A estrutura de um roda ferroviária consiste no aro da roda, na banda de rodagem, no cubo da roda, nos raios da roda e no diâmetro da roda, cada parte tendo seu significado específico na forma.

Diâmetro da roda ferroviária

O diâmetro de rodas de trem tem um impacto significativo nas próprias rodas e em todo o veículo.Por um lado, à medida que o diâmetro da roda aumenta, o centro de gravidade do veículo aumenta, levando a um pior desempenho dinâmico.Por outro lado, aumentar o diâmetro da roda pode reduzir a tensão de contacto entre a roda e o carril, diminuir a taxa de desgaste da roda, aumentar a capacidade térmica da roda e melhorar a sua capacidade de suportar cargas térmicas de travagem na superfície do piso.

Portanto, o tamanho do diâmetro da roda do trilho deve ser determinado de forma abrangente com base nas circunstâncias específicas do veículo.Geralmente, à medida que a carga por eixo do veículo aumenta, o diâmetro da roda também deve aumentar para aumentar a capacidade térmica da roda e aumentar a área de contato com o trilho, reduzindo assim os danos e o desgaste da banda de rodagem.Além disso, deve-se prestar atenção às questões de padronização da série ao selecionar o valor do diâmetro da roda para facilitar a fabricação e manutenção da roda.

Aro da roda ferroviária

A largura do aro da roda do trilho depende principalmente da capacidade de carga do trilho.Quando os rodados operam em curvas, o aro externo da roda do trilho fica mais próximo do trilho, enquanto o aro interno da roda fica mais distante.Capacidade de carga suficiente na banda de rodagem interna é essencial para evitar descarrilamentos.

A massa do aro da roda constitui uma porção significativa da massa total da roda, sendo que a qualidade do aro da roda determina em grande parte a qualidade da roda.Isto é particularmente verdadeiro para rodas de aço fundido, onde uma massa inicial maior do aro da roda necessita de raios mais grossos, resultando em maior massa da roda.À medida que a massa da roda aumenta, ela exerce uma força vertical maior no trilho, impactando a dinâmica vertical.

Cubo da roda do trem

O roda e eixo ferroviário são montados juntos por ajuste de interferência.A principal função do cubo da roda é fixar a roda com segurança ao eixo, e suas dimensões são determinadas principalmente pela força de aperto necessária para o ajuste do eixo da roda.A espessura do cubo da roda varia com as diferentes cargas do eixo.Com um certo ajuste de interferência entre o comprimento do cubo da roda e o eixo, quanto mais grosso o cubo da roda, maior será a massa da roda do trem e maior será a força de aperto entre os eixos.

A espessura ideal do cubo da roda deve ser: tão fina quanto possível, atendendo aos requisitos de força de aperto do eixo, a fim de reduzir a massa do roda de trem.

Distância do flange do cubo

A distância do flange do cubo refere-se à distância axial entre o lado interno do flange da roda e o lado interno do cubo da roda.Este valor está relacionado à distância interna do rodado e à distância entre os dois assentos das rodas do eixo.Portanto, ao selecionar a distância do flange do cubo, ela não deve ser considerada apenas da perspectiva da roda, mas deve ser considerada em coordenação com a distância interna do rodado e do eixo.

Formato dos raios da roda do trem

A resistência dos raios afeta diretamente a segurança da operação do trem, portanto os raios das rodas devem ter resistência suficiente.A forma dos raios tem um impacto significativo na resistência estrutural e na rigidez da roda.Uma rigidez radial menor pode dar à roda maior elasticidade, o que pode melhorar o estado de tensão da roda sob carga térmica de frenagem e reduzir as forças dinâmicas na roda e no trilho.

Portanto, a rigidez radial dos raios deve ser moderadamente pequena.A rigidez axial dos raios deve ser a maior possível;caso contrário, a roda sofrerá deformação axial significativa.A deformação axial excessiva pode alterar a posição normal de contato entre a roda e o trilho e o ângulo do flange da roda, afetando o desempenho operacional do veículo e aumentando o risco de subida do trilho.Um formato de raio bem projetado pode aumentar significativamente a rigidez estrutural da roda sem adicionar peso, melhorando a rigidez geral da roda.Portanto, os raios são uma área chave de foco no projeto e otimização de estruturas de rodas.

Perfil externo da banda de rodagem

Ao projetar o perfil externo da banda de rodagem, deve-se considerar sua compatibilidade com o perfil da cabeça do trilho.Um estado ideal de correspondência do perfil roda-trilho pode efetivamente reduzir a tensão de contato e o desgaste, contribuindo para melhorar o desempenho dos trens nas curvas e aumentando efetivamente a velocidade crítica na qual os trens se tornam instáveis.Ao mesmo tempo, as bandas de rodagem recém-projetadas devem se assemelhar ao formato após o desgaste para minimizar a quantidade de metal removido durante a correção da banda de rodagem.