열차 윤축은 주로 바퀴와 차축으로 구성된 철도 차량의 중요한 부분입니다.바퀴는 열차와 철도의 접촉 부분으로 차량의 무게를 지탱하고 안내 역할을 합니다.차축은 바퀴와 차량 교량의 다른 부분에 연결되어 견인력과 제동력을 전달합니다.열차 윤축의 성능은 열차 운행의 안전성과 원활성에 직접적인 영향을 미치므로 유지보수 및 점검이 매우 중요합니다.
첫째, 윤축의 무게는 열차의 운행 효율성과 안전성에 직접적인 영향을 미칩니다.더 무거운 휠셋은 더 많은 견인력을 제공하여 열차가 더 쉽게 올라가고 가속할 수 있도록 합니다.그러나 휠셋이 무거우면 에너지 소비가 증가하고 제동 거리가 길어지며 라인 용량을 초과할 수도 있습니다.반대로, 가벼운 윤축은 평지와 직선 주행 시 효율성이 더 높고 에너지 소비가 낮을 수 있지만, 오르막이나 제동 시 미끄러짐이나 윤축 공회전이 발생하여 열차의 운행 안전에 영향을 줄 수 있습니다.
둘째, 무게는 전체 운송 과정의 품질과 효율성에도 영향을 미칩니다.휠셋이 너무 무거우면 라인과 브릿지가 과도하게 마모되어 수명이 단축될 수 있습니다.이는 유지보수 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 열차의 운행 안전에도 영향을 미칠 수 있습니다.그리고 윤축이 너무 가벼우면 견인력이 부족해 열차의 운송 효율성에 영향을 줄 수 있습니다.
바퀴의 무게와 바퀴 크기 및 관련 재료는 다음 표에 기차와 버스의 다양한 유형이 나열되어 있습니다. 기차 바퀴 무게는 표에서 볼 수 있듯이 바퀴 무게는 약 300kg-400kg 범위입니다.
바퀴 모델 | 롤오버 circle 외경 D(mm) | 림 내부에 내경 D1(mm) | 림 바깥쪽 내경 D2(mm) | 바퀴 구멍 직경 (두꺼운)d0 | 바퀴 구멍 직경 (활력)d1 | 바퀴 외경 D3 | 바퀴 길이 L | 휠 림 폭 H | 휠 림 사이의 거리 F | 스포크 두께(가장 얇은 지점) 처럼 | 이론적인 무게 (킬로그램) | 재료 |
| 헤즈드 | 840 | 740 | 740 | 198 | 206 | 282±4 | 178±3 | 135+5 | 68+2 | 22 | 325 | ZL-B |
| HDZD | 840 | 740 | 740 | 186 | 194 | 263±4 | 178±3 | 135+5 | 68+2 | 21 | 315 | ZL-B |
| HDZB | 840 | 740 | 740 | 186 | 94 | 260+6 | 178±3 | 135+5 | 68+2 | 23 | 330 | ZL-B |
| HDZC | 840 | 740 | 740 | 186 | 194 | 260+6 | 178±3 | 135+5 | 68+2 | 20 | 310 | ZL-B |
| 헤즈브 | 840 | 740 | 740。 | 198 | 206 | 278+10 | 178±3 | 135+5 | 68+2 | 21 | 322 | ZL-B |
| HDZA | 840 | 710 | 710 | 186 | 194 | 260+6 | 178±3 | 135+5 | 68+2 | 25 | 371 | ZL-B |
| HDZ | 840 | 710 | 710 | 186 198 | 194 206 | 289+5 | 178±3 | 135+5 | 68+2 | 25 | 385 | ZL-B |
기차 차축의 무게는 차축의 크기 및 재질과도 관련이 있으며 표에는 다양한 크기의 기차 차축의 무게가 나열되어 있습니다. 표에서 차축의 무게 범위는 약 200kg-500kg으로 상대적으로 큽니다.
차축 모델 | 크기(mm) | 무게 (킬로그램) | |||||||||
| d1 | d2 | d4 | d5 | L1 | (엘2) | L3 | (엘1) | L2 | L4 | ||
| RE2B | 150 | 180 | 210 | 184 | 2181 | 1981 | 1761±1 | 210 | 83 | 266.5 | 451 |
| RE2A | 150 | 180 | 210 | 184 | 2191 | 1981 | 1731±1 | 230 | 48 | 229 | 451 |
| RE2 | 150 | 180 | 206 | 184 | 2166 | 1956 | 1686+1 | 240 | 68 | 251.5 | 440 |
| RD2 | 130 | 165 | 194 | 174 | 2146 | 1956 | 1706±1 | 220 | 53 | 239 | 380 |
| RD2Y | 130 | 165 | 194 | 174 | 2146 | 1956 | 1706±1 | 220 | 53 | 239 | 380 |
| RB2 | 100 | 127 | 155 | 138 | 2062 | 1905 | 1688±1 | 187 | 44 | 230 | 232 |
| RD3 | 130 | 165 | 194 | 174 | 2146 | 1956 | 1756±0.5 | 195 | 78 | 264 | 383 |
위에서 볼 수 있듯이 기존의 무게는 300kg-400kg의 기차 바퀴, 기존의 무게 200kg-500kg의 기차 차축, 윤축의 총 중량은 두 바퀴의 중량에 축의 중량을 더한 값과 같습니다. 즉, 기차 바퀴 무게는 약 800kg-1300kg입니다., 계산을 위해서는 도면을 기반으로 보다 자세한 데이터가 필요합니다.
고탄소강과 합금강의 기차바퀴 무게 차이는 주로 밀도와 무게에 따라 달라집니다.고탄소강은 강철 중 탄소함량이 높고 밀도와 중량이 높기 때문에 고탄소강 제조 전동차의 사용이 상대적으로 무겁습니다.반면, 합금강은 합금원소가 첨가된 탄소강으로, 이러한 합금원소가 강의 밀도와 중량을 변화시킬 수 있습니다.일부 합금 원소는 강철의 밀도와 무게를 증가시키는 반면 다른 합금 원소는 강철의 밀도와 무게를 감소시킵니다.결과적으로 합금강으로 만든 열차 윤축의 무게는 첨가된 합금 원소와 그 함량에 따라 고탄소강으로 만든 윤축보다 높거나 낮을 수 있습니다.
담금질 공정은 주로 다음 측면에서 열차 윤축의 무게에 영향을 미칩니다.
밀도 변화: 담금질은 급속 냉각을 통해 금속을 높은 경도와 높은 내마모성을 달성하는 열처리 공정입니다.담금질 과정에서 금속 내의 원자 또는 분자 배열이 변경되어 밀도가 변경됩니다.일반적으로 담금질된 금속의 밀도는 약간 증가하므로 담금질 공정으로 인해 열차 바퀴의 무게가 약간 증가할 수 있습니다.
치수 변화: 담금질 과정에서 금속이 수축하거나 팽창하여 치수가 변경될 수 있습니다.담금질 후 금속의 치수가 감소하면 그에 따라 전체 제품의 무게도 감소할 수 있습니다.반대로 크기가 커지면 무게도 늘어날 수 있습니다.따라서 담금질 과정은 열차 윤축의 크기와 무게 모두에 영향을 미칩니다.
표면 처리: 경화 공정은 페인팅 및 도금과 같은 다른 표면 처리 기술과 함께 사용할 수도 있습니다.이러한 표면 처리는 열차 바퀴의 무게를 증가시킬 뿐만 아니라 외관과 성능을 변화시킬 수 있습니다.따라서 표면처리가 열차 윤축의 중량에 미치는 영향도 고려해야 한다.
높은 고도에서 휠셋을 사용할 경우, 기압 및 산소 농도 감소로 인해 휠셋의 무게가 변할 수 있습니다.구체적으로, 고도가 높아짐에 따라 대기압과 산소 농도가 점차 감소하여 금속 재료의 밀도와 무게가 감소합니다.따라서 높은 고도에서 사용할 경우 휠셋의 무게가 약간 줄어들 수 있습니다.
윤축의 무게는 열차의 견인력과 제동 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.바퀴가 무거울수록 열차의 관성과 견인 저항이 증가하여 열차의 가속 및 감속이 더 어려워집니다.따라서 열차를 설계할 때 견인력과 제동 성능 요구 사항의 균형을 맞추기 위해 휠셋의 무게를 합리적으로 선택해야 합니다.
에너지 소비: 열차 바퀴 세트의 무게는 에너지 소비에 더 큰 영향을 미칩니다.바퀴가 무거울수록 열차의 견인 저항과 관성이 증가하여 열차가 가속 및 감속할 때 더 많은 에너지를 소비하게 됩니다.따라서 안전성과 성능 보장을 전제로 윤축의 무게를 적절하게 줄이면 열차의 에너지 소비를 줄이고 운행 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
입다: 휠셋의 무게는 트랙과의 접촉 응력에도 영향을 미치며, 이는 결국 마모 정도에도 영향을 미칩니다.휠셋이 무거울수록 트랙과 접촉할 때 더 큰 접촉 응력이 발생하여 트랙과 휠셋의 마모가 가속화됩니다.따라서 휠셋을 선택할 때 휠셋의 수명과 안전성을 보장하기 위해 내마모성 요구 사항과 무게 요구 사항을 비교하는 것이 필요합니다.
원활한 작동: 윤축의 무게는 열차 운행의 부드러움에 영향을 미칩니다.무거운 휠셋은 선로에 닿을 때 상대적으로 큰 충격과 진동을 발생시키며, 이는 열차 운행을 불안정하게 만들어 승객의 안락함과 물품의 안전에 영향을 미칠 수 있습니다.더 가벼운 휠셋은 충격과 진동을 줄이고 작동의 부드러움을 향상시킬 수 있지만, 너무 가벼운 휠셋은 바퀴와 레일 사이의 마찰과 진동을 증가시켜 성능과 안전에 영향을 미칠 수도 있습니다.따라서 휠셋의 무게를 선택할 때 관련된 모든 당사자의 요구 사항의 균형을 맞추는 것이 중요합니다.
진동: 열차 윤축의 무게도 진동 특성에 영향을 줄 수 있습니다.휠셋이 무거울수록 특히 고속에서나 곡선을 통과할 때 더 많은 진동이 발생할 수 있습니다.이러한 진동은 바퀴와 레일 사이의 마모를 증가시켜 바퀴와 레일의 서비스 수명에 영향을 미칠 수 있습니다.
새로운 알루미늄 합금 소재는 고속 열차 윤축에 분명한 이점을 가지고 있습니다.첫째, 열차의 중량을 대폭 줄여 운행 효율성과 에너지 절감 효과를 향상시킨다.둘째, 알루미늄 합금 소재는 내식성과 기계적 성질이 뛰어나 열차의 안정성과 수명을 향상시킬 수 있습니다.또한, 알루미늄 합금은 가공 및 재활용이 상대적으로 용이하여 유지 관리 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.
그러나 실제 적용에서는 복잡한 환경 및 하중 조건에서 알루미늄 합금 소재의 성능을 고려해야 하며, 열차의 안전 성능을 보장하기 위해 지속적인 모니터링과 평가가 수행되어야 합니다.
경량화는 휠셋의 구조를 개선하고, 불필요한 부품과 소재를 줄여 달성할 수 있습니다.예를 들어 중공축 사용, 베어링 구조 최적화, 제동 장치 등이 있습니다.
에너지 절약 및 배출 감소: 환경 보호에 대한 관심이 높아지면서 에너지 절약 및 배출 감소는 철도 운송 산업의 중요한 발전 방향이 되었습니다.열차 바퀴의 무게를 최적화하면 차량 운행 시 에너지 소비와 탄소 배출을 줄여 환경 보호에 기여할 수 있습니다.
운송 효율성 향상: 윤축 중량이 가벼워지면 열차의 운행 유연성이 향상되고, 윤축 중량 초과로 인한 동력 손실이 줄어들어 운송 효율성이 향상됩니다.
마모 감소: 휠셋의 무게를 줄이면 트랙의 마모가 줄어들어 트랙의 수명이 연장되고 유지 관리 비용이 절감됩니다.
안전성 향상: 윤축의 무게를 줄이면 주행 과정에서 차량의 충격과 진동을 줄이고 열차의 안정성과 안전성을 향상시킬 수 있습니다.
경제 발전 촉진: 열차 바퀴의 무게를 최적화하면 철도 운송의 경쟁력을 향상시키고 철도 운송 산업의 발전을 촉진하여 전체 경제 발전을 촉진할 수 있습니다.
