BR112016027972B1

BR112016027972B1 - Método de desmontagem para turbinas de gás, dispositivo de fixação e dispositivo guia para realizar o método de desmontagem

Info

Publication number: BR112016027972B1
Application number: BR112016027972-7A
Authority: BR
Inventors: Rainer Albert; Tanja Pinkowsky; Andina Hohn; Dennis Bobsien
Original assignee: Lufthansa Technik Ag
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2022-11-08
Also published as: EP3273015B1; ES2829277T3; CN106414913B; CN106414913A; WO2015181017A3; US9776287B2; US20150343573A1; EP3149288A2; WO2015181017A2; CA2947496C; SG11201609245TA; ES2757597T3; CA2947496A1; DE102014210297A1; BR112016027972A2; EP3149288B1; EP3273015A1

Abstract

MÉTODO DE DESMONTAGEM DE TURBINA A GÁS E DISPOSITIVO DE CALIBRAÇÃO. Trata-se de um método de desmontagem para turbinas de gás (11) para substituir e/ou inspecionar e/ou consertara componentes dispostos em uma região de mancal frontal (5) da turbina de gás (11), - sendo que a turbina de gás (11) compreende pelo menos um módulo de ventoinha (1), um alojamento de turbina de gás, um sistema de baixa pressão e um sistema de alta pressão, - sendo que o sistema de baixa pressão compreende um compressor de baixa pressão (4), uma turbina de baixa pressão (9), um eixo de conexão (13), um eixo de ponta (8) e um eixo N1 (10), - sendo que o eixo N1 (10) é conectado ao compressor de baixa pressão (4) por meio do eixo de ponta (8) e do eixo de conexão (13), - sendo que o eixo de conexão (13) é sustentado no alojamento de turbina de gás por meio de uma primeira unidade de mancal (6), e - sendo que o eixo de ponta (8) é sustentado no alojamento de turbina de gás por meio de uma segunda unidade de mancal (7), em que - o método de desmontagem compreende pelo menos as etapas de: a) desmontar o módulo de ventoinha (1), e b) fixar o eixo N1 (10) em uma direção axial em relação (...).

Description

[0001] A invenção refere-se a um método de desmontagem para uma turbina de gás. A invenção se refere adicionalmente a um dispositivo de fixação, um dispositivo guia e um dispositivo de calibração.

[0002] As turbinas de gás que são conhecidas a partir da técnica anterior, em particular turbinas de gás para aeronave, referidas como motores a seguir, são conhecidas como motores de eixo duplo. Um exemplo de um motor de eixo duplo é o motor do tipo V2500-A5- da International Aero Engines (IAE). Um eixo interno N1 (baixa pressão) é usado no presente documento para transmitir torque entre a turbina de baixa pressão e o compressor de baixa pressão; um eixo N2 (alta pressão) que circunda coaxialmente o eixo N1 transmite torque a partir de uma turbina de alta pressão para um compressor de alta pressão. Na região frontal do motor, o eixo N1 é conectado para a rotação conjunta a um compressor de baixa pressão, sendo que também é possível que a conexão para a rotação conjunta seja estabelecida por meio de elementos intermediários. A dita porção do sistema de baixa pressão forma um espaço intermediário juntamente com o alojamento de turbina de gás. Em particular, a região na qual a parte frontal do eixo N1 é montada em relação ao alojamento de turbina de gás só é acessível para trabalho de manutenção com dificuldade; essa região é referida como a região de mancal frontal ou “compartimento de mancal frontal”, ou “mancal n° 3, caixa de engrenagens interna e montagens de suporte”. Devido aos mecanismos com desgaste que ocorrem durante o funcionamento, os componentes na região de mancal frontal têm que ser submetidos a determinado trabalho de manutenção. O trabalho de manutenção que deve ser realizado nas regiões que são de difícil acesso, por exemplo, a região de mancal frontal, tem um nível particularmente alto de complexidade. O trabalho de manutenção programado pode ser realizado em uma oficina durante uma revisão do motor. Se ocorrerem problemas de uma maneira nunca vista com os componentes que são acessíveis apenas por meio do espaço de mancal frontal, então, pelo menos os subsistemas da turbina de gás têm que ser desmontados de uma maneira complexa a fim de obter acesso à região de mancal frontal. As consequências disso são um alto nível de complexidade de trabalho, longos tempos de recuperação e altos custos resultantes devido aos atrasos e cancelamentos de voos.

[0003] Se o trabalho de manutenção, como inspeções ou a substituição de componentes, tiver que ser realizado na região de mancal frontal, então, isso é realizado de acordo com um processo predefinido conhecidos

[0004] Esse processo conhecido estabelece que o motor, primeiro, tem que ser removido da asa da aeronave, a fim de ser, então, transportado para uma oficina. O método conhecido deve ser brevemente esboçado com o uso da Figura 1 e da Figura 2.

[0005] Em uma primeira etapa, todos os sistemas necessários para a desmontagem adicional, como tubulações, cabos e placas de retenção e aparelhos no motor principal, são removidos na oficina. Em uma segunda etapa, um módulo de turbina de baixa pressão 2 e um alojamento de gás de escape 3, que é conhecido como um invólucro de escape, são desmontados. O módulo de turbina de baixa pressão 2 compreende a turbina de baixa pressão 9 e o eixo N1 10. Em uma terceira etapa, um módulo de ventoinha 1 é, então, removido. Em uma quarta etapa, o compressor de baixa pressão 4 é removido. Em uma etapa adicional, a fim de obter acesso à região de mancal frontal 5 para o trabalho de manutenção, uma primeira e uma segunda unidades de mancal 6 e 7 juntamente com um eixo de ponta 8, sendo que esse é o eixo de ponta de baixa pressão, são puxados para fora do motor. O eixo de ponta 8 juntamente com a primeira e a segunda unidades de mancal 6 e 7 são separados da turbina de gás 11 no ponto de uma vedação hidráulica 12. Com o uso de um dispositivo que é especialmente fornecido para essa finalidade, uma força adequada é aplicada na direção axial, para que a primeira e a segunda unidades de mancal 6 e 7 juntamente com o eixo de ponta 8 possam ser empurrados ou puxados para fora da turbina de gás 11. O dispositivo especial torna necessário que o eixo N1 10 seja removido, uma vez que o dispositivo se engata na região interna da vedação hidráulica 12, que é normalmente conectada ao eixo N1 10 por meio de um encaixe de interferência. O uso desse método de desmontagem conhecido permite que a região de mancal frontal 5 seja acessada e vários tipos de trabalho de manutenção sejam realizados na dita região. Os típicos tipos de trabalho de manutenção que podem ser realizados nessa região são, por exemplo, substituição de um sensor de velocidade, que é conhecido como a “sonda de velocidade”, ou um transmissor de posição, que é conhecido como a “sonda de balanço de ajuste”, ou o chicote de cabos que leva de dentro para fora e é conhecido como o “chicote elétrico”. Após o trabalho de manutenção ter sido realizado, o processo de montagem segue, então, e é essencialmente o processo de desmontagem ao inverso.

[0006] O procedimento que foi descrito até o momento e que é conhecido da técnica anterior é muito demorado, uma vez que todos os aparelhos, canos e cabos que estão na parede do alojamento externo têm que ser removidos a fim de que o método de desmontagem descrito seja realizado. O motor tem, então, que ser desmontado até um certo ponto a fim de obter acesso à região de mancal frontal. Além disso, é desvantajoso que, quando se usa o método descrito, não é possível obter acesso à região de mancal frontal enquanto um motor ainda é suspenso a partir do aerofólio da aeronave, ou seja, diz-se que está “sobre a asa”.

[0007] O pedido de patente DE 196 43 336 A1 descreve um método com o qual o alojamento de mancal de face de extremidade ou uma parte de eixo de compressor de baixa pressão pode ser desmontado sem o motor ter que ser removido do aerofólio. Para esse fim, o eixo N1 do motor é fixado tanto na direção axial quanto na direção rotacional. O alojamento de mancal de face de extremidade ou a parte de eixo de compressor de baixa pressão é, então, fixada a uma ferramenta de içamento, para que os componentes removidos sejam sustentados durante o movimento de avanço fora do motor. O dispositivo de içamento proposto no documento DE 196 43 336 A1 não é conectado à turbina de gás, mas é, em vez disso, mantido em posição por um gancho de guindaste, por exemplo. Essa solução é desvantajosa em relação ao fato em que o suporte pode ser fornecido apenas na região frontal, diretamente acessível do motor, ou seja, a região em que a ferramenta de içamento é conectada ao gancho de guindaste. Os componentes podem, então, ser apenas removidos do motor sem serem danificados caso sejam dispostos em uma região frontal do motor na qual os mesmos podem ser suficientemente sustentados pelo dispositivo de içamento durante o processo de desmontagem. Uma desvantagem adicional é que o dispositivo de içamento tem que ser ajustado em relação ao motor, em particular, verticalmente, a fim de tornar possível a instalação e a remoção dos componentes sem serem danificados.

[0008] O pedido de patente DE 10 2011 009 770 A1 revela um método para substituir uma placa de vedação ou uma unidade de mancal. Nesse método, uma subunidade de motor que compreende um motor principal e uma turbina de baixa pressão é desmontada do motor. Em uma etapa adicional, a placa de vedação na subunidade de motor pode, então, ser substituída. Quando a subunidade de motor tiver sido removida, uma unidade de mancal que suporta o eixo de N2 pode, alternativa ou adicionalmente, também ser substituída.

[0009] O objetivo da invenção é fornecer um método de desmontagem com o qual a região de mancal frontal pode ser tornada acessível com complexidade reduzida a fim de que o trabalho de manutenção seja realizado. Um objetivo adicional da invenção é fornecer um dispositivo de fixação, um dispositivo guia e um dispositivo de calibração para realizar o método de desmontagem de uma maneira simplificada.

[0010] De acordo com o conceito básico da invenção, a fim de alcançar o objetivo, um método de desmontagem é proposto, o qual compreende pelo menos as etapas de: a) desmontar o módulo de ventoinha, e b) fixar o eixo N1 em uma direção axial em relação ao alojamento de turbina de gás com o uso de um dispositivo de fixação, e c) desmontar o eixo de ponta com o uso de um dispositivo guia, cuja orientação em relação à turbina de gás em pelo menos uma direção espacial é determinada por um componente da turbina de gás restante, sendo que isso ocorre após o eixo N1 ter sido fixado e após o módulo de ventoinha ter sido desmontado.

[0011] Com o uso do dispositivo guia, o eixo de ponta pode ser puxado para fora do motor em um movimento de desmontagem predeterminado. Uma vantagem desse método é que a orientação do dispositivo guia em pelo menos uma direção espacial seja determinada por um componente da turbina de gás restante. “Um componente da turbina de gás restante” é compreendido para significar um componente que permanece na turbina de gás durante o método de desmontagem. De preferência, o dispositivo guia é sustentado por um componente da turbina de gás que está axialmente atrás da região frontal diretamente acessível da turbina de gás; de preferência, esse suporte é fornecido pelo eixo N1. Com mais preferência, o dispositivo guia também é sustentado em uma região frontal diretamente acessível da turbina de gás. Isso é uma vantagem específica em comparação com o método conhecido a partir do documento DE 196 43 336 A1. O dispositivo guia é sustentado em dois pontos axialmente espaçados por um ponto de suporte adicional do dispositivo guia na turbina de gás, sendo que o ponto de suporte é axialmente deslocado para trás. Em comparação com um dispositivo de içamento, o dispositivo guia pode, então, confiavelmente guiar e suportar os componentes a serem removidos durante todo o movimento de desmontagem axial. A complexidade da desmontagem e o risco de danos durante a instalação e a remoção do eixo de ponta podem, então, ser reduzidos. Um dispositivo de içamento especial, portanto, não é necessário, e como resultado, a desmontagem também pode ser realizada em locais nos quais um dispositivo de içamento não está disponível.

[0012] Com o uso do método de acordo com a invenção, o módulo de turbina de baixa pressão que inclui a turbina de baixa pressão e o eixo N1 pode permanecer na turbina de gás durante o método de desmontagem. Apenas o módulo de ventoinha e o eixo de ponta devem ser removidos da região frontal do motor a fim de obter acesso à região de mancal frontal. Através da fixação do eixo N1 na direção axial, o eixo de ponta pode ser puxado para fora da turbina de gás e a conexão entre o eixo de ponta e o eixo N1 pode, então, ser liberada. A fim de liberar a conexão entre o eixo de ponta e o eixo N1, as forças axiais elevadas são necessárias, as quais poderiam levar a danos no motor ou ao módulo de turbina de baixa pressão caso o módulo de turbina de baixa pressão não esteja fixado. Uma vez que não é mais necessário remover o módulo de turbina de baixa pressão, o método de acordo com a invenção pode resultar em uma economia significativa em termos de tempo e custos. Ademais, o método proposto reduz a extensão de desmontagem até um certo grau que pode ser realizado “na asa”.

[0013] De preferência, a etapa b) do método compreende pelo menos as etapas do método de: d) desmontar um cone de gás de escape, e então, e) montar um dispositivo de fixação no local do cone de gás de escape e, então, f) conectar o eixo N1 ao dispositivo de fixação.

[0014] O eixo N1 pode ser fixado de modo particularmente fácil com as etapas d) a f) do método, uma vez que apenas o cone de gás de escape tem que ser substituído por um dispositivo de fixação. O dispositivo de fixação é, portanto, fixado precisamente no ponto no qual o cone de gás de escape é disposto quando montado. A fixação ao eixo N1 na direção axial pode ser, então, realizada no lado de descarga da turbina de gás, na qual o eixo N1 é facilmente acessível. Ademais, o flange interno anular para ao o cone de gás de escape é normalmente fixado é uma opção de fixação ideal para o dispositivo de fixação. Além disso, ao fixar axialmente o eixo N1 na região de descarga da turbina de gás, o trabalho pode ser realizado de uma maneira não impedida na região de mancal frontal e, então, de preferência, o eixo de ponta pode ser empurrado ou puxado para fora da turbina de gás.

[0015] De preferência, a etapa c) do método compreende pelo menos as etapas do método de: g) liberar todas as conexões entre o eixo de ponta e o eixo N1 e, então, h) liberar todas as conexões entre o eixo de ponta e um eixo de conexão e, então, i) encaixar um dispositivo de pressão para separar axialmente o eixo N1 do eixo de ponta, sendo que o dispositivo de pressão é conectado tanto ao eixo N1 quanto ao eixo de ponta e, então, j) introduzir uma força no eixo de ponta e no eixo N1 por meio do dispositivo de pressão, que é orientado de modo que o eixo de ponta e o eixo N1 sejam movidos separados na direção axial.

[0016] O uso das etapas g) a j) do método resulta, em primeiro ligar, no eixo de ponta que é desmontado com baixa complexidade. “Liberando todas as conexões” nas etapas g) e h) do método é compreendido para significar liberar ativamente meios de conexão liberáveis e, de preferência, os ditos meios de conexão liberáveis ativamente são formados por elementos de atrito ou intertravamento, por exemplo, por meio de conexões de parafuso. Por um lado, o eixo de ponta é conectado para a rotação conjunta ao eixo de conexão por meio de uma primeira conexão de parafuso, sendo que é possível liberar a dita conexão com o uso de uma ferramenta padrão; por outro lado, o eixo de ponta é conectado para rotação conjunta ao eixo N1 por meio de uma conexão por pressão e uma segunda conexão de parafuso. A segunda conexão de parafuso também pode ser liberada com o uso de uma ferramenta padrão. A fim de liberar a conexão por pressão, um dispositivo de pressão é usado, que é, de preferência, uma prensa hidráulica. O dispositivo de pressão é conectado ao eixo de ponta e ao eixo N1 a fim de liberar a conexão por pressão. Ao acionar o dispositivo de pressão, o mesmo exerce uma força axial no eixo de ponta e no eixo N1, por meio de cuja força o eixo de ponta é empurrado para frente na direção axial. Ao fixar axialmente o eixo N1 com o uso do dispositivo de fixação, o dispositivo de pressão pode ser sustentado pelo eixo N1 sem que ocorra qualquer dano. De preferência, a liberação da conexão por pressão é auxiliada ao resfriar o eixo N1 e, com mais preferência, ao aquecer adicionalmente o eixo de ponta.

[0017] Propõe-se adicionalmente que, como uma etapa k) adicional do método, o eixo de ponta é sustentado na direção radial pelo dispositivo guia durante o movimento de desmontagem direto axial. O suporte do eixo de ponta com o uso de um dispositivo guia é vantajoso em relação ao fato de que o eixo de ponta pode ser movido para fora da turbina de gás com baixa complexidade. Ao guiar o movimento do eixo de ponta, os danos ao próprio eixo de ponta e aos componentes adjacentes da turbina de gás podem ser impedidos. Além disso, há a vantagem de que no método de montagem subsequente, o eixo de ponta é guiado de modo que o mesmo possa ser movido para a posição desejada com baixa complexidade.

[0018] Ademais, é vantajoso que o dispositivo guia seja fixado a um alojamento de turbina de gás do compressor de baixa pressão. De preferência, o dispositivo guia é fixado ao alojamento de turbina de gás na região da entrada. A fixação do dispositivo guia à turbina de gás tem a vantagem de que os movimentos relativos entre o dispositivo guia e a turbina de gás podem ser impedidos. Isso é vantajoso, em particular, para motores quais são montados no aerofólio, para que o método de desmontagem de acordo com a invenção também possa ser realizado “na asa”. O dispositivo guia compreende, de preferência, um dispositivo de retenção e um cano guia. Mediante a fixação do dispositivo guia ao alojamento de turbina de gás na região da entrada, o cano guia pode ser posicionado de modo que o eixo de ponta possa ser retirado adiante por meio do cano guia. O eixo de ponta circunda coaxialmente o cano guia durante o processo de retirada durante o processo de extração.

[0019] De preferência, na etapa c) do método, o eixo de ponta e o compressor de baixa pressão são desmontados. Devido à desmontagem adicional do compressor de baixa pressão, há a opção de obter mais acesso e, logicamente, de realizar trabalho de manutenção adicional.

[0020] De preferência, na etapa c) do método, a primeira unidade de mancal e o eixo de conexão também são desmontados, sendo que isso ocorre após o compressor de baixa pressão ter sido desmontado. Ao remover o compressor de baixa pressão e a primeira unidade de mancal, pode-se fornecer mais acesso à região de mancal frontal. Esse maior acesso torna possível instalar e remover os sensores localizados na região da segunda unidade de mancal, incluindo os suportes dos mesmos. Em particular, com o uso dessa etapa adicional do método, o acesso é obtido a um cano que guia as linhas de cabo para os sensores ou o sistema de sensor. Além da instalação e da remoção de componentes, as inspeções adicionais também podem ser, de preferência, realizadas devido ao maior acesso. Sem o uso do método de acordo com a invenção, esse acesso maior só é possível ao desmontar a turbina de gás até um grau elevado.

[0021] Ademais, propõe-se que seguindo as etapas a) a c) do método, uma etapa adicional l) do método é fornecida para substituir pelo menos um subsistema de um sistema de sensor. De preferência, um transmissor de posição, que é conhecido como a “sonda de balanço de ajuste”, ou um sensor de velocidade, que é conhecido como a “sonda de velocidade”, é substituído no presente documento.

[0022] De preferência, a etapa l) do método também inclui a calibração do sistema de sensor, sendo que o sistema de sensor compreende substancialmente um sensor e um gerador de relógio, que é conhecido como o “disco fônico”, a distância entre um gerador de relógio e uma cabeça de sensor que é medida, para os fins de calibração, com o uso de um dispositivo de calibração, e a distância medida é, então, ajustada de modo correspondente. No método conhecido, a calibração é realizada com o uso de um anel de calibração, que é conhecido como o “disco fônico artificial”, a superfície externa que aponta radialmente para fora do anel de calibração que simula a superfície externa do gerador de relógio. O anel de calibração que é conhecido a partir da técnica anterior pode ser apenas usado quando o eixo N1 e a segunda unidade de mancal foram removidos. Com o uso de um dispositivo de calibração que foi projetado especificamente para o método de acordo com a invenção, o sensor de velocidade pode ser calibrado sem o eixo N1 e a segunda unidade de mancal que é removida.

[0023] Ademais, propõe-se que o dispositivo de calibração seja disposto na segunda unidade de mancal. O dispositivo de calibração pode ser posicionado pela segunda unidade de mancal de modo que o raio externo do gerador de relógio possa ser confiavelmente simulado por uma face externa do dispositivo de calibração. De preferência, para essa finalidade, o dispositivo de calibração se engata na face interna da segunda unidade de mancal de modo a corresponder ao formato da mesma.

[0024] Propõe-se, adicionalmente, que na etapa c) do método, uma segunda unidade de mancal também é desmontada. Nessa etapa, por exemplo, a segunda unidade de mancal pode ser substituída ou, adicionalmente, o trabalho de manutenção pode ser realizado que exige que a segunda unidade de mancal seja desmontada.

[0025] De acordo com a invenção, um dispositivo de fixação é proposto para realizar o método de desmontagem, sendo que o dito dispositivo de fixação compreende uma haste de fixação para conectar o eixo N1 ao dispositivo de fixação, e uma placa de centralização para fixar a haste de fixação, sendo que a dita placa é mantida em uma posição definida por uma parte da turbina de gás, em que pelo menos um meio de fixação é fornecido na placa de centralização, sendo que o meio de fixação tem capacidade de fixar a placa de centralização à turbina de gás no lugar do cone de gás de escape. Com o uso do dispositivo de fixação, o eixo N1 pode ser fixado na direção axial. De preferência, uma camada de Teflon é fornecida na face da placa de centralização, cuja face se estende no alojamento de gás de escape quando montado, a fim de impedir danos à turbina de gás. De preferência, a camada de Teflon é formada por uma camada de Teflon anular. De preferência, o meio de fixação é formado por furos, os furos que são, de preferência, distribuídos sobre a região de borda da placa de centralização, para que, quando montado, os mesmos correspondam aos furos rosqueados que são usados para fixar o cone de gás de escape.

[0026] De acordo com a invenção, um dispositivo guia é proposto, o que compreende um dispositivo de retenção que pode ser conectado a uma parte frontal da turbina de gás e um cano guia, em que, quando montado, o cano guia é sustentado por um furo central no dispositivo de retenção, em que o cano guia compreende uma rosca em uma extremidade para a conexão ao eixo N1. De preferência, o raio externo do cano guia é menor que o raio interno do eixo de ponta. Ademais, o raio externo do cano guia não é significativamente menor do que o raio interno do eixo de ponta, para que o eixo de ponta possa ser empurrado substancialmente sem reprodução por meio do cano guia. O dispositivo guia também torna possível suportar o eixo de ponta na direção radial quando for removido para as turbinas de gás que são montadas no aerofólio. Pode-se garantir, então, que as unidades de mancal da turbina de gás sejam aliviadas da tensão durante a montagem e a desmontagem do eixo de ponta. Ademais, ao guiar com segurança o eixo de ponta por meio do cano guia, previne-se confiavelmente o dano no eixo de ponta durante a montagem e a desmontagem.

[0027] Um dispositivo de calibração é adicionalmente proposto, em que o dispositivo de calibração compreende uma primeira e uma segunda faces externas, em que o raio da primeira face externa corresponde ao raio de um gerador de relógio de um sistema de sensor, e a segunda face externa corresponde em formato à face interna da segunda unidade de mancal. O raio externo da primeira face serve, então, para simular a face externa do gerador de relógio, a fim de que seja possível medir a distância entre essa face e a cabeça de sensor. Devido ao fato de que a segunda face externa corresponde em formato à face interna da segunda unidade de mancal, o dispositivo de calibração pode ser orientado ao ser preso à segunda unidade de mancal.

[0028] De preferência, o dispositivo de calibração compreende uma projeção anular, em que pelo menos uma lacuna é fornecida na projeção anular a fim de tornar mais fácil mover o dispositivo de calibração para dentro e para fora da posição de calibração. Devido ao eixo N1 instalado, o dispositivo de calibração tem que ser móvel na direção axial por meio do eixo N1 para que o dispositivo de calibração possa ser movido para a posição de calibração. A posição de calibração é a posição na qual a primeira face externa do dispositivo de calibração adota a posição da face externa do gerador de relógio instalado. As lacunas tornam possível mover o dispositivo de calibração além dos obstáculos para a posição de calibração. A projeção funciona como uma superfície de contato no presente documento. Na posição de calibração, a projeção do dispositivo de calibração se apoia na segunda unidade de mancal pela frente e, então, determina a posição de calibração na direção axial.

[0029] A invenção é explicada a seguir com base nas modalidades preferenciais, com referência aos desenhos anexos, em que:

[0030] A Figura 1 é uma vista esquemática da estrutura de um motor de aeronave;

[0031] A Figura 2 é uma vista esquemática da estrutura de uma porção frontal de um motor de aeronave;

[0032] A Figura 3 é uma vista esquemática de um dispositivo de

[0033] fixação; A Figura 4 mostra um cano guia de um dispositivo guia que é conectado a um eixo N1;

[0034] A Figura 5 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de retenção;

[0035] A Figura 6 é uma vista em perspectiva de um cano guia;

[0036] A Figura 7 é uma primeira vista de um dispositivo de calibração; e

[0037] A Figura 8 é uma segunda vista de um dispositivo de calibração.

[0038] A Figura 1 é uma vista esquemática de uma turbina de gás 11 na forma de um motor de aeronave. A seguir, faz-se referência, portanto, a um motor e um alojamento de motor. Nesse caso, esse é um motor de eixo duplo, um eixo N1 10 que é coaxialmente circundado por um eixo N2 28. O eixo N1 10 transmite torque rotacional de uma turbina de baixa pressão 9 para um módulo de ventoinha 1 e um compressor de baixa pressão 4. O eixo N2 28 transmite torque rotacional de uma turbina de alta pressão 29 para um compressor de alta pressão 30 e é sustentado em relação a um alojamento de motor. Uma câmara de combustão 31 é disposta entre o compressor de alta pressão 30 e a turbina de alta pressão 29. O eixo N1 10 e a turbina de baixa pressão 4 formam um módulo de turbina de baixa pressão 2. Uma massa de ar flui através do motor na seguinte ordem: módulo de ventoinha 1, compressor de baixa pressão 4, compressor de alta pressão 30, câmara de combustão 31, turbina de alta pressão 29 e turbina de baixa pressão 9; isso corresponde à direção de uma seta 41 na Figura 1 a Figura 4. A seguir, “em direção para trás” significa um movimento na direção da seta 41 e “em direção para frente” significa um movimento contrário para a direção da seta 41. “Axial” e “radial” se referem ao eixo geométrico rotacional do motor, ou seja, ao eixo N1 10.

[0039] A Figura 2 é uma vista esquemática da estrutura de uma porção frontal de um motor de aeronave. O eixo N1 10 é conectado para a rotação conjunta a um eixo de ponta 8 por meio de um encaixe de interferência, sendo que a conexão entre o eixo N1 10 e o eixo de ponta 8 é presa na direção axial por uma conexão de parafuso 32. A conexão de parafuso 32 forma, então, um meio de conexão ativamente liberável no sentido da invenção. Uma porção do eixo N1 10 é coaxialmente circundada pelo eixo de ponta 8. O eixo de ponta 8 e, então, também o eixo N1 10 são sustentados em relação ao alojamento de motor por meio de uma segunda unidade de mancal 7. Um sistema de sensor 45 é fornecido na região da segunda unidade de mancal 7, sendo que um sinal é gerado por um gerador de relógio 33 de acordo com a frequência rotacional do eixo N1 10, cujo sinal é detectado por meio de uma cabeça de sensor. De acordo com o sinal, a velocidade de rotação do eixo N1 10 pode, então, ser medida. O eixo de ponta 8 é, por sua vez, conectado para a rotação conjunta ao compressor de baixa pressão 4 por meio de um eixo de conexão 13. O eixo de conexão 13 é sustentado no alojamento de motor por meio de uma primeira unidade de mancal 6. Nesse sentido, a estrutura corresponde, por exemplo, ao tipo de motor V2500-A5 de IAE.

[0040] A seguir, o método de acordo com a invenção será descrito com o uso do exemplo do tipo de motor V2500-A5 de IAE. Deve-se notar, no entanto, que o método de acordo com a invenção também pode ser usado para outros tipos de motor, incluindo o tipo de motor V2500-D5 de IAE. Ademais, também é possível usar o dito método para outros tipos de motor e para turbinas de gás estacionárias que têm uma estrutura correspondente.

[0041] A Figura 1 e a Figura 2 mostram o motor em um estado montado em que o mesmo está pronto para uso, enquanto a Figura 3 e a Figura 4 mostram a desmontagem do motor em várias etapas do método. A fim de realizar o método de acordo com a invenção, em uma primeira etapa, o módulo de ventoinha 1 é, de preferência, desmontado.

[0042] Em uma segunda etapa, a turbina de baixa pressão 9 é, de preferência, fixa. De preferência, um dispositivo de fixação 14 de acordo com a invenção é usado para essa finalidade (consulte a Figura 3).

[0043] A Figura 3 é uma vista esquemática do dispositivo de fixação 14 de acordo com a invenção. O dispositivo de fixação 14 inclui uma haste de fixação 17, uma placa de centralização 18, um expansor 35, um manípulo 40 e uma volante 34. A placa de centralização 18 é usada para orientar a haste de fixação 17 em relação ao eixo N1 de modo que os eixos geométricos longitudinais dos mesmos sejam, portanto, substancialmente congruentes. Ademais, a placa de centralização 18 é usada para fixar o dispositivo de fixação 14 na direção axial em relação ao alojamento de motor. O manípulo 40 é conectado ao expansor 35 por meio de uma conexão operativa mecânica, para que o dito expansor possa ser aberto e fechado. O expansor 35 está em uma posição fechada quando o mesmo é expandido na direção radial; nesse estado o expansor 35 pode estabelecer uma conexão com um encaixe de intertravamento entre uma porção de extremidade 37 do eixo N1 10 e a haste de fixação 17. A placa de centralização 18 compreende pelo menos um meio de fixação 19, por meio do qual a placa de centralização 18 pode ser conectada a um flange interno 39 do alojamento de gás de escape 3. De preferência, uma camada de Teflon é fornecida na face da placa de centralização 18 que se estende no flange interno 39 quando montada. Portanto, o dano ao flange interno 39 pode ser impedido; alternativamente, no entanto, outros tipos de camada protetora também podem ser usados. Com o uso do volante 34, a haste de fixação 17 pode ser movida na direção axial em relação à placa de centralização 18 e o eixo N1 10 pode, então, ser fixo.

[0044] Na segunda etapa do método de desmontagem de acordo com a invenção, o cone de gás de escape é, primeiro, desmontado do flange interno 39 do cone de gás de escape, por meio do que o eixo N1 10 é tornado acessível na região traseira do motor. Ao acionar o manípulo 40, o expansor 35 é levado para a posição aberta, para que o mesmo possa ser movido para a porção de extremidade 37 do eixo N1 10. Com o uso do meio de fixação 19 na placa de centralização 18, o dispositivo de fixação 14 é fixado na direção radial e axial em relação ao alojamento de motor. O manípulo 40 é, então, acionado e, então, o expansor 35 é levado para a posição fechada na qual a haste de fixação 17 é conectada com um encaixe de intertravamento ao eixo N1 10 de modo que o movimento axial do eixo N1 10 seja impedido. Através de um movimento giratório do volante 34, a haste de fixação 17 é, agora, movida para trás na direção axial de modo que o eixo N1 10 seja preso com braçadeira ao alojamento de motor por meio do dispositivo de fixação 14, de modo que as etapas de desmontagem adicionais possam ser realizadas na região frontal do motor. O eixo N1 10 é fixado na direção axial nesse estado.

[0045] Em uma terceira etapa do método de acordo com a invenção, o eixo de ponta 8 e/ou o compressor de baixa pressão 4 pode ser, agora, de preferência, desmontado. A seguir, as alternativas são descritas por meio de exemplo no qual o eixo de ponta 8 e o compressor de baixa pressão 4 são desmontados.

[0046] De preferência, o compressor de baixa pressão 4 é, primeiro, desmontado, sendo que uma conexão 36 entre o eixo de conexão 13 e o compressor de baixa pressão 4 é liberada para essa finalidade. O eixo de ponta 8 é, então, desmontado, ao ser puxado para fora do motor, o módulo de turbina de baixa pressão 2 permanece instalado; um flange de conexão 42 do alojamento de turbina de baixa pressão, então, não precisa ser liberado. A conexão 38 entre o eixo de conexão 13 e o eixo de ponta 8 já foi liberada durante a desmontagem do módulo de ventoinha 1; nesse caso, a conexão 38 forma um meio de conexão ativamente liberável no significado da conexão. O eixo de ponta 8 e o eixo de conexão 13 permanecem, então, apenas interconectados por um encaixe de interferência nessa etapa do método. No presente documento, o eixo de conexão 13 permanece no motor e é retido pela primeira unidade de mancal 6; o eixo de conexão 13 é, então, removido posteriormente. O eixo de ponta 8 é conectado ao eixo N1 10 por um encaixe de interferência. De preferência, o eixo coaxialmente interno N1 10 é resfriado a fim de liberar o encaixe de interferência. De preferência, o eixo de ponta coaxialmente externo 8 também pode ser aquecido. A fim de separar o eixo de ponta 8 do eixo N1 10 na direção axial, um dispositivo de pressão é usado que é, de preferência, formado por uma prensa hidráulica. A prensa hidráulica é aparafusada por meio de uma rosca a uma rosca interna do eixo N1 10 em um primeiro lado, que aponta na direção da seta 41 quando montada, e é conectada com um encaixe de intertravamento ao eixo de ponta 8 com o uso de um tipo de fechamento tipo baioneta no segundo lado. Quando a pressão for aplicada, a prensa hidráulica exerce uma força axial de contra-ação no eixo N1 10 e no eixo de ponta 8. No presente documento, a prensa hidráulica pode ser sustentada no eixo N1 10 na direção axial em relação a um movimento para trás. Isso leva ao fato de que o eixo de ponta 8 é movido para frente na direção axial para fora do motor até que o mesmo tenha passado através da região do encaixe de interferência. Quando esse estado for alcançado, a bomba hidráulica é, de preferência, desmontada novamente.

[0047] Então, o eixo de ponta 8 é, de preferência, desmontado completamente com o uso de um dispositivo guia 15.

[0048] A Figura 4 à Figura 6 mostram os componentes do dispositivo guia 15. O dispositivo guia 15 compreende um cano guia 21 (consulte Figura 4 e Figura 6), que, quando montado, é sustentado por um furo central 22 em um dispositivo de retenção 20 (vide Figura 5). O dispositivo de retenção 20 é, de preferência, conectado ao alojamento de motor de uma região frontal do motor por duas porções de fixação 43. De preferência, as porções de fixação 43 são conectadas a uma região da entrada. De preferência, a conexão entre o alojamento de motor e as porções de fixação 43 é estabelecida por meio de uma conexão de parafuso. O dispositivo de retenção 20 é, de preferência, moldado de modo que a região do furo central 22 esteja fora do plano das porções de fixação 43. De preferência, a região do furo central 22 está a uma distância de 20 cm a 40 cm fora do plano das porções de fixação 43, com mais preferência, aproximadamente 30 cm. Isso resulta no fato de ser possível que o eixo de ponta 8 seja facilmente puxado para fora do motor, sem movimento através do dispositivo de retenção que é impedido. O cano guia 21 tem um diâmetro que é menor que o diâmetro interno do eixo de ponta 8. O diâmetro do furo central 22 é tal que corresponde em forma ao diâmetro do cano guia 21. Uma rosca 44 é fornecida em uma extremidade do cano guia 21, cuja rosca é projetada de modo que possa ser aparafusada à rosca interna do eixo N1 10. Quando montado, o cano guia 21 é, então, sustentado na direção radial em dois pontos axialmente espaçados.

[0049] De acordo com o método de acordo com a invenção, o cano guia 21 é guiado através do eixo de ponta 8 e, então, a extremidade do cano guia 21 que tem a rosca 44 é empurrada da frente na direção da seta 41 até a extremidade frontal do eixo N1 10. O dispositivo de retenção 20 é, então, posicionado de modo que o cano guia 21 seja sustentado no furo central 22 no dispositivo de retenção 20. Nessa posição, o dispositivo de retenção 20 é, então, fixado à região frontal do motor por meio das porções de fixação 43. Uma vez que o cano guia 21 está em contato com o eixo N1 10, o cano guia 21 é definido em rotação ao longo de seu eixo longitudinal de modo que a rosca 44 possa ser aparafusada na rosca interna do eixo N1 10, e então, o eixo N1 10 é conectado ao cano guia 21. O eixo de ponta 8, agora, circunda coaxialmente o cano guia 21, por meio do que o eixo de ponta 8 é sustentado na direção radial quando se move para fora do motor. Devido ao efeito de suporte do cano guia 21, danos ao eixo de ponta 8 podem ser impedidos durante o método de desmontagem e o simples manuseio pode ser garantido. O cano guia 21 também é usado em um método de montagem que segue o método de desmontagem a fim de facilitar a montagem do eixo de ponta 8.

[0050] Em uma quarta etapa do método de acordo com a invenção, a primeira unidade de mancal 6 e/ou a segunda unidade de mancal 7, que depende da intenção de realizar o trabalho de manutenção, é, de preferência, desmontado. De preferência, o método de desmontagem proposto é usado para a substituição ou inspeção de pelo menos um sistema de sensor 45 na região da segunda unidade de mancal 7. A substituição de um indicador de velocidade, que é conhecido como a “sonda de velocidade”, é dada no presente documento como um exemplo do sistema de sensor. Alternativamente, por exemplo, o transmissor de posição para detectar vibrações, que é conhecido como a “sonda de balanço de ajuste”, ou o cabo elétrico, que é conhecido como a “velocidade de ventoinha/chicote de sondas de balanço de ajuste”, também pode ser substituído no método de acordo com a invenção.

[0051] Ao remover o eixo de ponta 8, o acesso é obtido a uma região de mancal frontal 5 até um tal ponto em que a instalação e a remoção do sensor de velocidade é possível sem quaisquer problemas. Com o uso do método de acordo com a invenção, o cabeamento do sensor de velocidade também é acessível, por meio do qual o trabalho de manutenção também pode ser realizado no cabeamento. Após o sensor de velocidade ser instalado, o mesmo deve ser calibrado. Para essa finalidade, primeiro, é necessário determinar a distância entre a cabeça de sensor e o gerador de relógio 33. Um dispositivo conhecido a partir da técnica anterior para calibrar o sensor de velocidade não pode ser usado no método de desmontagem de acordo com a invenção, uma vez que o eixo N1 10 poderia ter sido removido para essa finalidade. Um dispositivo de calibração modificado 16 é, portanto, usado para calibrar o sensor de velocidade.

[0052] O dispositivo de calibração 16 é mostrado a partir de várias perspectivas na Figura 7 e na Figura 8 e inclui um elemento de base anular 46. O tamanho do raio interno do dispositivo de calibração 16 é tal que o dispositivo de calibração 16 pode ser movido para uma posição de calibração por meio do eixo N1 10. A posição de calibração é a posição na qual uma primeira face externa 23 do dispositivo de calibração 16 adota a posição da face externa do gerador de relógio instalado 33. O dispositivo de calibração 16 compreende uma projeção 26 que se apoia na posição de calibração na segunda unidade de mancal 7 como um apoio. A posição de calibração é, então, determinada na direção axial pela projeção 26. Pelo menos quatro lacunas 27 são, de preferência, fornecidas na projeção 26 e são usadas para tornar possível que o dispositivo de calibração 16 se mova na direção axial além dos obstáculos para a posição de calibração. Uma segunda face externa 24 é formada de tal modo que seja conectada ao raio interno da segunda unidade de mancal 7 na posição de calibração para que corresponda ao formato da mesma; a posição de calibração do dispositivo de calibração 16 é, então, determinada de modo ambíguo.

[0053] A fim de realizar o método de acordo com a invenção, o dispositivo de calibração 16 é movido para a posição de calibração da frente por meio do eixo N1 10. A posição de calibração é obtida quando a projeção 26 estiver se estendendo na face lateral da segunda unidade de mancal 7 que é orientada para frente; a segunda face externa 24 se engata na face interna 25 da segunda unidade de mancal 7 de modo a corresponder ao formato da mesma. Nessa posição, a primeira face externa 23 simula a face externa do gerador de relógio 33. A distância entre a cabeça de sensor e o gerador de relógio 33 pode ser, agora, medida e, então, o sensor de velocidade pode ser ajustado ao valor medido. O dispositivo de calibração 16 pode, então, ser removido novamente.

[0054] No exposto acima, somente a desmontagem do motor foi descrita. O motor pode ser montado de uma maneira semelhante à desmontagem na ordem inversa.

Claims

1. Método De Desmontagem Para Turbinas De Gás (11), Para Substituir E/Ou Inspecionar E/Ou Consertar Componentes Dispostos Em Uma Região De Mancal Frontal (5) Da Turbina De Gás (11), A) Em Que A Turbina De Gás (11) Compreende Um Módulo De Ventoinha (1), Um Alojamento De Turbina De Gás, Um Sistema De Baixa Pressão E Um Sistema De Alta Pressão, B) Em Que O Sistema De Baixa Pressão Compreende Um Compressor De Baixa Pressão (4), Uma Turbina De Baixa Pressão (9), Um Eixo De Conexão (13), Um Eixo De Ponta (8) E Um Eixo N1 (10), C) Em Que O Eixo N1 (10) É Conectado Ao Compressor De Baixa Pressão (4) Por Meio Do Eixo De Ponta (8) E Do Eixo De Conexão (13), D) Em Que O Eixo De Conexão (13) É Sustentado No Alojamento De Turbina De Gás Por Meio De Uma Primeira Unidade De Mancal (6), E E) Em Que O Eixo De Ponta (8) É Sustentado No Alojamento De Turbina De Gás Por Meio De Uma Segunda Unidade De Mancal (7), O Método De Desmontagem Compreendendo As Etapas De: F) Desmontar O Módulo De Ventoinha (1), E G) Fixar O Eixo N1 (10) Em Uma Direção Axial Em Relação Ao Alojamento De Turbina De Gás Com O Uso De Um Dispositivo De Fixação (14), O Método Sendo Caracterizado Por: H) Desmontar O Eixo De Ponta (8) Com O Uso De Um Dispositivo Guia (15), Cuja Orientação Em Relação À Turbina De Gás (11) Em Uma Direção Espacial É Determinada Por Um Componente Da Turbina De Gás Restante (11), Em Que O Dispositivo Guia (15) É Sustentado Por Um Componente Da Turbina De Gás (11), Esta Etapa Ocorrendo Após O Eixo N1 (10) Ter Sido Fixado E Após O Módulo De Ventoinha (1) Ter Sido Desmontado.

2. Método de desmontagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método de desmontagem compreende, após a etapa (a) e antes da etapa (b) do método, as etapas de: d) desmontar um cone de gás de escape, e então, e) montar um dispositivo de fixação (14) no local do cone de gás de escape e, então, f) conectar o eixo N1 (10) ao dispositivo de fixação (14).

3. Método de desmontagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a etapa (c) compreende as etapas de: g) liberar todas as conexões entre o eixo de ponta (8) e o eixo N1 (10) e, então, h) liberar todas as conexões entre o eixo de ponta (8) e o eixo de conexão (13) e, então, i) encaixar um dispositivo de pressão para separar axialmente o eixo N1 (10) do eixo de ponta (8), em que o dispositivo de pressão é conectado tanto ao eixo N1 (10) quanto ao eixo de ponta (8) e, então, j) introduzir uma força no eixo de ponta (8) e no eixo N1 (10) por meio do dispositivo de pressão, que é orientado de modo que o eixo de ponta (8) e o eixo N1 (10) sejam movidos separados na direção axial.

4. Método de desmontagem, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo guia (15) é fixado a um alojamento de turbina de gás do compressor de baixa pressão (4).

5. Método de desmontagem, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que, como uma etapa adicional do método, k) o eixo de ponta (8) é sustentado na direção radial pelo dispositivo guia (15) durante o movimento de desmontagem axial para frente.

6. Método de desmontagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que, na etapa (c) do método, o eixo de ponta (8) e o compressor de baixa pressão (4) são desmontados.

7. Método de desmontagem, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que, na etapa (c) do método, a primeira unidade de mancal (6) e o eixo de conexão (13) também são desmontados, esta etapa ocorrendo após o compressor de baixa pressão ter sido desmontado.

8. Método de desmontagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que, na etapa (c) do método, a segunda unidade de mancal (7) também é desmontada.

9. Dispositivo de fixação (14) para realizar o método de desmontagem, do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que: - a turbina de gás (11) compreende um módulo de ventoinha (1), um alojamento de turbina de gás, um sistema de baixa pressão e um sistema de alta pressão, - em que o sistema de baixa pressão compreende um compressor de baixa pressão (4), uma turbina de baixa pressão (9), um eixo de conexão (13), um eixo de ponta (8) e um eixo N1 (10), - em que o eixo N1 (10) é conectado ao compressor de baixa pressão (4) por meio do eixo de ponta (8) e do eixo de conexão (13), - em que o eixo de conexão (13) é sustentado no alojamento de turbina de gás por meio de uma primeira unidade de mancal (6), e - em que o eixo de ponta (8) é sustentado no alojamento de turbina de gás por meio de uma segunda unidade de mancal (7), o dispostitivo sendo caracterizado pelo fato de que compreende: - uma haste de fixação (17) para conectar o eixo N1 (10) ao dispositivo de fixação (14), em que um expansor (35) em uma extremidade da haste de fixação (17) é proporcionado para estabelecer uma conexão com um ajuste de intertravamento a uma parte de extremidade (37) do eixo N1 (10), e - uma placa de centralização (18) para fixar a haste de fixação (17), a placa sendo mantida em uma posição definida por uma parte da turbina de gás (11), - em que um meio de fixação (19) é fornecido na placa de centralização (18), o meio de fixação sendo capaz de fixar a placa de centralização (18) à turbina de gás (11) no lugar do cone de gás de escape.

10. Dispositivo guia (15) para realizar o método de desmontagem, do tipo definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, em que: - a turbina de gás (11) compreende um módulo de ventoinha (1), um alojamento de turbina de gás, um sistema de baixa pressão e um sistema de alta pressão, - em que o sistema de baixa pressão compreende um compressor de baixa pressão (4), uma turbina de baixa pressão (9), um eixo de conexão (13), um eixo de ponta (8) e um eixo N1 (10), - em que o eixo N1 (10) é conectado ao compressor de baixa pressão (4) por meio do eixo de ponta (8) e do eixo de conexão (13), - em que o eixo de conexão (13) é sustentado no alojamento de turbina de gás por meio de uma primeira unidade de mancal (6), e - em que o eixo de ponta (8) é sustentado no alojamento de turbina de gás por meio de uma segunda unidade de mancal (7), o dispositivo sendo caracterizado pelo fato de que: -o dispositivo guia (15) compreende um dispositivo de retenção (20) que pode ser conectado a uma parte frontal da turbina de gás (11) e - um cano guia (21), - em que, quando montado, o cano guia (21) é sustentado por um furo central (22) no dispositivo de retenção (20), - em que o cano guia (21) compreende uma rosca (44) em uma extremidade para a conexão ao eixo N1 (10).