輪對(duì)踏面外形

車(chē)輪徑向截面上由輪緣和踏面形成的輪廓線車(chē)輪輪緣和踏面外形的選擇,不僅影響車(chē)輪的磨耗和使用壽命，而且直接關(guān)系到機(jī)車(chē)車(chē)輛的曲線通過(guò)性能和走行質(zhì)量。輪緣使車(chē)輪能可靠地通過(guò)曲線和道岔，不致脫軌。踏面呈圓錐形，在滾動(dòng)圓附近錐度1:10。通過(guò)曲線時(shí)，外側(cè)車(chē)輪以靠近輪緣的較大直徑在外軌上滾動(dòng)，內(nèi)側(cè)車(chē)輪以較小直徑在內(nèi)軌上滾動(dòng)，這樣，一方面使輪對(duì)隨線路方向變化而起導(dǎo)向作用，同時(shí)內(nèi)外輪滾動(dòng)距離的不同還可補(bǔ)償內(nèi)外軌長(zhǎng)度之差的影響。在直線上運(yùn)行時(shí)，如果輪對(duì)偏離其在線路上的中心位置，則兩輪滾動(dòng)半徑之差將使輪對(duì)向恢復(fù)其中心位置的方向運(yùn)動(dòng)。車(chē)輪外側(cè)錐度為1:5，可加大輪對(duì)兩輪滾動(dòng)半徑之差,使其易于通過(guò)小半徑曲線。但圓錐形踏面同時(shí)也是產(chǎn)生機(jī)車(chē)車(chē)輛蛇形運(yùn)動(dòng)和影響走行質(zhì)量的根源。減小踏面錐度有助于抑制蛇行運(yùn)動(dòng)，但輪緣磨耗顯著加劇，旋輪周期和車(chē)輪使用壽命大為縮短。這種辦法僅在一些高速客運(yùn)列車(chē)上采用。另一方面，車(chē)輪輪緣踏面外形在運(yùn)行初期磨耗較快，以后逐漸趨向穩(wěn)定，磨耗減慢。旋修恢復(fù)后的外形仍不能保持很長(zhǎng)時(shí)間，而且金屬切削量很大。因此，有些國(guó)家的鐵路采用了一種接近于磨耗達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)的輪對(duì)踏面外形，稱為 ，又稱磨耗形踏面。采用這種外形不僅可減少車(chē)輪磨耗，延長(zhǎng)旋修周期，而且由于改善了輪軌接觸狀態(tài)，接觸應(yīng)力也可有所降低。

車(chē)輪直徑以滾動(dòng)圓(與車(chē)輪內(nèi)側(cè)面平行并相距70毫米的平面與車(chē)輪踏面相交所成的圓)處的直徑為其公稱值。中國(guó)鐵路目前使用的貨車(chē)輪徑為 840毫米，客車(chē)輪徑為915毫米，內(nèi)燃機(jī)車(chē)輪徑為1050毫米,電力機(jī)車(chē)輪徑為1250毫米。蒸汽機(jī)車(chē)各種車(chē)輪的直徑因機(jī)型而異，動(dòng)輪直徑通常在1370~2000毫米之間。

車(chē)輪在運(yùn)用中與鋼軌接觸部分承受很大的壓力和 ，其接觸表面產(chǎn)生彈性變形和很大的接觸應(yīng)力;在運(yùn)行中，左右兩輪不可避免地以不同直徑在鋼軌上滾動(dòng)，產(chǎn)生滑行和車(chē)輪磨耗;在制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪踏面還受到閘瓦的劇烈磨損，并產(chǎn)生高溫。所有這些，要求車(chē)輪踏面部分的材質(zhì)必須具有很高的強(qiáng)度、硬度和沖擊韌性，并具有良好的耐磨性。壓裝在車(chē)軸上的輪轂主要承受彈性力，輻板或輻條只承受壓力和彎曲力，這些部分要求有較高的韌性。輪箍輪的輪箍和輪心，可以采用不同材質(zhì)，因而能夠較好地滿足上述要求。整體輪在踏面耐磨性方面不如輪箍輪，但其重量較輕，費(fèi)用較省，更重要的是輪箍不會(huì)松弛和崩裂。中國(guó)鐵路目前在機(jī)車(chē)上仍用輪箍輪，在客、貨車(chē)輛上已全部使用整體輾鋼輪。

車(chē)輪上與鋼軌相接觸的部分，即車(chē)輪的外圈，在整體輪上稱為輪輞，在輪箍輪上稱輪箍。輪輞或輪箍上與鋼軌相接觸的表面稱為踏面，踏面一側(cè)凸起的部分稱為輪緣。輪緣位于鋼軌的內(nèi)側(cè)，可防止輪對(duì)滾動(dòng)脫軌，并起導(dǎo)向作用。車(chē)輪上與車(chē)軸相結(jié)合的部分稱為輪轂。輪轂與輪輞用輪輻連接。輪輻可以是連續(xù)的圓盤(pán)，稱為輻板;也可以是若干沿半徑方向布置的柱體，稱為輻條。

車(chē)輪按結(jié)構(gòu)可分為輪箍輪和整體輪兩大類(lèi)。輪箍輪是將輪箍用熱套裝法裝在輪心上，鑲?cè)肟郗h(huán)而成。扣環(huán)可在輪箍和輪心配合松弛時(shí)防止輪箍脫出，起安全止擋作用。整體輪是將輪箍與輪心上的輪輞合成一個(gè)整體。此外，有些國(guó)家還采用在輪輞與輻板之間加入彈性元件的車(chē)輪。這種車(chē)輪稱為彈性車(chē)輪，通常只在地下鐵道車(chē)輛上使用。

車(chē)輪壓裝在車(chē)軸上，同一車(chē)軸上兩個(gè)車(chē)輪間的距離與軌距相適應(yīng)，從而使輪對(duì)可在鋼軌上滾動(dòng)。

①輪座，車(chē)輪壓裝處，也是車(chē)軸上直徑最大的部分;②軸頸，車(chē)軸上與軸承相作用的部分;③軸身，兩車(chē)輪之間的部分，有些客、貨車(chē)車(chē)軸的軸身自輪座向中央逐漸縮小，也有一些軸身通長(zhǎng)為圓柱形，柴油機(jī)車(chē)和電力機(jī)車(chē)的傳動(dòng)齒輪和采用盤(pán)形制動(dòng)的機(jī)車(chē)車(chē)軸的軸裝式制動(dòng)盤(pán)即組裝在軸身上;④防塵板座，客、貨車(chē)車(chē)軸上軸頸與輪座之間的過(guò)渡處，其上裝有滑動(dòng)軸箱的防塵板或滾動(dòng)軸箱的后擋板;⑤軸領(lǐng),客、貨車(chē)車(chē)軸兩端比軸頸凸出的部分，用以阻擋滑動(dòng)軸承在軸頸上的過(guò)大移動(dòng)，滾動(dòng)軸承車(chē)軸上沒(méi)有軸領(lǐng);⑥軸頸后肩，軸頸上靠近防塵板座的部分，為避免直徑突然改變引起應(yīng)力集中而作成圓弧過(guò)渡。

機(jī)車(chē)車(chē)輛在運(yùn)行中加于車(chē)軸的載荷是不斷變化的，而且由于輪對(duì)不停地旋轉(zhuǎn)，車(chē)軸內(nèi)產(chǎn)生交變應(yīng)力。因此，必須提高車(chē)軸材質(zhì)的持久極限。為此在制造過(guò)程中軸身，須進(jìn)行全長(zhǎng)旋削加工，軸頸和輪座實(shí)行輥壓強(qiáng)化，在輪座部位和軸頸后肩圓弧過(guò)渡(滾動(dòng)軸承)處設(shè)置減載槽;在整個(gè)使用期中要實(shí)行嚴(yán)格的超聲波和電磁探傷。

車(chē)軸通常是實(shí)心的，但車(chē)軸應(yīng)力在截面上的分布是不均勻的,越接近表面就越大,而在中心的應(yīng)力很小。因此有可能采用空心車(chē)軸代替實(shí)心車(chē)軸，以減輕簧下重量對(duì)機(jī)車(chē)車(chē)輛和線路的有害影響。空心車(chē)軸在一些國(guó)家的鐵路上雖已試用多年,但由于在運(yùn)用中受力狀態(tài)復(fù)雜,仍在研究改進(jìn)中。