ساختار a چرخ راه آهن شامل لبه چرخ، آج چرخ، توپی چرخ، پره چرخ و قطر چرخ است که هر قسمت از نظر شکل اهمیت خاصی دارد.

قطر چرخ راه آهن

قطر از چرخ های قطار تأثیر قابل توجهی بر روی خود چرخ ها و کل وسیله نقلیه دارد.از یک طرف، با افزایش قطر چرخ، مرکز ثقل خودرو افزایش می‌یابد که منجر به عملکرد دینامیکی ضعیف‌تر می‌شود.از طرف دیگر، افزایش قطر چرخ می تواند تنش تماس بین چرخ و ریل را کاهش دهد، سرعت سایش چرخ را کاهش دهد، ظرفیت گرمایی چرخ را افزایش دهد و توانایی آن را برای تحمل بارهای حرارتی ترمز روی سطح آج افزایش دهد.

بنابراین، اندازه قطر چرخ ریل باید به طور جامع بر اساس شرایط خاص وسیله نقلیه تعیین شود.به طور کلی، با افزایش بار محور خودرو، قطر چرخ نیز باید افزایش یابد تا ظرفیت گرمایی چرخ افزایش یابد و سطح تماس با ریل افزایش یابد و در نتیجه آسیب و سایش آج کاهش یابد.علاوه بر این، هنگام انتخاب مقدار قطر چرخ برای تسهیل ساخت و نگهداری چرخ باید به مسائل سری استانداردسازی توجه شود.

رینگ چرخ راه آهن

عرض رینگ چرخ ریل در درجه اول به ظرفیت بار ریل بستگی دارد.هنگامی که مجموعه چرخ ها روی منحنی کار می کنند، لبه چرخ ریل بیرونی به ریل نزدیک تر است در حالی که لبه چرخ داخلی دورتر است.ظرفیت بار کافی روی آج چرخ داخلی برای جلوگیری از خروج از ریل ضروری است.

جرم رینگ چرخ بخش قابل توجهی از جرم کلی چرخ را تشکیل می دهد و کیفیت رینگ چرخ تا حد زیادی کیفیت چرخ را تعیین می کند.این امر به ویژه در مورد چرخ‌های فولادی ریخته‌گری صدق می‌کند، جایی که جرم اولیه بزرگ‌تر رینگ چرخ، پره‌های ضخیم‌تری را ضروری می‌کند و در نتیجه جرم چرخ افزایش می‌یابد.با افزایش جرم چرخ، نیروی عمودی بیشتری روی ریل وارد می‌کند و بر دینامیک عمودی تأثیر می‌گذارد.

توپی چرخ قطار

این چرخ و محور راه آهن با تداخل مناسب به هم مونتاژ می شوند.عملکرد اصلی توپی چرخ این است که چرخ را به طور ایمن به محور ثابت کند و ابعاد آن در درجه اول توسط نیروی سفت مورد نیاز برای تناسب محور چرخ تعیین می شود.ضخامت توپی چرخ با بارهای مختلف محور متفاوت است.با مقدار مشخصی تداخل بین طول توپی چرخ و محور، هرچه توپی چرخ ضخیم تر باشد، جرم چرخ قطار بیشتر می شود و نیروی سفت شدن بین محورها بیشتر می شود.

ضخامت بهینه توپی چرخ باید: تا حد امکان نازک باشد در حالی که الزامات نیروی سفت کردن محور را برآورده می کند تا جرم آن کاهش یابد. چرخ قطار.

فاصله فلنج هاب

فاصله فلنج توپی به فاصله محوری بین سمت داخلی فلنج چرخ و سمت داخلی توپی چرخ اشاره دارد.این مقدار مربوط به فاصله داخلی جفت چرخ و فاصله بین دو صندلی چرخ محور است.بنابراین هنگام انتخاب فاصله فلنج توپی نباید صرفاً از منظر چرخ در نظر گرفته شود، بلکه باید در هماهنگی با فاصله داخلی جفت چرخ و محور در نظر گرفته شود.

شکل پره های چرخ قطار

استحکام پره ها مستقیماً بر ایمنی کار قطار تأثیر می گذارد، بنابراین پره های چرخ باید از استحکام کافی برخوردار باشند.شکل پره ها تاثیر بسزایی در استحکام ساختاری و سفتی چرخ دارد.سفتی شعاعی کوچکتر می تواند الاستیسیته بیشتری به چرخ بدهد که می تواند وضعیت تنش چرخ را تحت بار حرارتی ترمز بهبود بخشد و نیروهای دینامیکی روی چرخ و ریل را کاهش دهد.

بنابراین، سفتی شعاعی پره ها باید نسبتاً کوچک باشد.سفتی محوری پره ها باید تا حد امکان بزرگ باشد.در غیر این صورت، چرخ تغییر شکل محوری قابل توجهی را تجربه خواهد کرد.تغییر شکل محوری بیش از حد می تواند موقعیت تماس طبیعی بین چرخ و ریل و زاویه فلنج چرخ را تغییر دهد و بر عملکرد عملیاتی خودرو تأثیر بگذارد و خطر بالا رفتن از ریل را افزایش دهد.یک شکل پره ای که به خوبی طراحی شده باشد می تواند به طور قابل توجهی سفتی ساختاری چرخ را بدون اضافه کردن وزن افزایش دهد و سفتی کلی چرخ را بهبود بخشد.بنابراین، پره ها یک منطقه کلیدی در طراحی و بهینه سازی ساختار چرخ هستند.

نمای بیرونی آج چرخ

هنگام طراحی نمای بیرونی آج چرخ، باید به سازگاری آن با مشخصات سر ریل توجه شود.یک حالت تطبیق پروفیل چرخ و ریل ایده آل می تواند به طور موثر استرس تماس و سایش را کاهش دهد، به بهبود عملکرد قطارهایی که در منحنی ها مذاکره می کنند و به طور موثر سرعت بحرانی را افزایش می دهد که در آن قطارها ناپایدار می شوند.در عین حال، آج‌های جدید طراحی شده باید پس از سایش شباهت زیادی به شکل ظاهری داشته باشند تا میزان فلز حذف شده در طول اصلاح آج به حداقل برسد.