FR3136010A1 - METHOD FOR MANUFACTURING AN ANNULAR TURBOMACHINE HOUSING - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de fabrication d’un carter annulaire de turbomachine, comportant : - au moins une étape (ET1) de réalisation d’un corps annulaire, - au moins une étape (ET2) de réalisation d’au moins un organe de suspension de la turbomachine en saillie d’une surface externe dudit corps, caractérisé en ce que l’étape (ET1) de réalisation du corps est effectuée par laminage et tournage et en ce que l’étape (ET2) de réalisation dudit au moins un organe de suspension est effectuée postérieurement à l’étape (ET1) de réalisation dudit corps et comporte au moins une sous-étape de fixation (SET2) audit corps d’au moins un élément rapporté porteur dudit au moins un organe de suspension par soudage. Figure pour l'abrégé : Figure 11.The invention relates to a method of manufacturing an annular turbomachine casing, comprising: - at least one step (ET1) of producing an annular body, - at least one step (ET2) of producing at least one member suspension of the turbomachine projecting from an external surface of said body, characterized in that the step (ET1) of producing the body is carried out by rolling and turning and in that the step (ET2) of producing said at least a suspension member is carried out after the step (ET1) of producing said body and comprises at least one sub-step (SET2) of fixing to said body at least one added element carrying said at least one suspension member by welding . Figure for abstract: Figure 11.
Description
L’invention concerne un procédé de fabrication d’un carter annulaire de turbomachine, notamment un carter annulaire formant une virole extérieure d’un carter intermédiaire de turbomachine, ce carter annulaire comportant un organe de suspension destiné à permettre l’attache de la turbomachine à un pylône d’un aéronef équipé de cette turbomachine.The invention relates to a method of manufacturing an annular turbomachine casing, in particular an annular casing forming an outer shell of an intermediate turbomachine casing, this annular casing comprising a suspension member intended to allow the attachment of the turbomachine to a pylon of an aircraft equipped with this turbomachine.
Un turboréacteur à double flux pour la propulsion d'un aéronef comporte généralement une soufflante amont délivrant un flux d'air annulaire. La soufflante est contenue dans un carter de soufflante. En aval de la soufflante se trouve un carter intermédiaire comportant un moyeu interne et un carter annulaire ou virole annulaire externe réunis par des bras structurels et des aubes directrices de sortie, connues sous l’acronyme anglo-saxon de « outlet guide vanes » ou OGV.A turbojet engine for propelling an aircraft generally includes an upstream fan delivering an annular air flow. The fan is contained in a fan housing. Downstream of the fan is an intermediate casing comprising an internal hub and an annular casing or external annular shroud joined by structural arms and outlet guide vanes, known by the acronym "outlet guide vanes" or OGV .
Le flux d'air annulaire est divisé, en aval de la soufflante, par le moyeu intermédiaire annulaire en un flux primaire, qui alimente un moteur entraînant la soufflante, et en un flux secondaire qui circule autour du moteur puis qui est éjecté dans l'atmosphère tout en fournissant une fraction importante de la poussée du turboréacteur.The annular air flow is divided, downstream of the fan, by the annular intermediate hub into a primary flow, which powers a motor driving the fan, and into a secondary flow which circulates around the motor then which is ejected into the atmosphere while providing a significant fraction of the turbojet thrust.
Le carter annulaire comporte conventionnellement dans sa partie supérieure aussi appelée « zone 12h » par référence à la position des aiguilles sur le cadran d’une horloge, un interface de fixation à un pylône de l’aéronef, comportant par exemple des pattes ou des chapes de fixation au pylône.The annular casing conventionally comprises in its upper part also called "12h zone" with reference to the position of the hands on the dial of a clock, an interface for fixing to a pylon of the aircraft, comprising for example lugs or yokes fixing to the pylon.
Le carter annulaire, conventionnellement, est réalisé par un assemblage par soudage de secteurs angulaires de carter issus de fonderie. Ces secteurs angulaires sont usinés sur leurs bords pour permettre un ajustement aussi précis que possible des secteurs les uns aux autres et certains de ceux-ci comportent des pattes et des chapes de fixation, qui comportent des surfaces fonctionnelles qui doivent également être usinées afin de recevoir des organes de fixation complémentaires du pylône.The annular casing, conventionally, is produced by assembling by welding angular sectors of the casing from the foundry. These angular sectors are machined on their edges to allow as precise a fit as possible of the sectors to each other and some of these have fixing lugs and clevises, which have functional surfaces which must also be machined in order to receive complementary fixing members of the pylon.
Cette conception donne globalement satisfaction mais présente différents inconvénients.This design is generally satisfactory but has various drawbacks.
Les pièces issues de fonderie sont lourdes, de par la nécessité de présenter une rigidité structurelle suffisante et de disposer de surépaisseurs suffisantes pour les usinages ultérieurs.Foundry parts are heavy, due to the need to have sufficient structural rigidity and to have sufficient excess thickness for subsequent machining.
Les pièces issues de fonderie représentent un coût élevé et leur usinage par fraisage entraîne également des coûts élevés.Foundry parts represent a high cost and their machining by milling also entails high costs.
Enfin, les étapes de fonderie, fraisage, ajustage et soudage des différents secteurs, de par leur durées cumulées, génèrent des délais d’industrialisation importants.Finally, the foundry, milling, adjustment and welding stages of the different sectors, due to their cumulative duration, generate significant industrialization times.
Il existe donc un réel besoin pour une fabrication simplifiée du carter annulaire de ce carter, permettant d’en réduire les coûts et les durées de production.There is therefore a real need for simplified manufacturing of the annular casing of this casing, making it possible to reduce costs and production times.
L’invention parvient à ce but en proposant une nouvelle conception d’un carter réalisé par laminage et tournage sur lequel les organes de fixation sont rapportés par un procédé de soudage ou bradage.The invention achieves this goal by proposing a new design of a casing produced by rolling and turning on which the fixing members are attached by a welding or soldering process.
Dans ce but, l’invention propose un procédé de fabrication d’un carter annulaire de turbomachine, comportant :For this purpose, the invention proposes a method of manufacturing an annular turbomachine casing, comprising:
- au moins une étape de réalisation d’un corps annulaire,- at least one step of producing an annular body,
- au moins une étape de réalisation d’au moins un organe de suspension de la turbomachine en saillie sur la surface externe dudit corps,- at least one step of producing at least one suspension member of the turbomachine projecting on the external surface of said body,
caractérisé en ce que l’étape de réalisation du corps est effectuée par laminage et tournage et en ce que l’étape de réalisation dudit au moins un organe de suspension est effectuée postérieurement à l’étape de réalisation dudit corps et comporte au moins une sous-étape de fixation audit corps d’au moins un élément rapporté porteur dudit au moins un organe de suspension soudage.characterized in that the step of producing the body is carried out by rolling and turning and in that the step of producing said at least one suspension member is carried out subsequent to the step of producing said body and comprises at least one sub -step of fixing to said body at least one added element carrying said at least one welding suspension member.
Par rapport aux procédés connus de la technique, le remplacement des opérations de moulage, d’usinage et d’assemblage des secteurs du corps par le laminage et le tournage d’un corps monobloc permet à la fois un gain de matière non négligeable, et un gain de temps considérable parce qu’il n’est plus nécessaire d’ajuster ni de souder des secteurs individuels. De plus la fabrication du carter se trouve simplifiée car l’organe de suspension ne faisant plus partie initialement du carter, l’usinage de ses surfaces fonctionnelles peut être réalisé en temps masqué indépendamment de la fabrication du corps annulaire.Compared to the processes known in the art, the replacement of the operations of molding, machining and assembly of the sectors of the body by the rolling and turning of a single-piece body allows both a significant saving of material, and a considerable time saving because it is no longer necessary to adjust or weld individual sectors. In addition, the manufacturing of the casing is simplified because the suspension member is no longer initially part of the casing, the machining of its functional surfaces can be carried out in hidden time independently of the manufacturing of the annular body.
Selon d’autres caractéristiques du procédé :According to other characteristics of the process:
- l’étape de réalisation dudit au moins un organe de suspension comporte une sous étape d’usinage du corps, préalable à la sous-étape de fixation, au cours de laquelle on réalise au moins une ouverture traversante en direction radiale par rapport à un axe principal du corps, et, au cours de la sous-étape de fixation, on soude ou on brase ledit au moins un élément rapporté, de dimensions complémentaires de celles de ladite au moins une ouverture, dans ladite au moins une ouverture,- the step of producing said at least one suspension member comprises a sub-step of machining the body, prior to the fixing sub-step, during which at least one through opening is produced in the radial direction relative to a main axis of the body, and, during the fixing sub-step, said at least one attached element is welded or brazed, with dimensions complementary to those of said at least one opening, in said at least one opening,
- ledit au moins un élément rapporté comporte une plaque de dimensions complémentaires de celles de l’au moins une ouverture, qui est soudée dans ladite au moins une ouverture au cours de la sous-étape de fixation, et ledit au moins un organe de suspension comporte au moins une patte qui fait saillie à partir de ladite plaque sensiblement selon une direction radiale par rapport à un axe principal du carter et qui s’étend dans un plan orienté perpendiculairement à l’axe du carter,- said at least one added element comprises a plate of dimensions complementary to those of the at least one opening, which is welded in said at least one opening during the fixing sub-step, and said at least one suspension member comprises at least one tab which projects from said plate substantially in a radial direction relative to a main axis of the casing and which extends in a plane oriented perpendicular to the axis of the casing,
- ledit au moins un organe de suspension comporte deux paires de deux pattes parallèles définissant deux chapes agencées symétriquement de part et d’autre d’une patte centrale,- said at least one suspension member comprises two pairs of two parallel legs defining two yokes arranged symmetrically on either side of a central leg,
- le procédé comporte une étape supplémentaire de fraisage d’au moins une surface des pattes destinée à coopérer avec un organe complémentaire d’un pylône d’aéronef,- the method comprises an additional step of milling at least one surface of the legs intended to cooperate with a complementary member of an aircraft pylon,
- la plaque présente une courbure, dans un plan perpendiculaire à un axe du carter, qui est égale à celui du corps du carter,- the plate has a curvature, in a plane perpendicular to an axis of the casing, which is equal to that of the body of the casing,
- dans le plan perpendiculaire à l’axe du carter, une épaisseur de la plaque en son milieu est supérieure à une épaisseur de bords longitudinaux de la plaque,- in the plane perpendicular to the axis of the casing, a thickness of the plate in its middle is greater than a thickness of the longitudinal edges of the plate,
- au cours de l’étape de réalisation du corps annulaire, on forme par laminage des éléments annulaires en saillie de la surface externe du corps, puis on usine au tour lesdits éléments annulaires,- during the stage of producing the annular body, annular elements projecting from the external surface of the body are formed by rolling, then said annular elements are machined on a lathe,
- les éléments annulaires sont des brides de fixation et/ou des raidisseurs dudit carter.- the annular elements are fixing flanges and/or stiffeners of said casing.
L’invention concerne aussi une turbomachine à double flux comportant une soufflante et, en aval de ladite soufflante, un carter du type décrit précédemment.The invention also relates to a dual-flow turbomachine comprising a fan and, downstream of said fan, a casing of the type described above.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear during reading of the detailed description which follows, for the understanding of which we will refer to the appended drawings in which:
On a représenté à la
Le flux primaire circule dans une veine primaire 16 et traverse successivement un compresseur basse pression 18, un compresseur haute pression 20, une chambre de combustion 22 où l’air est mélangé avec du carburant puis enflammé pour fournir des gaz à haute énergie, une turbine haute pression 24, une turbine basse pression 26, et une tuyère 28.The primary flow circulates in a primary vein 16 and successively passes through a low pressure compressor 18, a high pressure compressor 20, a combustion chamber 22 where the air is mixed with fuel then ignited to provide high energy gases, a turbine high pressure 24, a low pressure turbine 26, and a nozzle 28.
Le flux secondaire S circule autour d’un noyau 30 du turboréacteur dans une veine secondaire 32.The secondary flow S circulates around a core 30 of the turbojet in a secondary stream 32.
Le carter intermédiaire 14 comporte un moyeu 32 et un carter annulaire ou virole 34 qui sont reliés par des aubes directrices de sortie, aussi connues sous l’acronyme anglo-saxon d’OGV pour « outlet guide vanes » et par des bras structuraux 36, qui seuls ont été réprésentés sur la
Un tel carter annulaire 34 externe est obtenu par un procédé comportant au moins une étape de réalisation d’un corps annulaire 44 et au moins une étape de réalisation d’au moins un organe 46 de suspension de la turbomachine en saillie sur une surface externe 48 dudit corps 44.Such an external annular casing 34 is obtained by a process comprising at least one step of producing an annular body 44 and at least one step of producing at least one member 46 for suspending the turbomachine projecting on an external surface 48 of said body 44.
Conventionnellement, ces deux étapes sont concomitantes et font l’objet d’une opération de fonderie.Conventionally, these two stages are concomitant and are the subject of a foundry operation.
En effet comme l’illustre la
Comme on peut le voir sur la
On comprendra donc que, comme l’illustre la
En particulier, l’au moins un organe de suspension 46 comporte deux paires de deux pattes parallèles 46a définissant deux chapes 46b agencées symétriquement de part et d’autre d’une patte centrale 46c. Les chapes 46b et la patte centrale 46c permettent de manière connue la suspension de la turbomachine via le carter intermédiaire 14 et son carter annulaire 34, à un pylône de l’aéronef, directement ou par l’intermédiaire d’un treillis de bielles.In particular, the at least one suspension member 46 comprises two pairs of two parallel legs 46a defining two yokes 46b arranged symmetrically on either side of a central leg 46c. The yokes 46b and the central tab 46c allow, in a known manner, the suspension of the turbomachine via the intermediate casing 14 and its annular casing 34, to a pylon of the aircraft, directly or via a latticework of connecting rods.
Cette conception donne globalement satisfaction mais présente différents inconvénients.This design is generally satisfactory but has various drawbacks.
Les secteurs angulaires 40 issus de fonderie sont des pièces lourdes, de par la nécessité de présenter une rigidité structurelle suffisante et de disposer de surépaisseurs suffisantes pour les usinages ultérieurs. En effet, l’assemblage des bords 42 par soudage suppose une épaisseur minimale de ceux-ci. De plus, ces pièces, puisqu’issues de fonderie, représentent un coût d’industrialisation élevé et leur usinage par fraisage entraîne également des coûts élevés.The angular sectors 40 from foundry are heavy parts, due to the need to have sufficient structural rigidity and to have sufficient excess thickness for subsequent machining. Indeed, the assembly of the edges 42 by welding requires a minimum thickness thereof. In addition, these parts, since they come from a foundry, represent a high industrialization cost and their machining by milling also entails high costs.
Enfin, les étapes de fonderie, fraisage, ajustage et soudage des différents secteurs angulaires 40, de par leur durées cumulées, génèrent des délais d’industrialisation importants.Finally, the stages of foundry, milling, adjustment and welding of the different angular sectors 40, due to their cumulative durations, generate significant industrialization times.
Il existe donc un réel besoin pour une conception simplifiée du carter annulaire carter 34, permettant d’un réduire les coûts et les durées de production.There is therefore a real need for a simplified design of the annular casing 34, making it possible to reduce costs and production times.
L’invention remédie à ces inconvénients en proposant un procédé de fabrication d’un carter annulaire 34 de turbomachine, comportant, comme précédemment et comme l’illustre la
Toutefois, à la différence du procédé issu de l’état de la technique, l’étape ET1 de réalisation du corps 44 est effectuée par laminage et tournage et l’étape ET2 de réalisation dudit au moins un organe de suspension 46 n’est pas réalisée concomitamment à l’étape ET1 mais est effectuée postérieurement à l’étape ET1. En outre, l’étape ET2 comporte au moins une sous-étape SET2 de fixation audit corps 44 d’au moins un élément rapporté porteur 50 de l’au moins un organe 46 de suspension par soudage.However, unlike the process from the state of the art, step ET1 of producing the body 44 is carried out by rolling and turning and step ET2 of producing said at least one suspension member 46 is not carried out concomitantly with step ET1 but is carried out after step ET1. In addition, step ET2 comprises at least one sub-step SET2 of fixing to said body 44 of at least one carrying insert 50 of the at least one suspension member 46 by welding.
La
Un carter 34 obtenu selon ce procédé a été représenté aux figures 3, 6 et 7. Comme on peut le voir sur ces figures, et plus précisément à la
De préférence, dans le carter annulaire 34 selon l’invention, l’au moins un organe de suspension 46 comporte comme précédemment deux paires de deux pattes parallèles 46a définissant deux chapes 46b agencées symétriquement de part et d’autre d’une patte centrale 46c.Preferably, in the annular casing 34 according to the invention, the at least one suspension member 46 comprises as before two pairs of two parallel legs 46a defining two yokes 46b arranged symmetrically on either side of a central leg 46c .
La plaque 52 pourrait être fixée directement sur la surface externe 48 du corps 44. Toutefois, de préférence la plaque 52 est agencée dans la continuité de la surface externe 48 du corps 44.The plate 52 could be fixed directly on the external surface 48 of the body 44. However, preferably the plate 52 is arranged in continuity with the external surface 48 of the body 44.
A cet effet, l’étape de réalisation ET2 de l’au moins un organe de suspension comporte une sous étape SET1 d’usinage du corps, préalable à la sous-étape de fixation SET2, au cours de laquelle on réalise au moins une ouverture traversante 54 en direction radiale R par rapport l’axe principal X du corps 44. La plaque 52 est avantageusement de dimensions complémentaires de l’ouverture traversante 54 et c’est elle qui est soudée dans l’ouverture 54. Ainsi, au cours de la sous-étape de fixation SET2 on soude ou on brase ledit au moins un élément rapporté 50 en soudant ou brasant sa plaque 52 dans ladite au moins une ouverture 54.For this purpose, the step ET2 of producing the at least one suspension member comprises a sub-step SET1 of machining the body, prior to the fixing sub-step SET2, during which at least one opening is produced. through 54 in the radial direction R with respect to the main axis the fixing sub-step SET2 welds or brazes said at least one added element 50 by welding or brazing its plate 52 in said at least one opening 54.
La
Comme on peut le voir sur la
De cette manière la plaque 52 ne forme pas de surépaisseur par rapport au corps 44.In this way the plate 52 does not form any extra thickness compared to the body 44.
Comme l’illustre la
Avantageusement la plaque peut aussi jouer un rôle de renfort structurel. Elle peut notamment comporter des perçages 62 permettant le passage de vis de fixation du bras structurel supérieur 36, dit bras « à 12h ».Advantageously, the plate can also play a role of structural reinforcement. It may in particular include holes 62 allowing the passage of fixing screws of the upper structural arm 36, called the “12 o’clock” arm.
Enfin, avantageusement, le procédé de fabrication comporte une étape supplémentaire ET3 de fraisage de surfaces fonctionnelles de l’au moins un organe 46 de suspension, c’est-à-dire des pattes 46a, 46c. Plus particulièrement au cours de cette étape on fraise au moins une surface de chaque patte 46a, 46c apte à coopérer avec un organe complémentaire du pylône ou du treillis de bielles de l’aéronef.Finally, advantageously, the manufacturing process comprises an additional step ET3 of milling functional surfaces of the at least one suspension member 46, that is to say the lugs 46a, 46c. More particularly during this step, at least one surface of each tab 46a, 46c is milled, capable of cooperating with a complementary member of the pylon or the connecting rod lattice of the aircraft.
L’invention permet donc de simplifier la fabrication d’un carter annulaire externe 34 d’un carter intermédiaire 14 de turbomachine.The invention therefore makes it possible to simplify the manufacture of an external annular casing 34 of an intermediate casing 14 of a turbomachine.
Claims (10)
- une étape (ET1) de réalisation d’un corps annulaire (44),
- au moins une étape (ET2) de réalisation d’au moins un organe (46) de suspension de la turbomachine en saillie d’une surface externe (48) dudit corps (44),
caractérisé en ce que l’étape (ET1) de réalisation du corps (44) est effectuée par laminage et tournage, et en ce que l’étape (ET2) de réalisation dudit au moins un organe (46) de suspension est effectuée postérieurement à l’étape (ET1) de réalisation dudit corps (44) et comporte au moins une sous-étape de fixation (SET2) audit corps d’au moins un élément (50) rapporté porteur dudit au moins un organe de suspension (46) par soudage.Method of manufacturing an annular casing (34) of a turbomachine (10), comprising at least:
- a step (ET1) of producing an annular body (44),
- at least one step (ET2) of producing at least one member (46) for suspending the turbomachine projecting from an external surface (48) of said body (44),
characterized in that the step (ET1) of producing the body (44) is carried out by rolling and turning, and in that the step (ET2) of producing said at least one suspension member (46) is carried out after the step (ET1) of producing said body (44) and comprises at least one sub-step of fixing (SET2) to said body of at least one attached element (50) carrying said at least one suspension member (46) by welding.
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FR2205056A FR3136010A1 (en) | 2022-05-25 | 2022-05-25 | METHOD FOR MANUFACTURING AN ANNULAR TURBOMACHINE HOUSING |
FR2205056 | 2022-05-25 |
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-
2022
- 2022-05-25 FR FR2205056A patent/FR3136010A1/en active Pending
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