FR2995036A1

FR2995036A1 - Rotor de soufflante, en particulier pour une turbomachine

Info

Publication number: FR2995036A1
Application number: FR1258307A
Authority: FR
Inventors: Olivier Lefebvre; Marc Jolly
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2012-09-05
Filing date: 2012-09-05
Publication date: 2014-03-07
Anticipated expiration: 2032-09-05
Also published as: WO2014037653A1; FR2995036B1; GB2519489B; GB201503458D0; US20150226087A1; US9863277B2; GB2519489A

Abstract

L'invention concerne un rotor de soufflante de turbomachine comprenant un disque (1) portant des aubes, un capot (20) sensiblement tronconique monté sur le disque (1), et des moyens de retenue axiale des aubes comportant une bague (11) montée dans une gorge annulaire (5) du disque (1) et formant un appui des pieds des aubes. La bague (11) est festonnée ou crénelée et coopère avec un rebord (7) annulaire radial festonné du disque (1). Le rotor comporte également au moins une dent (16) axiale insérée dans des parties creuses du rebord (7) du disque (1) et de la bague (11). Deux pièces (37, 38) coaxiales disposées radialement à l'intérieur du disque (1) comportent respectivement une première et une seconde brides de fixation (39, 40) au disque (1), intercalées axialement entre le cône (20) et le disque (1), décalées circonférentiellement l'une de l'autre, et fixées indépendamment l'une de l'autre sur le disque (1).

Description

9 9503 6 1 Rotor de soufflante, en particulier pour une turbomachine La présente invention concerne un rotor de soufflante, en particulier pour une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. Un rotor de soufflante décrit dans la demande de brevet FR 11/51401 au nom de la Demanderesse, comprend un disque portant des aubes dont les pieds sont engagés dans des rainures sensiblement axiales de la périphérie externe du disque, un capot sensiblement tronconique monté sur le disque en amont des aubes, et des moyens de retenue axiale des aubes sur le disque comportant une bague montée dans une gorge annulaire du disque et formant un appui des pieds des aubes. La bague est festonnée ou crénelée et coopère avec un rebord annulaire radial festonné de la gorge annulaire du disque. Sont également prévus des moyens d'immobilisation en rotation de la bague comportant un anneau portant des dents axiales insérées dans des parties creuses du rebord du disque et de la bague, cet anneau étant fixé par des vis au disque. Des études du comportement dynamique de la turbomachine ont conduit à devoir monter différentes parties d'un télémètre au sein du rotor, en particulier à l'intérieur du disque. Les mesures réalisées à l'aide du télémètre sont notamment des mesures de contraintes ou des mesures de température au niveau du disque ou de l'aubage de la soufflante. Au moins deux de ces pièces doivent être fixées de façon simple et fiable au rotor, ce qui est impossible avec la structure actuelle du rotor compte tenu de l'espace restreint disponible au sein du rotor. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. A cet effet, elle propose un rotor de soufflante, en particulier pour une turbomachine, comprenant un disque portant des aubes dont les pieds sont engagés dans des rainures sensiblement axiales de la périphérie externe du disque, un capot sensiblement tronconique monté sur le disque en amont des aubes, et des moyens de retenue axiale des aubes sur le disque comportant une bague montée dans une gorge annulaire du disque et formant un appui des pieds des aubes, la bague étant festonnée ou crénelée et coopérant avec un rebord annulaire radial festonné de la gorge annulaire du disque, et des moyens d'immobilisation en rotation de la bague comportant au moins une dent axiale insérée dans des parties creuses du rebord du disque et de la bague, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une première et une seconde pièces coaxiales, disposées radialement à l'intérieur du disque, et comportant respectivement une première et une seconde brides de fixation au disque, lesdites brides étant intercalées axialement entre le cône et le disque, décalées circonférentiellement l'une de l'autre, et fixées indépendamment l'une de l'autre sur le disque. Le décalage circonférentiel entre les première et seconde brides permet de fixer chacune des première et seconde pièces sur le disque, avec un encombrement axial réduit. De préférence, les dents axiales sont formées dans le cône. Il n'est ainsi plus nécessaire de prévoir un anneau portant les dents, comme dans l'art antérieur, de sorte que l'encombrement de la bride de cet anneau peut être utilisé pour rajouter les brides des première et deuxième pièces à intégrer. Selon une caractéristique de l'invention, la première pièce comporte plusieurs premières brides décalées circonférentiellement l'une de l'autre et situées dans un même plan radial, la seconde pièce comportant plusieurs secondes brides décalées circonférentiellement l'une de l'autre et situées dans le plan radial des premières brides, chaque seconde bride étant intercalée circonférentiellement entre deux premières brides. De plus, la première pièce peut être située radialement à l'intérieur de la seconde pièce, la seconde pièce comportant au moins une encoche traversée radialement par une bride de la première pièce.

En outre, le cône peut comporter des trous servant à sa fixation sur le disque, par l'intermédiaire de vis montées dans lesdits trous du cône et traversant également les brides de l'une seulement des première et seconde pièces, les brides de l'autre desdites pièces étant fixées sur le disque par l'intermédiaire d'autres vis. Avantageusement, les première et seconde brides peuvent être formées par des oreilles s'étendant radialement vers l'extérieur des première et seconde pièces. Comme indiqué précédemment, les première et seconde pièces 10 peuvent appartenir à un système de télémesure. L'invention concerne également une turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comporte un rotor du type précité. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la 15 description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues en perspective d'une partie d'un rotor de soufflante de l'art antérieur, - la figure 3 est une vue en coupe d'une partie du rotor de 20 soufflante de l'art antérieur, montrant une vis de fixation du capot sur le disque, - la figure 4 est une vue en coupe d'une partie du rotor de soufflante de l'art antérieur, montrant une vis de fixation de l'anneau sur le disque, 25 - la figure 5 est une vue en coupe d'une partie du rotor de soufflante de l'art antérieur, montrant un pion d'indexage, - la figure 6 est vue de l'avant et avec arrachage partiel du capot, montrant l'anneau, - la figure 7 est une vue correspondant à la figure 4, d'un rotor 30 selon une forme de réalisation de l'invention, - la figure 8 est une vue correspondant à la figure 3, dudit rotor selon l'invention, - la figure 9 est une vue en perspective d'une partie du rotor selon l'invention, - la figure 10 est une vue de détail d'une partie de la figure 9, - la figure 11 est une vue en perspective éclatée du rotor des figures 7 à 10. On se réfère d'abord aux figures 1 à 6 qui représentent un rotor de soufflante de l'art antérieur, décrit dans la demande de brevet FR 11/51401 au nom de la Demanderesse. Celui-ci comporte un disque 1 portant des aubes dont les pieds (non représentés) sont engagés dans des alvéoles ou rainures 2 sensiblement axiales de la périphérie externe du disque 1, des cales 36 (Figures 3 et 4) étant montées entre les pieds des aubes et le fond des rainures 2.

Le disque 1 comporte une jante annulaire 3 dépourvue de poireaux d'équilibrage et prolongée à l'amont par une partie annulaire 4 comportant une gorge annulaire 5 délimitée entre une face amont 6 de la jante 3 et un rebord radial 7 s'étendant vers l'extérieur. L'extrémité amont de la partie annulaire 4 comporte une bride 8 s'étendant radialement vers l'extérieur et écartée du rebord 7, des butées 9 s'étendant radialement vers l'intérieur étant en outre situées entre le rebord 7 et la bride 8. Le rebord 7 est festonné ou crénelé et comprend des parties pleines en alternance avec des parties creuses. La bride 8 comporte des trous 10, 26 régulièrement répartis sur toute sa circonférence.

Le rotor de soufflante est équipé de moyens de retenue axiale vers l'amont des aubes sur le disque 1. Ces moyens comportent une bague 11 montée dans la gorge annulaire 5 du disque 1 et formant un appui des pieds des aubes. La bague 11 est festonnée ou crénelée à sa périphérie interne 12, elle comprend des parties pleines en alternance avec des parties creuses et elle a des formes sensiblement complémentaires de celles du rebord 7 pour autoriser le montage et le démontage de la bague 11 par translation axiale. La bague 11 comporte un épaulement annulaire 13 à sa périphérie externe, servant à l'appui des cales 36 de façon à empêcher le déplacement des pieds d'aubes vers l'amont. La bague 11 comprend enfin un évidement annulaire 14 débouchant vers l'amont et dans lequel est logé le rebord 7 du disque 1 (Figure 1). La bague 11 est immobilisée en rotation au moyen d'un anneau 15 portant des dents 16 axiales insérées dans des parties creuses du rebord 7 du disque 1 et de la bague 11. Le bord amont de l'anneau 15 comporte des oreilles 17 s'étendant radialement vers l'intérieur, formées avec des trous 18, 25 de passage de vis 19, 27. L'anneau 15 est réalisé en acier fortement allié, de façon à résister à l'arrachement.

La bague 11 est ainsi immobilisée en rotation par butée de ses parties pleines contre les dents 16 de l'anneau 15. Un capot 20, par exemple en aluminium et de forme conique, est fixé sur le disque 1. Pour cela, le capot 20 comporte, dans sa partie médiane, un rebord annulaire interne 21 dans lequel sont formés des trous axiaux traversants 22 (figure 2), situés en regard de certains trous 18 de l'anneau et de certains trous 10 de la bride 8 du disque 1. Ces trous 22, 18, 10 sont traversés par les vis 19 (figure 3) coopérant avec des écrous 23 permettant de fixer ensemble le capot 20, l'anneau 15 et le disque 1. La partie aval 24 du capot 20 recouvre l'anneau 15 et la bague 11 de façon à ce que la veine intérieure définie par les plates-formes inter-aubes s'étende dans le prolongement axial de la partie aval 24 du capot 20. Comme cela est visible en figure 4, d'autres trous 25 de l'anneau 15, situés en regard d'autres trous 26 de la bride 8 du disque 1, sont traversés par des vis 27 coopérant avec des écrous 28 et servant uniquement à la fixation de l'anneau 15 sur le disque 1. Les têtes de ces vis 27 sont logées dans des trous borgnes 29 ménagés dans le capot 20.

Le capot 20 comprend également une collerette cylindrique 30 s'étendant vers l'amont, dont l'extrémité vient en appui contre les butées 9. Le capot 20 comporte en outre des filetages radiaux 31 servant au montage de vis d'équilibrage 32, comme cela est bien connu de l'art antérieur. Afin de garantir la bonne position de ces vis 32, il est nécessaire d'indexer la position du capot par rapport au rotor de soufflante. Pour cela, comme représenté à la figure 5, un pion d'indexage 33 est monté dans des trous alignés de l'anneau 15 et de la bride 8 du disque 1. Le pion 33 comporte une tête logée dans un trou borgne 34 du capot 1, le diamètre de la tête du pion 34 étant déterminé de façon à ce qu'il ne puisse pas être inséré dans un autre trou borgne 29, prévu pour le logement des têtes des vis 27. Le capot 20 comprend en outre deux trous axiaux traversants et taraudés (figure 6) pour le passage de vis 35 d'extraction du capot 20 (figure 6). Comme indiqué précédemment, des études du comportement dynamique du moteur ont conduit à essayer de monter différentes pièces d'un télémètre au sein du rotor, en particulier à l'intérieur du disque 1. Les mesures réalisées à l'aide du télémètre sont notamment des mesures de contraintes ou des mesures de température au niveau du disque 1 ou de l'aubage de la soufflante. Au moins deux de ces pièces, formant des supports, doivent pouvoir être fixées de façon simple et fiable au rotor, ce qui est impossible avec la structure du rotor décrite ci-dessus, compte tenu de l'espace restreint disponible au sein de ce dernier. Les figures 7 à 11 illustrent un rotor selon une forme de réalisation de l'invention, répondant au problème précité. Ce rotor comporte, comme précédemment, un disque 1 portant des aubes dont les pieds sont engagés dans des rainures 2 sensiblement axiales de la périphérie externe du disque 1, un capot 20 sensiblement tronconique monté sur le disque 1 en amont des aubes, et une bague 11 montée dans une gorge annulaire 5 du disque 1 et formant un appui des pieds des aubes. La bague 11 est festonnée ou crénelée et coopère avec un rebord annulaire radial 7 festonné de la gorge annulaire 5 du disque 1. Le rotor comporte en outre des moyens d'immobilisation en rotation de la bague 11, formés par des dents 16 axiales s'étendant depuis la paroi interne du capot 20. Les dents 16 sont insérées dans les parties creuses du rebord 7 du disque 1 et de la bague 11. Le rotor comporte en outre une première et une seconde pièces 37, 38 coaxiales, respectivement interne et externe, formant des supports d'un système de télémètre par exemple. Ces pièces 37, 38 sont disposées radialement à l'intérieur du disque 1 et comportent respectivement des premières et secondes brides 39, 40 de fixation au disque 1. Plus particulièrement, la première pièce 37 comporte plusieurs premières brides 39 décalées circonférentiellement l'une de l'autre et situées dans un même plan radial, la seconde pièce 38 comportant plusieurs secondes brides 40 décalées circonférentiellement l'une de l'autre et situées dans le plan radial des premières brides 39, chaque seconde bride 40 étant intercalée circonférentiellement entre deux premières brides 39. La seconde pièce 38 comporte, au niveau de son extrémité amont, des encoches 41 (Figure 10) traversées radialement par les brides 39 de la première pièce 37. Chaque bride 39, 40 est formée par une oreille s'étendant radialement vers l'extérieur de la pièce correspondante 37, 38 et comportant un trou 42, 43.

Les vis 19, montées dans lesdits trous 22 du cône 20, traversent également les trous 42 des brides 39 de la première pièce 37, de façon à assurer la fixation de la première pièce 37 sur le disque 1. En outre, les vis 27 traversent les trous 43 des brides 40 de la seconde pièce 38, de façon à assurer la fixation de la seconde pièce 38 sur le disque 1.

L'invention permet ainsi de pouvoir fixer de manière simple et fiable les deux pièces 37, 38 au disque 1 du rotor, malgré les contraintes d'encombrement du rotor. Le nombre de pièces à fixer au disque peut être supérieur à deux.

Dans ce cas, et comme décrit précédemment, les brides de chaque pièce sont décalées circonférentiellement les unes des autres et intercalées circonférentiellement entre les brides des autres pièces, toutes les brides s'étendant sensiblement dans un même plan radial.

Claims

REVENDICATIONS1. Rotor de soufflante, en particulier pour une turbomachine, comprenant un disque (1) portant des aubes dont les pieds sont engagés dans des rainures (2) sensiblement axiales de la périphérie externe du disque (1), un capot (20) sensiblement tronconique monté sur le disque (1) en amont des aubes, et des moyens de retenue axiale des aubes sur le disque (1) comportant une bague (11) montée dans une gorge annulaire (5) du disque (1) et formant un appui des pieds des aubes, la bague (11) étant festonnée ou crénelée et coopérant avec un rebord (7) annulaire radial festonné de la gorge annulaire (5) du disque (1), et des moyens d'immobilisation en rotation de la bague (11) comportant au moins une dent (16) axiale insérée dans des parties creuses du rebord (7) du disque (1) et de la bague (11), caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une première et une seconde pièces (37, 38) coaxiales, disposées radialement à l'intérieur du disque (1), et comportant respectivement une première et une seconde brides de fixation (39, 40) au disque (1), lesdites brides (39, 40) étant intercalées axialement entre le cône (20) et le disque (1), décalées circonférentiellement l'une de l'autre, et fixées indépendamment l'une de l'autre sur le disque (1).
2. Rotor de soufflante selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dents axiales (16) sont formées dans le cône (20).
3. Rotor selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première pièce (37) comporte plusieurs premières brides (39) décalées circonférentiellement l'une de l'autre et situées dans un même plan radial, la seconde pièce (38) comportant plusieurs secondes brides (40) décalées circonférentiellement l'une de l'autre et situées dans le plan radial des premières brides (39), chaque seconde bride (40) étant intercalée circonférentiellement entre deux premières brides (39).
4. Rotor selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première pièce (37) est située radialement à l'intérieur de la secondepièce (38), la seconde pièce (38) comportant au moins une encoche (41) traversée radialement par une bride (39) de la première pièce (37).
5. Rotor selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le cône (20) comporte des trous (22) servant à sa fixation sur le disque (1), par l'intermédiaire de vis (19) montées dans lesdits trous (22) du cône (20) et traversant également les brides (39) de l'une (37) seulement des première et seconde pièces (37, 38), les brides (40) de l'autre (38) desdites pièces (37, 38) étant fixées sur le disque (1) par l'intermédiaire d'autres vis (27).
6. Rotor selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les première et seconde brides (39, 40) sont formées par des oreilles s'étendant radialement vers l'extérieur des première et seconde pièces (37, 38).
7. Rotor selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les première et seconde pièces (37, 38) appartiennent à un système de télémesure.
8. Turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comporte un rotor selon l'une des revendications 1 à 7.20