BR112012025839B1 - Máscara amovível e reutilizável para uma plataforma de pá ou setor de distribuidor de turbomáquina e processo de fabricação de uma máscara - Google Patents

Abstract

máscara amovível para uma plataforma de pá ou de setor de distribuidor de turbomáquina. máscara (18) amovível para uma plataforma (14) de pá (10) ou de setor de distribuidor de turbomáquina, essa pá ou esse sendo destinado a ser revestido de um depósito eletrônico, caracterizada pelo fato de que ela compreende meios de encaixe na plataforma e meios de recobrimento de superfícies externas dessa plataforma, que não são destinadas a ser recobertas pelo depósito eletrolítico.

Description

[0001] A presente invenção se refere a uma máscara amovível para uma plataforma de pá ou de setor de distribuidor de turbomáquina, essa pá ou esse setor sendo destinado a ser revestido de um depósito eletrolítico.

[0002] Por ocasião de sua fabricação, as pás ou os elementos que formam um distribuidor de alta pressão de uma turbomáquina tal como um turborreator ou um turbopropulsor de avião são revestidos por depósito eletrolítico de uma subcamada de fixação de uma camada externa de cerâmica. A camada de cerâmica deve ser colocada sobre as superfícies externas das pás ou do distribuidor e estão situadas na corrente de escoamento dos gases da turbomáquina, quer dizer, no caso das pás, no intradorso e no extradorso das palhetas e na superfície radialmente externa das plataformas, e, no caso de um distribuidor, no intradorso e no extradorso das palhetas, sobre a superfície radialmente externa das plataformas externas e na superfície radialmente externa das plataformas internas. As outras superfícies externas das pás ou do distribuidor, quer dizer as superfícies de suas plataformas situadas fora da corrente de escoamento dos gases, não são recobertas de cerâmica e não é, portanto, necessário colocar a subcamada de fixação precitada sobre essas superfícies.

[0003] A superfície de cada plataforma, que é destinada a ser recoberta de cerâmica, é conectada por uma aresta de ligação (em forma substancialmente de paralelogramo) a uma superfície periférica que se estende substancialmente perpendicularmente à superfície precitada da plataforma e que não deve ser recoberta de cerâmica.

[0004] A pá ou o distribuidor é em geral realizada de uma só peça de fundição. As superfícies da pá ou do distribuidor destinadas a ser recobertas de cerâmica não são retificadas por usinagem. A superfície periférica precitada de cada plataforma é retificada por usinagem para ter inclinações precisas.

[0005] A subcamada de fixação da camada de cerâmica é em geral à base de platina, que é um metal muito caro. É, portanto, importante impedir o depósito desse produto sobre as superfícies das plataformas situadas fora da corrente de escoamento dos gases, a fim de limitar o custo de fabricação das pás ou do distribuidor.

[0006] Na técnica atual, duas tecnologias são utilizadas para mascarar as superfícies precitadas das plataformas das pás ou dos distribuidores, por ocasião de uma operação de depósito eletrolítico.

[0007] A primeira tecnologia consiste em verter cera diretamente sobre as plataformas a fim de mascarar suas superfícies externas que não devem ser recobertas de platina.

[0008] A segunda tecnologia consiste em colar fitas adesivas sobre as superfícies a mascarar.

[0009] No entanto, essas tecnologias não são satisfatórias pois elas são longas e caras para executar e casos de infiltração de platina foram constatados entre as plataformas e as fitas adesivas ou entre as plataformas e a cera, notadamente porque as fitas adesivas e a cera se deformam por ocasião do depósito eletrolítico. Essas tecnologias são por outro lado fontes de problemas de higiene e de segurança devido notadamente à utilização de produtos tóxicos de limpeza e de uma lâmina para o corte das fitas adesivas.

[0010] Além disso, essas tecnologias não permitem recobrir com precisão as superfícies a mascarar, e em especial a superfície periférica precitada de cada plataforma, pois os meios de mascaramento utilizados podem transbordar sobre a superfície externa de uma plataforma destinada a ser recoberta por um depósito eletrolítico e mascarar uma parte dessa superfície, ou ao contrário podem estar em recuo dessa superfície e deixar livres porções de superfície periférica que serão nesse caso recobertas pelo depósito eletrolítico.

[0011] Finalmente, essas tecnologias não permitem garantir a uniformidade do depósito eletrolítico sobre a superfície externa da plataforma de uma pá ou de um distribuidor, em especial em sua periferia. É de fato muito difícil posicionar a cera ou a fita adesiva sobre a superfície periférica da plataforma de modo que a borda superior da cera ou da fita aflore e esteja alinhada com a superfície externa da plataforma exposta aos gases quentes em funcionamento. A borda superior da cera ou da fita é em geral situada um pouco acima ou abaixo da superfície externa da peça, o que pode acarretar um excesso ou infiltrações de depósito eletrolítico ao longo das bordas laterais da plataforma.

[0012] A quantidade de platina colocada sobre um distribuidor por via eletrolítica é em geral da ordem de 4 g com uma tolerância de +/- 0,15 g. As infiltrações precitadas acarretam um aumento de depósito eletrolítico de platina superior a 0,15 g, o que representa uma perda financeira grande.

[0013] A invenção tem notadamente como objetivo trazer uma solução simples, eficaz e econômica aos problemas das tecnologias atuais.

[0014] Ela propõe com essa finalidade uma máscara amovível para plataforma de pá ou de setor de distribuidor de turbomáquina, essa pá ou esse setor sendo destinado a ser revestido de um depósito eletrolítico e compreendendo pelo menos uma palheta e pelo menos uma plataforma que compreende uma superfície externa conectada por uma aresta a uma superfície periférica da plataforma, que é substancialmente perpendicular à superfície externa, caracterizada pelo fato de que ela compreende meios de encaixe na plataforma e um rebordo periférico de recobrimento da superfície periférica da plataforma, esse rebordo de recobrimento compreendendo pelo menos uma superfície lateral de apoio estanque sobre a superfície periférica da plataforma e uma superfície externa livre que aflora a superfície externa da plataforma ao longo da aresta precitada.

[0015] A máscara de acordo com a invenção é flexível ou semi-rígida e é realizada antes de sua utilização sobre a peça a revestir, o que permite reduzir o tempo de colocação no lugar da máscara sobre a pá ou o setor de distribuidor. Além disso, a máscara é facilmente montada por encaixe sobre a pá ou o setor de distribuidor, e é rapidamente desmontável dessa pá ou desse setor. O mascaramento de um setor de distribuidor dura muito menos tempo do que o mascaramento de um setor de distribuidor com as tecnologias da técnica anterior.

[0016] Por outro lado, a máscara de acordo com a invenção é reutilizável para mascarar sucessivamente várias pás ou setores de distribuidor idênticos. Isso permite reduzir de maneira notável o custo ligado ao mascaramento das plataformas das pás ou dos setores de distribuidor de uma turbomáquina, destinados a ser submetidos a um depósito eletrolítico.

[0017] A máscara de acordo com a invenção se ajusta sem folga à parte a mascarar da plataforma da pá ou do setor de distribuidor e evita qualquer infiltração de matéria entre a máscara e a plataforma por ocasião do depósito eletrolítico. As bordas das superfícies a revestir da plataforma são definidas com precisão pela máscara de acordo com a invenção, o que permite obter uma cessação nítida do depósito eletrolítico ao nível dessas bordas. Isso permite limitar as perdas de produto eletrolítico e reduzir as tolerâncias de depósito desse produto.

[0018] Além disso, de acordo com uma característica da invenção, o rebordo periférico da máscara que recobre a superfície periférica da plataforma impede as infiltrações e se termina exatamente ao nível da superfície externa da plataforma, no prolongamento dessa última. Isso permite corrigir o problema precitado e assegurar um depósito eletrolítico uniforme sobre a superfície externa da plataforma, em especial em sua periferia.

[0019] A superfície periférica da plataforma, que é retificada por usinagem, tem inclinações precisas e um bom estado de superfície, o que facilita o posicionamento e o apoio estanque do rebordo precitado da máscara sobre essa superfície.

[0020] Por ocasião do depósito eletrolítico, a máscara pode se retrair sobre a plataforma, o que impede qualquer infiltração entre a máscara e a plataforma.

[0021] Vantajosamente, a máscara de acordo com a invenção é realizada em material plástico, e por exemplo feita de poliuretano. Ela é de preferência elasticamente deformável e formada de uma só peça.

[0022] A máscara pode compreender um rasgo no qual é destinada a ser introduzida com ajuste apertado a plataforma para impedir a infiltração de produto eletrolítico entre a máscara e a plataforma.

[0023] As bordas laterais desse rasgo estão em apoio sobre as bordas laterais da plataforma.

[0024] O rasgo pode ter uma forma geral paralelepipédica.

[0025] O rasgo pode compreender pelo menos uma cavidade de alojamento de um pé de pá ou de um flange de fixação do setor de distribuidor.

[0026] A máscara de acordo com a invenção pode compreender ou formar meios de preensão para a preensão da pá ou do setor de distribuidor por ocasião do depósito eletrolítico.

[0027] A superfície externa livre do rebordo periférico da máscara pode ser não plana.

[0028] As superfícies externa e periférica da plataforma sendo conectadas entre si por uma primeira aresta de ligação, as superfícies lateral e externa do rebordo de recobrimento são conectadas entre si por uma segunda aresta de ligação, e as primeira e segunda arestas de ligação são vantajosamente apoiadas uma contra a outra ou na proximidade imediata uma da outra, o que limita ou impede as infiltrações precitadas. As arestas de ligação podem ser substancialmente em forma de paralelogramo.

[0029] Vantajosamente, a máscara de acordo com a invenção compreende várias espigas que podem ser retiradas, por exemplo por corte, independentemente umas das outras e cujo número é igual ao n[úmero de utilizações aconselhadas da máscara.

[0030] No caso em que a máscara pode ser utilizada 30 vezes sem que seu material se deteriore, a máscara compreende 30 espigas independentes. A cada utilização da máscara, por exemplo por ocasião da imersão da máscara e da peça em um banho eletrolítico, um operador corta uma espiga, por exemplo com o auxílio de uma lâmina cortante. O operador pode, portanto, facilmente determinar o número de utilizações restantes aconselhadas de uma máscara em função do número de espigas restantes nessa máscara. Uma máscara que compreendia na origem 30 espigas e que só compreende 10, pode ser utilizada ainda 10 vezes. Essas espigas formam, portanto, meios de informação do número aconselhado de utilizações restantes da máscara e portanto do grau de desgaste dessa máscara. Quando uma máscara não tem mais espiga, ela pode ser descartada. Isso permite garantir um bom estado de matéria da máscara e ter a certeza de uma boa estanqueidade entre essa máscara e a peça a proteger. A máscara pode compreender entre 5 e 50 espigas, de preferência entre 10 e 40 espigas e por exemplo entre 20 e 30 espigas do tipo precitado.

[0031] A presente invenção se refere também a uma pá de turbomáquina, que compreende uma palheta ligada a uma plataforma, caracterizada pelo fato de que uma máscara tal como descrita acima é encaixada nessa plataforma.

[0032] A invenção se refere ainda a um setor de distribuidor de turbomáquina, que compreende duas plataformas, respectivamente interna e externa, entre as quais se estendem uma ou várias palhetas, caracterizado pelo fato de que uma máscara do tipo precitado é encaixada em cada plataforma.

[0033] A invenção se refere finalmente a um processo de fabricação de uma máscara do tipo precitado, caracterizado pelo fato de que ele compreende uma etapa que consiste em realizar a máscara por injeção-moldagem, entre um molde e um contramolde que reproduz as formas e dimensões da plataforma.

[0034] O molde e o contramolde podem ser realizados em um material tal como o Bakélite®, um aço, o alumínio, etc., por exemplo.

[0035] A presente invenção será melhor compreendida e outros detalhes, características e vantagens dessa última aparecerão mais claramente com a leitura da descrição que se segue, feita a título de exemplo não limitativo e em referência aos desenhos anexos, nos quais:- a figura 1 é uma vista esquemática de lado de uma pá de turbomáquina sobre a plataforma da qual é bastante esquematicamente representada a posição de uma máscara de acordo com a invenção,- a figura 2 é uma vista esquemática em perspectiva de uma pá de turbomáquina, equipada com uma máscara de acordo com a invenção,- a figura 3 é uma vista esquemática em perspectiva de um setor de distribuidor de turbomáquina sobre as plataformas do qual são bastante esquematicamente representadas as posições de máscaras de acordo com a invenção,- a figura 4 é uma vista esquemática em perspectiva de um setor de distribuidor de turbomáquina equipado com máscaras de acordo com a invenção,- a figura 5 é uma vista esquemática em corte de uma máscara de acordo com a invenção encaixada no pé e na plataforma de uma pá de turbomáquina, e- a figura 6 é uma vista esquemática em corte de acordo com um plano P da máscara da figura 2.

[0036] É feito primeiro referência à figura 1 que representa uma pá 10 de turbomáquina, tal como um turborreator ou um turbopropulsor de avião, essa pá compreendendo uma palheta 12 ligada em sua extremidade radialmente interna por uma plataforma 14 a um pé 16. Essa pá 10 é destinada a ser montada em um disco de rotor da turbomáquina, por enfiamento de seu pé 16 em uma ranhura de forma complementar da periferia do disco.

[0037] As superfícies externas da palheta 12 e da plataforma 14 da pá, que estão situadas na corrente de escoamento dos gases em funcionamento da turbomáquina, são destinadas a ser recobertas por uma camada de cerâmica. Uma subcamada à base de platina é colocada por via eletrolítica sobre essas superfícies para assegurar a fixação dessa camada de cerâmica.

[0038] Para economizar o produto caro dessa subcamada, as superfícies externas da plataforma 14, e mesmo também do pé 16, que não são expostas aos gases quentes em funcionamento e que não são, portanto, destinadas a ser recobertas de cerâmica, são protegidas por uma máscara 18 de acordo com a invenção, que impede as infiltrações do produto entre a máscara e as partes da pá a mascara.

[0039] A máscara 18, melhor visível na figura 2, compreende meios de encaixe sobre a plataforma 14 da pá 10 assim como meios de recobrimento das superfícies precitadas da plataforma e do pé 16, sobre as quais um depósito eletrolítico não é necessário.

[0040] A máscara 18 é aqui formada por uma peça monobloco de forma paralelepipédica, que compreende um rasgo 20 no qual é introduzida com ajuste apertado a plataforma 14 da pá. As bordas laterais 22 desse rasgo se apoiam sobre as bordas laterais 24, 26 da plataforma, para impedir as infiltrações do produto de recobrimento, como explicado no que precede.

[0041] A máscara 18 é realizada em um material plástico elasticamente deformável, tal como um poliuretano, de modo a facilitar sua montagem e sua desmontagem.

[0042] A figura 3 representa um setor de distribuidor 30 de turbomáquina, que compreende duas plataformas 32, 34, respectivamente interna e externa, entre as quais se estendem palhetas 36, em número de duas no exemplo representado.

[0043] Cada plataforma 32, 34 do setor de distribuidor é destinada a ser protegida por uma máscara 38, 40 de acordo com a invenção, para impedir as infiltrações de produto de recobrimento entre a máscara e a plataforma correspondente e o depósito desse produto sobre as superfícies da plataforma que não são expostas aos gases quentes em funcionamento.

[0044] Como está melhor visível na figura 4, as máscaras 38, 40 são similares à máscara 18 descrita precedentemente, e compreendem cada uma delas um rasgo 44 no qual é encaixada uma plataforma 32, 34. As bordas laterais 42 desse rasgo são apoiadas sobre as bordas laterais da plataforma correspondente. O rasgo de cada máscara 38, 40 compreende pelo menos uma cavidade de alojamento de um flange de fixação 46 da plataforma 32, 34 correspondente do distribuidor.

[0045] A figura 5 é uma vista esquemática em corte transversal de uma máscara 18’ similar àquela da figura 2, essa máscara 18’ sendo encaixada sobre a plataforma 14 e a integralidade do pé 16 de uma pá, que é aqui em cauda de andorinha.

[0046] A máscara 18’ compreende um rasgo 20’ de forma complementar ao pé de pá 16.

[0047] A máscara 18’ compreende um rebordo periférico externo 50 que é destinado a se estender ao longo das bordas laterais 24, 26 da plataforma 14, e que compreende uma face lateral 52 de apoio sobre essas bordas laterais. Essas bordas laterais 24, 26 definem uma superfície periférica que se estende substancialmente perpendicularmente à superfície externa 56 da plataforma quer dizer a superfície da plataforma que é exposta a gases em funcionamento da turbomáquina. Essa superfície externa 56 deve ser recoberta por um depósito eletrolítico enquanto que a superfície periférica definida pelas bordas 24, 26 deve ser mascarada.

[0048] A superfície externa livre 54 do rebordo periférico 50 da máscara é alinhada com e se estende no prolongamento da superfície externa 56 da plataforma. Dito de outro modo, a superfície externa livre 54 do rebordo periférico 50 aflora a superfície externa 56 da plataforma. Nas figuras 2 e 4, essa superfície externa livre 54 é não plana.

[0049] A face lateral 52 do rebordo periférico 50 da máscara é ligada em sua extremidade interna a uma face interna 58 de apoio da plataforma 14, que é destinada a se estender ao longo das bordas laterais 24, 26 da plataforma substancialmente paralelamente à superfície externa 54 precitada do rebordo. As faces internas 52 e 58 da máscara definem entre si uma cavidade interna 60 na qual é montada apertada a plataforma 14 da pá.

[0050] A figura 6 é uma vista em corte da máscara 18 da figura 2, de acordo com o plano P. A superfície externa livre do rebordo periférico 50 da máscara é não plana e é destinada a aflorar a superfície externa 56 da plataforma 14 da pá, como está visível na figura 2.

[0051] Como está representado na figura 5, o rebordo periférico da máscara 18 da figura 6 compreende uma face lateral de apoio 52 que é ligada a uma face interna de apoio 58, essas faces 52, 58 definindo entre si uma cavidade na qual é montada apertada a plataforma da pá.

[0052] As máscaras descritas acima compreendem vantajosamente espigas 70 formadas de uma só peça com os meios de encaixe e de recobrimento precitados (figuras 4, 5 e 6).

[0053] Nos exemplos representados, essas espigas 70 estão situadas na superfície periférica externa de cada máscara, na proximidade de sua extremidade oposta ao rasgo da máscara. As espigas 70 se estendem em todo o perímetro da máscara e são regularmente espaçadas. Elas têm um comprimento de alguns milímetros e podem ser cortadas por uma lâmina ou outra coisa ao nível de suas bases, quer dizer ao nível de suas extremidades de ligação à máscara. O número de espigas corresponde ao número de utilizações aconselhadas da máscara, como está explicado no que precede.

Claims (10)

1. Máscara (18) amovível e reutilizável para uma plataforma (14) de pá (10) ou setor de distribuidor (30) de turbomáquina, essa pá ou esse setor sendo destinado a ser revestido de um depósito eletrolítico e compreendendo:- pelo menos uma palheta (12) e pelo menos uma plataforma (14; 32, 34) e,- respectivamente, um pé (16) de pá e um flange de fixação (46) da plataforma do setor de distribuidor (30),a dita plataforma compreendendo uma superfície externa (56) conectada por uma aresta a uma superfície periférica da plataforma, que é substancialmente perpendicular à superfície externa, a máscara compreendendo:- meios de encaixe para ajustar a máscara na plataforma, com um rebordo periférico (50) que recobre a superfície periférica da plataforma, dito rebordo de recobrimento compreendendo pelo menos uma superfície lateral (52) de apoio estanque sobre a superfície periférica da plataforma e uma superfície externa (54) livre que aflora a superfície externa da plataforma ao longo da dita aresta;- e um rasgo (20, 20’) no qual a plataforma (14) é encaixada com ajuste apertado,caracterizada pelo fato de que é elasticamente deformável e é feita de material plástico, tal como poliuretano, e o rasgo (20’) possui uma forma complementar do pé de pá (16), respectivamente do flange de fixação da plataforma.

2. Máscara de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que é formada de uma só peça.

3. Máscara de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o rasgo (20) tem uma forma geral paralelepipédica.

4. Máscara de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o rasgo (20’) compreende pelo menos uma cavidade interna de alojamento do pé (16) da pá, respectivamente do flange de fixação do setor de distribuidor.

5. Máscara de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a superfície externa livre (54) do rebordo periférico (50) é não plana.

6. Máscara de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que as superfícies lateral (52) e externa (54) do rebordo de recobrimento são conectadas entre si por uma aresta de ligação, que está apoiada sobre a aresta da plataforma ou na proximidade imediata dessa última, no prolongamento da superfície externa da plataforma.

7. Máscara de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que as arestas da plataforma e da máscara são substancialmente em forma de paralelogramo.

8. Máscara de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que compreende meios de preensão para a preensão da pá ou do setor de distribuidor por ocasião do depósito eletrolítico.

9. Máscara de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que compreende várias espigas (70) que podem ser retiradas, por exemplo por corte, independentemente umas das outras e cujo número é igual ao número de utilizações aconselhadas da máscara (18).

10. Processo de fabricação de uma máscara como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que, a partir da plataforma da pá ou do setor de distribuidor, compreende uma etapa que consiste em realizar a máscara por injeção-moldagem, entre um molde e um contramolde que reproduz as formas e dimensões da dita plataforma da pá ou do setor distribuidor.

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