošča drsne osi ali zadnja pregrada kotalne osi;

⑤ Objemke osi, deli na obeh koncih osi osebnih in tovornih avtomobilov, ki štrlijo iz osnih ležajev, se uporabljajo za preprečevanje pretiranega premikanja drsnih ležajev na osnih ležajih, na oseh z kotalnimi ležaji pa ni osnih obročev;

⑥ Zadnja rama ležaja in del ležaja v bližini sedeža plošče, odporne proti prahu, sta oblikovana v obliki loka, da se prepreči koncentracija napetosti, ki jo povzroči nenadna sprememba premera.

Obremenitev osi lokomotive in tirnih vozil se nenehno spreminja in ker se kolesna dvojica nenehno vrti, se v osi ustvarjajo izmenične napetosti. Zato je treba izboljšati mejo trajnosti materiala osi. Zaradi tega je treba v procesu izdelave gred gredi obdelati z rotacijskim rezanjem po celotni dolžini, ležaj in sedež kolesa je treba okrepiti z valjanjem, na sedežu kolesa pa je treba nastaviti utor za zmanjšanje obremenitve in prehod loka (kotalni ležaj) zadnjega ramena ležaja. V celotnem obdobju uporabe je treba izvajati strogo ultrazvočno in elektromagnetno odkrivanje napak.

Osi so običajno trdne, vendar je porazdelitev osne napetosti po prerezu neenakomerna in bližje površini, večja je napetost, medtem ko je napetost v središču zelo majhna. Zato je mogoče namesto polne osi uporabiti votlo os, da se zmanjša škodljiv vpliv nevzmetene teže na lokomotive in proge. Čeprav so votlo os že vrsto let preizkušali na železnicah nekaterih držav, jo še vedno preučujejo in izboljšujejo zaradi zapletenega napetostnega stanja pri uporabi [1].

Kolesa so pritisnjena na os, razdalja med dvema kolesoma na isti osi pa je prilagojena tiru, tako da se kolesna dvojica lahko kotali po tirnici.

Del kolesa, ki je v stiku s tirnico, to je zunanji obroč kolesa, imenujemo platišče na integralnem kolesu in pnevmatika na kolesu pnevmatike. Površina platišča ali pnevmatike, ki se dotika tirnice, se imenuje tekalna plast, dvignjen del na eni strani tekalne plasti pa se imenuje platišče. Obod se nahaja na notranji strani tirnice, kar lahko prepreči iztirjenje kolesne dvojice in ima vodilno vlogo. Del kolesa, ki je združen z osjo, se imenuje pesto. Pesto in platišče sta povezana z naperami. Napere so lahko neprekinjeni diski, imenovani napere; Lahko je tudi več valjev, razporejenih vzdolž radialne smeri, imenovanih napere.

Glede na strukturo lahko kolesa razdelimo v dve kategoriji: pnevmatike in integralna kolesa. Kolo pnevmatike je izdelano tako, da se pnevmatika namesti na središče kolesa z metodo vroče montaže in vstavi zadrževalni obroč. Zadrževalni obroč lahko prepreči, da bi se pnevmatika snela, ko sta pnevmatika in središče kolesa ohlapna, in igra vlogo varnostnega zaustavljanja. Integralno kolo je namenjeno integraciji pnevmatike s platiščem na sredini kolesa. Poleg tega nekatere države uporabljajo tudi kolesa z elastičnimi elementi med robom in mrežo. Tovrstno kolo se imenuje elastično kolo, ki se običajno uporablja samo na vozilih podzemne železnice.

Med delovanjem je kontaktni del kolesa s tirnico pod velikim pritiskom, kontaktna površina pa povzroča elastično deformacijo in veliko kontaktno napetost. Med delovanjem se levo in desno kolo neizogibno kotalita po tirnici z različnimi premeri, kar povzroči drsenje in obrabo koles; Pri zaviranju zavorne čeljusti močno obrabijo tudi tekalno površino kolesa in nastajajo visoke temperature.

Vse to zahteva, da mora imeti material tekalne plasti koles visoko trdnost, trdoto, udarno žilavost in dobro odpornost proti obrabi. Pesto, pritisnjeno na os, nosi predvsem elastično silo, napere ali napere pa samo pritisk in upogibno silo, ki zahtevata visoko žilavost.

Središče pnevmatike in kolesa kolesa pnevmatike je lahko izdelano iz različnih materialov, tako da lahko bolje izpolnjuje zgornje zahteve. Integralno kolo je slabše od pnevmatike glede odpornosti proti obrabi, vendar je lažje in cenejše. Še pomembneje pa je, da se pnevmatika ne bo sprostila in počila. Kitajska železnica še vedno uporablja pnevmatike na lokomotivah, vsa potniška in tovorna vozila pa uporabljajo vgrajena jeklena kolesa.

Nazivna vrednost premera kolesa je premer kotalnega kroga (kroga, ki ga tvori presečišče ravnine, ki je vzporedna z notranjo stranjo kolesa, in tekalne površine kolesa). Premeri koles tovornih vagonov, osebnih vagonov, motorjev z notranjim izgorevanjem in električnih lokomotiv, ki se uporabljajo na kitajski železnici, so 840 mm, 915 mm, 1050 mm oziroma 1250 mm. Premer različnih koles parne lokomotive se razlikuje glede na model, premer gibljivih koles pa je običajno med 1370 in 2000 mm.

Konturna črta, ki jo tvorita obroč kolesa in tekalna plast na radialnem delu kolesa. Izbira kolesnega obroča in oblike tekalne plasti ne vpliva samo na obrabo in življenjsko dobo kolesa, temveč tudi neposredno vpliva na zmogljivost vožnje v ovinku in kakovost vožnje lokomotive in vozila. Platišče omogoča, da kolesa zanesljivo prehajajo skozi ovinke in kretnice brez iztirjenja. Tekalna plast je stožčasta, z zožitvijo 1:10 blizu kotalnega kroga.

Pri prehodu skozi ovinek se zunanje kolo kotali po zunanji tirnici z večjim premerom blizu roba, notranje kolo pa po notranji tirnici z manjšim premerom, tako da ima na eni strani kolesna dvojica vodilno vlogo. s spremembo smeri črte, hkrati pa lahko razlika v kotalni razdalji med notranjim in zunanjim kolesom kompenzira vpliv razlike v dolžini notranje in zunanje tirnice.

Pri vožnji v ravni liniji, če kolesna dvojica odstopa od svojega središčnega položaja na črti, bo razlika med kotalnima polmeroma obeh koles povzročila, da se kolesna dvojica premakne v smeri ponovne vzpostavitve svojega središčnega položaja. Konus zunanje strani kolesa je 1:5, kar lahko poveča razliko med kotalnima radijema obeh koles kolesne dvojice in olajša prehod skozi krivuljo majhnega polmera. Vendar pa je stožčasta tekalna plast tudi korenina kačjega gibanja lokomotiv in vozil ter vpliva na kakovost vožnje. Zmanjšanje stožca tekalne plasti je koristno za omejitev lovskega gibanja, vendar se obraba obroča kolesa očitno poslabša, kolesni cikel in življenjska doba kolesa pa se močno skrajšata.

Ta metoda se uporablja samo na nekaterih hitrih potniških vlakih. Po drugi strani pa se profil tekalne plasti platišča obrablja hitreje v začetni fazi delovanja, nato pa teži k stabilnosti in se obraba upočasni. Po rotacijskem popravilu oblike ni mogoče vzdrževati dolgo časa, količina rezanja kovine pa je zelo velika. Zato so železnice v nekaterih državah sprejele neke vrste profil tekalne plasti koles, ki je blizu razmeroma stabilnemu stanju obrabe in se imenuje tudi obrabna plast. Sprejetje te oblike ne more le zmanjšati obrabe kolesa in podaljšati cikla popravila rotacije, temveč tudi zmanjša kontaktno napetost zaradi izboljšanja stanja stika kolo-tirnica.