EP1439283A1 - Agencement de montage d'aubes a calage variable - Google Patents

Agencement de montage d'aubes a calage variable Download PDF

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EP1439283A1
EP1439283A1 EP04100115A EP04100115A EP1439283A1 EP 1439283 A1 EP1439283 A1 EP 1439283A1 EP 04100115 A EP04100115 A EP 04100115A EP 04100115 A EP04100115 A EP 04100115A EP 1439283 A1 EP1439283 A1 EP 1439283A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pivots
levers
mounting arrangement
casing
removable
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04100115A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Alain Bromann
Philippe Pabion
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA Moteurs SA
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • F01D17/162—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes for axial flow, i.e. the vanes turning around axes which are essentially perpendicular to the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F01D17/12—Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16—Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes

Definitions

  • the subject of this invention is a arrangement for mounting variable-pitch vanes.
  • Variable pitch vanes are called blades attached to the stator of a turbomachine and which have the ability to rotate to modify characteristics that they impose on the flow of gas and thus adjust the machine to its different regimes.
  • blades include, at their end external, pivots passing through the casing while being there retained by bearings allowing rotation, and the arrangement still includes levers engaged on portions outside the pivot housing.
  • levers are joined to a ring of common control going around the casing and whose rotation rotates the levers, pivots and vanes themselves.
  • the portions of the pivots have a square section and the lever heads have a square housing.
  • the commitment of the square section in the square housing of the lever allows to rotate the pivots and these blades in rotation.
  • a nut is screwed onto a threaded end of the pivots to hold the heads of the levers in place securely circumstance.
  • the pivots can tilt in the crankcase passages, possibly causing damage as a result of friction of elements of the mobile assembly on the housing or on the rotor. And even when the bearings are in better condition, gas leaks sometimes important are noted. This is why we have sought an improved arrangement in which these disadvantages would be reduced.
  • the characteristic essential of the new assembly is that it is possible adjust the clearance between the housing and the heads levers and, by reducing this play, lessen the gas leaks and better oppose tipping pivots thanks to the additional support provided by the head of the lever.
  • blade pivots are divided into two connected parts by means of axial position adjustment allowing to vary their length; one of the parties, who is removable, pivots and which carries the end threaded in which the retaining nut is engaged, has a stop for the lever; and the levers are tightened between the stops and the nuts. So the modification of the adjustment between the two parts of the pivot is equivalent to a change in distance between the casing and the removable portion of the pivots, and therefore between the housing and the lever.
  • a convenient means of connection between the two end parts of the pivots is a thread.
  • FIG. 1 The outer portion of a blade 1 appears in Figure 1, as well as its pivot 2 extending to through a passage 3 of a casing 4 out of it.
  • a pair of bearings 5 and 6 supports pivot 2 at ends of passage 3, and bearings 5 and 6 include, in addition to an annular socket 7 assigned to the centering of pivot 2 in passage 3, a portion flat 8 arranged around the ends of passage 3 and limiting the travel of the assembly without allow direct contact between dawn 1 and the internal end of the passage 3 or between the casing 4 and a head 9 of a control lever 10.
  • This lever 10 extends out of the casing 4 and its head 9 comprises a housing 11 in which is engaged the end of the pivot.
  • the housing 11 includes a square section 12, or more generally polygonal, over part of its height, and pivot 2 has a section complementary to this place, which allows it to rotate by tilting lever 10. This is achieved by a ring 13 not shown in detail but which is concentric to the stator 4.
  • the lever 10 carries a pin 14 at its end opposite to the head 9 and which penetrates in the ring 13. By turning the latter, the pin 14 is moved and the lever 10 turns.
  • the square section 12 extends only at the bottom of the housing 11, and above all the end of pivot 2 is divided into two portions one of which 15 is integral with the main portion of the pivot 2 (the one located in passage 3) but has a smaller radius, while the other portion 16 is removable and covers the previous one, to which it is connected in an adjustable manner by thread 17.
  • the removable portion 16 carries the threaded end 18 usual blade pivots and retaining nut 19 engaged around this end.
  • the portion removable 16 includes a stop 20 in the form of outer flange at its lower end, and the housing 11 has a stepped shape 21 abutting against the flange 20.
  • the screwing of the nut 19 makes it possible to tighten the head 9 between him and the stop 20 and therefore maintain the head 9 at a determined height and invariable on the removable portion 16.
  • the removable portion 16 has been adjusted, thanks to thread 17, at a height relative to the other portion 15 chosen so that the clearance between the bottom of the head 9 and the part plate 8 of the outer bearing 5 is very reduced. So, an involuntary tilting of pivot 2 when the bearings 5 and 6 are worn immediately produces a contact between the head 9 and the portion 8, limiting this failover.
  • the square section 12 extends under the removable portion 16 and the stop 20.

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Abstract

Les pivots (2) d'aubes (1) comprennent des portions amovibles (16) à leur extrémité extérieure dont la hauteur peut être réglée par un filetage (17) ou un moyen équivalent afin d'ajuster la distance entre la tête (9) d'un levier (10) de commande du calage de l'aube et le carter (4) ou la collerette (8) d'un palier (5) : si les douilles de centrage (7) des paliers (5 et 6) sont usées, les basculements néfastes des pivots (2) seront limités par un appui de butée de la tête (9). <IMAGE>

Description

Le sujet de cette invention est un agencement de montage d'aubes à calage variable.
On appelle aubes à calage variable des aubes fixées au stator d'une turbomachine et qui ont la faculté de pivoter pour modifier les caractéristiques de redressement qu'elles imposent à l'écoulement des gaz et d'ajuster ainsi la machine à ses différents régimes. De telles aubes comprennent, à leur extrémité extérieure, des pivots traversant le carter en y étant retenus par des paliers permettant la rotation, et l'agencement comprend encore des leviers engagés sur des portions extérieures au carter des pivots. Usuellement, ces leviers sont unis à un anneau de commande commun faisant le tour du carter et dont la rotation fait tourner les leviers, les pivots et les aubes elles-mêmes.
Dans la conception usuelle, les portions extérieures des pivots ont une section carrée et les têtes des leviers ont un logement carré. L'engagement de la section carrée dans le logement carré du levier permet d'entraíner les pivots et ces aubes en rotation. Un écrou est vissé sur une extrémité filetée des pivots pour retenir les têtes des leviers en place en toute circonstance.
Quand les paliers s'usent, les pivots peuvent basculer dans les passages du carter, occasionnant éventuellement des dégâts consécutifs à des frottements d'éléments de l'assemblage mobile sur le carter ou sur le rotor. Et même quand les paliers sont en meilleur état, des fuites de gaz parfois importantes sont constatées. C'est pourquoi on a recherché un montage amélioré dans lequel ces inconvénients seraient réduits. La caractéristique essentielle du nouveau montage est qu'il est possible d'ajuster le jeu existant entre le carter et les têtes des leviers et, en réduisant ce jeu, d'amoindrir les fuites de gaz et de mieux s'opposer à des basculements des pivots grâce à l'appui supplémentaire procuré par la tête du levier.
Dorénavant, les portions extérieures des pivots des aubes sont divisées en deux parties reliées par un moyen d'ajustement axial de position permettant de faire varier leur longueur ; une des parties, qui est amovible, des pivots et qui porte l'extrémité filetée dans laquelle l'écrou de retenue est engagé, comporte un butée destinée au levier ; et les leviers sont serrés entre les butées et les écrous. Ainsi, la modification de l'ajustement entre les deux parties du pivot revient à une modification de distance entre le carter et la portion amovible des pivots, et donc entre le carter et le levier.
Un moyen de liaison commode entre les deux parties extrêmes des pivots est un filetage.
Ces aspects de l'invention ainsi que d'autres seront maintenant décrits au moyen de la figure 1 qui représente l'invention d'une façon générale et de la figure 2, qui représente un mode de réalisation particulier en éclaté.
La portion extérieure d'une aube 1 apparaít à la figure 1, ainsi que son pivot 2 s'étendant à travers un passage 3 d'un carter 4 hors de celui-ci. Une paire de paliers 5 et 6 soutient le pivot 2 aux extrémités du passage 3, et les paliers 5 et 6 comprennent, outre une douille 7 annulaire affectée au centrage du pivot 2 dans le passage 3, une portion plate 8 disposée autour des extrémités du passage 3 et limitant les débattements de l'assemblage sans permettre de contact direct entre l'aube 1 et l'extrémité interne du passage 3 ou entre le carter 4 et une tête 9 d'un levier de commande 10. Ce levier 10 s'étend hors du carter 4 et sa tête 9 comprend un logement 11 dans lequel est engagée l'extrémité du pivot. Le logement 11 comprend une section carrée 12, ou plus généralement polygonale, sur une partie de sa hauteur, et le pivot 2 a une section complémentaire à cet endroit, ce qui permet de l'entraíner en rotation en basculant le levier 10. On y parvient par un anneau de commande 13 non représenté en détail mais qui est concentrique au stator 4. Le levier 10 porte une broche 14 à son extrémité opposée à la tête 9 et qui pénètre dans l'anneau 13. En tournant ce dernier, la broche 14 est déplacée et le levier 10 tourne.
De façon caractéristique, la section carrée 12 ne s'étend qu'en bas du logement 11, et surtout l'extrémité du pivot 2 est divisée en deux portions dont l'une 15 est solidaire de la portion principale du pivot 2 (celle qui est située dans le passage 3) mais a un rayon plus petit, alors que l'autre portion 16 est amovible et vient coiffer la précédente, à laquelle elle est reliée de façon réglable par filetage 17. La portion amovible 16 porte l'extrémité filetée 18 usuelle des pivots d'aubes et l'écrou de retenue 19 engagé autour de cette extrémité. De plus, la portion amovible 16 comprend une butée 20 en forme de collerette extérieure à son extrémité inférieure, et le logement 11 a une forme en gradin 21 butant contre la collerette 20. Le vissage de l'écrou 19 permet de serrer la tête 9 entre lui et la butée 20 et donc de maintenir la tête 9 à une hauteur déterminée et invariable sur la portion amovible 16. D'autre part, la portion amovible 16 a été réglée, grâce au filetage 17, à une hauteur par rapport à l'autre portion 15 choisie pour que le jeu entre le bas de la tête 9 et la partie plate 8 du palier 5 extérieur soit très réduit. Ainsi, un basculement involontaire du pivot 2 quand les paliers 5 et 6 sont usés produit tout de suite un contact entre la tête 9 et la portion 8, limitant ce basculement. Dans cette conception, la section carrée 12 s'étend sous la portion amovible 16 et la butée 20.
Le montage de l'ensemble ne pose pas de difficultés importantes et la portion amovible 12 peut notamment être mise en place en passant par-dessous le logement 11. Une autre solution est pourtant praticable, qu'on représente à la figure 2 et dans laquelle une encoche 22 traverse la tête 9 jusqu'au logement 11 et dans une direction transversale à celui-ci pour qu'il devienne possible de monter la portion amovible 16 en lui faisant traverser l'encoche 22 alors que le levier 10 est déjà en place, la tête 9 sur le pivot 2, en soulevant simplement un peu le levier 10 pour que la portion amovible 16 passe par-dessus l'autre portion 15 d'extrémité. L'encoche 22 comprend une région élargie 23 destinée au passage de la butée 20, plus large que le reste de la portion amovible 16.

Claims (3)

  1. Agencement de montage d'aubes (1) à calage variable, comprenant des pivots (2) des aubes traversant un carter (4), des leviers (10) de commande engagés sur des portions extérieures au carter des pivots, et des écrous (19) vissés sur des extrémités filetées (18) des portions extérieures, des têtes (11) des leviers (10) étant retenues entre les écrous et le carter, caractérisé en ce que les portions extérieures sont divisées en deux parties (15, 16) reliées par un moyen d'ajustement de position (17) permettant de faire varier la longueur des portions extérieures, une desdites parties (16), qui est amovible des pivots, porte l'extrémité filetée, et comporte une butée (20) du levier, les leviers (10) étant serrés entre les butées et les écrous.
  2. Agencement de montage d'aubes à calage variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'ajustement de position consiste en un filetage.
  3. Agencement de montage d'aubes à calage variable selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les leviers comprennent des encoches (22) d'introduction des parties amovibles (16) dans une direction latérale à des logements (11) des leviers par lesquels ceux-ci sont engagés sur les portions extérieures des pivots, les encoches comprenant des régions élargies (23) recevant les butées (20).
EP04100115A 2003-01-17 2004-01-15 Agencement de montage d'aubes a calage variable Withdrawn EP1439283A1 (fr)

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