La struttura dell'a ruota ferroviaria è costituito dal cerchione, dal battistrada, dal mozzo della ruota, dai raggi della ruota e dal diametro della ruota, ciascuna parte ha il suo significato specifico nella forma.

Diametro della ruota ferroviaria

Il diametro di ruote del treno ha un impatto significativo sia sulle ruote stesse che sull'intero veicolo.Da un lato, all'aumentare del diametro della ruota, il baricentro del veicolo si alza, con conseguente peggioramento delle prestazioni dinamiche.D'altra parte, l'aumento del diametro della ruota può ridurre lo stress da contatto tra la ruota e il binario, diminuire il tasso di usura della ruota, aumentare la capacità termica della ruota e migliorare la sua capacità di resistere ai carichi termici di frenata sulla superficie del battistrada.

Pertanto, la dimensione del diametro della ruota ferroviaria dovrebbe essere determinata in modo globale in base alle circostanze specifiche del veicolo.In generale, all'aumentare del carico sull'asse del veicolo, dovrebbe aumentare anche il diametro della ruota per migliorare la capacità termica della ruota e aumentare l'area di contatto con la rotaia, riducendo così i danni e l'usura del battistrada.Inoltre, si dovrebbe prestare attenzione ai problemi delle serie di standardizzazione quando si seleziona il valore del diametro della ruota per facilitare la produzione e la manutenzione delle ruote.

Cerchione della ruota ferroviaria

La larghezza del cerchione dipende principalmente dalla capacità di carico della rotaia.Quando le sale circolano in curva, il cerchione esterno della ruota è più vicino alla rotaia mentre il cerchione interno è più lontano.Una capacità di carico sufficiente sul battistrada interno della ruota è essenziale per evitare il deragliamento.

La massa del cerchione costituisce una parte significativa della massa complessiva della ruota, poiché la qualità del cerchione determina in gran parte la qualità della ruota.Ciò è particolarmente vero per le ruote in acciaio fuso, dove una massa iniziale maggiore del cerchione richiede raggi più spessi, con conseguente aumento della massa della ruota.All’aumentare della massa della ruota, essa esercita una maggiore forza verticale sulla rotaia, influenzando la dinamica verticale.

Mozzo della ruota del treno

IL ruota e asse ferroviari sono assemblati insieme mediante accoppiamento con interferenza.La funzione principale del mozzo della ruota è fissare saldamente la ruota all'asse e le sue dimensioni sono determinate principalmente dalla forza di serraggio richiesta per l'accoppiamento ruota-asse.Lo spessore del mozzo della ruota varia a seconda dei diversi carichi sull'asse.Con una certa quantità di interferenza tra la lunghezza del mozzo della ruota e l'asse, più spesso è il mozzo della ruota, maggiore è la massa della ruota del treno e maggiore è la forza di serraggio tra gli assi.

Lo spessore ottimale del mozzo della ruota dovrebbe essere: il più sottile possibile rispettando i requisiti della forza di serraggio dell'asse, al fine di ridurre la massa del mozzo ruota del treno.

Distanza della flangia del mozzo

La distanza della flangia del mozzo si riferisce alla distanza assiale tra il lato interno della flangia della ruota e il lato interno del mozzo della ruota.Questo valore è correlato alla distanza interna della coppia di ruote e alla distanza tra le due sedi delle ruote dell'asse.Pertanto, quando si seleziona la distanza della flangia del mozzo, questa non deve essere considerata esclusivamente dal punto di vista della ruota, ma deve essere considerata in coordinazione con la distanza interna della coppia di ruote e dell'asse.

Forma dei raggi delle ruote del treno

La resistenza dei raggi influisce direttamente sulla sicurezza del funzionamento del treno, quindi i raggi delle ruote dovrebbero avere una resistenza sufficiente.La forma dei raggi ha un impatto significativo sulla resistenza strutturale e sulla rigidità della ruota.Una minore rigidità radiale può conferire alla ruota una maggiore elasticità, che può migliorare lo stato di sollecitazione della ruota sotto carico termico di frenata e ridurre le forze dinamiche sulla ruota e sulla rotaia.

Pertanto, la rigidità radiale dei raggi dovrebbe essere moderatamente piccola.La rigidità assiale dei raggi dovrebbe essere la più ampia possibile;in caso contrario, la ruota subirà una significativa deformazione assiale.Una deformazione assiale eccessiva può alterare la normale posizione di contatto tra la ruota e il binario e l'angolo della flangia della ruota, influenzando le prestazioni operative del veicolo e aumentando il rischio di salire sul binario.Una forma dei raggi ben progettata può aumentare significativamente la rigidità strutturale della ruota senza aggiungere peso, migliorando la rigidità complessiva della ruota.Pertanto, i raggi rappresentano un’area chiave su cui concentrarsi nella progettazione e ottimizzazione delle strutture delle ruote.

Profilo esterno del battistrada della ruota

Quando si progetta il profilo esterno del rivestimento della ruota, si dovrebbe considerare la sua compatibilità con il profilo della testa della rotaia.Uno stato ideale di abbinamento del profilo ruota-rotaia può ridurre efficacemente lo stress da contatto e l’usura, contribuendo a migliorare le prestazioni dei treni che affrontano le curve e aumentando di fatto la velocità critica alla quale i treni diventano instabili.Allo stesso tempo, i battistrada di nuova concezione dovrebbero assomigliare molto alla forma dopo l’usura per ridurre al minimo la quantità di metallo rimosso durante la correzione del battistrada.