Bánh xe được chia thành bánh xe ô tô và bánh xe đầu máy. Bộ bánh xe đầu máy được chia thành bộ bánh xe động cơ hơi nước, bộ bánh xe động cơ diesel, bộ bánh xe đầu máy điện và bộ bánh xe trục chuyển động của nhiều đơn vị tùy theo loại đầu máy. Bộ bánh trục chuyển động của đầu máy diesel, đầu máy điện, emu được trang bị các bánh răng truyền động trên thân trục. Xe khách và xe emu tốc độ cao hiện đại sử dụng phanh đĩa, đĩa phanh được lắp trên thân trục hoặc bánh xe.

Bộ bánh xe của đầu máy hơi nước được chia thành bộ bánh dẫn hướng, bộ bánh chuyển động, bộ bánh dẫn động và bộ bánh xe nước than. Cặp bánh dẫn hướng nằm ở phía trước đầu máy, có vai trò dẫn hướng đầu máy. Cặp bánh xe chuyển động có vai trò truyền lực cho đầu máy. Cặp bánh dẫn động được dẫn động trực tiếp bởi piston xi lanh (piston) thông qua cần gạt, cặp bánh dẫn động được dẫn động bởi thanh nối. Có các tay quay, lỗ chốt tay quay và khối cân bằng ở tâm bánh xe của cặp bánh xe chuyển động, tay quay của bánh xe bên trái và bên phải phải có độ lệch pha 90 độ khi lắp ráp. Vòng bi của bánh xe chuyển động và bánh dẫn hướng nằm ở mặt trong của bánh xe. Bộ bánh xe phụ và bộ bánh xe nước than có hình dạng tương tự như bộ bánh xe của xe khách và xe chở hàng.

Bộ bánh xe có thể được chia thành bộ bánh xe ổ lăn và bộ bánh xe ổ trục trượt tùy theo loại ổ trục áp dụng cho trục. Các toa chở khách của Đường sắt Trung Quốc đều đã được áp dụng và số lượng toa chở hàng có bánh xe lăn đang tăng lên từng ngày.

Theo sự chênh lệch tải trọng trục tối đa cho phép (áp suất tĩnh tối đa do bộ bánh xe tác dụng lên đường ray), bộ bánh xe của ổ trục trượt ô tô chở hàng được chia thành bốn loại: B, C, D và E và kích thước của trục và bánh xe của từng loại mâm xe khác nhau ngoại trừ đường kính bánh xe; Có ba loại bộ bánh xe ổ lăn chở khách và ô tô chở hàng: RC, RD và RE, đồng thời có các chiều dài trục khác nhau trong cùng một bộ bánh xe do các mẫu ổ lăn khác nhau, vì vậy các số sau được sử dụng để phân biệt chúng, chẳng hạn như RC và RD. Trục được rèn từ thép carbon trung bình chất lượng cao thành các trụ có đường kính khác nhau. Theo loại phương tiện, nó có thể được chia thành trục đầu máy và trục hành khách và xe tải. Theo loại ổ trục, nó có thể được chia thành trục ổ trục trượt và trục ổ lăn.

① Yên bánh xe, nơi bánh xe bị ép cũng là bộ phận có đường kính lớn nhất trên trục xe;

(2) cổ trục, bộ phận của trục tương tác với ổ trục;

(3) Thân trục, phần giữa hai bánh xe. Một số thân trục của ô tô chở khách và chở hàng co dần từ ghế bánh xe về tâm, và một số thân trục có chiều dài hình trụ. Các bánh răng truyền động của đầu máy diesel, đầu máy điện và đĩa phanh lắp trên trục của trục đầu máy có phanh đĩa được lắp ráp trên thân trục;

(4) Ghế tấm chống bụi, phần chuyển tiếp giữa trục trục và ghế bánh xe trên trục của ô tô chở khách và chở hàng, trên đó lắp tấm chống bụi của hộp trục trượt hoặc vách ngăn phía sau của hộp trục lăn;

⑤ Vòng đệm trục, bộ phận ở hai đầu trục xe khách và xe chở hàng nhô ra khỏi ổ trục, dùng để ngăn các ổ trục trượt di chuyển quá mức trên ổ trục và không có vòng đệm trên trục ổ lăn;

⑥ Vai sau của nhật ký và phần tạp chí gần bệ tấm chống bụi được tạo thành chuyển tiếp vòng cung để tránh tập trung ứng suất do thay đổi đường kính đột ngột.

Tải trọng tác dụng lên trục của đầu máy và đầu máy toa xe liên tục thay đổi, và do bộ bánh xe tiếp tục quay nên ứng suất luân phiên được tạo ra trong trục. Vì vậy, giới hạn độ bền của vật liệu trục phải được cải thiện. Vì lý do này, trong quá trình sản xuất, trục trục phải được xử lý bằng cách cắt quay toàn bộ chiều dài, tạp chí và bệ bánh xe phải được tăng cường bằng cách lăn và phải đặt một rãnh giảm tải ở ghế bánh xe và chuyển tiếp vòng cung. (ổ lăn) của vai sau tạp chí. Việc phát hiện lỗ hổng siêu âm và điện từ nghiêm ngặt phải được thực hiện trong suốt thời gian sử dụng.

Trục thường đặc, nhưng sự phân bổ ứng suất trục trên mặt cắt ngang không đồng đều, càng gần bề mặt thì ứng suất càng lớn, trong khi ứng suất ở tâm rất nhỏ. Vì vậy, có thể sử dụng trục rỗng thay vì trục đặc để giảm tác hại của trọng lượng không treo lên đầu máy và đường dây. Mặc dù trục rỗng đã được thử nghiệm trong nhiều năm trên đường sắt của một số nước nhưng nó vẫn đang được nghiên cứu và cải tiến do trạng thái ứng suất phức tạp khi sử dụng [1].

Các bánh xe được ép lên trục, khoảng cách giữa hai bánh xe trên cùng một trục được điều chỉnh theo thước đo để bộ bánh xe có thể lăn trên đường ray.

Phần bánh xe tiếp xúc với ray, tức là vòng ngoài của bánh xe, được gọi là vành trên bánh xe tích hợp và lốp trên bánh lốp. Bề mặt của vành hoặc lốp tiếp xúc với ray gọi là lốp, phần nhô lên ở một bên của lốp được gọi là vành. Vành nằm ở mặt trong của đường ray, có thể ngăn bánh xe trật bánh và đóng vai trò dẫn hướng. Bộ phận của bánh xe kết hợp với trục xe gọi là trục bánh xe. Hub và vành được nối với nhau bằng nan hoa. Các nan hoa có thể là các đĩa liên tục, gọi là nan hoa; Nó cũng có thể là một số hình trụ được bố trí dọc theo hướng xuyên tâm, gọi là nan hoa.

Theo cấu trúc, bánh xe có thể được chia thành hai loại: bánh lốp và bánh xe tích hợp. Bánh lốp được chế tạo bằng cách lắp lốp vào tâm bánh xe bằng phương pháp lắp nóng và lắp vòng giữ vào. Vòng giữ có thể ngăn lốp bị bung ra khi lốp và tâm bánh xe bị lỏng, đồng thời đóng vai trò dừng an toàn. Bánh xe tích hợp là để tích hợp lốp với vành ở tâm bánh xe. Ngoài ra, một số quốc gia còn áp dụng bánh xe có bộ phận đàn hồi giữa vành và lưới. Loại bánh xe này gọi là bánh xe đàn hồi, thường chỉ được sử dụng trên các phương tiện giao thông đường sắt ngầm.

Khi vận hành, phần tiếp xúc của bánh xe với ray chịu áp lực rất lớn, bề mặt tiếp xúc tạo ra biến dạng đàn hồi và ứng suất tiếp xúc lớn. Trong quá trình vận hành, bánh xe bên trái và bánh xe bên phải chắc chắn sẽ lăn trên ray với đường kính khác nhau dẫn đến hiện tượng trượt và mòn bánh xe; Khi phanh, mặt lốp cũng bị guốc phanh mài mòn nghiêm trọng và sinh ra nhiệt độ cao.

Tất cả những điều này đòi hỏi vật liệu của mặt lốp bánh xe phải có độ bền, độ cứng cao, độ bền va đập và khả năng chống mài mòn tốt. Trục ép lên trục chủ yếu chịu lực đàn hồi, còn các nan hoa hay nan hoa chỉ chịu áp lực và lực uốn nên đòi hỏi độ dẻo dai cao.

Tâm lốp và bánh xe của bánh lốp có thể được làm bằng các vật liệu khác nhau nên có thể đáp ứng tốt hơn các yêu cầu trên. Bánh xe tích hợp kém hơn bánh lốp về khả năng chống mòn mặt lốp nhưng nhẹ hơn và rẻ hơn. Quan trọng hơn, lốp sẽ không bị giãn và nứt. Đường sắt Trung Quốc vẫn sử dụng bánh lốp trên đầu máy xe lửa và tất cả các phương tiện chở khách và hàng hóa đều sử dụng bánh thép liền khối.

Giá trị danh nghĩa của đường kính bánh xe là đường kính của vòng tròn lăn (đường tròn được hình thành do giao điểm của mặt phẳng song song với mặt trong của bánh xe và mặt lốp của bánh xe). Đường kính bánh xe của toa chở hàng, toa khách, động cơ đốt trong và đầu máy điện được sử dụng trong Đường sắt Trung Quốc lần lượt là 840mm, 915mm, 1050mm và 1250mm. Đường kính của các bánh xe đầu máy hơi nước khác nhau tùy theo kiểu máy và đường kính của bánh xe chuyển động thường nằm trong khoảng từ 1370 đến 2000 mm.

Đường đồng mức được tạo thành bởi vành bánh xe và mặt lốp trên phần hướng tâm của bánh xe. Việc lựa chọn vành bánh xe và hình dạng gai lốp không chỉ ảnh hưởng đến độ mòn và tuổi thọ sử dụng của bánh xe mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất vượt đường cong và chất lượng vận hành của đầu máy và phương tiện. Vành cho phép bánh xe đi qua các khúc cua và lối rẽ một cách đáng tin cậy mà không bị trật bánh. Mặt lốp có dạng hình nón, có độ côn 1:10 gần vòng tròn lăn.

Khi đi qua khúc cua, bánh xe bên ngoài lăn trên ray ngoài có đường kính lớn hơn sát với vành, còn bánh xe trong lăn trên ray trong với đường kính nhỏ hơn nên một mặt bộ bánh xe đóng vai trò dẫn hướng. với sự thay đổi của hướng đường, đồng thời, sự khác biệt về khoảng cách lăn giữa bánh xe bên trong và bánh xe bên ngoài có thể bù đắp cho ảnh hưởng của sự khác biệt về chiều dài của đường ray bên trong và đường ray bên ngoài.

Khi chạy trên đường thẳng, nếu bộ bánh xe lệch khỏi vị trí tâm trên đường thẳng thì sự chênh lệch giữa bán kính lăn của hai bánh sẽ làm cho bộ bánh xe di chuyển theo hướng khôi phục lại vị trí tâm. Độ côn của mặt ngoài của bánh xe là 1:5, có thể làm tăng sự chênh lệch giữa bán kính lăn của hai bánh trong bộ bánh xe và giúp bạn dễ dàng đi qua đường cong bán kính nhỏ. Tuy nhiên, mặt lốp hình nón cũng là nguyên nhân gây ra chuyển động giống như con rắn của đầu máy, phương tiện và ảnh hưởng đến chất lượng chạy. Việc giảm độ côn của mặt lốp giúp hạn chế chuyển động săn, nhưng độ mòn của vành bánh xe rõ ràng là trầm trọng hơn, chu kỳ bánh xe và tuổi thọ sử dụng của bánh xe bị rút ngắn đáng kể.

Phương pháp này chỉ được sử dụng trên một số tàu khách tốc độ cao. Mặt khác, mặt gai của vành bánh xe mòn nhanh hơn ở giai đoạn vận hành ban đầu, sau đó có xu hướng ổn định và độ mòn chậm lại. Sau khi sửa chữa quay, hình dạng không thể được duy trì trong một thời gian dài và số lượng cắt kim loại rất lớn. Do đó, đường sắt ở một số quốc gia đã áp dụng một loại mặt lốp bánh xe gần với trạng thái mòn tương đối ổn định, và nó còn được gọi là mặt lốp mòn. Việc áp dụng hình dạng này không chỉ có thể làm giảm độ mòn của bánh xe và kéo dài chu kỳ sửa chữa quay mà còn giảm ứng suất tiếp xúc do cải thiện trạng thái tiếp xúc giữa bánh xe và đường ray.