Lekkie i bezobsługowe łożyska ślizgowe w układzie kierowniczym prototypu samochodu wyścigowego

W zawodach Formula SAE, w których biorą udział uniwersytety z całego świata, tworzone są rozwiązania techniczne, które konkurują ze sobą. Formula Seven, mała firma składająca się z byłych członków zespołu biorącego udział w zawodach, komercjalizuje najbardziej udane i skuteczne rozwiązania techniczne zaprezentowane w tym konkursie.
Jednym z rozwiązań technicznych wyłonionych w konkursie była przekładnia kierownicza z zębnikiem śrubowym i zębatką do prototypu jednomiejscowego samochodu wyścigowego. W ramach Formuły SAE istniało kilka wymagań, które musiały zostać spełnione podczas tworzenia komponentu. Po pierwsze, cały układ kierowniczy musiał być wyjątkowo lekki, aby utrzymać całkowitą masę samochodu wyścigowego na jak najniższym poziomie, a tym samym umożliwić pojazdowi większą dynamikę. Materiały musiały być szczególnie niezawodne, tj. musiały umożliwiać bezpieczną i prawidłową jazdę samochodu wyścigowego przez długi czas, jednocześnie narażając go na duże obciążenia związane z wyścigami. Szczególnie ważne jest, aby wymagały jak najmniej prac konserwacyjnych. I wreszcie, należało znaleźć ekonomiczne rozwiązanie, dlatego koncepcja skupiała się na wykorzystaniu standardowych komponentów.

Specyfikacje przekładni kierowniczej samochodu wyścigowego są spełnione przez łożyska iglidur ® w różnych punktach. Są one używane na przykład do prawidłowego wyrównania zębatki i umożliwiają osiowe przesuwanie przy mniejszym
obrocie. Szczególną uwagę zwrócono na wymiarowanie gniazda i obróbkę wału, ponieważ należy zapewnić wystarczające tarcie blokujące, aby zapobiec wyłamaniu gniazda. Tuleje musiały być starannie skalibrowane i poddane obróbce powierzchniowej, aby uniknąć tarcia ślizgowego i zapobiec zatarciu. Najbardziej zewnętrzna żółta para (rys. 1) musi absorbować siły pozaosiowe przenoszone przez widelce połączone z drążkami kierowniczymi, podczas gdy najbardziej wewnętrzna niebieska para musi wytrzymać nacisk generowany między zębatką a zębnikiem. Rysunek 2 przedstawia dwie kolejne tuleje, w których umieszczony jest zębnik: W tym przypadku zastosowano tuleje kołnierzowe (tutaj w kolorze magenta), które umożliwiają obracanie się zębnika. Przydatne są również podkładki, tutaj w kolorze zielonym, które są używane jako przekładki zapobiegające zużyciu dwóch tulei w kolorze karmazynowym, które w przeciwnym razie miałyby kontakt z ostrymi krawędziami zębów.