BR112015024392B1

BR112015024392B1 - Dispositivo de articulação com rótula para a suspensão de uma turbomáquina a um pilar ou a suspensão de um equipamento ao corpo da turbomáquina e turbomáquina

Info

Publication number: BR112015024392B1
Application number: BR112015024392-4A
Authority: BR
Inventors: Maryline Besnard; Arnaud Laporte
Original assignee: Snecma
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-21
Publication date: 2021-09-08
Also published as: BR112015024392A2; US20160076401A1; EP2978668B1; US9581047B2; FR3003896B1; RU2668834C2; CA2907637C; CN105121285B; CA2907637A1; RU2015143658A3; FR3003896A1; WO2014154980A1; RU2015143658A; EP2978668A1; CN105121285A

Abstract

DISPOSITIVO DE ARTICULAÇÃO COM RÓTULA PARA A SUSPENSÃO DE UMA TURBOMÁQUINA A UM PILAR OU A SUSPENSÃO DE UM EQUIPAMENTO AO CORPO DA TURBOMÁQUINA Dispositivo (10) de articulação com rótula para a suspensão de uma turbomáquina a um pilar ou a suspensão de um equipamento ao corpo de uma turbomáquina, que compreende uma biela (12) da qual uma extremidade leva uma rótula (14) e é intercalada entre as duas orelhas (16) de uma forquilha (18), a rótula compreendendo uma perfuração (28) de passagem de um eixo (30) que compreende uma perfuração axial (13) de montagem de um parafuso (60) de aperto e de bloqueio axial da rótula, a rótula sendo bloqueada axialmente por aperto entre uma bucha (38) e um anel (54) que leva meios (56) amovíveis de retenção axial do anel em relação à forquilha por ocasião de uma operação de desmontagem do dispositivo.

Description

DOMÍNIO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a um dispositivo de articulação com rótula para a suspensão de uma turbomáquina a um pilar ou a suspensão de um equipamento ao corpo de uma turbomáquina.

ESTADO DA TÉCNICA

[0002] Uma turbomáquina é em geral suspensa a um pilar por intermédio de um “yoke” que é fixado no corpo da turbomáquina, ao nível de seu cárter intermediário. Esse yoke compreende forquilhas nas quais são articuladas extremidades de bielas das quais as outras extremidades são ligadas a meios de suspensão da turbomáquina ao pilar. Cada biela é em geral articulada em uma forquilha por um dispositivo de articulação com rótula.

[0003] Na técnica atual, cada biela tem uma extremidade que leva uma rótula e que é intercalada entre as duas orelhas de uma forquilha, a rótula compreendendo uma perfuração de passagem de um eixo do qual as extremidades atravessam orifícios das orelhas, esse eixo compreendendo uma perfuração axial de montagem de um parafuso de fixação do conjunto.

[0004] Os dispositivos desse tipo atualmente utilizados não são, entretanto, inteiramente satisfatórios, em especial quando o yoke é realizado em titânio. De fato, quando o yoke é realizado em titânio, suas forquilhas são muito sensíveis ao desgaste que pode ser provocado pelo contato e pelo atrito das peças do dispositivo assim como pela substituição de algumas dessas peças por ocasião de uma operação de manutenção. Além disso, é preferível que a rótula seja imobilizada axialmente para aumentar sua duração de vida, o que nem sempre é o caso nos dispositivos conhecidos.

[0005] No pedido EP-A1-1 568 903, a rótula e a porca de aperto dos parafusos do dispositivo de articulação estão apoiadas sobre uma orelha da forquilha, o que não é admissível por ocasião da utilização de uma forquilha feita de titânio, pois uma rotação da rótula ou da porca poderia provocar um desgaste por atrito da forquilha.

[0006] No pedido EP-A1-2 058 229, a rótula não é bloqueada axialmente, pois o parafuso se apoia sobre um ressalto do parafuso. Por outro lado, o parafuso compreende um rebordo anular apoiado sobre uma das orelhas da forquilha, o que apresenta o risco de gastá-la em funcionamento. Ainda que seja proposto intercalar uma placa entre o rebordo e a forquilha, essa placa imobiliza em rotação o eixo, o que é desvantajoso. De fato, o bloqueio em rotação do eixo apresenta o risco de provocar uma concentração de tensões, o que pode se traduzir por uma ruptura do eixo.

[0007] A presente invenção tem notadamente como objetivo trazer uma solução simples, eficaz e econômica aos problemas precitados.

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO

[0008] A invenção propõe um dispositivo de articulação com rótula para a suspensão de uma turbomáquina a um pilar ou a suspensão de um equipamento ao corpo de uma turbomáquina, que compreende um primeiro órgão do qual uma extremidade leva uma rótula e é intercalada entre as duas orelhas de um segundo órgão, a rótula compreendendo uma perfuração de passagem de um eixo do qual as extremidades atravessam buchas montadas apertadas em orifícios das orelhas, o dispositivo compreendendo por outro lado um parafuso ou uma porca que cooperam com o eixo para assegurar um aperto e um bloqueio axial da rótula, caracterizado pelo fato de que a rótula é montada apertada entre uma primeira das buchas precitadas e uma primeira extremidade de um anel cilíndrico que é montado em torno de uma parte do eixo e na segunda das buchas precitadas, esse anel sendo solicitado na direção da rótula por aperto do parafuso ou da porca e compreendendo em sua primeira extremidade meios amovíveis de retenção axial do anel em relação ao segundo órgão por ocasião de uma operação de desmontagem do dispositivo.

[0009] De acordo com a invenção, o anel é introduzido sobre o eixo e no interior da segunda bucha, esse anel sendo montado por deslizamento e sendo apertado contra a rótula por meio do parafuso, de modo a imobilizar axialmente a rótula e aumentar assim sua duração de vida.

[0010] Quando o dispositivo é desmontado, o parafuso, o eixo e o primeiro órgão e sua rótula são retirados. O anel deslizante pode também ser facilmente retirado. Por ocasião da remontagem do dispositivo, é possível que um operador esqueça de remontar o anel deslizante, o que provocaria em utilização uma forte flexão no eixo e nas orelhas, que pode levar a uma ruptura do dispositivo. Para evitar esse problema, a presente invenção prevê meios de retenção axial do anel em relação ao segundo órgão, o que permite tornar o anel imperdível em relação ao segundo órgão.

[0011] No entanto, no caso provável no qual o anel estaria gasto e deveria ser substituído por ocasião de uma operação de manutenção, seria necessário retirar a bucha na qual é introduzido o anel para retirar esse último. Como a bucha é montada apertada no orifício da orelha, seria preciso destruí-la para retirá-la o que provocaria necessariamente um conserto dos lados do orifício da orelha e provocaria portando um custo suplementar grande. Para corrigir esse problema, os meios de retenção axial do anel são amovíveis, quer dizer que, no caso em que o anel deve ser substituído, os meios de retenção são retirados e o anel é em seguida extraído por deslizamento axial. Esses meios de retenção amovíveis permitem por outro lado a montagem do anel no orifício da orelha antes ou depois da montagem da bucha nessa orelha.

[0012] Vantajosamente, os meios amovíveis de retenção axial compreendem um anel de retenção clipe C montado de maneira amovível na primeira extremidade do anel e próprio para vir se apoiar sobre a segunda das buchas precitadas no caso em que o parafuso é desatarraxado. Esse anel de retenção clipe C compreende, por exemplo, um aro fendido que é alojado em uma canelura anular externa da primeira extremidade do anel.

[0013] O eixo pode compreender uma perfuração axial de montagem do parafuso do qual a cabeça é destinada a se apoiar sobre uma extremidade do eixo. Em variante, o eixo é solidário em uma extremidade de uma haste rosqueada de atarraxamento da porca destinada a vir se apoiar sobre uma extremidade do anel. Em uma outra variante, o eixo compreende em uma extremidade um orifício rosqueado no qual é atarraxado um parafuso do qual a cabeça é destinada a se apoiar sobre uma extremidade do anel.

[0014] O anel compreende de preferência em sua segunda extremidade um rebordo anular interno na periferia interna do qual a cabeça do parafuso ou uma porca é destinada a vir se apoiar.

[0015] O dispositivo compreende de preferência uma terceira bucha montada apertada no orifício da orelha no qual é montada a primeira bucha, essas primeira e terceira buchas sendo coaxiais e montadas lado a lado no orifício da orelha. Cada uma dessas buchas compreende um rebordo anular externo de apoio sobre uma face lateral da orelha do segundo órgão. O rebordo da primeira bucha está apoiado sobre uma das faces laterais da orelha e o rebordo da terceira bucha está apoiado sobre a face lateral oposta dessa orelha.

[0016] Essa terceira bucha pode ser intercalada entre a face lateral precitada da orelha e um rebordo anular externo do eixo, esse rebordo sendo solicitado axialmente na direção da terceira bucha por aperto do parafuso ou da porca permitindo assim proteger o segundo órgão quando ele é realizado em titânio.

[0017] As primeira e terceira buchas podem ser separadas uma da outra por uma folga axial.

[0018] O primeiro órgão pode ser uma biela e o segundo órgão pode ser uma forquilha, ou inversamente.

[0019] A presente invenção também se refere a uma turbomáquina, tal como um turborreator ou um turbopropulsor de avião, caracterizada pelo fato de que ela é equipada com pelo menos um dispositivo tal como descrito acima.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0020] A invenção será melhor compreendida e outros detalhes, características e vantagens da invenção aparecerão com a leitura da descrição seguinte feita a título de exemplo não limitativo em referência à figura única que é uma vista esquemática em corte axial de um dispositivo de articulação com rótula de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0021] A figura 1 representa de maneira esquemática um dispositivo 10 de articulação com rótula para a suspensão de uma turbomáquina a um pilar ou a suspensão de um equipamento ao corpo de uma turbomáquina, esse dispositivo compreendendo uma biela 12 da qual uma extremidade leva uma rótula 14 e é intercalada entre as duas orelhas 16 de uma forquilha 18.

[0022] No caso da suspensão de uma turbomáquina a um pilar, a forquilha 18 faz parte de um yoke que é de preferência feito de titânio. A forquilha 18 é do tipo fêmea e suas duas orelhas 16 são planas e paralelas entre si, essas orelhas 16 compreendendo orifícios 20, 22 coaxiais e de paredes internas cilíndricas.

[0023] A biela 12 é ligada a meios de suspensão ao pilar e sua extremidade visível no desenho é plana e compreende um orifício 24 de parede cilíndrica interna de montagem de uma gaiola 26 que é encastrada em um orifício e da qual a parede esférica interna acolhe a rótula 14 que é livre para girar dentro da gaiola 26. A rótula 14 compreende uma perfuração cilíndrica 28 atravessada por um eixo 30 de corpo cilíndrico do qual as extremidades passam nos orifícios 20, 22 das orelhas 16.

[0024] O eixo 30 é vazado e compreende uma perfuração axial 31. O eixo 30 compreende em uma de suas extremidades um rebordo anular externo 32, sua parte de extremidade 34 oposta tendo uma forma substancialmente troncônica no exemplo representado. Essa forma especial favorece a montagem sob o pilar dos meios de suspensão da turbomáquina. Essa montagem é efetuada notadamente por rotação dos bumerangues unidos à turbomáquina e por união da parte correspondente no lado do pilar. De fato, a turbomáquina é montada até a asa e os meios de suspensão são em seguida fixados vindo para isso passar o eixo dos bumerangues na parte do pilar. A parte troncônica do eixo permite que se tenha uma colocação em posição do conjunto.

[0025] No exemplo representado, duas buchas 36, 38 são montadas apertadas no orifício 20 de uma 16 das orelhas (a bucha de esquerda no desenho). Essas buchas 36, 38 são coaxiais e substancialmente idênticas. Elas compreendem cada uma delas um corpo cilíndrico ligado em uma extremidade a um rebordo anular externo 40, 42.

[0026] A bucha 36 é introduzida no orifício 20 a partir de um lado (lado esquerdo) da orelha 16 de modo que seu rebordo 40 se apoie axialmente sobre a face lateral exterior 44 da orelha (o interior estando situado no lado da rótula 14). O rebordo 36 da bucha é aqui intercalado entre essa face lateral 44 e o rebordo 32 do eixo.

[0027] A bucha 38 é introduzida no orifício 20 a partir do lado oposto (lado direito) da orelha 16 de modo que seu rebordo 42 se apoie axialmente sobre a face lateral interior 46 da orelha. O rebordo 42 da bucha 38 é aqui destinado a vir se apoiar sobre a rótula 14 para bloquear a mesma axialmente, como será descrito mais em detalhe no que se segue.

[0028] As buchas 36, 38 são separadas uma da outra por uma folga axial.

[0029] Uma outra bucha 48 é montada apertada no orifício 22 da outra orelha 16 da forquilha, essa bucha 48 sendo coaxial às buchas 36, 38 e compreendendo também um corpo cilíndrico ligado em uma extremidade a um rebordo anular externo 50. A bucha 48 é introduzida no orifício 22 a partir de um lado da orelha 16 (lado direito), de modo que seu rebordo 50 se apoie axialmente sobre a face lateral exterior 52 da orelha. O corpo da bucha tem um comprimento ou dimensão axial superior àquele do orifício 22 de modo que sua extremidade livre excede da face interior 53 da orelha 16.

[0030] Um anel cilíndrico 54 é introduzido na bucha 48 e na parte de extremidade troncônica da árvore, esse anel tendo um comprimento ou dimensão axial superior àquele do orifício 22 e da bucha 48 de modo que, em posição de montagem representada no desenho, as extremidades do anel estejam situadas à distância da orelha 16 e da bucha 48.

[0031] O anel 54 compreende em sua extremidade situada no lado da rótula 14 uma canelura anular externa de recepção de um aro fendido que forma um anel de retenção clipe C 56. O anel 54 compreende em sua extremidade oposta um rebordo anular interno 58 que se estende em frente à extremidade do eixo 30, oposta a seu rebordo 32. A periferia interna desse rebordo 58 define um orifício que é alinhado com a perfuração 31 do eixo 30 para a montagem de um parafuso 60.

[0032] No exemplo representado, o parafuso 60 é introduzido na perfuração 31 do eixo 30 por sua extremidade que compreende o rebordo externo 32, de modo que sua cabeça se apoie sobre essa extremidade. Nessa posição, a extremidade livre do parafuso excede axialmente do orifício precitado do anel 54 e recebe uma porca 62 que é destinada a se apoiar sobre o rebordo 58 do anel.

[0033] O dispositivo 10 de acordo com a invenção pode ser montado do modo seguinte: a bucha 48 é montada apertada no orifício 22 da orelha, por exemplo, por fretagem ou ao nitrogênio; as buchas 36, 38 são em seguida montadas apertadas no orifício 20 da orelha, por exemplo, por fretagem ou ao nitrogênio; o anel 54 é introduzido na bucha 48 e depois o anel de retenção clipe C 56 é montado na canelura do anel 54; a extremidade da biela 12 é introduzida entre as orelhas 16 da forquilha 18 e depois o eixo 30 é introduzido nas buchas 36, 38, na rótula 14 e no anel 54. O parafuso 60 é introduzido na perfuração 31 do eixo 30 e a porca 62 é atarraxada na extremidade livre do parafuso. O aperto do parafuso e da porca provoca o aperto e o bloqueio axial da rótula 14 entre a bucha 38 e o anel 54.

[0034] Por ocasião de uma desmontagem do dispositivo 10, a porca 62 é desapertada e o parafuso 60 e a porca 62 são retirados. O eixo 30 é retirado o que libera a rótula 14 e a biela 12, que podem também ser retiradas. O anel 54 não apresenta o risco de sair involuntariamente da bucha 48, pois, ainda que ele seja montado deslizante nessa última, ele é retido axialmente de um lado por apoio do anel de retenção clipe C 56 sobre a extremidade livre da bucha 48 e do lado oposto por apoios de sua extremidade livre sobre a bucha 38 (devido ao fato de que o comprimento do anel 54 é superior à distância interorelhas). No entanto, no caso em que o anel 54 deve ser retirado e substituído em caso de desgaste, o anel de retenção clipe C 56 pode ser retirado manualmente ou por meio de uma ferramenta para poder retirar o anel por translação axial do lado oposto às buchas 36, 38.

[0035] Esse dispositivo 10 é especialmente vantajoso, pois, em utilização, os riscos de desgaste das orelhas 16 da forquilha 18, em especial quando ela é feita de titânio, são bastante limitados. De fato, ainda que o eixo 30 não seja bloqueado em rotação, uma rotação desse último não apresenta o risco de desgastar a forquilha, pois as buchas 36, 38 evitam um contato direto do eixo sobre a forquilha. Além disso, a bucha 48 protege a forquilha do anel 54 que pode girar em utilização. A rótula 14 também não pode vir em apoio sobre a forquilha.

[0036] A variante de realização da figura 2 difere do modo de realização descrito acima essencialmente pelo fato de que o eixo 30’ não compreende uma perfuração axial 31. O eixo 30’ é solidário de uma haste rosqueada 64 que é ligada à extremidade do eixo situada no lado do anel 54, essa haste rosqueada 64 atravessando o orifício delimitado pelo rebordo 58 do anel 54 e recebendo uma porca 62 destinada a se apoiar sobre esse rebordo 58.

[0037] A variante de realização da figura 3 difere do modo de realização da figura 1 essencialmente pelo fato de que o eixo 30’’ também não compreende uma perfuração axial 31. Esse eixo 30’’ compreende um orifício rosqueado 31’ que desemboca na extremidade do eixo, situada no lado do anel 54, e no qual é destinado a ser aparafusado um parafuso 60’ que tem naturalmente um comprimento inferior àquele do parafuso 60 precitado, de modo que sua cabeça possa se apoiar sobre o rebordo 58 do anel 54.

Claims

1. Dispositivo (10) de articulação com rótula para a suspensão de uma turbomáquina a um pilar ou a suspensão de um equipamento ao corpo de uma turbomáquina, que compreende um primeiro órgão (12) do qual uma extremidade leva uma rótula (14) e é intercalada entre as duas orelhas (16) de um segundo órgão (18), a rótula compreendendo uma perfuração (28) de passagem de um eixo (30) do qual as extremidades atravessam buchas (36, 38, 48) montadas apertadas em orifícios (20, 22) das orelhas, o dispositivo compreendendo adicionalmente um parafuso (60, 60’) ou uma porca (62) que cooperam com o eixo para assegurar um aperto e um bloqueio axial da rótula, a rótula é montada apertada entre uma primeira (38) das buchas precitadas e uma primeira extremidade de um anel cilíndrico (54) que é montado em torno de uma parte do eixo e em uma segunda (48) das buchas precitadas, esse anel sendo solicitado na direção da rótula por aperto do parafuso ou da porca, caracterizado pelo fato de que o anel compreende em sua primeira extremidade meios (56) amovíveis de retenção axial do anel em relação ao segundo órgão por ocasião de uma operação de desmontagem do dispositivo.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios amovíveis de retenção axial compreendem um anel de retenção clipe C (56) montado de maneira amovível na primeira extremidade do anel (54) e próprio para vir se apoiar sobre a segunda (48) das buchas precitadas no caso em que o parafuso ou a porca é desatarraxado.

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o anel de retenção clipe C (56) compreende um aro fendido que é alojado em uma canelura anular externa da primeira extremidade do anel (54).

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o eixo (30) compreende uma perfuração axial (31) de montagem do parafuso (60) do qual a cabeça é destinada a se apoiar sobre uma extremidade do eixo, ou o eixo (30’) é solidário em uma extremidade de uma haste rosqueada (64) de atarraxamento da porca (62) destinada a vir se apoiar sobre uma extremidade do anel (54), ou o eixo (30’’) compreende em uma extremidade um orifício rosqueado (31’) no qual é atarraxado um parafuso (60’’) do qual a cabeça é destinada a se apoiar sobre uma extremidade do anel.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o anel (54) compreende em sua segunda extremidade um rebordo anular interno (58) na periferia interna do qual a cabeça do parafuso ou uma porca (62) é destinada a vir se apoiar.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende uma terceira bucha (36) montada apertada no orifício (20) da orelha (16) no qual é montada a primeira bucha (38), essas primeira e terceira buchas sendo coaxiais e montadas lado a lado no orifício da orelha, cada uma dessas buchas compreendendo um rebordo anular externo (40, 42) de apoio sobre uma face lateral (44, 46) da orelha do segundo órgão.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a terceira bucha (36) é intercalada entre a face lateral (44) precitada da orelha (16) e um rebordo anular externo (32) do eixo (30), esse rebordo sendo solicitado axialmente na direção da terceira bucha por aperto do parafuso (60) ou da porca (62).

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que as primeira e terceira buchas (36, 38) são separadas uma da outra por uma folga axial.

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o primeiro órgão é uma biela (12) e o segundo órgão é uma forquilha (18), ou inversamente.

10. Turbomáquina, tal como um turborreator ou um turbopropulsor de avião, caracterizada pelo fato de que é equipada com pelo menos um dispositivo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.