El principio rector de los trenes de alta velocidad:

El funcionamiento de las ruedas de un tren puede describirse como el de un 'carro' más pequeño que transporta uno más grande. A diferencia de los automóviles, los trenes no tienen volante, entonces, ¿cómo avanzan o incluso giran? Esto lo realiza principalmente el bogie. Cuando el tren entra en una curva a cierta velocidad, la rueda exterior del juego de ruedas delanteras hace contacto con el lado interior del carril exterior, generando una fuerza de guía a través de la presión entre ellas. Esta fuerza de guía crea un momento que hace que el bogie gire con respecto a la vía.

Un bogie es esencialmente un 'carro' formado por un bastidor y dos pares de ruedas. El vagón del tren descansa sobre este 'carro', permitiendo un cierto grado de giro. Cada vagón de tren tiene dos 'carros' debajo, que sostienen todo el tren a medida que avanza a toda velocidad por las vías. Sin embargo, dado que los bogies están instalados debajo del carro, normalmente no son fácilmente visibles.

Desarrollo y producción de ruedas de trenes de alta velocidad:

Las ruedas de los trenes de alta velocidad implican más de 50 tecnologías clave en su desarrollo y producción, lo que las convierte en productos altamente técnicos y difíciles de fabricar. Cuando el tren circula a velocidades superiores a 300 km/h, se produce una intensa fricción entre las ruedas y los raíles, con lo que la temperatura de la superficie de las ruedas supera los 1.000 grados centígrados. Este calor extremo puede causar defectos en la superficie de las ruedas, lo que provoca una mayor vibración durante el funcionamiento y afecta la seguridad del tren.

Además, cada vagón de tren de alta velocidad pesa más de 50 toneladas y la mayor parte del peso lo soportan las ruedas. De media, un par de ruedas tiene que soportar una presión repetitiva de más de diez toneladas. Por lo tanto, las ruedas de los trenes de alta velocidad deben cumplir múltiples requisitos, como alta resistencia, tenacidad, resistencia al desgaste, resistencia al agrietamiento por calor, resistencia a la fatiga y resistencia al pelado. Actualmente, sólo unos pocos países en todo el mundo dominan esta tecnología. Incluso China, con su industria ferroviaria de alta velocidad en rápido desarrollo, inicialmente tuvo que depender de la importación de ruedas de tren de alta velocidad.

Requisitos de materiales para ruedas de trenes de alta velocidad:

¿Cómo podemos garantizar que las ruedas de los trenes de alta velocidad puedan soportar altas temperaturas sin deformarse al enfriarse después de detenerse? Si bien esto suena simple, lograrlo es todo un desafío. Las ruedas de los trenes de alta velocidad implican numerosos rodamientos y piezas pequeñas con diseños complejos, que requieren una precisión extremadamente alta en la fabricación.

Cada vagón de tren de alta velocidad pesa alrededor de 60 toneladas y las ruedas deben soportar cargas pesadas mientras giran a altas velocidades, lo que provoca un rápido desgaste. Generalmente, las ruedas de los trenes de alta velocidad se someten a inspecciones cada 48 horas o 4.000 kilómetros y suelen recibir mantenimiento todas las noches. La materia prima utilizada para la fabricación de ruedas de trenes de alta velocidad es un tipo especial de acero que China inicialmente no podía producir y tuvo que importar a un alto coste. Después de años de investigación y desarrollo independientes, China ahora cuenta con dos tipos de ruedas de tren de alta velocidad de producción nacional para su serie Fuxing.

Los estrictos requisitos de la fabricación de ruedas de trenes de alta velocidad:

Las ruedas de los trenes de alta velocidad deben soportar el funcionamiento a alta velocidad y soportar la carga de trabajo de viajar miles de kilómetros al día, lo que deja poco lugar a defectos. Incluso un defecto tan pequeño como 0,2 mm puede provocar daños o grietas, lo que plantea posibles riesgos para la seguridad. Por lo tanto, fabricar ruedas de trenes de alta velocidad requiere una precisión comparable a la de fabricar instrumentos de precisión. Estas ruedas necesitan una resistencia, dureza y estabilidad excepcionales tanto a bajas como a altas temperaturas.

La materia prima de las ruedas de los trenes de alta velocidad debe ser un tipo de acero especial con un alto nivel de pureza, libre de impurezas metálicas. Por ejemplo, el contenido de hidrógeno debe ser inferior a dos partes por millón. Después de un forjado complejo y múltiples procesos, los espacios en blanco de las ruedas se someten a inspecciones ultrasónicas, pruebas de partículas magnéticas para verificar el magnetismo y el aislamiento, equilibrio estático, pruebas de dureza y otras inspecciones rigurosas antes de que puedan considerarse productos terminados.

Juegos de ruedas para trenes de alta velocidad y su demanda de mercado:

Los juegos de ruedas de los trenes de alta velocidad están sujetos a un desgaste severo, lo que requiere una inspección obligatoria después de 1,2 millones de kilómetros y su sustitución aproximadamente a los 2,4 millones de kilómetros. Esto significa que existe una importante demanda en el mercado de ruedas y juegos de ruedas para trenes de alta velocidad. Los países que han dominado esta tecnología se han beneficiado durante mucho tiempo de las ventas a lo largo de los años. China, por necesidad, también ha importado juegos de ruedas de alta velocidad a altos costos de mantenimiento y reemplazo. Se informa que un par de ruedas de tren de alta velocidad importadas cuesta más de 600.000 RMB. Por ejemplo, el tren G105 que va de Beijing Sur a Shanghai Hongqiao recorre unos 3.042 kilómetros diarios, lo que significa que las ruedas deben cambiarse aproximadamente cada dos años. El gasto anual de China en la importación de estas ruedas asciende a más de 2 mil millones de RMB.