Archiwum Trakcji i wagonów - Zużycie kół kolejowych pojazdów szynowych
zeus04
doc. dr inż. Zdzisław ŚWIDERSKI
mgr inż. Zygmunt NOWICKI
mgr inż. Józef PRUSSAK
COBiRTK
Zużycie kół kolejowych pojazdów szynowych
Czynnikiem mającym decydujący wpływ na trwałość kół zestawów kołowych
eksploatowanych przez PKP jest ich zużycie, a zwłaszcza podcinanie obrzeży.
Ten rodzaj zużycia, występujący również w pojazdach innych kolei, przeważnie
jednak na liniach o dużym udziale łuków o promieniu mniejszym niż 500 m, na
terenie PKP występuje również na liniach z małą liczbą łuków i to o
stosunkowo dużych promieniach. Sygnalizowane od pewnego czasu przez Zarząd
Trakcji Centralnej DOKP przypadki nadmiernego tempa podcinania obrzeży kół w
elektrycznych zespołach trakcyjnych EN57 mogą być tego przykładem. Zespoły
te kursują na liniach nizinnych, rozchodzących się promieniście w węźle
warszawskim, na znacznych odcinkach prostych, z nielicznymi tylko łukami
mniejszymi od 600 m.
Na zużywanie się kół wpływają czynniki:
- materiałowe,
- konstrukcyjne,
- eksploatacyjne.
Uszkodzenia kół w wagonach
W 1983 roku, wykorzystując dane uzyskane z zntk, w Centralnym Ośrodku Badań
i Rozwoju Techniki Kolejnictwa wykonano analizę statystyczną zużyć obrzeży
obręczy wagonowych zestawów kołowych. Celem tej analizy było wyznaczenie
linii regresji opisującej zależność czasu eksploatacji zestawu od grubości
obręczy i określenie średniego czasu zmniejszenia się grubości obręczy o 1
mm. Analizą objęto zestawy kołowe wagonów osobowych i towarowych
naprawianych w dwunastu zntk.
Z analizy tej wynikało m.in. duże zróżnicowanie czasu, po upływie którego
obręcze eksploatowanych w różnych typach wagonów zestawów osiągną te same
wielkości zużycia. I tak na przykład zmniejszenie grubości obręczy o 1 mm w
wagonie chłodni następowało po 2,63 roku, w wagonie samowyładowczym - po
1,55 roku, a w wagonie osobowym - po 1,28 roku. Są to oczywiście dane
przeciętne, a wobec niemożliwości powiązania zużyć z wielkościami przebiegów
(w przypadku wagonów towarowych nie ma sposobu ścisłego ustalenia ich
przebiegów) dane te mogą mieć tylko znaczenie orientacyjne.
Z podobnych względów znaczenie orientacyjne mogą mieć również dane uzyskane
z raportu nr. 7 Komitetu ORE B 136 o czasie, jaki upływał między kolejnymi
korektami zarysu (reprofilowaniem) przeciętnego, statystycznego koła
wagonowego. I tak czas ten wynosił w: SNCF - 17 lat, DB - 5,5 roku, PKP -
4,5 roku. DR - 3 lata, SJ - 4 lata, NS - 6 lat, CFF/SBB - 10 lat, OBB - 4
lata, FS - 9 lat.
Z danych tych wynikałoby, że intensywność zużywania się kół w wagonach PKP
nie odbiegała od średniej europejskiej (wyłączając koleje francuskie i
włoskie). Trzeba tu jednak dodać, że dane te pochodzą z połowy lat
siedemdziesiątych. Niestety jednak ankiety umożliwiającej uzyskanie tego
typu danych ponownie już nie przeprowadzano.
Zużycie obręczy pojazdów trakcyjnych
Już w latach sześćdziesiątych zaczęto podejmować w PKP starania mające na
celu zmniejszenie zużyć obręczy kół parowozów kursujących w terenach
górskich. Opierając się na doświadczeniach DR COBiRTK podjął próby
hartowania płomieniowego obrzeży kół parowozowych. Było oczywiste, że wzrost
twardości obrzeży musi spowodować spowolnienie tempa ich zużycia, jednakże
należało się liczyć z możliwością pojawiania się pęknięć zarówno
hartowniczych, które mogłyby się rozwijać w eksploatacji, jak i pęknięć,
które mogłyby powstawać w eksploatacji w związku ze stanem naprężeń w
warstwie zahartowanej. Mimo niepotwierdzenia się tych obaw i znacznego
zaawansowania przygotowań do hartowania obrzeży zestawów parowozowych po
zahartowaniu ok. 100 kół zestawów tocznych parowozów dalszych prac
zaprzestano.
Ponownie, z dużą ostrością zarysował się problem nadmiernego zużywania się
obręczy w początkach 1982 r. W związku ze zmianami spowodowanymi wydłużeniem
przebiegów elektrycznych zespołów trakcyjnych zarządy trakcji zaczęły
sygnalizować trudności w spełnieniu nowych wymagań, zwracając uwagę na to,
że tempo zużywania się obręczy, spowodowane przede wszystkim podcinaniem
obrzeży, w wielu przypadkach uniemożliwia osiągnięcie wymaganego przebiegu
220 tys. km w okresie między kolejnymi reprofilowaniami obręczy. Ponieważ o
zjawisku nadmiernego zużywania się obręczy donoszono również z terenów węzła
warszawskiego, a więc z terenów nizinnych, bez małych łuków, COBiRTK podjął
badania statystyczne opierając się na pomiarach 408 obręczy z 204 zestawów z
zespołów EN57, przeprowadzonych na terenie ZNTK w Mińsku Mazowieckim. Na
podstawie tych badań ustalono m.in., że w okresie międzynaprawczym
wycofywanych jest z ruchu 94 proc. ogólnej liczby elektrycznych zespołów
trakcyjnych (ezt) z Lokomotywowni Warszawa Ochota tylko z powodu naprawy
kół. Z tego 36 proc. wycofywanych jest w celu reprofilowania obręczy, a 58
proc. w celu wymiany zestawów kołowych.
Jak wiadomo, PKP stosują zunifikowany profil koła AOC. Grubość obrzeża w tym
profilu ma wyjściowo wymiar
33 mm, a jego wymiar graniczny wynosi 22 mm. Decyzja o reprofilowaniu
podejmowana jest zwykle, gdy grubość (lub stromość) obrzeża zbliża się do
wymiaru granicznego. Wpisanie się z nowym zarysem w zarys obręczy z
podciętym obrzeżem wymaga stoczenia grubej warstwy materiału z okręgu
tocznego (poglądowo pokazano to na rys. 1 i 2.), co w takich przypadkach
prowadzi do pocienienia obręczy, niekiedy nawet do ok. 20 mm. Przeciętnie po
dwóch, a niekiedy tylko trzech reprofilowaniach należy zestaw
przeobręczować. Tak więc w razie nadmiernego zużycia obrzeży tempo
narastania tego zużycia decyduje o trwałości obręczy.
Czynniki wpływające na zużycie obręczy
Czynniki wpływające na zużycie można usystematyzować następująco:
- materiał i wykonanie kół (obręczy),
- geometria układów biegowych,
- geometria układu zestaw kołowy - szyny (w tym geometria zarysów kół i
szyn),
- zmiany współczynnika tarcia,
- technologia napraw,
- warunki atmosferyczne.
Na ten ostatni z czynników oczywiście nie można mieć żadnego wpływu,
jednakże należy o nim pamiętać przy planowaniu badań nad wyborem optymalnych
czynników, gdyż jak pokazują liczne obserwacją, wpływ na przykład
wilgotności powietrza może w znacznej mierze zmieniać obraz zjawisk
zachodzących w kontakcie z szyną.
Materiał i wykonanie kół (obręczy)
Koła, oprócz współpracy z szyną, współpracują także (odnosi się to zwłaszcza
to pojazdów PKP) z klockami hamulcowymi. Wpływ tej współpracy rzutuje przede
wszystkim na dobór stali nadającej się do wykonania kół. Ze zwiększeniem się
ekwiwalentnej 1*) zawartości węgla w stali zwiększa się jej wytrzymałość (a
więc i twardość), a także jej skłonność do podhartowania na większych
głębokościach, powodując w ten sposób zwiększenie liczby defektów
pochodzenia termicznego. Jest to szczególnie niebezpieczne w przypadku
obręczy, w których naprężeniami tangencjonalnymi muszą być naprężenia
rozciągające, co wynika z konieczności zapewnienia niezbędnego zacisku
obręczy na kole bosym. Oprócz względów bezpieczeństwa związanych z
odpornością na pękanie chodzi również o to, aby wytrzymałość kół i obręczy
była właściwa z punktu widzenia nacisków wywoływanych oddziaływaniem szyny
na koło o określonej średnicy i określonym obciążeniu. Zbyt mała
wytrzymałość przy zbyt dużych naciskach powodowałaby wykruszenia na
powierzchni tocznej kół, a ponadto sprzyjałaby luzowaniu się obręczy na
skutek ich rozwalcowania się. Jeszcze do niedawna przede wszystkim te dwa
czynniki były brane pod uwagę przy doborze stali na obręcze, przy czym
ostateczny wybór był zwykle wynikiem kompromisu między nimi. Przy
zwiększaniu się obciążeń cieplnych kół musiano się kierować zwłaszcza
ograniczeniem zawartości węgla, a niezbędną wytrzymałość należało uzyskiwać
przez obróbkę cieplną. Ta ostatnia uwaga nie dotyczy obręczy produkcji
krajowej, gdyż do czasu wejścia w życie nowej normy na stale dla kolejnictwa
(od 1985 roku), obręcze dla PKP wykonywane były bez określania zawartości
węgla (ze stali St7P - dla wagonów, a ze stali P70 - dla pojazdów
trakcyjnych).
Twardość obręczy wagonowych zawiera się w granicach od 190 do 235 HB (dane z
licznych ekspertyz wykonanych w COBiRTK), a w przypadku obręczy pojazdów
trakcyjnych ulepszonych cieplnie powinna wynosić od 232 do 262 HB (w
większości przypadków jest jednak bliska dolnej granicy,). PKP podjęły we
własnym zakresie próby utwardzania obręczy w strefie występowania ich
największych zużyć. Hartowanie obrzeży podjęte zostało w ZNTK w Mińsku
Mazowieckim i Wrocławiu.
Zasadnicze problemy powodowane hartowaniem obrzeży obręczy zestawów
kołowych, które nie zostały dotychczas dostatecznie naświetlone, to kryteria
wyboru twardości warstwy utwardzonej i - co się z tym wiąże - mikrostruktura
tej warstwy. Rozstrzygnięcie tych problemów powinno nastąpić w wyniku
przeprowadzenia odpowiednich badań laboratoryjnych i eksploatacyjnych.
Strukturą wyjściową obręczy (a więc i strefy podlegającej hartowaniu) jest
grubopłytkowy perlit otoczony ferrytem wydzielonym w formie siatki (rys. 3).
W wyniku
nagrzania do temperatury hartowania struktura ta ulega przemianie na
austenit, z którego - zależnie od prędkości chłodzenia - powstaje martenzyt
(rys. 4) (przy chłodzeniu szybkim) lub struktury określone jako drobny
perlit (rys. 5). Już sam odbiór ciepła przez część nie nagrzaną obręczy
powoduje szybkie chłodzenie.
Oprócz wymienionych struktur mogą powstawać struktury mieszane martenzytu,
drobnego perlitu i ferrytu (rys. 6). Dzieje się tak wówczas, gdy skład
chemiczny w obszarze hartowanym nie jest jednorodny, a określona szybkość
chłodzenia jednych obszarów jest wystarczająca do powstania martenzytu, gdy
w innych (sąsiednich) ta sama szybkość jest już za mała i powstaje w nich
drobny perlit.
Jak wiadomo, hartowanie na martenzyt daje warstwę najtwardszą (o twardości
rzędu 60 do 65 HRC), stwarzając przy tym zagrożenie w postaci występowania
pęknięć hartowniczych, pojawiających się od razu lub po pewnym czasie.
Hartowanie z pominięciem przemiany
martenzytycznej nie wywołuje tego rodzaju zagrożeń, a daje warstwę mniejszej
twardości (rzędu od 40 do 45 HRC).
Na bardzo dużą odporność struktur perlityczno-bainitycznych wskazują wyniki
badań ścieralności wykonanych w COBiRTK. Badania te zostały przeprowadzone
na maszynie "Amslera" ze 100 proc. poślizgiem i przesuwem bocznym próbki
wynoszącym 0,5 mm bez smarowania. Badaniom poddano próbki z dwóch różnych
obręczy wykonanych ze stali P70 z obrzeżami zahartowanymi indukcyjnie
z pominięciem przemiany martenzytycznej (na perlit drobnopłytkowy z
bainitem). Jako przeciwpróbek użyto próbek z szyny ze stali St90P. Zużycie
ustalono wagowo po wykonaniu 2000 obrotów próbki z szyny (próbką nieruchomą
była każdorazowo próbka z obręczy). W ten sposób przebadano próbki wycięte
ze stref zahartowanych (z obrzeży) i stref spoza obszaru hartowania (z
obszaru okręgów tocznych) obu obręczy. Wyniki tych badań (zestawione w
tabeli) pokazały nie tylko wielokrotnie większą odporność na ścieranie
strefy zahartowanej, ale również mniejsze zużycie próbek z szyny
współpracujących z tą strefą.
Geometria układów biegowych
Pod tym ogólnym określeniem rozumie się oddziaływanie tych wszystkich
czynników związanych z pojazdem, które w przypadku naruszenia prawidłowości
któregoś z nich powodują skośny bieg zestawu na torze, to znaczy taki, jakby
zestaw ciągle jechał po łuku o małym promieniu. Do czynników związanych z
geometrią układu należałoby zaliczyć:
- nadmierne różnice średnic kół tego samego zestawu,
- błędy wykonawczo-montażowe powodujące nierównoległość osi w wózkach, ich
nieprostopadłość do podłużnej osi symetrii wózka lub równoległe przesunięcie
poprzecznej osi symetrii zestawu w stosunku do podłużnej osi symetrii wózka,
- zbyt duży moment oporowy wynikający z oparcia pudła na ramie wózka.
Jest oczywiste, że koła o różnych średnicach, znajdujące się na wspólnej,
sztywnej osi, muszą powodować skośny bieg zestawu na prostej, a zatem ich
przyśpieszone zużycie. Ze względu na różnorodność czynników, które temu
towarzyszą (m.in. takich jak cechy konstrukcyjne pojazdu, profil i materiał
szyn, a także warunki atmosferyczne), jest bardzo trudno ustalić właściwe
zależności między różnicami średnic a tempem zużywania się obręczy.
Zwiększenie różnicy średnic kół (dD) na jednym zestawie - zdaniem J. I.
Likratova i in. - nie wpływa na zużycie obrzeży, jeśli różnica ta nie
przekracza 5 mm (rys. 7). Dopiero po przekroczeniu tej wartości zaczyna się
proces przyśpieszonego zużycia, przy czym nieco szybciej przebiega on na
kole o większej średnicy. Nieco wcześniej zaczyna się przyśpieszone zużycie
na okręgu tocznym (już od różnicy średnic wynoszącej 4 mm), jednak ze
względu na reprofilowanie kół jego skutki mają mniejsze znaczenie.
Na podstawie tych badań autorzy uważają, że w eksploatacji można dopuścić
występowanie różnic średnic kół do 4 mm. Zmniejszyłoby to, ich zdaniem,
liczbę zbędnych obtoczeń.
Chociaż PKP nie notują sygnałów, które wskazywałyby na występowanie
wzmożonej liczby obtoczeń z powodu przekroczenia dopuszczalnej różnicy
średnic (ustalonej na maksimum 1 mm), trzeba by i u nas podjąć próby
ustalenia wpływu tych różnic. Tymczasem z powodu trudności dokonywania
takich pomiarów w warunkach eksploatacyjnych oraz z powodu braku stosownych
urządzeń pomiarowych przy tokarkach podtorowych nie jest możliwe
dotrzymywanie obowiązujących warunków.
Oprócz różnic średnic, jak już wspomniano, czynnikami znaczącymi są także
odpowiednie usytuowanie zestawu w pojeździe oraz właściwy moment oporowy
wynikający z oparcia pudła na ramie wózka. Są takie przypadki nadmiernych
zużyć, których przyczyny nie można się doszukać ani w materiale obręczy ani
wreszcie w warunkach eksploatacji i wówczas pozostają tylko czynniki
związane z geometrią układu lub momentem obrotowym. W związku z tym, że
błędy geometrii montażu zestawów mogą powstawać zarówno w czasie produkcji
pojazdów, jak i ich okresowych napraw, jedynym wyjściem byłby rozwój
diagnostyki u producentów pojazdów i w zakładach naprawczych.
Wreszcie po ustaleniu, w jakim stopniu obecne systemy podparcia pudła na
ramach wózków zapewniają uzyskanie właściwego momentu oporowego i jak ten
moment oporowy wpływa na zużycie obręczy, trzeba by wykonać odpowiednie
pomiary i zebrać niezbędne informacje.
W e.z.t. kursujących na terenie węzła warszawskiego czopy skrętu i ich
gniazda oraz ślizgi boczne do 1976 roku były smarowane.
Obecnie czopy skrętu i gniazda wykonywane są ze staliwa L400 lub L450 i nie
są smarowane; stosuje się w nich podkładkę oddzielającą z materiału TaFK-15
wg PN-73/E-29080. Ślizgi bocznego oparcia na pudle wykonuje się ze stali
wysokomanganowej 11G12, a na wózku z tekstolitu TcFK-1-I-40, przy czym
ślizgów tych również się nie smaruje. Nie ma, niestety, miarodajnych
informacji, jakie było
tempo zużywania się obręczy w okresie smarowania ślizgów i czopów skrętu, i
to powinno być również przedmiotem wnikliwych badań.
Tempo zużycia obręczy zależy również od typu pojazdu, liczby osi i ich
odległości, nacisków jednostkowych itp. Obszerną analizę czynników
związanych z konstrukcją pojazdów można znaleźć w pracy wykonanej przez OSŻD
w latach 1976-1982.
Geometria układu zestaw kołowy-szyny
Chodzi tu zarówno o warunki wpisywania się zestawu w tor, jak i o wpływ
profilu obrzeża oraz wpływ szerokości toru na tempo zużywania się obręczy
(rys. 8). Warto zauważyć, że proporcjonalnie do zmian sił bocznych zmieniają
się siły tarcia w punkcie kontaktu koła z szyną, a zatem czynnik szerokości
toru byłby czynnikiem istotnie znaczącym dla tempa zużywania się obręczy (i
szyn). Warto by więc i temu zagadnieniu poświęcić więcej uwagi.
Ostatnio poświęca się wiele uwagi wpływowi profilu koła na jego współpracę z
szyną. Uważa się powszechnie, że odpowiednie dopasowanie koła do szyny
powoduje zmniejszenie nacisku powierzchniowego, co powinno odpowiednio
zmniejszyć zużycie i koła i szyny. Warto jednak zwrócić uwagę, że
dopasowanie to zmienia się w czasie eksploatacji: dotyczy to zarówno profilu
kół, jak i szyn, których profile są ponadto zależne od rodzaju szyny (S49
czy UIC 60). Różne typy zużycia obręczy (w niektórych przypadkach szybciej
zachodzi zmiana grubości obrzeża, a w innych decydującym czynnikiem
powodującym konieczność obtaczania jest jego stromość) wynikają ze
współpracy z szynami o różnym stopniu zużycia. Kontakt koła z szyną o
stopniu zużycia takim, jak na rys. 9, musi wywołać nadmierne podcinanie
obrzeży, wyrażające się zwiększeniem ich stromości, szczególnie na liniach o
małych łukach. A przecież, jak wiadomo, na liniach o małych łukach
najczęściej można spotkać szyny o nadmiernym bocznym zużyciu. Nie wdając się
w szczegóły, warto zwrócić uwagę na związek profilu z ilością materiału
usuwanego w formie
wiórów przy obtaczaniu obręczy. Aby tego uniknąć obtaczanie kół TGV na
podtorówkach wykonuje się pod kątem jak najmniejszego stoczenia powierzchni
tocznej. W tym celu przy kolejnych obtaczaniach nie wyprowadza się profilu
obrzeża na nowy, lecz dopuszcza się do zmiany jego grubości od 32,5 do 28,5
mm, stopniowo co 0,5 mm. Rozważenie możliwości zmiany profilu z punktu
widzenia możliwości zmniejszenia strat jest w PKP jeszcze sprawą otwartą.
Zmniejszenie współczynnika tarcia
Z faktu, że zużycie obrzeży obręczy zależy także od współczynnika tarcia w
punkcie kontaktu koła z szyną, wynikły poszukiwania sposobów jego
zmniejszenia. Niektóre koleje opracowały i zastosowały urządzenia do
wprowadzania smaru w obszar kontaktu obrzeża z szyną. Trwają próby
montowania takich urządzeń w lokomotywach PKP.
Technologia napraw
Jak pokazano na rys. 1 i 2, największe straty materiału w związku z
podcinaniem obrzeży mogą wynikać z technologii napraw. Aby zmniejszyć
grubość warstwy zdejmowanej z obręczy w wyniku obtaczania podciętego obrzeża
na nowy profil, opracowano metodę napawiania obrzeży zestawów kołowych.
Dzięki wypełnieniu metalem ubytków na obrzeżu napoiny, można dokonać korekty
zarysu bez zmniejszania średnicy koła. Wynika stąd zasadnicza i jedyna
korzyść związana z tą metodą naprawy. Nowa warstwa w najlepszym razie ma
bowiem tylko tę samą odporność na ścieranie co materiał koła. Są szansę na
opracowanie takiej metody napawania, w wyniku której na obszarze podcinania
nakładana byłaby warstwa cechująca się większą odpornością na ścieranie.
Tymczasem jednak należałoby zwrócić uwagę na przestrzeganie ustalonych i
sprawdzonych już parametrów napawania. Zdarzyły się bowiem przypadki pęknięć
obręczy (rys. 10 i 11) podczas eksploatacji, spowodowane wadliwym napawaniem
oraz pęknięcia obręczy w trakcie napawania. Jak się okazało, w obu tych
przypadkach na skutek niedostatecznego podgrzania obręczy przed napawaniem
wystąpiły warunki do jej samoistnego podhartowania się, czego dowodem była
stwierdzona obecność martenzytu w strefie napawania (rys. 12).
Warunki atmosferyczne
O tym, że warunki atmosferyczne mogą mieć istotny wpływ na tempo zużywania
się obręczy, przekonano się już dawno. I tak na przykład z informacji
lokomotywowni w Wałbrzychu wynika, że przy dłuższym utrzymywaniu się pogody
wilgotnej przebiegi lokomotyw wydłużyć się mogą nawet o miesiąc. Podobne
spostrzeżenia poczyniono także na terenie innych lokomotywowni. Wszędzie
tam, gdzie są naturalne warunki do nadmiernego podcinania obrzeży, a więc w
rejonach górskich, nie sposób nie dostrzec wpływu zmian atmosferycznych.
Jeśli z tych spostrzeżeń mogłyby wyniknąć praktyczne wnioski, to przede
wszystkim te, które prowadziłyby do potwierdzenia znaczenia zmian
współczynnika tarcia, a zatem celowości podejmowania prób zintensyfikowania
prac nad wdrożeniem sprawdzonych systemów smarowania obrzeży.
Wymagania dotyczące kół do taboru PKP
Sformułowanie tych wymagań umożliwiają zarówno liczne badania własne, jak i
badania wykonane w ramach współpracy z ORE.
Koła wagonów, zarówno towarowych, jak i osobowych, powinny być kołami
monoblokowymi o tarczy symetrycznej względem piasty. Kształt tarczy powinien
być tak dobrany, aby naprężenia wywołane obciążeniami występującymi w
eksploatacji, a także zaciśnięciem koła na osi, w żadnym miejscu tarczy nie
były większe od wytrzymałości zmęczeniowej stali, z której wyprodukowano
koła.
W wyniku prac Komitetu ORE B 136 kształt kół monoblokowych do wagonów
towarowych został ustalony i koła te są od wielu lat stosowane przez koleje
zachodnioeuropejskie. Są to koła monoblokowe o tarczy symetrycznej,
falistej, z wieńcami ulepszanymi cieplnie.
W Polsce podjęto próby wprowadzenia do eksploatacji (do wagonów towarowych o
zwiększonym do 225 kN nacisku na oś) tzw. zestawów przejściowych, różniących
się od zestawów typu UIC konstrukcją kół, które z konieczności w okresie
przejściowym, (tj. do czasu podjęcia produkcji kół monoblokowych przez
przemysł krajowy) muszą być kołami obręczowymi. Dokumentację tych zestawów
opracowano w OBRPS, a do ich produkcji przystąpiono już w Hucie 1 Maja.
Oprócz kształtu koła, równie istotne znaczenie ma dobór stali. Na podstawie
analizy uszkodzeń występujących w eksploatacji można dość dokładnie
sformułować wymagania, jakim powinna ona odpowiadać. Na koła, które hamowane
są klockami, powinna być stosowana stal o ograniczonej zawartości węgla -
stal R7 według karty UIC 812-3. Produkowane z tej stali koła monoblokowe
mają wieńce ulepszane cieplnie, co daje im dobrą odporność na zużycie
ścierne.
Prowadzone obecnie prace w ramach ORE mają na celu między innymi opracowanie
takiego kształtu koła, który ułatwiałby szybkie rozproszenie ciepła
wywołanego intensywnym hamowaniem klockami. Trwają badania takiego koła (ze
stali R7T; litera T oznacza ulepszanie cieplne wieńca), które mogłoby być
stosowane w wagonach pasażerskich o prędkości do 160 km/h. Koła te
charakteryzują się większym pofalowaniem tarczy, co może utrudnić ich
wykonanie.
1*) Ekwiwalent zawartości węgla wyraża w sposób umowny sumaryczny wpływ
wszystkich pierwiastków oddziaływających na hartowność stali.