BR112016011185B1

BR112016011185B1 - Dispositivo para centragem e guia de rotação de uma árvore de turbomáquina, turbomáquina e processo de montagem do dispositivo

Info

Publication number: BR112016011185B1
Application number: BR112016011185-0A
Authority: BR
Inventors: Régis Eugène Henri Servant; Serge Louis Antunes; Julie BELLAY; Fabrice Cretin; Damien Lourit
Original assignee: Snecma
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2022-05-17
Also published as: FR3013760B1; CA2931044C; CN105765173A; FR3013760A1; RU2664726C1; WO2015079156A1; BR112016011185A2; CN105765173B; JP6464168B2; RU2016125485A; JP2016540923A; US9708931B2; EP3074611A1; EP3074611B1; US20160290161A1; CA2931044A1

Abstract

dispositivo para a centragem e a guia em rotação de uma árvore de turbomáquina que compreende meios melhorados de retenção de anel exterior de mancal. é proposto um dispositivo (10) para a centragem e a guia em rotação de uma árvore de turbomáquina, no qual o anel exterior (18) de um mancal é retido axialmente para a montante e para a jusante por meios de retenção (52, 72) que operam junto com um suporte de mancal (20) e com meios de conexão (29) que compreendem meios elasticamente deformáveis (32) que ligam o anel superior ao suporte de mancal, esses meios de retenção sendo distintos de uma guarnição (28) do dispositivo. é também proposto um processo de montagem de um tal dispositivo, no qual os meios de retenção (52, 72) são pré-montados nos meios de conexão (29) antes da montagem final dos meios de conexão no suporte de mancal (20). o dispositivo e o processo apresentam as vantagens combinadas de uma retenção axial do anel exterior em duas direções opostas, e de uma montagem especialmente simples.

Description

DOMÍNIO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere ao domínio das turbomáqui- nas, notadamente para aeronave, e se refere mais especialmente a um dispositivo para a centragem e a guia em rotação de uma árvore de turbomáquina, que compreende um mancal do tipo corrente chamado de “mancal flexível”. Em um mancal desse tipo, os meios de conexão do anel exterior do mancal ao suporte de mancal compreendem um flange de fixação montado sobre o suporte de mancal e meios elasticamente deformáveis que ligam o anel exterior do mancal ao flange de fixação.

[0002] A invenção é notadamente aplicável aos mancais amorteci dos por meio de um filme de óleo, também denominado “squeeze film”.

[0003] A invenção também se refere a um processo de montagem de um tal dispositivo.

ESTADO DA TÉCNICA ANTERIOR

[0004] Em uma turbomáquina, a vinda inesperada de um aconte cimento como a perda de uma pá de ventoinha ou a aderência de um mancal por falta de óleo induz esforços muito grandes sobre os mancais da turbomáquina.

[0005] Tais esforços podem acarretar uma ruptura dos meios elas- ticamente deformáveis que ligam o anel exterior de um mancal de tipo “flexível” ao flange que assegura a fixação do maçal sobre o suporte de mancal. Esses meios elasticamente deformáveis são em geral constituídos por uma parte correntemente denominada “gaiola flexível” ou “gaiola de esquilo”.

[0006] Por ocasião de sua ruptura, os meios elasticamente defor- máveis cessam de assegurar a retenção no lugar do anel do mancal, seja isso axialmente ou tangencialmente. Se meios apropriados não estão previstos, a função rolamento não é mais assegurada, o que provoca uma degradação rápida do mancal e das peças circunvizinhas. O mancal não pode nesse caso mais assegurar o funcionamento do motor, notadamente na fase de molinete ou “windmilling”.

[0007] Para permitir assegurar a retenção axial do anel exterior do mancal em relação ao suporte do mancal mesmo quando os meios elasticamente deformáveis que conectam o anel exterior do mancal ao suporte de mancal são rompidos, diferentes soluções foram propostas.

[0008] Uma solução conhecida consiste em interpor meios de re tenção axial do anel exterior entre o suporte de mancal e uma extremidade a montante do anel. Esses meios de retenção axial tomam a forma de uma pluralidade de abas radiais montadas por parafusos em uma extremidade a montante do suporte de mancal, e que formam batentes axiais para uma extremidade a montante do anel exterior. Essa solução técnica é criticável pelo fato de que ela provoca um volume e uma massa global grandes, notadamente em razão da necessidade de estender o anel exterior de mancal para a montante, a fim de oferecer uma superfície de batente às abas radiais levadas pelo suporte de mancal. Efetivamente, essa extensão de anel para a montante se justifica pela necessidade para esse último de se estender para além da guarnição na qual ele é alojado, com o objetivo de receber as abas radiais levadas pelo suporte de mancal que circunda a guarnição.

[0009] Essa extensão para a montante do anel exterior de mancal se revela às vezes mesmo impossível de realizar, em razão de problemas de volume dentro dessa zona já densa da turbomáquina.

[0010] Uma outra solução proposta no documento FR 2960907 consiste em assegurar a retenção axial do anel exterior de um mancal por meio de piões introduzidos conjuntamente dentro de uma canelura do anel exterior e em orifícios de uma extensão a jusante da guarnição do mancal (ver por exemplo a figura 3 do documento precitado).

[0011] No entanto, essa última solução exige um procedimento de montagem complexo. De fato, os piões devem ser montados de acordo com a direção radial que vai da parte de dentro para o exterior. A montagem dos piões só pode ser realizada depois de ter montado o anel exterior do mancal em seu suporte, e o volume desse último complica nesse caso a tarefa. Do mesmo modo, para o desmonte, é preciso arrancar os piões antes de poder retirar o anel exterior do mancal de seu suporte, o que apresenta um risco de danificação desses elementos. Por outro lado, para tornar os piões imperdíveis, é preciso poder girar o anel exterior do mancal em seu suporte, quando ele já está em sua posição axial final. Uma tal operação impede uma montagem apertada do anel exterior em seu suporte, que é portanto desejável.

EXPOSIÇÃO DA INVENÇÃO

[0012] A invenção tem notadamente como objetivo trazer uma so lução simples, econômica e eficaz para pelo menos uma parte desses problemas.

[0013] Ela propõe com essa finalidade um dispositivo para a cen- tragem e a guia em rotação de uma árvore de turbomáquina, que compreende: - um mancal de rolamento que compreende um anel exterior; - um suporte de mancal que circunda o anel exterior; - uma guarnição interposta entre o anel exterior e o suporte de mancal; - meios de conexão do anel exterior ao suporte de mancal, os meios de conexão compreendendo um flange de fixação anular montado sobre o suporte de mancal e meios elasticamente deformá- veis que ligam o anel exterior ao flange de fixação; e - meios de retenção para reter axialmente o anel exterior em caso de ruptura dos ditos meios elasticamente deformáveis.

[0014] De acordo com a invenção, os meios de retenção compre endem: - primeiros meios separados da guarnição e que apresentam uma parte radialmente interna introduzida em pelo menos um entalhe formado em uma superfície radialmente externa do anel exterior, e uma parte radialmente externa que se estende saliente radialmente para o exterior em relação à superfície radialmente externa do anel exterior de modo que em caso de ruptura dos meios elasticamente deformáveis, o flange de fixação se opõe a um deslocamento axial da dita parte radialmente externa dos primeiros meios em uma primeira direção orientada na direção dos meios elasticamente deformáveis, e o suporte de mancal se opõe a um deslocamento axial da dita parte radialmente externa dos primeiros meios em uma segunda direção oposta à primeira direção, e - um elemento de retenção separado da guarnição e disposto axialmente em frente à parte radialmente externa dos primeiros meios de maneira a formar um batente que se opõe ao deslocamento axial dos primeiros meios na dita primeira direção.

[0015] O dispositivo de acordo com a invenção permite assim as segurar uma retenção axial do anel exterior de mancal em caso de ruptura dos meios elasticamente deformáveis, nas duas direções, ao mesmo tempo em que é especialmente simples de montar devido ao fato de que o dito elemento de retenção que assegura a retenção dos primeiros meios na primeira direção, é um elemento separado da guarnição.

[0016] De preferência, o elemento de retenção é um aro de reten ção separado da guarnição e que apresenta uma parte radialmente interna que se estende à distância do anel exterior e que forma um batente que se opõe ao deslocamento axial da dita parte radialmente externa dos primeiros meios na dita primeira direção em caso de ruptura dos meios elasticamente deformáveis, e uma parte radialmente externa interposta axialmente entre o suporte de mancal e o flange de fixa-ção.

[0017] O aro de retenção apresenta vantajosamente uma extremi dade radialmente externa montada apertada em uma superfície anular do flange de fixação delimitada axialmente por um ressalto anular do flange de fixação que se opõe a um deslocamento axial do aro de retenção na dita primeira direção.

[0018] Em variante, a parte radialmente externa do aro de reten ção pode ser provida de orifícios atravessados por órgãos de fixação do flange de fixação ao suporte de mancal.

[0019] Por outro lado, em um modo de realização preferido da in venção, os primeiros meios tomam a forma de uma pluralidade de piões de retenção que apresentam cada um deles uma parte radialmente interna montada apertada em um orifício correspondente do anel exterior, e uma parte radialmente externa saliente a partir da superfície radialmente externa do anel exterior de maneira a se estender axialmente em frente à parte radialmente interna do aro de retenção.

[0020] Nesse caso, a parte radialmente externa de cada um dos piões de retenção é vantajosamente posicionada entre duas espigas correspondentes solidárias do suporte de mancal, de modo que as espigas limitem a rotação do anel exterior em caso de ruptura dos meios elasticamente deformáveis.

[0021] Em um outro modo de realização preferido da invenção, os primeiros meios tomam a forma de um elemento anular que apresenta uma parte radialmente interna introduzida em uma canelura anular do anel exterior, e uma parte radialmente externa que é saliente a partir da superfície radialmente externa do anel exterior de maneira a se estender axialmente em frente à parte radialmente interna do aro de retenção.

[0022] Em mais um outro modo de realização preferido da inven ção, o elemento de retenção é o dito flange de fixação, e os primeiros meios tomam a forma de um aro formado por pelo menos dois setores de aro montados ponta com ponta circunferencialmente e que apresentam uma parte radialmente interna introduzida em uma canelura anular do anel exterior, e uma parte radialmente externa provida de orifícios atravessados por órgãos de fixação do flange de fixação ao suporte de mancal.

[0023] A invenção também se refere a uma turbomáquina que compreende pelo menos um dispositivo do tipo descrito acima.

[0024] A invenção se refere ainda a um processo de montagem de um dispositivo do tipo descrito acima, que compreende pelo menos as etapas que consistem em: - colocar à disposição um primeiro conjunto sólido formado pelo suporte de mancal e pela guarnição previamente montada nesse último, - colocar à disposição o anel exterior e os meios de conexão solidários do anel exterior assim como o elemento de retenção; - deslocar os ditos primeiros meios radialmente do exterior para a parte de dentro em relação a um eixo de revolução do anel exterior, de maneira a inserir a dita parte radialmente interna dos primeiros meios no ou em cada entalhe correspondente formado no anel exterior, e obter assim um segundo conjunto sólido que compreende o anel exterior, os meios de conexão, o elemento de retenção, e os primeiros meios, e depois - deslocar o segundo conjunto sólido em relação ao dito primeiro conjunto sólido até que o anel exterior seja circundado pelo suporte de mancal, e depois - fixar o dito flange de fixação sobre o suporte de mancal.

[0025] A invenção oferece assim um processo de montagem es pecialmente simples.

[0026] Além disso, a pré-montagem dos meios de retenção nos méis de conexão pode ser operada por uma primeira entidade, tal como um fabricante de peças soltas, enquanto que a montagem final pode ser operada por uma segunda entidade, tal como um fabricante de turbomáquinas. Nesse caso, a invenção permite que a segunda entidade conserve um método de montagem final convencional.

[0027] Se for o caso, o processo compreende vantajosamente a etapa que consiste em colocar no lugar o aro de retenção em torno do anel exterior antes da etapa de deslocamento e de inserção dos primeiros meios no anel exterior, de modo que a dita parte radialmente interna do aro de retenção seja disposta axialmente entre pelo menos uma parte do flange de fixação e o ou cada entalhe destinado a receber a parte radialmente interna dos primeiros meios.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0028] A invenção será melhor compreendida,e outros detalhe, vantagens e características dessa última aparecerão com a leitura da descrição seguinte feita a título de exemplo não limitativo e em referência aos desenhos nos quais: - a figura 1 é uma meia vista esquemática em seção axial de um dispositivo para a centragem e a guia em rotação de uma árvore de turbomáquina, de acordo com um primeiro modo de realização preferido da invenção; - a figura 2 é uma vista em escala ampliada do detalhe II da figura 1; - a figura 3 é uma meia vista esquemática em seção axial de um primeiro conjunto formado por um suporte de mancal e uma guarnição, em decorrer de montagem do dispositivo da figura 1; - a figura 4 é uma meia vista esquemática em seção axial de um segundo conjunto formado por um anel exterior de mancal e meios destinados à conexão do anel exterior ao suporte de mancal, no decorrer da montagem do dispositivo da figura 1; - a figura 5 é uma meia vista esquemática parcial em corte axial de um dispositivo para a centragem e a guia em rotação de uma árvore de turbomáquina, de acordo com um segundo modo de realização preferido da invenção; - a figura 6 é uma meia vista esquemática parcial em corte axial de um dispositivo para a centragem e a guia em rotação de uma árvore de turbomáquina, de acordo com um terceiro modo de realização preferido da invenção; - a figura 7 é uma meia vista esquemática parcial em corte axial de um dispositivo para a centragem e a guia em rotação de uma árvore de turbomáquina, de acordo com um quarto modo de realização preferido da invenção; - a figura 8 uma meia vista esquemática parcial em corte axial de um dispositivo para a centragem e a guia em rotação de uma árvore de turbomáquina, de acordo com um quinto modo de realização preferido da invenção; - a figura 9 é uma vista esquemática parcial de frente de dois setores de aro destinados a forma um aro do dispositivo da figura 8.

[0029] No conjunto dessas figuras, referências idênticas podem designar elementos idênticos ou análogos.

EXPOSIÇÃO DETALHADA DE MODOS DE REALIZAÇÃO PREFE-RIDOS

[0030] A figura 1 ilustra uma parte de um dispositivo 10 para a centragem e a guia em rotação de uma árvore 12 em uma turbomá- quina, de acordo com um primeiro modo de realização preferido da invenção.

[0031] Na descrição que se segue, as direções “a montante” e “a jusante” são definidas em relação a um sentido geral de escoamento dos gases paralelamente a um eixo 13 da árvore 12 que corresponde a um eixo da turbomáquina, e as direções radiais “para a parte de dentro” e “para o exterior” são definidas em relação ao eixo 13.

[0032] Esse dispositivo 10 compreende um mancal formado por um anel interno 14 solidário da árvore 12, um rolamento 16, e um anel exterior 18 solidário de um suporte de mancal 20 de forma globalmente anular.

[0033] O suporte de mancal 20 compreende uma parede troncôni- ca 22 destinada a ser conectada a um cárter da turbomáquina ou a um outro suporte de mancal que se estende coaxialmente à árvore 12, um flange anular 24 que se estende radialmente para a parte de dentro a partir de uma extremidade a montante da parede troncônica 22, e uma parte a montante 26 cilíndrica de revolução que se estende para a montante a partir de uma extremidade radialmente interna do flange anular 24.

[0034] O dispositivo 10 compreende uma guarnição 28 montada apertada na parte a montante 26 do suporte de mancal 20.

[0035] O dispositivo 10 compreende por outro lado meios 29 de conexão do anel exterior 18 ao suporte de mancal 20. Esses meios compreendem um flange de fixação 30 anular fixado, por exemplo por meios de parafusos 31, sobre o flange anular 24 do suporte de man- cal, e meios elasticamente deformáveis 32 constituídos por uma fileira anular de linguetas ou “colunetas” 34 em forma de U aberto para a montante, formando um conjunto do tipo correntemente denominado “gaiola flexível” ou “gaiola de esquilo”. Essas linguetas 34 apresentam uma extremidade a montante superior 36 conectada ao flange de fixa- ção 30, e uma extremidade a montante inferior 38 conectada ao anel exterior 18 do mancal.

[0036] No exemplo ilustrado, o anel exterior 18 é formado por duas partes coaxiais, a saber um suporte anular 40 conectado à extremidade a montante inferior 38 das linguetas 34, e uma pista de rolamento 42 montada apertada no suporte anular 40. Em variante, o anel exterior 18 pode ser realizado de uma só peça, como aparece mais claramente no que se segue.

[0037] O anel exterior 18 apresenta uma superfície anular radial mente externa 44 de forma globalmente cilíndrica de revolução, e provida de duas caneluras 46 nas quais são alojados respectivamente dois segmentos anulares de estanqueidade 48 que delimitam axialmente um espaço anular 49 destinado a receber um filme de óleo. No exemplo ilustrado, as duas caneluras 46 são formadas no suporte anular 40 do anel exterior 18 e são dispostas entre duas faces de apoio anulares 50 do anel exterior, correntemente chamadas de “faces de apoio de batente”, perpendicularmente à quais a folga entre o anel exterior 18 e a guarnição 28 define o trajeto radial do mancal flexível. Essa folga é inferior à espessura do filme de óleo mas suficiente para conservar a função amortecedora desse último até que o mancal flexível esteja em batente sob o esforço axial.

[0038] O dispositivo 10 compreende por outro lado meios de re tenção para reter axialmente o anel exterior 18 em caso de ruptura dos meios elasticamente deformáveis 32, em especial em caso de ruptura de uma ou várias linguetas 34.

[0039] A figura 2 ilustra em escala ampliada os meios de retenção precitados.

[0040] De acordo com a presente invenção, esses meios de reten ção compreendem primeiros meios 52 separados da guarnição 28 e que apresentam uma parte radialmente interna 54 introduzida em pelo menos um entalhe 56 formado na superfície radialmente externa 44 do anel exterior 18, e uma parte radialmente externa 58 que se estende saliente radialmente para o exterior em relação à superfície radialmente externa 44 do anel exterior 18. Os meios de retenção compreendem por outro lado um elemento de retenção separado da guarnição e disposto axialmente em frente à parte radialmente externa 58 dos primeiros meios 52, como aparecerá mais claramente no que se segue.

[0041] No primeiro modo de realização preferido da invenção, os primeiros meios 52 tomam a forma de uma fileira anular de piões de retenção 60 que apresentam cada um deles uma parte radialmente interna 62 montada apertada no anel exterior 18, e uma parte radialmente externa 64 saliente a partir da superfície radialmente externa 44 do anel exterior 18. Mais precisamente, a parte radialmente interna 62 de cada pião de retenção 60 se estende através de um orifício 66 correspondente do suporte anular 40, e apresenta uma extremidade radialmente interna inserida em um orifício correspondente 68 da pista de rolamento 42. Isso permite manter no lugar a pista de rolamento 42 no suporte anular 40 mesmo em caso de perda do aperto entre essas duas peças. Cada orifício 68 da pista de rolamento 42 apresenta um diâmetro em seção ligeiramente menor do que o diâmetro em seção do orifício 66 correspondente do suporte anular 40, e a parte radialmente interna 62 de cada pião de retenção 60 apresenta um estreitamento de sua seção de maneira a bloquear o pião de retenção 60 na direção radial para a parte de dentro, para impedir que o pião de retenção saia de seu alojamento em caso de perda de aperto entre o pião de retenção 60 e o orifício 66, a fim de que ele não apresente o risco de danificar o rolamento.

[0042] As partes radialmente externas 64 respectivas dos piões de retenção 60 se estendem em um espaço anular delimitado por um ressalto 70 formado na base do flange anular 24 do suporte de mancal.

[0043] No primeiro modo de realização preferido da invenção o elemento de retenção precitado é um aro de retenção 72 distinta da guarnição 28 e que apresenta uma parte radialmente interna 74 que se estende à distância do anel exterior 18 e que forma um batente que se opõe ao deslocamento axial da parte radialmente externa 58 dos primeiros meios 52 em uma primeira direção D1 orientada na direção dos meios elasticamente deformáveis 32, nesse caso orientada para a jusante, e uma parte radialmente externa 76 interposta axialmente entre o suporte de mancal 20 e o flange de fixação 30.

[0044] Os piões de retenção 60 se estendem assim axialmente em frente à parte radialmente interna 74 do aro de retenção 72.

[0045] O aro de retenção 72 é retido axialmente pelo flange de fi xação 30 na primeira direção D1, quer dizer na direção de a jusante. O aro de retenção 72 forma assim um batente que se opõe ao deslocamento axial dos primeiros meios 52 na primeira direção D1.

[0046] Assim, é evidente que em caso de ruptura dos meios elasti- camente deformáveis 32, o flange de fixação 30 se opõe a um deslocamento axial da parte radialmente externa 58 dos primeiros meios 52 na primeira direção D1, enquanto que o flange anular 24 do suporte de mancal 20 se opõe a um deslocamento axial da parte radialmente externa 58 dos primeiros meios 52 em uma segunda direção D2 oposta à primeira direção D1, nesse caso orientada para a montante.

[0047] Evidentemente, as primeira e segunda direções D1 e D2 precitadas podem ser invertidas levando em consideração as direções a montante e a jusante, mediante uma inversão da configuração do dispositivo 10 de acordo com a invenção.

[0048] No exemplo ilustrado, o aro de retenção 72 apresenta uma extremidade radialmente externa 78 montada apertada em uma superfície anular 80 do flange de fixação 30 delimitada axialmente por um ressalto anular 82 do flange de fixação que se opõe a um deslocamen- to axial do aro de retenção 72 na dita primeira direção D1, nesse caso para a jusante.

[0049] No primeiro modo de realização preferido da invenção, uma fileira anular de espigas 84 solidárias do suporte de mancal 20 é disposta de modo que a parte radialmente externa 64 de cada um dos piões de retenção 60 é posicionada entre duas espigas 84. No exemplo ilustrado, as espigas 84 formam a extremidade de uma extensão 86 para a jusante da guarnição 28.

[0050] A operação conjunta das espigas 84 com os piões de re tenção 60 permite assim limitar a rotação do anel exterior 18 em caso de ruptura dos meios elasticamente deformáveis 32.

[0051] A extensão 86 da guarnição 28 compreende pelo menos um entalhe 88 que opera junto com um pião detector de erro 90 montado apertado dentro de um orifício 92 formado no ressalto 70 do suporte de mancal 20. O pião detector de erro 90 permite alinhar a posição angular da guarnição 28, e portanto das espigas 84, em relação ao suporte de mancal 20. De preferência, cada pião detector de erro 90 é substancialmente alinhado com um dos piões de retenção 60, que o impede assim de sair de seu alojamento mesmo em caso de perda do aperto com o orifício 92, a fim de que ele não possa ir danificar o rolamento. Por outro lado, o alinhamento angular dos piões 60 em relação ao suporte de mancal 20 é assegurado pela colocação em referência de orifícios 94 do flange de fixação 30 que pertence aos meios de conexão 29 com orifícios 96 do flange anular 24 que pertence ao suporte de mancal 20. Alguns dos orifícios 94 e 96 são destina-dos à passagem dos parafusos 31 enquanto que outros desses orifícios podem ser destinados à passagem de canais de admissão de lubrificante ou de canais de ventilação, ou ainda destinados a operar junto com ferramentas para facilitar a separação dos meios de conexão 29 e do suporte de mancal 20 por ocasião do desmonte do dispo- sitivo 10.

[0052] O dispositivo 10 das figuras 1 e 2 pode ser montado da maneira seguinte.

[0053] Por um lado, o pião detector de erro 90 é inserido no orifício 92 do suporte de mancal 20 e é por exemplo tornado solidário do suporte de mancal 20 por uma técnica de dilatação/contração térmica, e depois a guarnição 28 é montada apertada na perfuração formada pela parte a montante 26 do suporte de mancal 20, por exemplo por dila- tação/contração térmica. A colocação no lugar da guarnição 28 é efetuada deslocando-se para isso essa última para a montante, quer dizer na segunda direção D2, tendo-se o cuidado para alinhar angularmente o entalhe 88 com o pião detector de erro 90, até que o pião detector de erro 90 se introduza no entalhe 88. Um primeiro conjunto sólido 98 visível na figura 3 e que compreende o suporte de mancal 20 e a guarnição 28 é assim obtido.

[0054] Por outro lado, o anel exterior 18 é solidarizado com os meios de conexão 29. No exemplo especial descrito acima, o anel exterior 18 é formado por duas partes, a saber o suporte anular 40 que é realizado de uma só peça com os meios de conexão 29, e a pista de rolamento 42 que é montada guarnecida na perfuração do suporte anular 40, por exemplo por dilatação/contração térmica.

[0055] Em seguida, o aro de retenção 72 é deslocado axialmente para a jusante em torno do anel exterior 18 e depois é montado apertado na superfície anular 80 do flange de fixação 30, por exemplo também por dilatação/contração térmica.

[0056] Nesse momento, a parte radialmente interna 74 do aro de retenção 72 é disposta axialmente entre o ressalto anular 82 do flange de fixação 30 e cada entalhe 56 destinado a receber a parte radialmente interna 54 dos primeiros meios 52.

[0057] Em seguida, os piões de retenção 60 são deslocados radi- almente do exterior para a parte de dentro e as partes radialmente internas 62 respectivas dos piões de retenção 60 são montadas nos orifícios 66, 68, por exemplo por dilatação/contração térmica.

[0058] Por outro lado, os segmentos de estanqueidade 48 são se for o caso colocados no lugar dentro das caneluras 46 do anel exterior 18.

[0059] Em seguida, um segundo conjunto sólido 100 formado pelo anel exterior 18, pelos meios de conexão 29, pelo aro de retenção 72, pelos piões de retenção 60 e pelos segmentos de estanqueidade 48 (figura 4) é posicionado angularmente de maneira a fazer corresponder os orifícios 94 do flange de fixação 30 com os orifícios 96 do flange anular 24 do suporte de mancal 20. E depois esse segundo conjunto sólido 100 é deslocado axialmente para a montante até que o anel exterior 18 seja circundado pela parte a montante 26 do suporte de man- cal 20. Quando o flange de fixação 30 é aplicado sobre o flange anular 24 do suporte de mancal 20, esses dois flanges são fixados um ao outro por meio de parafusos 31 (figura 1).

[0060] Deve ser notado que uma ou várias das montagens por di- latação/contração térmica podem ser substituídas por montagens por colagem, engaste, atarraxamento, ou ainda por soldagem, ou qualquer outra técnica apropriada.

[0061] A figura 5 ilustra um segundo modo de realização preferido da invenção globalmente semelhante ao primeiro modo de realização descrito acima, mas no qual a guarnição 28 é desprovida de extensão para a jusante, e portanto de espigas suscetíveis de bloquear os piões de retenção na direção tangencial.

[0062] Além disso, no exemplo ilustrado na figura 5 assim como nos exemplos seguintes, o anel exterior 18 é formado de uma só peça que apresenta a superfície anular radialmente externa 44 e uma superfície radialmente interna 102 que forma pista de rolamento. Nesse ca so, o ou os entalhes 56 podem ser transpassantes ou cegos. No exemplo da figura 5, por razões de simplicidade de fabricação, os entalhes 56 tomam a forma de orifícios transpassantes providos de um estreitamento de seção 103 que permite garantir a retenção dos piões de retenção 60 na direção radial para a parte de dentro.

[0063] Por outro lado, nesse exemplo, o aro de retenção 72 com preende um colar axial 104 que permite reforçar sua ligação com os meios de conexão 29.

[0064] Finalmente, no exemplo ilustrado na figura 5 assim como nos exemplos seguintes, os meios elasticamente deformáveis 32 compreendem um aro de reforço 106 que liga as extremidades à jusante respectivas das linguetas 34. Um tal aro de reforço poderia evidentemente equipar o dispositivo da figura 1.

[0065] Deve ser notado que o orifício 94a do flange de fixação 30 e o orifício 96a do flange anular 24 visíveis na figura 5 não são orifícios de passagem para um parafuso 31 mas sim orifícios de circulação para óleo destinado a formar o filme de óleo entre a guarnição 28 e o anel exterior 18.

[0066] A figura 6 ilustra um terceiro modo de realização preferido da invenção, globalmente semelhante ao primeiro modo de realização descrito acima, mas no qual os primeiros meios 52 não tomam a forma de uma fileira anular de piões de retenção mas sim tomam a forma de um elemento anular 108 que apresenta uma parte radialmente interna 110 introduzida em uma canelura anular 112 do anel exterior 18, e uma parte radialmente externa 114 saliente a partir da superfície radialmente externa 44 do anel exterior de maneira a se estender axialmente em frente à parte radialmente interna 74 do aro de retenção 72.

[0067] O elemento anular 108 toma por exemplo a forma de um aro elástico, quer dizer um aro metálico fendido e protendido.

[0068] A montagem do elemento anular 108 é feita nesse caso por abertura desse elemento durante o tempo do deslocamento desse último para a jusante em torno do anel exterior 18, e depois por relaxamento do elemento anular quando esse último se encontra perpendicular à canelura anular 112 de modo que o elemento anular se introduz na canelura anular 112.

[0069] Além disso, para limitar os riscos de soltura do elemento anular 108, a guarnição 28 compreende uma extensão 116 para a jusante, que recobre uma extremidade radialmente externa do elemento anular 108 quando esse último é introduzido na canelura anular 112.

[0070] A figura 7 ilustra um quarto modo de realização preferido da invenção, globalmente semelhante ao terceiro modo de realização descrito acima, mas no qual a parte radialmente externa 76 do aro de retenção 72 é provida de orifícios 118 atravessados por parafusos que asseguram a fixação do flange de fixação 30 ao suporte de mancal 20.

[0071] A título ilustrativo, a parte radialmente externa 76 do aro de retenção 72 se estende radialmente para o exterior até o nível de uma extremidade radialmente externa do flange de fixação 30.

[0072] No exemplo ilustrado, a guarnição 28 é desprovida de ex tensão para a jusante análoga à extensão 116 da figura 6.

[0073] A montagem do dispositivo de acordo com esse quarto mo do de realização é realizada de maneira análoga à montagem do dispositivo de acordo com o terceiro modo de realização da invenção, exceto no que diz respeito ao aro de retenção 72 que não é apertado no flange de fixação 30, mas que é simplesmente disposto em torno do anel exterior 18, na proximidade do flange de fixação 30, de preferência em contato com esse último, antes que os primeiros meios 52 sejam introduzidos no entalhe 56. No exemplo ilustrado, a introdução dos primeiros meios 52 consiste na introdução da parte radialmente interna 110 do elemento anular 108 na canelura anular 112 do anel exterior 18.

[0074] Os primeiros meios 52 permitem em seguida reter axial mente o aro de retenção 72 enquanto o segundo conjunto sólido preci- tado não for fixado ao primeiro conjunto sólido por meio dos parafusos 31.

[0075] A figura 8 ilustra um quinto modo de realização preferido da invenção, globalmente semelhante ao quarto modo de realização descrito acima, mas no qual o elemento de retenção precitado é o dito flange de fixação 30, e os primeiros meios 52 tomam a forma de um aro 120 formado por pelo menos dois setores de aro 122a, 122b (figura 9) montados ponta com ponta circunferencialmente e que apresentam uma parte radialmente interna 124 introduzida na canelura anular 112 do anel exterior 18 (figura 8), e uma parte radialmente externa 126 provida de orifícios 128 atravessados pelos órgãos de fixação do flange de fixação 30 ao suporte de mancal 20, quer dizer no exemplo ilustrado, pelos parafusos 31.

[0076] No dispositivo 10 de acordo com esse quinto modo de rea lização, o elemento de retenção não é portanto constituído por um aro de retenção independente dos primeiros meios 52 como o é o aro de retenção 72 das figuras 1 a 7.

[0077] O aro 120 que forma os ditos primeiros meios preenche ao mesmo tempo a função de retenção do anel exterior 18 e a função de retenção em relação ao suporte de mancal 20 e ao flange de fixação 30 que pertence aos meios de conexão 29.

[0078] A montagem do dispositivo 10 da figura 8 é globalmente semelhante à montagem dos dispositivos descritos acima, mas a colocação no lugar dos primeiros meios 52 compreende o posicionamento dos setores de anel 122a, 122b em torno do anel exterior 18 de maneira a introduzir esses setores de anel na canelura anular 112 ao mesmo tempo em que posiciona angularmente os setores de aro de maneira a alinhar seus orifícios 128 com orifícios 94 correspondentes do flange de fixação 30. E depois os parafusos 31, ou órgãos de fixação de qualquer tipo apropriado, são inseridos através dos orifícios 94 e 128 a fim de reter radialmente os setores de aro 122a, 122b.

[0079] O segundo conjunto sólido assim formado pode em seguida ser montado no suporte de mancal 20 da maneira descrita acima.

[0080] No conjunto dos modos de realização da invenção descritos acima, os meios de retenção precitados permitem assegurar uma retenção do anel exterior 18 nas duas direções axiais opostas D1, D2. Devido ao fato de que o elemento de retenção 72, 30 que assegura a retenção dos primeiros meios 52 na primeira direção D1 é um elemento separado da guarnição 28 solidária do suporte de mancal, a montagem do dispositivo pode ser operada de uma maneira especialmente simples e eficaz.

Claims

1. Dispositivo (10) para centragem e guia de rotação de uma árvore (12) de turbomáquina, que compreende: - um mancal de rolamento que compreende um anel exterior (18); - um suporte de mancal (20, 24, 26) que circunda o anel exterior; - uma guarnição (28) interposta entre o anel exterior e o suporte de mancal; - meios de conexão do anel exterior ao suporte de mancal, os meios de conexão compreendendo um flange de fixação (30) anular montado sobre o suporte de mancal (20) e meios elasticamente deformáveis (32) que ligam o anel exterior (18) ao flange de fixação (30); e - meios de retenção para reter axialmente o anel exterior (18) em caso de ruptura dos ditos meios elasticamente deformáveis (32); caracterizado pelo fato de que os meios de retenção compreendem: - primeiros meios (52) separados da guarnição (28) e que apresentam uma parte radialmente interna (54) introduzida em pelo menos um entalhe (56) formado em uma superfície radialmente externa (44) do anel exterior, e uma parte radialmente externa (58) que se estende saliente radialmente para o exterior em relação à superfície radialmente externa (44) do anel exterior de modo que em caso de ruptura dos meios elasticamente deformáveis (32), o flange de fixação (30) se opõe a um deslocamento axial da dita parte radialmente externa (58) dos primeiros meios em uma primeira direção (D1) orientada na direção dos meios elasticamente deformáveis (32), e o suporte de mancal (24) se opõe a um deslocamento axial da dita parte radialmente externa (58) dos primeiros meios em uma segunda direção (D2) oposta à primeira direção, e - um elemento de retenção (72, 30) separado da guarnição e disposto axialmente em frente à parte radialmente externa (58) dos primeiros meios (52) de maneira a formar um batente que se opõe ao deslocamento axial dos primeiros meios (52) na dita primeira direção (D1).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de retenção é um aro de retenção (72) separado da guarnição (28) e que apresenta uma parte radialmente interna (74) que se estende à distância do anel exterior (18) e que forma um batente que se opõe ao deslocamento axial da dita parte radialmente externa (58) dos primeiros meios na dita primeira direção (D1) em caso de ruptura dos meios elasticamente deformáveis (32), e uma parte radialmente externa (76) interposta axialmente entre o suporte de mancal (24) e o flange de fixação (30).

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o aro de retenção (72) apresenta uma extremidade radialmente externa (78) montada apertada em uma superfície anular (80) do flange de fixação (30) delimitada axialmente por um ressalto anular (82) do flange de fixação que se opõe a um deslocamento axial do aro de retenção na dita primeira direção (D1).

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a parte radialmente externa (76) do aro de retenção (72) é provida de orifícios (118) atravessados por órgãos (31) de fixação do flange de fixação (30) ao suporte de mancal (24).

5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que os primeiros meios (52) tomam a forma de uma pluralidade de piões de retenção (60) que apresentam cada um deles uma parte radialmente interna (62) montada apertada em um orifício correspondente (66, 68) do anel exterior (18), e uma parte radialmente externa (64) saliente a partir da superfície radialmente externa (44) do anel exterior de maneira a se estender axialmente em frente à parte radialmente interna (74) do aro de retenção (72).

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a parte radialmente externa (64) de cada um dos piões de retenção (60) é posicionada entre duas espigas correspondentes (84) solidárias do suporte de mancal (20), de modo que as espigas (84) limitem a rotação do anel exterior (18) em caso de ruptura dos meios elasticamente deformáveis (32).

7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que os primeiros meios (52) tomam a forma de um elemento anular (108) que apresenta uma parte radialmente interna (110) introduzida em uma canelura anular (112) do anel exterior (18), e uma parte radialmente externa (114) que é saliente a partir da superfície radialmente externa (44) do anel exterior (18) de maneira a se estender axialmente em frente à parte radialmente interna (74) do aro de retenção (72).

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de retenção é o dito flange de fixação (30), e os primeiros meios (52) tomam a forma de um aro (120) formado por pelo menos dois setores de aro (122a, 122b) montados ponta com ponta circunferencialmente e que apresentam uma parte radialmente interna (124) introduzida em uma canelura anular (112) do anel exterior (18), e uma parte radialmente externa (126) provida de orifícios (128) atravessados por órgãos (31) de fixação do flange de fixação (30) ao suporte de mancal (24).

9. Turbomáquina, caracterizada pelo dato de que ela compreende pelo menos um dispositivo como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes.

10. Processo de montagem de um dispositivo (10) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que ele compreende pelo menos as etapas que consistem em: - colocar à disposição um primeiro conjunto sólido (98) formado pelo suporte de mancal (20, 24, 26) e pela guarnição (28) previamente montada nesse último, - colocar à disposição o anel exterior (18) e os meios de conexão (29) solidários do anel exterior assim como o elemento de retenção (72, 30); - deslocar os ditos primeiros meios (52) radialmente do exterior para a parte de dentro em relação a um eixo de revolução (13) do anel exterior, de maneira a inserir a dita parte radialmente interna (54) dos primeiros meios no ou em cada entalhe (56) correspondente formado no anel exterior, e obter assim um segundo conjunto sólido (100) que compreende o anel exterior (18), os meios de conexão (29), o elemento de retenção (72, 30), e os primeiros meios (52), e depois - deslocar o segundo conjunto sólido (100) em relação ao dito primeiro conjunto sólido (98) até que o anel exterior (18) seja circundado pelo suporte de mancal (26), e depois - fixar o dito flange de fixação (30) sobre o suporte de man- cal (24).

11. Processo de acordo com a reivindicação 10 de montagem de um dispositivo como definido na reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que ele compreende por outro lado a etapa que consiste em colocar no lugar o aro de retenção (72) em torno do anel exterior (18) antes da etapa de deslocamento e de inserção dos primeiros meios (52) no anel exterior, de modo que a dita parte radialmente interna (74) do aro de retenção seja disposta axialmente entre pelo menos uma parte (82) do flange de fixação (30) e o ou cada entalhe (56) destinado a receber a parte radialmente interna (54) dos primeiros meios.