CA2610641A1 - Dispositif de liaison de deux arbres rotatifs dans une turbomachine - Google Patents
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Abstract
Dispositif de liaison de deux arbres rotatifs (10, 12), comprenant des cannelures rectilignes (20) formées sur l'un des arbres et engagées dans des cannelures rectilignes (22) complémentaires de l'autre arbre, caractérisé en ce que, en l'absence de contraintes, les cannelures des deux arbres sont parallèles sur une partie de leur longueur et divergent à
au moins une de leurs extrémités longitudinales.
au moins une de leurs extrémités longitudinales.
Description
Dispositif de liaison de deux arbres rotatifs dans une turbomachine La présente invention concerne un dispositif de liaison de deux arbres rotatifs, et en particulier d'un arbre de turbine et d'un arbre de compresseur dans une turbomachine.
Dans une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, l'arbre de la turbine basse-pression entraîne en rotation l'arbre du compresseur basse-pression, ces deux arbres étant liés en rotation par un système de cannelures rectilignes qui sont formées par exemple sur une surface cylindrique externe de l'arbre de turbine et qui sont engagées dans des cannelures rectilignes complémentaires d'une surface cylindrique interne de l'arbre du compresseur.
En fonctionnement, les parties cannelées des deux arbres sont déformées élastiquement en torsion par le couple transmis, et on constate que les contraintes maximales sont localisées aux extrémités longitudinales de ces parties cannelées. Cette concentration de contraintes aux extrémités longitudinales des parties cannelées des arbres peut diminuer la durée de service de ces arbres.
L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème.
Elle propose à cet effet un dispositif de liaison de deux arbres rotatifs, comprenant des cannelures rectilignes formées sur une surface cylindrique externe de l'un des arbres et engagées dans des cannelures rectilignes complémentaires formées sur une surface cylindrique interne de l'autre arbre, caractérisé en ce que, à l'état sans contrainte, les cannelures des deux arbres sont sensiblement parallèles sur une partie de leur longueur et divergent à au moins une de leurs extrémités longitudinales, cette divergence étant déterminée de manière à disparaître en régime de croisière par déformation élastique des cannelures des deux arbres qui sont alors sensiblement parallèles sur toute leur longueur.
Dans une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, l'arbre de la turbine basse-pression entraîne en rotation l'arbre du compresseur basse-pression, ces deux arbres étant liés en rotation par un système de cannelures rectilignes qui sont formées par exemple sur une surface cylindrique externe de l'arbre de turbine et qui sont engagées dans des cannelures rectilignes complémentaires d'une surface cylindrique interne de l'arbre du compresseur.
En fonctionnement, les parties cannelées des deux arbres sont déformées élastiquement en torsion par le couple transmis, et on constate que les contraintes maximales sont localisées aux extrémités longitudinales de ces parties cannelées. Cette concentration de contraintes aux extrémités longitudinales des parties cannelées des arbres peut diminuer la durée de service de ces arbres.
L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème.
Elle propose à cet effet un dispositif de liaison de deux arbres rotatifs, comprenant des cannelures rectilignes formées sur une surface cylindrique externe de l'un des arbres et engagées dans des cannelures rectilignes complémentaires formées sur une surface cylindrique interne de l'autre arbre, caractérisé en ce que, à l'état sans contrainte, les cannelures des deux arbres sont sensiblement parallèles sur une partie de leur longueur et divergent à au moins une de leurs extrémités longitudinales, cette divergence étant déterminée de manière à disparaître en régime de croisière par déformation élastique des cannelures des deux arbres qui sont alors sensiblement parallèles sur toute leur longueur.
2 La divergence des cannelures des arbres à au moins une de leurs extrémités longitudinales est déterminée avec précision de manière à ce que, en régime de croisière, du fait de la déformation élastique en torsion des parties cannelées des arbres, cette divergence disparaisse et que les cannelures des deux arbres soient sensiblement parallèles sur toute leur longueur. Les contraintes liées à la transmission d'un couple de rotation sont ainsi réparties sur toute la longueur des cannelures et ne sont pas localisées à leurs extrémités longitudinales, ce qui permet d'augmenter la durée de service des arbres.
Dans un exemple de réalisation de l'invention, les contraintes subies par les extrémités longitudinales des parties cannelées des arbres sont réduites de moitié.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la divergence des cannelures à leur extrémité résulte d'un usinage des cannelures d'un seul des arbres. Les cannelures de l'autre arbre sont rectilignes sur toute leur longueur et les cannelures du premier arbre divergent à au moins une de leurs extrémités.
Les cannelures des arbres sont formées d'une série de dents rectilignes séparées par des rainures rectilignes. L'usinage des cannelures de l'un des arbres comprend par exemple la formation d'un chanfrein sur un flanc de chaque dent des cannelures de cet arbre. Le chanfrein d'un flanc d'une dent de cannelure est raccordé de préférence à ce flanc par un arrondi convexe qui ne génère pas de concentration de contraintes à la transmission d'un couple de rotation.
A titre d'exemple, la longueur des parties divergentes d'extrémité
des cannelures est d'environ 15 à 25mm, et la divergence des cannelures à
leur extrémité est comprise entre 0,04mm et 0,1 mm environ.
L'invention concerne également une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comprenant un compresseur dont l'arbre est lié en rotation à un arbre de turbine, caractérisée en ce que
Dans un exemple de réalisation de l'invention, les contraintes subies par les extrémités longitudinales des parties cannelées des arbres sont réduites de moitié.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la divergence des cannelures à leur extrémité résulte d'un usinage des cannelures d'un seul des arbres. Les cannelures de l'autre arbre sont rectilignes sur toute leur longueur et les cannelures du premier arbre divergent à au moins une de leurs extrémités.
Les cannelures des arbres sont formées d'une série de dents rectilignes séparées par des rainures rectilignes. L'usinage des cannelures de l'un des arbres comprend par exemple la formation d'un chanfrein sur un flanc de chaque dent des cannelures de cet arbre. Le chanfrein d'un flanc d'une dent de cannelure est raccordé de préférence à ce flanc par un arrondi convexe qui ne génère pas de concentration de contraintes à la transmission d'un couple de rotation.
A titre d'exemple, la longueur des parties divergentes d'extrémité
des cannelures est d'environ 15 à 25mm, et la divergence des cannelures à
leur extrémité est comprise entre 0,04mm et 0,1 mm environ.
L'invention concerne également une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comprenant un compresseur dont l'arbre est lié en rotation à un arbre de turbine, caractérisée en ce que
3 l'arbre du compresseur et l'arbre de turbine sont liés par un dispositif tel que décrit ci-dessus.
L'invention concerne encore un procédé de formation de cannelures rectilignes sur une surface cylindrique externe d'un arbre d'un dispositif tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il consiste à:
- mettre en rotation l'arbre autour de son axe longitudinal à une vitesse prédéterminée, - rapprocher une fraise hélicoïdale de l'arbre, cette fraise comprenant au moins une arête de coupe hélicoïdale s'étendant autour de l'axe longitudinal de la fraise qui est orienté sensiblement perpendiculairement à
l'axe de l'arbre, cette fraise étant entraînée en rotation autour de son axe à
une vitesse prédéterminée et déplacée parallèlement à l'axe de l'arbre de manière à usiner des cannelures rectilignes sur l'arbre avec une profondeur prédéterminée, - puis, au voisinage d'une des extrémités longitudinales des cannelures, rapprocher la fraise de l'arbre de manière à former des cannelures plus profondes à cette extrémité.
Les dents des cannelures sont à section trapézoïdale et leurs flancs sont inclinés par rapport à un plan passant par l'axe de rotation de l'arbre.
Plus la profondeur des rainures des cannelures est importante, et plus la largeur ou dimension en direction circonférentielle de ces rainures est importante. Les extrémités longitudinales des rainures des cannelures de plus grande profondeur ont donc une plus grande largeur que le reste des rainures, ce qui génère une divergence de ces extrémités des rainures par rapport à leur direction longitudinale.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une demi vue schématique en coupe axiale d'un dispositif de liaison entre un arbre de turbine et un arbre de compresseur d'une
L'invention concerne encore un procédé de formation de cannelures rectilignes sur une surface cylindrique externe d'un arbre d'un dispositif tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il consiste à:
- mettre en rotation l'arbre autour de son axe longitudinal à une vitesse prédéterminée, - rapprocher une fraise hélicoïdale de l'arbre, cette fraise comprenant au moins une arête de coupe hélicoïdale s'étendant autour de l'axe longitudinal de la fraise qui est orienté sensiblement perpendiculairement à
l'axe de l'arbre, cette fraise étant entraînée en rotation autour de son axe à
une vitesse prédéterminée et déplacée parallèlement à l'axe de l'arbre de manière à usiner des cannelures rectilignes sur l'arbre avec une profondeur prédéterminée, - puis, au voisinage d'une des extrémités longitudinales des cannelures, rapprocher la fraise de l'arbre de manière à former des cannelures plus profondes à cette extrémité.
Les dents des cannelures sont à section trapézoïdale et leurs flancs sont inclinés par rapport à un plan passant par l'axe de rotation de l'arbre.
Plus la profondeur des rainures des cannelures est importante, et plus la largeur ou dimension en direction circonférentielle de ces rainures est importante. Les extrémités longitudinales des rainures des cannelures de plus grande profondeur ont donc une plus grande largeur que le reste des rainures, ce qui génère une divergence de ces extrémités des rainures par rapport à leur direction longitudinale.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une demi vue schématique en coupe axiale d'un dispositif de liaison entre un arbre de turbine et un arbre de compresseur d'une
4 turbomachine ;
- la figure 2 est une vue schématique partielle et à plus grande échelle de la partie cannelée de l'arbre de turbine de la figure 1;
- la figure 3 est une vue très schématique en perspective d'un système d'usinage de cannelures rectilignes sur un arbre de turbine ;
- la figure 4 est une vue schématique partielle en coupe transversale et à
plus grande échelle d'une cannelure de l'arbre de la figure 3.
La figure 1 représente très schématiquement les moyens de liaison en rotation d'un arbre 10 d'une turbine basse-pression et d'un arbre 12 d'un compresseur basse-pression dans une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, l'arbre de turbine 10 entraînant l'arbre 12 du compresseur en rotation autour de l'axe longitudinal 14 de la turbomachine à l'aide d'un dispositif de liaison par cannelures.
L'extrémité amont 16 de l'arbre de turbine 10 forme une partie cylindrique mâle qui est engagée dans un passage cylindrique femelle 18 de l'arbre 12 du compresseur, et qui comporte sur sa surface cylindrique externe une pluralité de cannelures rectilignes 20 à section sensiblement trapézoïdale, qui sont régulièrement réparties autour de l'axe 14 et qui coopèrent avec des cannelures rectilignes 22 complémentaires d'une surface cylindrique interne du passage 18 de l'arbre 12.
L'arbre de turbine 10 est entraîné en rotation autour de l'axe 14 par les gaz chauds sortant de la chambre de combustion de la turbomachine, et qui entraînent les roues de la turbine basse-pression fixées à l'extrémité
aval de l'arbre 10. Cet arbre 10 transmet par l'intermédiaire des cannelures 20, 22 un couple de rotation à l'arbre 12 du compresseur qui porte à son extrémité amont la roue de soufflante de la turbomachine.
En fonctionnement de la turbomachine et selon le régime moteur, les parties cannelées des arbres 10, 12 sont plus ou moins déformées élastiquement en torsion autour de l'axe 14, les extrémités longitudinales des cannelures supportant la majeure partie des contraintes générées par la transmission d'un couple de rotation, ce qui réduit la durée de service des arbres.
L'invention permet de remédier à ce problème grâce à la création d'une divergence entre les cannelures 20, 22 des arbres à au moins une de
- la figure 2 est une vue schématique partielle et à plus grande échelle de la partie cannelée de l'arbre de turbine de la figure 1;
- la figure 3 est une vue très schématique en perspective d'un système d'usinage de cannelures rectilignes sur un arbre de turbine ;
- la figure 4 est une vue schématique partielle en coupe transversale et à
plus grande échelle d'une cannelure de l'arbre de la figure 3.
La figure 1 représente très schématiquement les moyens de liaison en rotation d'un arbre 10 d'une turbine basse-pression et d'un arbre 12 d'un compresseur basse-pression dans une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, l'arbre de turbine 10 entraînant l'arbre 12 du compresseur en rotation autour de l'axe longitudinal 14 de la turbomachine à l'aide d'un dispositif de liaison par cannelures.
L'extrémité amont 16 de l'arbre de turbine 10 forme une partie cylindrique mâle qui est engagée dans un passage cylindrique femelle 18 de l'arbre 12 du compresseur, et qui comporte sur sa surface cylindrique externe une pluralité de cannelures rectilignes 20 à section sensiblement trapézoïdale, qui sont régulièrement réparties autour de l'axe 14 et qui coopèrent avec des cannelures rectilignes 22 complémentaires d'une surface cylindrique interne du passage 18 de l'arbre 12.
L'arbre de turbine 10 est entraîné en rotation autour de l'axe 14 par les gaz chauds sortant de la chambre de combustion de la turbomachine, et qui entraînent les roues de la turbine basse-pression fixées à l'extrémité
aval de l'arbre 10. Cet arbre 10 transmet par l'intermédiaire des cannelures 20, 22 un couple de rotation à l'arbre 12 du compresseur qui porte à son extrémité amont la roue de soufflante de la turbomachine.
En fonctionnement de la turbomachine et selon le régime moteur, les parties cannelées des arbres 10, 12 sont plus ou moins déformées élastiquement en torsion autour de l'axe 14, les extrémités longitudinales des cannelures supportant la majeure partie des contraintes générées par la transmission d'un couple de rotation, ce qui réduit la durée de service des arbres.
L'invention permet de remédier à ce problème grâce à la création d'une divergence entre les cannelures 20, 22 des arbres à au moins une de
5 leurs extrémités longitudinales, cette divergence étant déterminée pour, en régime de croisière, être sensiblement annulée de telle sorte que les cannelures des deux arbres soient en contact les unes avec les autres sur sensiblement toute leur longueur, ce qui se traduit par une nette diminution des contraintes aux extrémités longitudinales des cannelures.
Les cannelures 20 de l'arbre 10 sont formées d'une série de dents rectilignes à section trapézoïdale, séparées par des rainures rectilignes également à section trapézoïdale, dans lesquelles sont engagées les dents des cannelures 22 de l'arbre 12.
Dans l'exemple de réalisation de l'invention représenté en figure 2, les rainures des cannelures d'un des deux arbres, par exemple de l'arbre de turbine 10, comprennent chacune une partie d'extrémité aval 24 de plus grande largeur ou dimension en direction circonférentielle, le reste de la rainure ayant une largeur sensiblement constante. Les cannelures 22 de l'autre arbre, non représentées, ont sensiblement la même longueur que les cannelures 20 de l'arbre 10 et une largeur de rainure sensiblement constante sur toute leur longueur.
En l'absence de contraintes, les flancs 26 des dents des cannelures 20 de l'arbre 10 et des cannelures 22 de l'arbre du compresseur sont sensiblement parallèles entre eux et en contact les uns avec les autres, au niveau des parties d'extrémité amont et des parties médianes des cannelures 20, 22. Aux extrémités aval 24 des cannelures 20 de l'arbre de turbine, les flancs des dents des cannelures 20 s'écartent des flancs des dents des cannelures 22 de l'arbre du compresseur et présentent avec ces derniers un faible jeu e en direction circonférentielle qui est rattrapé en fonctionnement par déformation élastique en torsion des parties cannelées des arbres.
~
Les cannelures 20 de l'arbre 10 sont formées d'une série de dents rectilignes à section trapézoïdale, séparées par des rainures rectilignes également à section trapézoïdale, dans lesquelles sont engagées les dents des cannelures 22 de l'arbre 12.
Dans l'exemple de réalisation de l'invention représenté en figure 2, les rainures des cannelures d'un des deux arbres, par exemple de l'arbre de turbine 10, comprennent chacune une partie d'extrémité aval 24 de plus grande largeur ou dimension en direction circonférentielle, le reste de la rainure ayant une largeur sensiblement constante. Les cannelures 22 de l'autre arbre, non représentées, ont sensiblement la même longueur que les cannelures 20 de l'arbre 10 et une largeur de rainure sensiblement constante sur toute leur longueur.
En l'absence de contraintes, les flancs 26 des dents des cannelures 20 de l'arbre 10 et des cannelures 22 de l'arbre du compresseur sont sensiblement parallèles entre eux et en contact les uns avec les autres, au niveau des parties d'extrémité amont et des parties médianes des cannelures 20, 22. Aux extrémités aval 24 des cannelures 20 de l'arbre de turbine, les flancs des dents des cannelures 20 s'écartent des flancs des dents des cannelures 22 de l'arbre du compresseur et présentent avec ces derniers un faible jeu e en direction circonférentielle qui est rattrapé en fonctionnement par déformation élastique en torsion des parties cannelées des arbres.
~
6 Dans l'exemple représenté, la divergence à l'extrémité aval de chaque cannelure 20 résulte d'un chanfrein 28 usiné sur un flanc 26 d'une dent de cette cannelure 20, sur une faible longueur à partir de son extrémité aval. Ce chanfrein 28 est raccordé au flanc longitudinal 26 par un arrondi convexe 29, pour éviter les concentrations de contraintes à la transmission d'un couple de rotation qui résulteraient d'un raccordement en forme de dièdre avec une arête de sommet.
En fonctionnement, les déformations en torsion des parties cannelées des arbres 10, 12 sont telles que les dents des cannelures 20 sont déformées en torsion avec un rattrapage progressif des jeux e de sorte que les chanfreins 28 des dents des cannelures 20 sont appliqués sur les flancs des dents des cannelures 22 de l'arbre 12 (représentés par les traits pointillés 26'). Ainsi, les cannelures 20, 22, sont en contact sur sensiblement toute leur longueur et les efforts de transmission d'un couple de rotation sont mieux répartis sur toute la longueur des cannelures, ce qui permet d'augmenter considérablement leur durée de service.
Le chanfrein 28 a par exemple une longueur L comprise entre 15 et 25mm, ce qui représente environ 10 à 30% de la longueur totale de la cannelure. Ce chanfrein 28 a été formé par usinage d'un flanc 26 de la dent 20 sur une épaisseur e en direction circonférentielle comprise entre 0,04mm et 0,1 mm environ, la hauteur de la dent étant de 3mm environ.
Dans un exemple préféré de réalisation, les chanfreins 28 ont une longueur de 20 mm et une dimension e de 0,08 mm.
En variante, chacune des extrémités longitudinales amont et aval des cannelures de l'arbre de turbine (ou de l'arbre du compresseur) comprend des chanfreins 28 du type précité.
Il suffit que les chanfreins 28 soient formés sur un seul des flancs des dents des cannelures.
En pratique, il est cependant possible de former ces chanfreins simultanément sur les flancs en regard des dents consécutives lors de l'usinage des cannelures, d'une façon qui est beaucoup plus simple, plus
En fonctionnement, les déformations en torsion des parties cannelées des arbres 10, 12 sont telles que les dents des cannelures 20 sont déformées en torsion avec un rattrapage progressif des jeux e de sorte que les chanfreins 28 des dents des cannelures 20 sont appliqués sur les flancs des dents des cannelures 22 de l'arbre 12 (représentés par les traits pointillés 26'). Ainsi, les cannelures 20, 22, sont en contact sur sensiblement toute leur longueur et les efforts de transmission d'un couple de rotation sont mieux répartis sur toute la longueur des cannelures, ce qui permet d'augmenter considérablement leur durée de service.
Le chanfrein 28 a par exemple une longueur L comprise entre 15 et 25mm, ce qui représente environ 10 à 30% de la longueur totale de la cannelure. Ce chanfrein 28 a été formé par usinage d'un flanc 26 de la dent 20 sur une épaisseur e en direction circonférentielle comprise entre 0,04mm et 0,1 mm environ, la hauteur de la dent étant de 3mm environ.
Dans un exemple préféré de réalisation, les chanfreins 28 ont une longueur de 20 mm et une dimension e de 0,08 mm.
En variante, chacune des extrémités longitudinales amont et aval des cannelures de l'arbre de turbine (ou de l'arbre du compresseur) comprend des chanfreins 28 du type précité.
Il suffit que les chanfreins 28 soient formés sur un seul des flancs des dents des cannelures.
En pratique, il est cependant possible de former ces chanfreins simultanément sur les flancs en regard des dents consécutives lors de l'usinage des cannelures, d'une façon qui est beaucoup plus simple, plus
7 rapide et plus économique que l'usinage ultérieur des chanfreins sur les flancs des dents de cannelures.
On a représenté de manière simplifiée en figure 3 un système de formation de cannelures rectilignes 20 à section trapézoïdale sur un arbre de turbine 10. Ce système comprend des moyens 30 de mise en rotation de l'arbre 10 autour de son axe longitudinal 14 (flèche 31), l'arbre 10 et les moyens 30 étant portés par un plateau 32 déplaçable dans une direction perpendiculaire à l'axe 14, représentée par les flèches 34.
Les cannelures 20 sont usinées sur une surface cylindrique externe de l'arbre 10 au moyen d'une fraise hélicoïdale comprenant au moins une arête de coupe 36 hélicoïdale s'étendant autour de l'axe longitudinal 38 de la fraise. Cette fraise est orientée sensiblement perpendiculairement à l'axe 14 de l'arbre 10, et est entraînée en rotation autour de l'axe 38 par des moyens 42 appropriés (flèche 40). La fraise est également déplaçable dans une direction parallèle à l'axe 14 de l'arbre, représentée par les flèches 44, pour l'usinage des cannelures.
Le procédé selon l'invention comprend les étapes consistant à
mettre en rotation l'arbre 10 autour de son axe à une vitesse prédéterminée, puis à rapprocher la fraise de l'arbre 10, à une distance donnée de celui-ci de manière à usiner des cannelures sur l'arbre à une profondeur P déterminée (figure 4). La fraise est ensuite déplacée dans une direction parallèle à l'axe 14 de rotation de l'arbre pour former les cannelures 20 à cette profondeur sur une longueur voulue.
La profondeur des cannelures usinées détermine la largeur ou dimension circonférentielle D, D' des rainures des cannelures (figure 4). La fraise est ensuite rapprochée de l'arbre, au voisinage d'une des extrémités longitudinales des cannelures 20, de manière à former des cannelures avec une profondeur P' plus importante à cette extrémité, ce qui va simultanément former des chanfreins 28 sur les deux flancs de chacune des dents des cannelures 20, la dimension e de ces chanfreins étant déterminée par la différence (D' - D) / 2.
On a représenté de manière simplifiée en figure 3 un système de formation de cannelures rectilignes 20 à section trapézoïdale sur un arbre de turbine 10. Ce système comprend des moyens 30 de mise en rotation de l'arbre 10 autour de son axe longitudinal 14 (flèche 31), l'arbre 10 et les moyens 30 étant portés par un plateau 32 déplaçable dans une direction perpendiculaire à l'axe 14, représentée par les flèches 34.
Les cannelures 20 sont usinées sur une surface cylindrique externe de l'arbre 10 au moyen d'une fraise hélicoïdale comprenant au moins une arête de coupe 36 hélicoïdale s'étendant autour de l'axe longitudinal 38 de la fraise. Cette fraise est orientée sensiblement perpendiculairement à l'axe 14 de l'arbre 10, et est entraînée en rotation autour de l'axe 38 par des moyens 42 appropriés (flèche 40). La fraise est également déplaçable dans une direction parallèle à l'axe 14 de l'arbre, représentée par les flèches 44, pour l'usinage des cannelures.
Le procédé selon l'invention comprend les étapes consistant à
mettre en rotation l'arbre 10 autour de son axe à une vitesse prédéterminée, puis à rapprocher la fraise de l'arbre 10, à une distance donnée de celui-ci de manière à usiner des cannelures sur l'arbre à une profondeur P déterminée (figure 4). La fraise est ensuite déplacée dans une direction parallèle à l'axe 14 de rotation de l'arbre pour former les cannelures 20 à cette profondeur sur une longueur voulue.
La profondeur des cannelures usinées détermine la largeur ou dimension circonférentielle D, D' des rainures des cannelures (figure 4). La fraise est ensuite rapprochée de l'arbre, au voisinage d'une des extrémités longitudinales des cannelures 20, de manière à former des cannelures avec une profondeur P' plus importante à cette extrémité, ce qui va simultanément former des chanfreins 28 sur les deux flancs de chacune des dents des cannelures 20, la dimension e de ces chanfreins étant déterminée par la différence (D' - D) / 2.
Claims (9)
1. Dispositif de liaison de deux arbres rotatifs (10, 12), comprenant des cannelures rectilignes (20) formées sur une surface cylindrique externe de l'un des arbres et engagées dans des cannelures rectilignes (22) complémentaires formées sur une surface cylindrique interne de l'autre arbre, caractérisé en ce que, à l'état sans contrainte, les cannelures (20, 22) des deux arbres sont sensiblement parallèles sur une partie de leur longueur et divergent à au moins une de leurs extrémités longitudinales, cette divergence étant déterminée de manière à disparaître en régime de croisière par déformation élastique des cannelures des deux arbres qui sont alors sensiblement parallèles sur toute leur longueur.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la divergence des cannelures (20, 22) à leur extrémité résulte d'un usinage des cannelures (20) de l'un des arbres.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'usinage comprend la formation d'un chanfrein (28) sur un flanc (26) de chaque dent des cannelures (20) de l'un des arbres.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque chanfrein (28) d'un flanc (26) d'une dent de cannelure (20) est raccordé à
ce flanc par un arrondi convexe (29).
ce flanc par un arrondi convexe (29).
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la longueur (L) des parties divergentes d'extrémité des cannelures (20) est d'environ 15 à 25 mm.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la divergence des cannelures à leur extrémité est comprise entre 0,04mm et 0,1 mm environ.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les cannelures (22) d'un des arbres (12) sont rectilignes et les cannelures (20) de l'autre arbre (10) divergent à au moins une de leurs extrémités.
8. Turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comprenant un compresseur dont l'arbre (12) est lié en rotation à
un arbre de turbine (10), caractérisée en ce que l'arbre du compresseur et l'arbre de turbine sont liés par un dispositif selon l'une des revendications précédentes.
un arbre de turbine (10), caractérisée en ce que l'arbre du compresseur et l'arbre de turbine sont liés par un dispositif selon l'une des revendications précédentes.
9. Procédé d'usinage de cannelures (20) sur une surface cylindrique externe d'un arbre d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il consiste à:
- mettre en rotation l'arbre (10) autour de son axe longitudinal (14) à une vitesse prédéterminée, - rapprocher une fraise hélicoïdale de l'arbre, cette fraise comprenant au moins une arête de coupe (36) hélicoïdale s'étendant autour de l'axe longitudinal (38)' de la fraise qui est orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe (14) de l'arbre, cette fraise étant entraînée en rotation autour de son axe à une vitesse prédéterminée et déplacée parallèlement à l'axe de l'arbre de manière à usiner des cannelures (20) sur l'arbre avec une profondeur (P) prédéterminée, - puis, au voisinage d'une des extrémités longitudinales des cannelures (20), rapprocher la fraise de l'arbre (10) de manière à former des cannelures plus profondes à cette extrémité.
- mettre en rotation l'arbre (10) autour de son axe longitudinal (14) à une vitesse prédéterminée, - rapprocher une fraise hélicoïdale de l'arbre, cette fraise comprenant au moins une arête de coupe (36) hélicoïdale s'étendant autour de l'axe longitudinal (38)' de la fraise qui est orienté sensiblement perpendiculairement à l'axe (14) de l'arbre, cette fraise étant entraînée en rotation autour de son axe à une vitesse prédéterminée et déplacée parallèlement à l'axe de l'arbre de manière à usiner des cannelures (20) sur l'arbre avec une profondeur (P) prédéterminée, - puis, au voisinage d'une des extrémités longitudinales des cannelures (20), rapprocher la fraise de l'arbre (10) de manière à former des cannelures plus profondes à cette extrémité.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0610382 | 2006-11-28 | ||
| FR0610382 | 2006-11-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=38137379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP (1) | JP2008133959A (fr) |
| CA (1) | CA2610641A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1022410B1 (nl) * | 2014-08-29 | 2016-03-24 | Cnh Industrial Belgium Nv | Persgroefverbinding. |
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| FR2989440B1 (fr) * | 2012-04-13 | 2014-05-23 | Snecma | Accouplement d'arbres par cannelures a profil evolutif |
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- 2007-11-26 JP JP2007304002A patent/JP2008133959A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE1022410B1 (nl) * | 2014-08-29 | 2016-03-24 | Cnh Industrial Belgium Nv | Persgroefverbinding. |
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| Publication number | Publication date |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FZDE | Discontinued |