BR112015017669B1 - processo de soldagem por fricção de um disco brochado - Google Patents

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Abstract

resumo “dispositivo auxiliar de soldagem de discos brochados por fricção e processo de soldagem por fricção de um disco brochado” a invenção refere-se a um cinto (7) que comporta entalhes (10) que alternam com saliências (9) em sua face interna e está disposto em torno de um disco (5, 2), de modo a cobri-lo e a comprimir sua periferia, e as saliências (9) penetram em pescoços de alvéolos (1) destinados à recepção de raízes das lâminas, de modo a exercer uma compressão elástica sobre os dentes (2) e evitar a formação de fissuras por fadiga, durante soldagens por fricção inercial do disco com outras partes de rotor, as quais fissuras são suscetíveis de aparecer nas conexões (6) dos dentes (2) na parte principal do disco (5). o cinto (7) é de polímero elástico que possui boa viscosidade interna, o que assegura o amortecimento.

Description

“PROCESSO DE SOLDAGEM POR FRICÇÃO DE UM DISCO BROCHADO”
Campo da Invenção [001] O objeto da presente invenção é, sob um primeiro aspecto, um dispositivo auxiliar de soldagem de discos brochados que compreendem um cinto amortecedor, e, sob outro aspecto, um processo associado de soldagem por fricção.
Antecedentes da Invenção [002] Os discos dos turborreatores e turbopropulsores são frequentemente soldados entre si por fricção e, em particular, por fricção inercial nos planos de montagem perpendiculares ao eixo de rotação do rotor assim criado. Eles compreendem frequentemente em sua periferia alvéolos brochados destinados à recepção das raízes das lâminas, e eventualmente ganchos de retenção das lâminas, situados nas extremidades dos alvéolos.
[003] Esse processo de soldagem é extremamente enérgico e produz quase sempre vibrações de alta intensidade e de alta frequência. Fissuras por fadiga podem então aparecer no fundo dos alvéolos bem como no fundo dos ganchos de retenção das lâminas.
[004] Esses inconvenientes de soldagens por fricção já são conhecidos, e para corrigi-los foi proposto associar às peças a ser soldadas elementos amortecedores dessas vibrações. Os documentos US 2004/108358 A e 2010/193 572 A descrevem alguns exemplos. Parece, todavia, que os dispositivos amortecedores dessas patentes não são adaptados ao caso particular dos discos entalhados de alvéolos periféricos e não impedem o aparecimento de fissuras por fadiga vibratória nos locais mais expostos, isto é, nas conexões entre os dentes periféricos que separam os alvéolos e a parte principal do disco, a partir do fundo dos alvéolos, bem como no fundo dos ganchos de retenção das lâminas. Quanto a US 2006/051211, ele descreve um elemento amortecedor de natureza mais complexa que o da presente invenção
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2/5 que compreende dois cintos de polímero laterais, e retidos entre duas placas terminais metálicas, que são aproximadas uma da outra para manter os cintos sobre as faces laterais do disco. O elemento amortecedor dessa anterioridade se refere certamente a um disco a ser soldado por fricção, mas sem que esse disco seja entalhado de alvéolos brochados separados pelos dentes para receber raízes das lâminas, uma vez o disco dessa anterioridade é um disco laminado monobloco já portador das lâminas.
Descrição da Invenção [005] A presente invenção foi concebida para oferecer um dispositivo de proteção dos alvéolos brochados dos discos por amortecimento das vibrações que seja adaptado aos discos dotados de alvéolos periféricos.
[006] De acordo com a presente invenção, o novo dispositivo consiste de um cinto circular de polímero visco-elástico, o qual cinto compreende uma alternância de saliências e de entalhes, caracterizado pelo fato de que o cinto compreende uma bandagem a ser disposta em torno da periferia do disco comprimindo o disco, e as saliências e os entalhes estão na face interna da bandagem.
[007] O cinto e suas saliências envolvem parcialmente os dentes do disco e limitam a amplitude de suas vibrações, particularmente porque as saliências, comprimidas entre os pares de dentes vizinhos, contribuem para submeter os dentes a modos de vibrações em fase, que reduzem, portanto, as altas frequências, diminuindo ao mesmo tempo a amplitude das vibrações, graças às propriedades amortecedoras de seus materiais. Vale lembrar o papel da bandagem circular fechada, que envolve o disco com uma restrição radial, para contribuir ao amortecimento. Ao contrário do dispositivo do US 2006/051211, o presente dispositivo é monobloco e, portanto, fácil de fabricar e de usar. Ele é também mais leve, em parte porque não há placas terminais metálicas necessárias para manter o cinto lateral contra o disco, e que podem
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3/5 possuir uma inércia elevada que prejudica o amortecimento.
[008] De acordo com um aprimoramento, o cinto compreende abas laterais que avançam na direção radial interna. Elas contribuem para manter o cinto no lugar durante o processo de soldagem, diminuindo ao mesmo tempo as vibrações às quais os ganchos de retenção das lâminas, quando eles existirem, estão expostos. Simultaneamente, essas abas laterais protegem as superfícies acabadas dos alvéolos brochados das eventuais microprojeções ligadas à soldagem.
[009] O polímero deve possuir uma flexibilidade e uma elasticidade suficientes para permitir que ele seja disposto em torno do disco com uma compressão, e que possa depois ser retirado do disco sem deformação residual. Ele deve também possuir idealmente características de amortecimento suficientes para reduzir eficazmente a amplitude das vibrações. Poluretanos podem ser propostos.
[010] A presente invenção é ainda relativa a um processo de soldagem por fricção de um disco brochado, caracterizado pelo fato de que consiste em empregar o dispositivo auxiliar tal como descrito acima, ajustandoo de forma que ele seja comprimido em torno do disco, e as saliências penetram em alvéolos formados em torno da periferia do disco, de forma a ser comprimidas entre dentes do disco que alternam com os alvéolos, durante a soldagem.
[011] De acordo com uma característica vantajosa e opcional, o cinto possui um raio inferior ao raio externo do disco, de modo a ser de 3 a 20% menor que o disco quando separado dele.
Breve Descrição dos Desenhos [012] A presente invenção será agora descrita em seus diferentes aspectos por meio das figuras a seguir, que estão anexadas a título meramente ilustrativo e descrevem uma das realizações possíveis da presente invenção:
- a figura 1 é uma vista geral de um disco ao qual a presente
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4/5 invenção pode ser aplicada;
- a figura 2 é uma vista geral de o cinto no estado livre;
- a figura 3 é uma vista de detalhe do disco equipado com o cinto; e
- a figura 4 é uma vista de um conjunto de rotor de acordo com a presente invenção.
Descrição de Realizações da Invenção [013] Descrição da figura 1. O disco ao qual pode ser aplicada a presente invenção compreende uma periferia onde alvéolos 1 alternam com porções cheias denominadas aqui dentes 2. Os alvéolos 1 compreendem um fundo alargado próximo ao centro do disco, e uma parte superior mais estreita que forma um pescoço 3. Os alvéolos 1 podem ser brochados longitudinal ou obliquamente; ganchos podem também equipar as faces de extremidade dos dentes 2, e reter mais tarde as lâminas do disco, cujas raízes, que deslizam nos alvéolos 1, e cujas extremidades dotadas de ganchos complementares; anéis serão inseridos nos ganchos 4 dos dentes 2 e ganchos das raízes das lâminas para retê-las ao longo dos alvéolos 1. Essa disposição é conhecida e não está representada.
[014] Com tal forma de disco, fissuras são suscetíveis de aparecer nas conexões 6 entre os dentes 2 e a porção principal 5 do disco, central e contínua, iniciando-se nos lados dessas conexões 6, e precisamente nos lugares que se abrem para o fundo dos alvéolos 1, onde os dentes 2 são mais estreitos, bem como nas conexões entre os ganchos 4 e os dentes 2.
[015] Um cinto 7 amortecedor representando na figura 2 pode ser usado de acordo com presente invenção durante a soldagem. Ele é feito de polímero que apresenta uma viscoelasticidade suficiente para ser flexível, elástico e amortecer fortemente as vibrações. Ele compreende uma bandagem 8 que é disposta em torno da periferia do disco, saliências 9 separadas por entalhes 10 ou reentrâncias em sua
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5/5 face interna e abas 11 laterais dos dois lados da bandagem 8, que são bandas cheias que avançam radialmente para o interior. As saliências 9 penetram entre os dentes 2 de modo a preencher os pescoços 3.
[016] A bandagem 8 exerce pressão sobre os dentes 2 com uma força de restrição que depende de sua expansão quando ela é disposta em torno dos dentes 2. As saliências 9 são comprimidas entre dentes adjacentes, contribuem para mantê-los no lugar e exercem uma compressão na direção tangencial, o que reduz a facilidade dos dentes 2 de dobrar. As abas 11 ajudam a manter o cinto 7 em torno do disco durante a soldagem, e servem ainda para exercer uma pressão e um amortecimento sobre os ganchos 4.
[017] Como os dentes 2 possuem menos facilidade de dobrar em torno de sua conexão à parte principal 5 do disco, as conexões 6 sofrem menos tensão e as fissuras por fadiga não aparecem neles, ou aparecem com muito menos facilidade.
[018] O cinto 7 é vantajosamente de poliuretano. O Courbhane 60R (marca registrada) é um grau que oferece características, em particular de amortização, que são bem apropriadas para a presente invenção.
[019] Foi constatado que bons resultados de amortecimento eram obtidos com uma bandagem 8 cuja face interna tinha, no estado livre, um raio inferior de 3 % a 20 % ao raio externo do disco (esses raios são medidos nos lugares dos entalhes 10 e dos dentes 2).
[020] A figura 4 ilustra o uso dos cintos 7, que estão aqui dispostos em vários exemplares sobre o mesmo número de discos 12 já montados entre si, mas esses discos são deixados no lugar enquanto outros discos, não representados, são suscetíveis de ser ainda soldados ao conjunto já obtido.
[021] A soldagem é efetuada, em geral, do mesmo modo que no estado da técnica.

Claims (2)

Reivindicações
1. PROCESSO DE SOLDAGEM POR FRICÇÃO DE UM DISCO BROCHADO, o disco compreendendo alvéolos (1) para à recepção de raízes das lâminas, o processo compreendendo:
soldar com um dispositivo auxiliar que compreende:
um cinto (7) circular em polímero viscoelástico que compreende uma alternância de saliências (9) e de entalhes (10), uma bandagem (8) disposta em torno da periferia do disco, comprimindo o disco por meio de uma restrição radial da bandagem (8), e as saliências (9) e os entalhes (10) sendo dispostas sobre a face interna da bandagem (8);
caracterizado pela bandagem (8) ser circular e fechada, e ser comprimida em torno do disco, as saliências (9) penetram nos alvéolos (1) estabelecidos na periferia do disco, de forma que as saliências (9) são comprimidas entre dentes (2) do disco que alternam com os alvéolos (1), durante a soldagem.
2. PROCESSO DE SOLDAGEM, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo cinto possuir, em um estado livre, um raio interno inferior de 3 % a 20 % a um raio externo do disco.
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