Zestaw kołowy pociągu składa się z osi i dwóch kół dociśniętych do siebie.Podczas eksploatacji pojazdu nie jest dozwolone względne przemieszczenie kół i osi.Zestaw kołowy przenosi cały ciężar pojazdu, a także przenosi różne inne siły z nadwozia samochodu i szyn podczas jazdy z dużą prędkością po torze.
Osie zestawu kołowego można podzielić na osie z łożyskami ślizgowymi i osie z łożyskami tocznymi, w zależności od rodzaju zastosowanego łożyska.Struktury, kształty, rozmiary i materiały kół są różnorodne.Ze względu na zastosowanie można je podzielić na koła samochodów osobowych, ciężarówek i lokomotyw.Ze względu na budowę można je podzielić na koła integralne i koła oponowe.Koła integralne można podzielić na koła stalowe walcowane, koła ze staliwa itp. w zależności od materiału.
Ponadto, w celu zmniejszenia hałasu i masy nieresorowanej, nowe koła, takie jak koła elastyczne, koła z tłumikiem i koła ze szprychami pomarszczonymi, są stosowane również za granicą.Niezależnie od kształtu koła części mające bezpośredni kontakt z szyną to głównie obręcz i bieżnik.Obręcz to wystająca część po wewnętrznej stronie koła.Jego zadaniem jest prowadzenie kierunku ruchu koła i zapobieganie wykolejeniu się koła.Bieżnik to powierzchnia styku koła z główką szyny.
Oś
Wał to cylindryczny przedmiot przechodzący przez środek łożyska, koła lub przekładni.Jest to część mechaniczna, która podtrzymuje obracające się części i obraca się wraz z nimi, przenosząc ruch, moment obrotowy lub moment zginający.Zwykle ma kształt metalowego okrągłego pręta, a każdy segment może mieć inną średnicę.Części wykonujące ruch obrotowy w maszynie osadzone są na wale.W zależności od różnych zastosowań wału, materiały wału również się różnią.
Materiały wału to głównie stal węglowa i stal stopowa.Wśród nich szeroko stosowane są wysokiej jakości stale konstrukcyjne węglowe, takie jak stal węglowa 35, 45 i 50, ze względu na ich wysokie wszechstronne właściwości mechaniczne.Wśród nich najczęściej stosowana jest stal 45.W celu poprawy właściwości mechanicznych należy go normalizować lub hartować i odpuszczać.W przypadku wałów, które nie są ważne lub mają małe naprężenia, można zastosować stal konstrukcyjną węglową, taką jak Q235 i Q275.Stal stopowa ma wyższe właściwości mechaniczne, ale jest droższa i jest najczęściej stosowana na wały o specjalnych wymaganiach.Na przykład w wałach szybkoobrotowych wyposażonych w łożyska ślizgowe często stosuje się stale konstrukcyjne o niskiej zawartości węgla, takie jak 20Cr i 20CrMnTi.Po nawęglaniu i hartowaniu można poprawić odporność czopa na zużycie;wał wirnika maszyny musi charakteryzować się dobrą odpornością na zużycie podczas pracy w wysokich temperaturach, przy dużych prędkościach i przy dużych obciążeniach.W przypadku właściwości mechanicznych w wysokich temperaturach często stosuje się stale konstrukcyjne stopowe, takie jak 40CrNi i 38CrMoAlA.
Ponadto w przypadku półwyrobów wałów pierwszeństwo mają odkuwki, a następnie stal;w przypadku większych rozmiarów lub skomplikowanych konstrukcji można rozważyć staliwo lub żeliwo sferoidalne.Na przykład zastosowanie żeliwa sferoidalnego do produkcji wałów korbowych i wałków rozrządu ma zalety w postaci niskiego kosztu, dobrego pochłaniania drgań, niskiej wrażliwości na koncentrację naprężeń i dobrej wytrzymałości.
Zintegrowane stalowe koło szynowe
Integralne toczące się koło stalowe nazywane jest toczącym się stalowym kołem.Jest to koło wykonane ze stalowych wpustów lub półfabrykatów kół, które są podgrzewane i walcowane, a następnie poddawane obróbce cieplnej ogniem zapałkowym.Ma zalety wysokiej wytrzymałości, dobrej wytrzymałości, lekkości, bezpieczeństwa i niezawodności.Nie powoduje luzowania się ani pękania obręczy koła podczas użytkowania, dostosowuje się do wymagań dużego obciążenia i dużych prędkości jazdy, a także ma niskie koszty utrzymania.Jeżeli zużycie felgi jest nadmierne, może dojść do przyspawania powierzchniowego;jeśli bieżnik jest zużyty, można go obrócić i zastosować do korekty.
Jednakże technologia produkcji stalowych kół tocznych jest bardziej złożona, inwestycje w sprzęt są duże, a odporność bieżnika na zużycie nie jest tak dobra jak w przypadku obręczy kół.
Zintegrowane koło szynowe ze staliwa
Integralne koło ze staliwa to rodzaj koła, w którym wykorzystuje się proces odlewania do produkcji półfabrykatów kół, a następnie poddaje się obróbce powierzchniowej i obróbce mechanicznej w celu uzyskania gotowego produktu.Charakteryzuje się dużą wytrzymałością, plastycznością i wytrzymałością oraz stosunkowo niskimi kosztami produkcji.Nadaje się do części przenoszących duże obciążenia w ciężkich maszynach, takich jak podstawy łożysk młynów kulowych.Ten rodzaj koła ma wysoką twardość i dużą odporność na zużycie i może w pełni wspierać działanie łożysk młyna.
W procesie produkcyjnym, chociaż etapy procesu integralnie odlewanych kół stalowych są stosunkowo nieliczne, wymagania są bardzo wysokie.Proces produkcyjny obejmuje surowce, wytapianie w wielkim piecu, rozładunek stopionej stali, odlewanie grafitu, czyszczenie odlewów, obróbkę cieplną, obróbkę powierzchniową, obróbkę skrawaniem, kontrolę jakości i dostawę gotowego produktu.
Koło z bieżnikiem typu LM
Koło z bieżnikiem typu LM jest kołem o określonej geometrii i rozmiarze, które charakteryzuje się większą powierzchnią styku oraz mniejszymi naprężeniami styku koło-szyna, co poprawia parametry użytkowe i właściwości trakcyjne koła i szyny.Ponadto koła z bieżnikiem typu LM charakteryzują się również dobrymi właściwościami przeciwtoczenia i pokonywania zakrętów, co może sprawić, że pojazd będzie jechał płynniej i poprawi komfort pasażerów.
Koła z bieżnikiem typu LM stosowane są głównie w pojazdach szynowych.Ich zastosowanie może zmniejszyć liczbę przeglądów pojazdów i wymian kół oraz obniżyć koszty eksploatacji.Ponadto koła z bieżnikiem typu LM mogą również poprawić bezpieczeństwo eksploatacji i stabilność pojazdów oraz ograniczyć występowanie awarii i wypadków pojazdów.
