Zestaw kołowy pojazdu kolejowego: podstawowe wymagania techniczne i analiza bezpieczeństwa

Zestaw kołowy to integralny zespół utworzony przez wciśnięcie dwóch kół na pojedynczą oś przy użyciu pasowania wciskowego, zwykle uzyskiwanego poprzez prasowanie na zimno. Jest to jeden z najważniejszych elementów wózka i kluczowy czynnik wpływający na bezpieczeństwo eksploatacyjne pojazdów kolejowych. Dlatego też podczas produkcji nowych zestawów kołowych, remontów głównych, konserwacji w zajezdniach, napraw pośrednich, napraw tymczasowych i eksploatacji w trakcie eksploatacji zestawy kołowe podlegają ścisłym wymaganiom technicznym i systemom zarządzania.

Na styku koło-oś zastosowano pasowanie wciskowe, aby zapewnić pewne połączenie. Ze względów bezpieczeństwa jakiekolwiek luzy są surowo zabronione. Zestaw kołowy przenosi cały ciężar pojazdu, porusza się z dużą prędkością po torze i poddawany jest różnym obciążeniom statycznym i dynamicznym przenoszonym zarówno z nadwozia samochodu, jak i szyn, co skutkuje bardzo złożonym stanem naprężeniowym. Dlatego zestaw kołowy pojazdu kolejowego musi spełniać cztery podstawowe wymagania:

• Wystarczająca wytrzymałość, aby zapewnić bezpieczną pracę przy maksymalnej dopuszczalnej prędkości i obciążeniu;

• Minimalna możliwa masa przy zachowaniu odpowiedniej wytrzymałości i żywotności, przy pewnym stopniu elastyczności w celu zmniejszenia sił oddziaływania koło-szyna;

• Niski opór toczenia i dobra odporność na zużycie w celu zmniejszenia zapotrzebowania na przyczepność i wydłużenia żywotności;

• Możliwość przystosowania się do jazdy po torze prostym i zakrzywionym, z zachowaniem niezbędnego marginesu bezpieczeństwa przed wykolejeniem.