Cojinetes lisos ligeros y sin mantenimiento en el sistema de dirección de un prototipo de coche de carreras

En la competición Fórmula SAE, en la que participan universidades de todo el mundo, se construyen soluciones técnicas de carreras para competir entre sí. Formula Seven, una pequeña empresa formada por antiguos miembros de un equipo de la competición, comercializa las soluciones técnicas más exitosas y eficaces presentadas en esta competición.
Una de las soluciones técnicas surgidas de la competición fue un mecanismo de dirección con piñón helicoidal y cremallera para un prototipo de coche de carreras monoplaza. Como parte de la Fórmula SAE, había varios requisitos que debían cumplirse a la hora de crear el componente. En primer lugar, todo el sistema de dirección tenía que ser especialmente ligero para mantener el peso total del coche de carreras lo más bajo posible y permitir así que el vehículo fuera más dinámico. Los materiales debían ser especialmente fiables, es decir, debían permitir que el coche de carreras se condujera de forma segura y correcta a largo plazo, a la vez que se exponía a las elevadas tensiones de las carreras. Es especialmente importante que el mantenimiento sea el mínimo posible. Y, por último, había que encontrar una solución económica, por lo que el concepto se centró en el uso de componentes estándar.

Las especificaciones en el engranaje de dirección para el coche de carreras son cumplidas por cojinetes iglidur ® en varios puntos. Se utilizan, por ejemplo, para la correcta alineación de la cremallera del engranaje y permiten el deslizamiento axial con menor rotación.
Se prestó especial atención al dimensionamiento del asiento y al mecanizado del eje, ya que se debe garantizar una fricción de bloqueo suficiente para evitar que el asiento se rompa. Los casquillos tuvieron que calibrarse y tratarse superficialmente con cuidado para evitar la fricción de deslizamiento y prevenir el agarrotamiento. El par amarillo más exterior (Fig. 1) debe absorber las fuerzas fuera de eje transmitidas por las horquillas conectadas a las barras de dirección, mientras que el par azul más interior debe soportar la presión de empuje generada entre la cremallera y el piñón. La figura 2 muestra otros dos casquillos en los que se aloja el piñón: En este caso, se utilizan casquillos de brida (coloreados aquí en magenta), que permiten la rotación del piñón. También son útiles las arandelas, aquí de color verde, que se utilizan como espaciadores para evitar el desgaste de los dos casquillos de color magenta, que de otro modo entrarían en contacto con los bordes afilados de los dientes.