De structuur van een spoorweg wiel bestaat uit de velg, het loopvlak, de wielnaaf, de wielspaken en de wieldiameter, waarbij elk onderdeel zijn specifieke betekenis in vorm heeft.

Diameter spoorwiel

De diameter van trein wielen heeft een aanzienlijke impact op zowel de wielen zelf als op het hele voertuig.Enerzijds stijgt het zwaartepunt van het voertuig naarmate de wieldiameter groter wordt, wat leidt tot slechtere dynamische prestaties.Aan de andere kant kan het vergroten van de wieldiameter de contactspanning tussen het wiel en de rail verminderen, de snelheid van wielslijtage verminderen, de warmtecapaciteit van het wiel vergroten en het vermogen vergroten om thermische rembelastingen op het loopvlakoppervlak te weerstaan.

Daarom moet de maat van de railwieldiameter integraal worden bepaald op basis van de specifieke omstandigheden van het voertuig.Over het algemeen moet, naarmate de asbelasting van het voertuig toeneemt, ook de wieldiameter toenemen om de warmtecapaciteit van het wiel te vergroten en het contactoppervlak met de rail te vergroten, waardoor schade aan het loopvlak en slijtage worden verminderd.Bovendien moet bij het selecteren van de waarde van de wieldiameter aandacht worden besteed aan problemen met standaardisatieseries om de productie en het onderhoud van wielen te vergemakkelijken.

Spoorweg velg

De breedte van de railwielvelg is vooral afhankelijk van het draagvermogen van de rail.Wanneer wielstellen in bochten rijden, bevindt de buitenste railwielvelg zich dichter bij de rail, terwijl de binnenste wielvelg verder weg is.Voldoende draagvermogen op het binnenwielloopvlak is essentieel om ontsporing te voorkomen.

De massa van de velg vormt een aanzienlijk deel van de totale massa van het wiel, waarbij de kwaliteit van de velg grotendeels de kwaliteit van het wiel bepaalt.Dit geldt met name voor gegoten stalen wielen, waarbij een grotere initiële massa van de velg dikkere spaken noodzakelijk maakt, wat resulteert in een grotere wielmassa.Naarmate de massa van het wiel toeneemt, oefent het een grotere verticale kracht uit op de rail, wat een impact heeft op de verticale dynamiek.

Treinwielnaaf

De spoorwegwiel en as worden samengevoegd door middel van een perspassing.De belangrijkste functie van de wielnaaf is het veilig bevestigen van het wiel aan de as, en de afmetingen ervan worden voornamelijk bepaald door de aanhaalkracht die nodig is voor de wielaspassing.De dikte van de wielnaaf varieert met verschillende asbelastingen.Bij een bepaalde mate van passing tussen de wielnaaflengte en de as geldt: hoe dikker de wielnaaf, hoe groter de massa van het treinwiel en hoe groter de spankracht tussen de assen.

De optimale dikte van de wielnaaf moet: zo dun mogelijk zijn en tegelijkertijd voldoen aan de vereisten voor de aanhaalkracht van de as, om de massa van de wielnaaf te verminderen trein wiel.

Naafflensafstand

De naafflensafstand heeft betrekking op de axiale afstand tussen de binnenkant van de wielflens en de binnenkant van de wielnaaf.Deze waarde is gerelateerd aan de binnenafstand van het wielpaar en de afstand tussen de twee wielzittingen van de as.Daarom moet bij het selecteren van de naafflensafstand deze niet alleen vanuit het perspectief van het wiel worden bekeken, maar moet deze worden bekeken in coördinatie met de binnenafstand van het wielpaar en de as.

Vorm van treinwielspaken

De sterkte van de spaken heeft rechtstreeks invloed op de veiligheid van het treinverkeer, dus de wielspaken moeten voldoende sterkte hebben.De vorm van de spaken heeft een aanzienlijke invloed op de structurele sterkte en stijfheid van het wiel.Een kleinere radiale stijfheid kan het wiel een grotere elasticiteit geven, wat de spanningstoestand van het wiel onder hittebelasting bij het remmen kan verbeteren en de dynamische krachten op het wiel en de rail kan verminderen.

Daarom moet de radiale stijfheid van de spaken matig klein zijn.De axiale stijfheid van de spaken moet zo groot mogelijk zijn;anders zal het wiel aanzienlijke axiale vervorming ervaren.Overmatige axiale vervorming kan de normale contactpositie tussen het wiel en de rail en de hoek van de wielflens veranderen, waardoor de operationele prestaties van het voertuig worden beïnvloed en het risico op het beklimmen van de rail toeneemt.Een goed ontworpen spaakvorm kan de structurele stijfheid van het wiel aanzienlijk vergroten zonder gewicht toe te voegen, waardoor de algehele stijfheid van het wiel wordt verbeterd.Daarom zijn de spaken een belangrijk aandachtsgebied bij het ontwerp en de optimalisatie van wielconstructies.

Buitenprofiel van wielloopvlak

Bij het ontwerpen van het buitenprofiel van het wielloopvlak moet rekening worden gehouden met de compatibiliteit ervan met het profiel van de railkop.Een ideale staat van afstemming tussen wiel en railprofiel kan contactspanning en slijtage effectief verminderen, bijdragen aan betere prestaties van treinen die bochten nemen en effectief de kritische snelheid verhogen waarmee treinen instabiel worden.Tegelijkertijd moeten nieuw ontworpen loopvlakken na slijtage sterk op de vorm lijken om de hoeveelheid metaal die tijdens de loopvlakcorrectie wordt verwijderd tot een minimum te beperken.