ساختار چرخ قطار به طور کامل با قطر چرخ، رینگ، اندازه توپی، گام لبه توپی، شکل صفحه پره و مشخصات آج رینگ تعیین می شود.هر اندازه یا شکل اهمیت خاصی دارد.

1. قطر

قطر چرخ تأثیر زیادی روی خود و کل وسیله نقلیه دارد.از یک طرف، هرچه قطر چرخ بزرگتر باشد، مرکز ثقل خودرو بالاتر باشد، عملکرد دینامیکی خودرو بدتر خواهد بود.از سوی دیگر، افزایش قطر چرخ، می تواند تنش تماس چرخ و ریل را کاهش دهد، سرعت سایش چرخ را کاهش دهد، ظرفیت گرمایی چرخ را افزایش دهد و توانایی مقاومت در برابر بار حرارتی ترمز روی آج را بهبود بخشد. .بنابراین اندازه قطر چرخ باید با توجه به وضعیت خودرو تعیین شود.اما به طور کلی هر چه وزن محور وسیله نقلیه بزرگتر باشد، قطر چرخ باید بیشتر باشد تا ظرفیت حرارتی چرخ افزایش یابد و سطح تماس چرخ و ریل افزایش یابد، آسیب و فرسودگی آج کاهش یابد.علاوه بر این، مقدار قطر چرخ نیز باید با توجه به استانداردسازی مشخصات مجموعه ای از مسائل، برای تسهیل ساخت و نگهداری چرخ ها. نیازهای خرید برای یافتن سوالات ما خوش آمدید!

2. لبه

اندازه عرض رینگ عمدتاً به مقدار چرخ و واگن ریلی بستگی دارد.هنگامی که چرخ ها روی منحنی حرکت می کنند، لبه چرخ بیرونی به ریل نزدیک است و لبه چرخ داخلی دور از ریل است.فقط آج چرخ داخلی روی ریل به اندازه کافی جابجا می شود تا از خارج نشدن چرخ از ریل اطمینان حاصل شود.

تفاوت بین ضخامت رینگ جدید و محدودیت رینگ در ضخامت سایش موثر رینگ است.هرچه لبه ضخیم تر باشد، ضخامت سایش موثر بیشتر است.اما وزن چرخ نیز زیاد است.هر چه ضخامت سایش موثر بیشتر باشد، عمر چرخ بیشتر است و تفاوت بین قطر چرخ های قدیمی و جدید بیشتر است.

تعمیر و نگهداری خودرو، برای برآورده کردن الزامات سیستم تعلیق بین خودرو، اغلب نیاز به افزایش صفحه تراز در قلب دیسک، یاتاقان جانبی و سایر موقعیت‌ها دارد.اگر اختلاف قطر بین چرخ های قدیمی و جدید خیلی زیاد باشد، صفحه افزایش یافته به نسبت ضخیم تر است.بنابراین، پیچ دیسک قلب به راحتی شکسته می شود، اما حجم کار تعمیر و نگهداری را نیز افزایش می دهد.

کیفیت رینگ سهم زیادی از کیفیت چرخ را به خود اختصاص می دهد، یعنی کیفیت رینگ تا حد زیادی کیفیت چرخ را تعیین می کند.مخصوصاً برای چرخ‌های فولادی ریخته‌گری، به دلیل فرآیند ریخته‌گری، هرچه جرم رینگ بزرگ‌تر باشد، صفحه پره ضخیم‌تر مورد نیاز است و جرم چرخ بزرگ‌تر خواهد بود.چرخ برای جرم فنر نشده، افزایش جرم آن در نیروی عمل عمودی مسیر چرخ تأثیر بیشتری دارد.

برای بهبود سختی رینگ و افزایش عمر مفید آن، آج چرخ در تولید خاموش می شود.با توجه به ویژگی های فرآیند سخت شدن، عمق سخت شدن محدود است.هرچه لبه ضخیم تر باشد، سختی داخلی کمتر است و مقاومت در برابر سایش بدتر می شود.اگرچه طول عمر چرخ با افزایش ضخامت رینگ افزایش می‌یابد، اما نسبت کشش کمتر و کمتر می‌شود.

از نظر عمر چرخ، هرچه رینگ ضخیم تر باشد، بهتر است.اما از نظر وزن چرخ و اختلاف قطر چرخ های قدیمی و جدید، ضخامت رینگ باید تا حد امکان کم باشد.اندازه ضخامت رینگ مزایا و معایب خود را دارد و باید بر اساس شرایط خاص استفاده از وسایل نقلیه و عوامل فوق موثر در تعیین جامع باشد.

3. توپی چرخ

چرخ و محور توسط تناسب تداخل مونتاژ می شوند، نقش اصلی توپی چرخ این است که چرخ به طور محکم به محور ثابت می شود و اندازه آن عمدتا توسط چرخ و محور با نیروی چفت و بست مورد نیاز تصمیم است.ضخامت توپی با وزن محور متفاوت است.در اندازه طول توپی و محور با مقدار مشخصی تداخل بین کیس، هرچه ضخامت توپی ضخیم تر باشد، جرم چرخ بیشتر است و نیروی بست بین چرخ و محور بیشتر می شود.ضخامت معقول توپی باید باشد: برای برآورده کردن الزامات نیروی چفت و بست محور تحت فرض ضخامت تا حد امکان کوچک، برای کاهش جرم چرخ.

4. فاصله Hub-rim

فاصله رینگ توپی به سمت داخلی رینگ و توپی فاصله محوری بین ضلع داخلی، مقدار چرخ با فاصله داخلی و فاصله محور بین دو فاصله بین دو محور اشاره دارد، بنابراین در انتخاب رینگ توپی فاصله را نمی توان از منظر چرخ به تنهایی در نظر گرفت، باید بر اساس فاصله داخلی چرخ و محور برای هماهنگی در نظر گرفته شود.

5. شکل بشقاب اسپک

استحکام صفحه پره مستقیماً با ایمنی رانندگی در ارتباط است، بنابراین صفحه پره چرخ باید از استحکام کافی برخوردار باشد.شکل صفحه پره چرخ تاثیر بیشتری بر استحکام و سختی سازه دارد.سفتی شعاعی کوچکتر می تواند باعث شود که چرخ الاستیسیته بیشتری داشته باشد، بار حرارتی ترمز را تحت تأثیر وضعیت تنش چرخ بهبود بخشد و نیروی چرخ و نیروی ریل را کاهش دهد، بنابراین سفتی شعاعی صفحه پره باید نسبتاً کوچک باشد.سفتی محوری صفحه پره باید تا حد امکان بزرگ باشد، در غیر این صورت چرخ تغییر شکل محوری بزرگی ایجاد می کند.تغییر شکل محوری برای تغییر موقعیت تماس طبیعی چرخ و ریل و زاویه رینگ بسیار بزرگ است و بر عملکرد وسیله نقلیه تأثیر می گذارد و امکان صعود از مسیر را افزایش می دهد.شکل خوب صفحه پره می تواند تا حد زیادی استحکام ساختاری چرخ را بدون افزایش وزن مرده بهبود بخشد و سفتی چرخ را بهبود بخشد، بنابراین صفحه پره بخش کلیدی طراحی و بهینه سازی ساختار چرخ است.

اشکال صفحه پره‌ای که معمولاً در داخل و خارج از کشور استفاده می‌شود عبارتند از: صفحه پره‌ای مستقیم، صفحه پره‌ای S، صفحه پره‌ای موجدار و صفحه پره‌ای نوع حوضه‌ای.

در مقایسه با سایر اشکال صفحات پره مستقیم، مزیت جرم کوچک است، نقطه ضعف آن این است که سفتی شعاعی بیش از حد بزرگ است و سفتی محوری کوچک است.شکل صفحه پره خوبی ندارد.با این وجود، در مورد ترمزهای دیسکی برای نصب دیسک ترمز باید از صفحه پره مستقیم استفاده شود.

صفحات پره ای S شکل و وان شکل به چرخ سفتی معقول و تنش های حرارتی کم می دهند.هدف اصلی از طراحی صفحه پره ای به شکل S یا حوضه کاهش تنش های حرارتی است.این دو شکل پره معمولاً برای ترمز آج استفاده می شود.با این حال، از آنجایی که صفحه پره S شکل برای جریان فولاد مناسب نیست، برای چرخ های فولادی ریخته گری مناسب نیست، چرخ های فولادی ریخته گری عمدتا صفحات پره ای حوضه ای شکل هستند.

صفحه پره‌ای موج‌دار و ساختار صفحه پره‌ای S شکل از تفاوت عمدتاً برون‌مرکزی بودن صفحه پره‌ای است (نزدیک به لبه در خط مرکزی صفحه پره و نزدیک به توپی صفحه پره بین خط مرکزی فاصله محوری) متفاوت است، در نتیجه این تفاوت عمدتاً به دلیل فاصله رینگ توپی چرخ است.چرخ‌های صفحه‌دار پره‌ای دارای سختی شعاعی کمتری هستند و چرخ‌های صفحه پره‌ای موج‌دار در مقایسه با S شکل، سختی محوری و تنش‌های بیشتری دارند.

شکل صفحه پره ای را می توان با روش ترجیحی یا روش بهینه سازی طراحی کرد، هر روشی که باشد، عملکرد خوب صفحه پره تنها هدف است.علاوه بر این، در طراحی صفحه پره چرخ، بررسی کنید که آیا صفحه پره و مرزهای پایینی خودرو تداخل دارند یا خیر.

6. مشخصات آج رینگ

طراحی پروفیل آج لبه باید با پروفیل سر ریل با پروفیل چرخ - ریل ایده آل در نظر گرفته شود که می تواند به طور موثر تنش تماسی و سایش را کاهش دهد، به بهبود عملکرد قطار در منحنی کمک کند و به طور موثر سرعت بحرانی را بهبود بخشد. بی ثباتی قطاردر عین حال، آج جدید باید طوری طراحی شود که تا حد امکان به شکل پس از سایش نزدیک باشد تا میزان برش فلز در هنگام اصلاح آج کاهش یابد.اصول طراحی پروفیل آج رینگ عبارتند از:

(1) اگر آج لبه و تماس دو نقطه ای ریل رخ دهد، باید یک نقطه لغزش وجود داشته باشد، نقطه لغزش سایش جدی رخ می دهد، بنابراین باید سعی کنید از تماس دو نقطه ای آج لبه و ریل جلوگیری کنید.علاوه بر این، اگر چرخ در هر موقعیتی باشد، نقطه تماس چرخ و ریل در شعاع مشترک عرضی انحنای چرخ و ریل نباید خیلی بزرگ باشد تا سطح تماس بین چرخ و ریل افزایش یابد و در نتیجه تنش تماس کاهش یابد. کاهش سایش چرخ و ریل و آسیب خستگی به چرخ و ریل.

(2) اطمینان حاصل کنید که مجموعه چرخ هنگام دویدن در مسیر مستقیم از سرعت بحرانی بالایی برخوردار است، که مستلزم آن است که مجموعه چرخ در مقدار تراورس خیلی کوچک نباشد، شیب معادل نقطه تماس آج چرخ کوچک باشد، یعنی تفاوت بین شعاع نقطه تماس چرخ چپ و راست کوچک است به طوری که هنگام حرکت مارپیچ به راحتی نمی توان چرخ را در یک خط مستقیم حرکت داد.

(3) منحنی از طریق عملکرد خوب است، یعنی زمانی که مجموعه چرخ روی منحنی حرکت می کند، بین چرخ و مسیر باید زاویه کمی از ضربه حفظ شود، که به مجموعه چرخ در مقدار تراورس نقطه تماس آج چرخ در شیب معادل باید بزرگ باشد، یعنی نقطه تماس چپ و راست در اختلاف شعاع باید بزرگ باشد، به طوری که برای بازیابی موقعیت چرخ چرخ، که می تواند سایش رینگ چرخ، سایش کنار مسیر و کاهش را کاهش دهد. چرخ به منحنی ضربه.

(4) در استفاده، به دلیل سایش، پوسته شدن، سایش و دلایل دیگر، آج رینگ اغلب نیاز به تعمیر چرخشی دارد، اگر شکل پس از سایش و تفاوت اولیه آج رینگ زیاد باشد، در هنگام چرخاندن مقدار آن، تعمیر چرخشی فلز بیشتر خواهد شد که باعث کاهش طول عمر چرخ می شود، بنابراین در طراحی آج رینگ نه تنها فاکتورهای عملکرد فوق در نظر گرفته شود بلکه عوامل اقتصادی نیز در نظر گرفته شود.

لبه چرخ باید ارتفاع معینی داشته باشد و به راحتی از ریل خارج شود.اگر طرح رینگ خیلی بلند باشد، زمانی که بالای رینگ ممکن است پیچ‌های صفحه دم ماهی ریلی و شانه صفحه دم ماهی را لمس کند، عمق سایش آج بزرگ‌تر می‌شود.ارتفاع رینگ چرخ معمولاً بین 26 تا 30 میلی متر است.با توجه به ایمنی از طریق گردش، هرچه قطر چرخ کوچکتر باشد، رینگ چرخ باید بالاتر باشد.لبه چرخ عملکرد جلوگیری از آفلاین چرخ را دارد، برای جلوگیری از بالا رفتن از چرخ با سرعت کم و پرش چرخ با سرعت بالا، لبه چرخ بین طرف بیرونی رینگ و صفحه افقی دارای زاویه لبه کافی است، معمولاً حدود 70 درجه، خیلی کوچک است. و آسان برای صعود از راه آهن، نمی تواند ایمنی را تضمین کند.هنگامی که مقدار برش افزایش می یابد، و هنگامی که جفت چرخ دارای زاویه کوبشی بالای لبه چرخ است، به راحتی با ریل تماس می گیرد، شکل تعمیر سفیر بسیار بزرگ است.

شکل آج رینگ چرخ عمدتاً به شرایط خط و سرعت قطار بستگی دارد، اما ساختار خود چرخ کاری ندارد.زمانی که عملکرد مسیر و سرعت قطار تغییرات زیادی نداشته باشد، حتی اگر ساختار چرخ تغییر کند، نیازی به تغییر شکل آج نیست.به طور معمول، آج شکل استاندارد را می پذیرد.استانداردهای محاسبه طراحی چرخ معمولاً شامل محاسبات طراحی شکل آج رینگ نمی شود.