EP3728794A1 - Dispositif amortisseur - Google Patents

Dispositif amortisseur

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EP3728794A1
EP3728794A1 EP18833974.1A EP18833974A EP3728794A1 EP 3728794 A1 EP3728794 A1 EP 3728794A1 EP 18833974 A EP18833974 A EP 18833974A EP 3728794 A1 EP3728794 A1 EP 3728794A1
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EP
European Patent Office
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damping device
assembly
module
blade
turbomachine
Prior art date
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Application number
EP18833974.1A
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German (de)
English (en)
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EP3728794B1 (fr
Inventor
Philippe Gérard Edmond JOLY
François Jean Comin
Charles Jean-Pierre Douguet
Laurent Jablonski
Romain Nicolas LAGARDE
Jean-Marc Claude Perrollaz
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
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Publication date
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Priority claimed from FR1762545A external-priority patent/FR3075254B1/fr
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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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/04—Antivibration arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Definitions

  • the invention relates to an assembly comprising a turbomachine rotor module.
  • the invention more specifically relates to a turbomachine assembly comprising two rotor modules and a damping device.
  • a turbomachine rotor module generally comprises one or more stages, each stage comprising a disc centered on a longitudinal axis of a turbomachine, corresponding to the axis of rotation of the rotor module.
  • the rotation of the disc is generally provided by a rotary shaft to which it is integrally connected, for example by means of a rotor module journal, the rotary shaft extending along the longitudinal axis of the turbomachine.
  • Blades are mounted at the outer periphery of the disc and distributed circumferentially evenly about the longitudinal axis.
  • Each blade extends from the disc, and further includes a blade, a platform, a stilt and a foot. The foot is embedded in a housing of the disk configured for this purpose, the blade is scanned by a flow through the turbomachine, and the platform forms a portion of the inner surface of the flow stream.
  • the operating range of a rotor module is limited, in particular because of aeroelastic phenomena.
  • the modern turbine engine rotor modules which have a high aerodynamic load, and a small number of blades, are more sensitive to this type of phenomena. In particular, they have reduced margins between the zones of operation without instability and the unstable zones. It is nevertheless imperative to guarantee a sufficient margin between the stability domain and that of the instability, or to demonstrate that the rotor module can operate in the instability zone without exceeding its endurance limit. This ensures a safe operation throughout the life and the entire operating range of the turbomachine.
  • Operation in the instability zone is characterized by coupling between the fluid and the structure, the fluid supplying energy to the structure, and the structure responding on its own modes to levels that can exceed the endurance limit of the material constituting the blade. This generates vibratory instabilities that accelerate the wear of the rotor module, and reduce its life.
  • An object of the invention is to dampen the zero-phase vibration modes for all types of turbomachine rotor modules. Another object of the invention is to influence the damping of non-zero phase-shift vibration modes, for all types of turbomachine rotor modules.
  • Another object of the invention is to provide a damping solution that is simple and easy to implement.
  • the invention proposes in particular an assembly for a turbomachine comprising:
  • a first rotor module comprising a first blade
  • a second rotor module connected to the first rotor module, and comprising a second blade of shorter length than the first blade
  • a damping device extending along at least one component along a longitudinal axis of a turbomachine, characterized in that the damping device is annular extending circumferentially around the longitudinal axis of the turbomachine, and in that the damping device comprises a first outer radial surface bearing frictionally against the first module and a second outer radial surface bearing frictionally against the second module, so as to couple the modules to dampen their respective vibratory movements in operation.
  • the mechanical coupling between the first and second rotor modules makes it possible to increase the tangential stiffness of the connection between these two rotors, while allowing a certain axial and radial flexibility of the damping device in order to maximize the contact between the various elements of the rotor. together. This makes it possible to limit the instabilities related to the zero phase phase vibration mode, but also to participate in the damping of non-zero phase shift vibration modes.
  • such an assembly has the advantage of easy integration within existing turbomachines, whether during manufacture or during maintenance. Indeed, the annular nature of the damping device reduces its bulk between the two motor modules.
  • the damping device is an annular tongue, the section of which is V-shaped, an outer surface of a first branch of the V forming the first outer radial surface bearing frictionally against the first rotor module, an outer surface of a second branch of the V forming the second outer radial surface abutting against the second rotor module,
  • the first rotor module comprises a disk centered on the longitudinal axis of a turbomachine, the first blade being mounted on the outer periphery of the disk from which it extends, and further comprising a blade, a platform, a stilt and an embedded foot; in a disk slot, and
  • the second module comprises a ferrule comprising a circumferential extension extending towards the platform of the first blade
  • the first radial outer surface of the damping device being in abutment with friction on a radially inner surface of the platform of the first blade, the second radial outer surface of the damping device being in abutment with friction on the ferrule,
  • a fixing ferrule is shrunk on the circumferential extension, the second outer radial surface of the damping device being in abutment with friction on the fixing ferrule,
  • the extension carries radial sealing lip, the second radial outer surface of the damping device being in frictional abutment on the sealing lips,
  • the bearing surfaces of the damping device and the surfaces of the platform and the radial sealing lips are treated, for example by a carbon-carbon deposit, so as to guarantee their respective supports,
  • the damping device comprises a dissipative-type coating, defining the bearing surfaces,
  • the damping device comprises a viscoelastic type coating
  • the damping device comprises bores intended to lighten the damping device
  • the damping device comprises inserts, for example of the type metal, intended to weigh down the damping device,
  • the first module is a blower
  • the second module is a compressor, for example a low-pressure compressor
  • the damping device is slotted so as to define two ends facing one another.
  • the invention also relates to a turbomachine comprising an assembly as previously described.
  • the invention furthermore relates to an annular damping device extending circumferentially around a longitudinal axis of a turbomachine, and comprising a first external radial surface configured to bear frictionally against a first rotor module and a second radial surface. external configuration configured to bear against a second rotor module of an assembly as described above, so as to couple the modules in order to damp their respective vibratory movements during operation.
  • the invention finally relates to a method of mounting an assembly as previously described, comprising the steps of:
  • FIG. 1 is a diagrammatic sectional view of an exemplary embodiment of the assembly according to the invention
  • FIG. 2 is a front view of a rotor module subjected to tangential vibrations whose bending mode is out of phase
  • FIG. 3a schematically illustrates tangential displacements of turbomachine rotor modules, as a function of the position of said modules along a turbomachine axis;
  • FIG. 3b is a diagrammatic perspective enlargement of the interface between two turbomachine rotor modules illustrating its relative tangential displacements of said rotor modules
  • FIG. 4 schematically illustrates a first exemplary embodiment of a damping device according to the invention
  • FIG. 5 schematically illustrates an enlargement of a second exemplary embodiment of a damping device according to the invention
  • FIG. 6 schematically illustrates a portion of another embodiment of an assembly according to the invention.
  • FIG. 7 is a flowchart detailing an embodiment of a mounting method according to the invention.
  • the upstream and downstream are defined with respect to the direction of normal flow of air through the turbomachine.
  • a longitudinal axis XX of a turbomachine is defined.
  • the axial direction corresponds to the direction of the longitudinal axis XX of a turbomachine
  • a radial direction is a direction which is perpendicular to this longitudinal axis XX of the turbomachine and which passes through said longitudinal axis XX of a turbomachine
  • a direction circumferential corresponds to the direction of a flat and closed curved line, all points of which are equidistant from the longitudinal axis XX of a turbomachine.
  • inner (or inner) and outer (or outer) are used with reference to a radial direction so that the inner portion or face (ie radially inner) an element is closer to the longitudinal axis XX of the turbomachine than the part or the outer face (ie radially outer) of the same element.
  • such an assembly 1 comprises:
  • a first rotor module 2 comprising a first blade 20
  • a second rotor module 3 connected to the first rotor module 2, and comprising a second blade 30 of shorter length than the first blade 20, and
  • a damping device 4 which extends along at least one component which is along a longitudinal axis X-X turbomachine.
  • the damping device 4 is annular extending circumferentially about a longitudinal axis XX of a turbomachine, and comprises a first radial outer surface 40 bearing frictionally against the first module 2 and a second radial outer surface 42 in frictional abutment against the second module 3, so as to couple the modules 2, 3 to dampen their respective vibratory movements in operation.
  • the first rotor module is a fan 2
  • the second rotor module is a low-pressure compressor 3 located immediately downstream of the fan 2.
  • the blower 2 and the low-pressure compressor 3 comprise a disk 21, 31 centered on a longitudinal axis XX of a turbomachine, the first 20 and the second blade 30 being respectively mounted at the outer periphery of the disk 21, 31, and further comprising a blade 23, 33, a platform 25, a stag 27, 37 and a foot 29, 39 recessed in a housing 210, 310 of the disc 21, 31.
  • the distance separating the foot 29, 39 from the end of the blade 23, 33 constitute the respective lengths of the first 20 and the second blade 30.
  • the length of the first blade 20 and second blade 30 is here considered substantially radially. relative to the longitudinal axis XX of rotation of the rotor modules 2, 3.
  • blower 2 and low-pressure compressor 3 comprise a plurality of blades 20, 30 distributed circumferentially about the longitudinal axis XX.
  • the low pressure compressor 3 further comprises an annular ferrule 32 also centered on the longitudinal axis XX.
  • the ferrule 32 comprises a circumferential extension 34, also annular, extending towards the platform 25 of the first blade 20. This annular extension 34 carries radial sealing strips 36 configured to prevent losses of air flow from the stream vein 5.
  • ferrule 32 is fixed to the fan disc 21 by means of fasteners 22 distributed circumferentially around the longitudinal axis XX.
  • fasteners 22 may for example be bolted connections 22.
  • fasteners 22 may be made by hooping which is associated with an anti-rotation device and / or an axial locking system.
  • the assembly formed of the fan 2 and the compressor 3 is rotated by a rotary shaft 6, called a low-pressure shaft, to which the fan 2 and the low-pressure compressor 3 are integrally connected, by means of a rotor journal 60, the low-pressure shaft 6 being also connected to a low-pressure turbine 7, downstream of the turbomachine, and extending along the longitudinal axis XX of a turbomachine.
  • the fan 2 draws air, all or part of which is compressed by the low-pressure compressor 3.
  • the compressed air then circulates in a high-pressure compressor (not shown) before being mixed with fuel and then ignited within the combustion chamber (not shown), to finally be successively expanded in the upper turbine (not shown) and the low pressure turbine 7.
  • the opposing compression forces upstream, and relaxation downstream give rise to aeroelastic floating phenomena, which couple the aerodynamic forces on the blades 20, 30, and the vibration movements in flexion and torsion in the blades 20, 30. As illustrated in FIG. 2, this floating causes in particular intense torsional torsional forces of the tree low pressure 6 which are reflected in the blower 2 and the low-pressure compressor 3.
  • the blades 20, 30 are then subjected to tangential beats, in particular in a zero-phase vibration mode. It is indeed a bending mode with an inter-blade phase shift 20, zero zero, involving a non-zero moment on the low pressure shaft 6, whose natural frequency is about one and a half times greater than that of first harmonic vibration, and whose deformation has a nodal line at mid-height of the blade 20, 30.
  • Such vibrations limit the mechanical strength of the fan 2 and the low-pressure compressor 30, accelerate the wear of the turbomachine , and decreases its life.
  • the tangential floating displacement of the fan blade 2 is different from that of the low-pressure compressor shell 3.
  • the length of the fan blades 2 being greater than that of the 3, the tangential bending moment driven by the blower vane beats 2 is much greater than that caused by the vane beats 30 of the low pressure compressor 3.
  • the stiffness of assembly within the blower 2 is different from that of mounting within the compressor 3. With reference to FIG. 3b, this difference in tangential beats is notably visible at the interface between the platform 25 of a fan blade 20, and sealing lugs 36 of ferrule 32.
  • the damping device 4 is housed under the platform 25 of a fan blade 20, between the stilt 27 and the shell 32 of the low-pressure compressor 3.
  • the low-pressure compressor 3 comprises an annular fixing ferrule 38, shrunk onto the circumferential extension 34 of ferrule 32 of low-pressure compressor 3.
  • the fixing ferrule 38 can be assembled to the circumferential extension 34 of ferrule 32 by via fasteners such as those provided by radial fingers (not shown) belonging to said fixing ferrule 38 and screwed to said extension 34.
  • the wipers 36 comprise, in the traditional manner, substantially radial free ends for sealing against a stator.
  • the wipers 36 comprise an annular root which connects these ends to the circumferential extension 34 of ferrule 32.
  • the first outer radial surface 40 is supported with friction against the blower 2 at the inner surface 250 of the platform 25 of the fan blade 20 2, and the second radial outer surface 42 is frictionally supported on the fixing ferrule 38.
  • This ensures a tangential coupling of significant stiffness between blower 2 and low pressure compressor 3, so as to reduce the tangential vibrations described above.
  • Coupling is also important as the area within which the damping device 4 is disposed has the highest relative tangential displacements for zero phase shift mode considered, as shown in Figures 3a and 3b. Typically, these relative displacements are of the order of a few millimeters.
  • the damping device 4 also advantageously retains an efficiency on the vibratory modes of the fan blades 2 with non-zero phase shift.
  • the damping device 4 is an annular tongue, whose section is V-shaped.
  • the radially outer surface 40 of the first leg 41 of the V forming the first surface 40 in support with friction against the blower 2, the outer surface 42 of the second leg 43 of the V forming the second outer radial surface 42 bears against the low-pressure compressor 3.
  • the tongue structure advantageously makes it possible to reduce the space requirement of the damping device 4, within the set 1.
  • the V-shaped structure makes it possible to increase the contact area between the blower 2 and the damping device 4 on the one hand, and between the damping device 4 and the low-pressure compressor 3 on the other hand. This configuration thus favors the coupling between these two rotors elements, in order to dampen their vibratory movements.
  • the annular tongue 4 does not constitute a ring in one piece, but is slotted so as to define two ends 44, 46 facing one another.
  • the mechanical stresses in operation are such that slight tangential, axial and radial movements of the damping device 4 are to be expected. These movements are due in particular to the tangential beats to be damped, but also to the centrifugal loading of the assembly 1. It is necessary that these movements do not wear the blades 20 or the shell 32, whose coatings are relatively fragile.
  • the bearing surfaces 40, 42 of the damping device can be treated by dry lubrication, in order to perpetuate the value of the coefficient of friction between damping device 4 and low-pressure compressor 3 and / or blade platform 20. This lubrication is for example of MoS2 type.
  • the damping device 4 comprises, in a second embodiment, an additional coating 48, 49, as can be seen in FIG. 5, defining the bearing surfaces 40, 42.
  • a coating 48, 49 is configured to reduce the friction and / or the wear of the engine parts between the damping device 4 and the rotor modules 2, 3.
  • This coating 48, 49 is for example dissipative type 48 and / or viscoelastic and / or damping.
  • the dissipative coating 48 then comprises a material chosen from those having mechanical properties similar to those of vespel, teflon or any other material with lubricating properties. More generally, the material has a coefficient of friction of between 0.3 and 0.07.
  • the friction coating 48 is an effective alternative to the dry lubrication treatment, which requires to be implemented regularly.
  • this coating 48, 49 is of the viscoelastic type 49.
  • a coating 49 then advantageously comprises a material having properties similar to those of a material such as those of the range having the trade name "SMACTANE®", for example a material of the type "SMACTANE® 70".
  • Another way of increasing the tangential stiffness of the assembly 1 is to sufficiently preload the viscoelastic coating 44, for example during assembly of the assembly 1, so that the relative tangential displacement between blade 20 and ferrule 32 is transformed into shear. viscoelastic coating 44 alone.
  • the damping by tangential coupling can be adjusted by controlling the mass of the damping device 4, which influences the shear inertia.
  • This control passes through modifications of the mass of the damping device 4.
  • This mass can be modified in all or part of the damping device 4, typically by practicing bores 45 for lightening, and / or adding one or more inserts 47, for example metal, to weigh down.
  • the control of the mass of the damping device 4 allows to adjust its efficiency through the centrifugal forces it undergoes in operation.
  • This detail of embodiment with bores and / or insert may correspond to a third embodiment.
  • the combination of the second and the third embodiment makes it possible to adjust the contact forces between the damping device 4 and the fan 2 as well as the low-pressure compressor 3. In fact, too high contact forces between the dawn 20 of blower 2 and the damping device 4 limit the dissipation of vibrations in operation.
  • the damping device 4 is an annular cylinder, whose section is diamond-shaped.
  • the diamond-shaped section is indeed denser than the V-shaped section, which makes it possible to increase the mechanical coupling between the fan 2 and the low-pressure compressor 3, by promoting the tangential stiffness of the together 1.
  • the first outer radial surface 40 bears against the blower 2 at the internal surface 250 of the platform 25 of the fan blade 20, and the second external radial surface 42 is also supported with friction on the radial sealing wipers 36.
  • the bearing surfaces 40, 42 of the damping device 4, and the surfaces 250, 360 of the platform 25 and radial sealing wipers 36 are treated so as to guarantee their respective supports.
  • the treatment consists of a carbon-carbon deposit which ensures a high coefficient of friction, while limiting the wear of the surfaces 250, 360 of the platform 25 and radial sealing lips 36. This support with friction is on the root of the wipers 36, that is to say at a distance from their free sealing ends.
  • the cylinder 4 does not constitute a ring in one piece, but is slotted so as to define two ends facing one another.
  • the damping device 4 comprises a dense material, preferably steel or a nickel-based alloy, so as to maximize the tangential stiffness of the coupling between the fan 2 and the low-pressure compressor 3.
  • first rotor module 2 is a fan
  • second rotor module 3 is a low pressure compressor
  • first rotor module 2 can also be a first compressor stage, high or low pressure, and the second rotor module 3 a second stage of the compressor, successive to the first compressor stage, upstream or downstream from it.
  • first rotor module 2 is a first turbine stage, high or low pressure, and the second rotor module 3 a second stage of said turbine, successive to the first turbine stage, upstream or downstream thereof.
  • a first step E1 the damping device 4 is disposed between the first rotor module 2 and the second rotor module 3 so that a first radial outer surface 40 of the damping device 4 bears against the first module 2, and a second external radial surface 42 of the damping device 4 bears against the second module 3 with friction.
  • the damping device 4 is prestressed against the first 2 and the second rotor module 3 so as to couple them in order to damp their respective vibratory movements in operation.
  • Such a mounting method E is advantageously favored by the simple character resulting from the annular shape of the damping device 4.
  • the damping device 4 is simply arranged within an assembly 1 already mounted, without requiring the adding links, for example bolted, which would increase both the mass of the assembly 1, and its assembly time and / or maintenance.

Abstract

L'invention porte sur ensemble (1) pour turbomachine comprenant: - un premier module rotor (2) comprenant une première aube (20), - un deuxième module rotor (3), relié au premier module rotor (2), et comprenant une deuxième aube de longueur inférieure à la première aube (20), et - un dispositif amortisseur (4) s'étendant suivant au moins une composante selon un axe longitudinal (X-X) de turbomachine, caractérisé en ce que le dispositif amortisseur (4) est annulaire en s'étendant circonférentiellement autour de l'axe longitudinal (X-X) de turbomachine et en ce que le dispositif amortisseur (4) comprend une première surface radiale externe (40) en appui avec frottement contre le premier module (2) ainsi qu'une deuxième surface radiale externe (42) en appui avec frottement contre le deuxième module(3), de sorte à coupler les modules (2, 3) en vue d'amortir leurs mouvements vibratoires respectifs en fonctionnement.

Description

DISPOSITIF AMORTISSEUR
DOMAINE TECHNIQUE
L’invention concerne un ensemble comprenant un module rotor de turbomachine.
L’invention vise plus spécifiquement un ensemble pour turbomachine comprenant deux modules rotor et un dispositif amortisseur.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Un module rotor de turbomachine comprend généralement un ou plusieurs étage(s), chaque étage comprenant un disque centré sur un axe longitudinal de turbomachine, correspondant à l’axe de rotation du module rotor. La mise en rotation du disque est généralement assurée par un arbre rotatif auquel il est relié solidairement, par exemple au moyen d’un tourillon de module rotor, l’arbre rotatif s’étendant selon l’axe longitudinal de la turbomachine. Des aubes sont montées à la périphérie externe du disque, et réparties circonférentiellement, de manière régulière autour de l’axe longitudinal. Chaque aube s’étend depuis le disque, et comprend en outre une pale, une plateforme, une échasse et un pied. Le pied est encastré dans un logement du disque configuré à cet effet, la pale est balayée par un flux traversant la turbomachine, et la plateforme forme une portion de la surface interne de la veine de flux.
Le domaine de fonctionnement d’un module rotor est limité, notamment à cause de phénomènes aéroélastiques. Les modules rotor de turbomachines modernes, qui possèdent une charge aérodynamique élevée, et un nombre réduit d’aubes, sont plus sensibles à ce type de phénomènes. En particulier, ils présentent des marges réduites entre les zones de fonctionnement sans instabilité et les zones instables. Il est néanmoins impératif de garantir une marge suffisante entre le domaine de stabilité et celui de l’instabilité, ou de démontrer que le module rotor peut fonctionner dans la zone d’instabilité sans dépasser sa limite d’endurance. Ceci permet de garantir un fonctionnement sans risque dans toute la vie et tout le domaine de fonctionnement de la turbomachine.
Le fonctionnement dans la zone d’instabilité se caractérise par un couplage entre le fluide et la structure, le fluide apportant l’énergie à la structure, et la structure répondant sur ses modes propres à des niveaux pouvant dépasser la limite d’endurance du matériau constituant l’aube. Ceci génère des instabilités vibratoires qui accélèrent l’usure du module rotor, et diminuent sa durée de vie.
Afin de limiter ces phénomènes, il est connu de mettre en place un système amortissant la réponse dynamique de l’aube, afin de garantir que celle-ci ne dépasse pas la limite d’endurance du matériau quel que soit le point de fonctionnement du module rotor. Cependant, la plupart des systèmes connus de l’art antérieur s’attachent à amortir des modes de vibration à déphasage non nul, et caractérisant une réponse asynchrone des aubes aux sollicitations aérodynamiques. De tels systèmes ont par exemple été décrits dans les documents FR 2 949 142, EP 1 985 810 et FR 2 923 557, au nom de la Demanderesse. Ces systèmes sont tous configurés pour être logés entre la plateforme et le pied de chaque aube, dans le logement délimité par les échasses respectives de deux aubes successives. Par ailleurs, de tels systèmes fonctionnent lorsque deux plateformes d’aubes successives se déplacent l’une par rapport à l’autre, par dissipation de l’énergie de vibration, par exemple par frottement.
Cependant, ces systèmes sont totalement inefficaces pour amortir les modes de vibration présentant un déphasage nul faisant participer les aubes et la ligne rotor, c’est-à-dire son arbre rotatif. De tels modes se caractérisent par une flexion des aubes de rotor avec un déphasage inter-aube nul impliquant un moment non nul sur l’arbre rotatif. En outre, il s’agit d’un mode couplé entre l’aube, le disque, et l’arbre rotatif. Plus précisément, la torsion au sein du module rotor, résultant par exemple d’efforts inverses entre un rotor de turbine et un rotor de compresseur, aboutissent à des mouvements de flexion des aubes par rapport à leur attache avec le disque. Ces mouvements sont d’autant importants que l’aube est grande, et que l’attache est souple.
Il existe donc un besoin d’un système amortisseur pour rotor de turbomachine permettant de limiter les instabilités générées par tous les modes de vibration tels que précédemment décrits.
RESUME DE L’INVENTION
Un but de l’invention est d’amortir les modes de vibration à déphasage nul pour tous types de modules rotor de turbomachine. Un autre but de l’invention est d’influencer l’amortissement des modes de vibration à déphasage non nul, pour tous types de modules rotor de turbomachine.
Un autre but de l’invention est de proposer une solution d’amortissement simple et facile à mettre en oeuvre.
L’invention propose notamment un ensemble pour turbomachine comprenant :
• un premier module rotor comprenant une première aube,
• un deuxième module rotor, relié au premier module rotor, et comprenant une deuxième aube de longueur inférieure à la première aube, et
• un dispositif amortisseur s’étendant suivant au moins une composante selon un axe longitudinal de turbomachine, caractérisé en ce le dispositif amortisseur est annulaire en s’étendant circonférentiellement autour de l’axe longitudinal de turbomachine, et en ce que le dispositif amortisseur comprend une première surface radiale externe en appui avec frottement contre le premier module ainsi qu’une deuxième surface radiale externe en appui avec frottement contre le deuxième module, de sorte à coupler les modules en vue d’amortir leurs mouvements vibratoires respectifs en fonctionnement.
Le couplage mécanique entre le premier et le deuxième module rotor permet d’augmenter la rigidité tangentielle de la liaison entre ces deux rotors, tout en autorisant une certaine souplesse axiale et radiale du dispositif amortisseur afin de maximiser le contact entre les différents éléments de l’ensemble. Ceci permet de limiter les instabilités liées au mode de vibration à déphasage nul, mais aussi de participer à l’amortissement des modes de vibration à déphasage non nul. En outre, un tel ensemble présent l’avantage d’une intégration facile au sein de turbomachines existantes, que ce soit lors de la fabrication ou lors de maintenance. En effet, le caractère annulaire du dispositif amortisseur permet de réduire son encombrement entre les deux modules motor.
L’ensemble selon l’invention peut en outre comprendre les caractéristiques suivantes prises seules ou en combinaison :
- le dispositif amortisseur est une languette annulaire, dont la section est en forme de V, une surface externe d’une première branche du V formant la première surface radiale externe en appui avec frottement contre le premier module rotor, une surface externe d’une deuxième branche du V formant la deuxième surface radiale externe en appui avec frottement contre la deuxième module rotor,
- dans cet ensemble :
o le premier module rotor comprend un disque centré sur l’axe longitudinal de turbomachine, la première aube étant montée à la périphérie externe du disque duquel elle s’étend, et comprenant en outre une pale, une plateforme, une échasse et un pied encastré dans un logement du disque, et
o le deuxième module comprend une virole comprenant une extension circonférentielle s’étendant vers la plateforme de la première aube,
la première surface radiale externe du dispositif amortisseur étant en appui avec frottement sur une surface radialement interne de la plateforme de la première aube, la deuxième surface radiale externe du dispositif amortisseur étant en appui avec frottement sur la virole,
- une virole de fixation est frettée sur l’extension circonférentielle, la deuxième surface radiale externe du dispositif amortisseur étant en appui avec frottement sur la virole de fixation,
- l’extension est porteuse de léchette radiales d’étanchéité, la deuxième surface radiale externe du dispositif amortisseur étant en appui avec frottement sur les léchettes d’étanchéité,
- les surfaces d’appui du dispositif amortisseur et les surfaces de la plateforme et des léchettes radiales d’étanchéité sont traitées, par exemple par un dépôt carbone-carbone, de sorte à garantir leurs appuis respectifs,
- le dispositif amortisseur comprend un revêtement de type dissipatif, définissant les surfaces d’appui,
- le dispositif amortisseur comprend un revêtement de type viscoélastique,
- le dispositif amortisseur comprend des alésages destinés à alléger le dispositif amortisseur,
- le dispositif amortisseur comprend des inserts, par exemple de type métallique, destinés à alourdir le dispositif amortisseur,
- le premier module est une soufflante, et le deuxième module est un compresseur, par exemple un compresseur basse pression, et
- le dispositif amortisseur est fendu de sorte à définir deux extrémités en regard l’une de l’autre.
L’invention porte également sur une turbomachine comprenant un ensemble tel que précédemment décrit. L’invention porte en outre sur un dispositif amortisseur annulaire s’étendant circonférentiellement autour d’un axe longitudinal de turbomachine, et comprenant une première surface radiale externe configurée pour être en appui avec frottement contre un premier module rotor ainsi qu’une deuxième surface radiale externe configurée pour être en appui avec frottement contre un deuxième module rotor d’un ensemble tel que précédemment décrit, de sorte à coupler les modules en vue d’amortir leurs mouvements vibratoires respectifs en fonctionnement.
L’invention porte enfin sur un procédé de montage d’un ensemble tel que précédemment décrit, comprenant les étapes de :
• disposition du dispositif amortisseur entre le premier module rotor et le deuxième module rotor de sorte à ce que la première surface radiale externe du dispositif amortisseur soit en appui avec frottement contre le premier module, et que la deuxième surface radiale externe du dispositif amortisseur soit en appui avec frottement contre le deuxième module, et
• précontrainte du dispositif amortisseur contre les modules, de sorte à les coupler en vue d’amortir leurs mouvements vibratoires respectifs en fonctionnement.
DESCRIPTIF RAPIDE DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d’exemple non limitatif et sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe schématique d’un exemple de réalisation de l’ensemble selon l’invention,
- la figure 2 est une vue de face d’un module rotor soumis à des vibrations tangentielles dont le mode de flexion est à déphasage nul,
- la figure 3a illustre schématiquement des déplacements tangentiels de modules rotors de turbomachine, en fonction de la position desdits modules le long d’un axe de turbomachine,
- la figure 3b est un agrandissement en perspective schématique de l’interface entre deux modules rotor de turbomachine illustrant ses déplacements tangentiels relatifs desdits modules rotor,
- la figure 4 illustre schématiquement un premier exemple de réalisation d’un dispositif amortisseur selon l’invention,
- la figure 5 illustre schématiquement un agrandissement d’un deuxième exemple de réalisation d’un dispositif amortisseur selon l’invention,
- la figure 6 illustre schématiquement une partie d’un autre exemple de réalisation d’un ensemble selon l’invention, et
- la figure 7 est un organigramme détaillant un exemple de réalisation d’un procédé de montage selon l’invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
Un exemple de réalisation d’un ensemble 1 selon l’invention va maintenant être décrit, en référence aux figures.
Dans tout ce qui va suivre, l'amont et l'aval sont définis par rapport au sens d'écoulement normal d’air à travers la turbomachine. Par ailleurs, un axe longitudinal X-X de turbomachine est défini. De cette manière, la direction axiale correspond à la direction de l'axe longitudinal X-X de turbomachine, une direction radiale est une direction qui est perpendiculaire à cet axe longitudinal X-X de turbomachine et qui passe par ledit axe longitudinal X-X de turbomachine, et une direction circonférentielle correspond à la direction d’une ligne courbe plane et fermée, dont tous les points se trouvent à égale distance de l’axe longitudinal X-X de turbomachine. Enfin, et sauf précision contraire, les termes « interne (ou intérieur) » et « externe (ou extérieur) », respectivement, sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie ou la face interne (i.e. radialement interne) d'un élément est plus proche de l'axe longitudinal X-X de turbomachine que la partie ou la face externe (i.e. radialement externe) du même élément.
En référence aux figures 1 et 3a, un tel ensemble 1 comprend :
- un premier module rotor 2 comprenant une première aube 20,
- un deuxième module rotor 3, relié au premier module rotor 2, et comprenant une deuxième aube 30 de longueur inférieure à la première aube 20, et
- un dispositif amortisseur 4 qui s’étend suivant au moins une composante qui est selon un axe longitudinal X-X de turbomachine. En outre, le dispositif amortisseur 4 est annulaire en s’étendant circonférentiellement autour d’un axe longitudinal X-X de turbomachine, et comprend une première surface radiale externe 40 en appui avec frottement contre le premier module 2 ainsi qu’une deuxième surface radiale externe 42 en appui avec frottement contre le deuxième module 3, de sorte à coupler les modules 2, 3 en vue d’amortir leurs mouvements vibratoires respectifs en fonctionnement.
Par appui « avec frottement », on comprend que le contact entre les surfaces radiales externes 41 , 42 et, respectivement, le premier module rotor 2, et le deuxième module rotor 3, s’effectue avec frottement. En d’autres termes, les efforts d’appui entre les surfaces radiales externes 41 , 42 et, respectivement, le premier module rotor 2, et le deuxième module rotor 3, peuvent se décomposer en des efforts de pression, qui sont dirigés normalement au contact, et des efforts de frottement, dirigés tangentiellement au contact. Cet appui garantit à la fois la cohérence mécanique de l’ensemble 1 , par l’intermédiaire des efforts de pression, mais aussi le couplage entre les modules 2, 3, en vue d’amortir leurs mouvements vibratoires respectifs en fonctionnement, par l’intermédiaire des efforts de frottement.
En référence aux figures 1 et 3a, le premier module rotor est une soufflante 2, et le deuxième module rotor est un compresseur basse pression 3, situé immédiatement en aval de la soufflante 2.
La soufflante 2 et le compresseur basse pression 3 comprennent un disque 21 , 31 centré sur un axe longitudinal X-X de turbomachine, la première 20 et la seconde aube 30 étant respectivement montées à la périphérie externe du disque 21 , 31 , et comprenant en outre une pale 23, 33, une plateforme 25, 35 une échasse 27, 37 et un pied 29, 39 encastré dans un logement 210, 310 du disque 21 , 31. La distance séparant le pied 29, 39 de l’extrémité de la pale 23, 33 constitue les longueurs respectives de la première 20 et de la deuxième aube 30. La longueur de la première aube 20 et deuxième aube 30 est donc ici considérée comme sensiblement radialement par rapport à l’axe longitudinal X-X de rotation des modules rotor 2, 3. En fonctionnement, la pale 23, 33 est balayée par un flux 5 traversant la turbomachine, et la plateforme 25, 35 forme une portion de la surface interne de la veine de flux 5. De manière générale, comme visible sur les figures 2 et 3a, soufflante 2 et compresseur basse pression 3 comprennent une pluralité d’aubes 20, 30 réparties circonférentiellement autour de l’axe longitudinal X-X. Le compresseur basse pression 3 comprend en outre une virole annulaire 32 également centrée sur l’axe longitudinal X-X. La virole 32 comprend une extension circonférentielle 34, elle aussi annulaire, s’étendant vers la plateforme 25 de la première aube 20. Cette extension annulaire 34 est porteuse de léchettes radiales d’étanchéité 36 configurées pour prévenir les pertes de débit d’air depuis la veine de flux 5. De plus, la virole 32 est fixée au disque 21 de soufflante 2 au moyen d’attaches 22 réparties circonférentiellement autour de l’axe longitudinal X-X. De telles attaches peuvent par exemple être des liaisons boulonnées 22. Alternativement, de telles attaches 22 peuvent être réalisées par frettage auquel est associé un dispositif d’anti-rotation et/ou un système de verrouillage axial. Enfin, en référence à la figure 3a, l’ensemble formé de la soufflante 2 et du compresseur 3 est mis en rotation par un arbre rotatif 6, appelé arbre basse pression, auquel soufflante 2 et compresseur basse pression 3 sont solidairement reliés, au moyen d’un tourillon de rotor 60, l’arbre basse pression 6 étant également relié à une turbine basse pression 7, en aval de la turbomachine, et s’étendant selon l’axe longitudinal X-X de turbomachine.
En fonctionnement, la soufflante 2 aspire de l’air dont tout ou partie est compressé par le compresseur basse pression 3. L’air compressé circule ensuite dans un compresseur haute pression (non représenté) avant d’être mélangé à du carburant, puis enflammé au sein de la chambre de combustion (non représentée), pour enfin être successivement détendu dans la turbine haute (non représentée) et la turbine basse pression 7. Les efforts opposés de compression en amont, et de détente en aval, donnent lieu à des phénomènes aéroélastiques de flottement, qui couplent les efforts aérodynamiques sur les aubes 20, 30, et les mouvements de vibration en flexion et torsion dans les aubes 20, 30. Comme illustré en figure 2, ce flottement entraîne notamment des efforts de torsion intenses au sein de l’arbre basse pression 6 qui sont répercutés à la soufflante 2 et au compresseur basse pression 3. Les aubes 20, 30 sont alors soumises à des battements tangentiels, notamment selon un mode de vibration à déphasage nul. Il s’agit en effet d’un mode de flexion avec un déphasage inter-aube 20, 30 nul, impliquant un moment non nul sur l’arbre basse pression 6, dont la fréquence propre est environ une fois et demie supérieure à celle de première harmonique de vibration, et dont la déformée possède une ligne nodale à mi-hauteur de l’aube 20, 30. De telles vibrations limitent la tenue mécanique de la soufflante 2 et du compresseur basse pression 30, accélèrent l’usure de la turbomachine, et diminue sa durée de vie.
Comme visible sur la figure 3a, le déplacement tangentiel par flottement de l’aube 20 de soufflante 2 est différent de celui de la virole 32 de compresseur basse pression 3. En effet, la longueur des aubes 20 de soufflante 2 étant supérieure à celle des aubes 30 de compresseur basse pression 3, le moment de flexion tangentielle entraîné par les battements d’aube 20 de soufflante 2 est bien supérieur à celui entraîné par les battements d’aube 30 de compresseur basse pression 3. En outre, la raideur de montage au sein la de soufflante 2 est différente de celle de montage au sein du compresseur 3. En référence à la figure 3b, cet écart de battements tangentiels est notamment visible à l’interface entre la plateforme 25 d’une aube 20 de soufflante 2, et des léchettes d’étanchéité 36 de virole 32.
Dans un premier mode de réalisation, en référence à la figure 1 , le dispositif amortisseur 4 est logé sous la plateforme 25 d’une aube 20 de soufflante 2, entre l’échasse 27 et la virole 32 de compresseur basse pression 3. En outre, le compresseur basse pression 3 comprend une virole de fixation 38 annulaire, frettée sur l’extension circonférentielle 34 de virole 32 de compresseur basse pression 3. Alternativement, la virole de fixation 38 peut être assemblée à l’extension circonférentielle 34 de virole 32 par l’intermédiaire de fixations telles que celles assurées par des doigts radiaux (non représentés) appartenant à ladite virole de fixation 38 et vissées à ladite extension 34.
Les léchettes 36 comprennent de manière traditionnelle des extrémités libres sensiblement radiales d’étanchéité pour être en regard d’un stator. Ici, les léchettes 36 comportent une racine annulaire qui relie ces extrémités à l’extension circonférentielle 34 de virole 32.
La première surface radiale externe 40 est en appui avec frottement contre la soufflante 2 au niveau de la surface interne 250 de la plateforme 25 de l’aube 20 de soufflante 2, et la deuxième surface radiale externe 42 est en appui avec frottement sur la virole de fixation 38. Ceci assure un couplage tangentiel de raideur importante entre soufflante 2 et compresseur basse pression 3, de sorte à réduire les vibrations tangentielles précédemment décrites. Le couplage est d’ailleurs d’autant important que la zone au sein de laquelle le dispositif amortisseur 4 est disposé présente les déplacements tangentiels relatifs les plus élevés pour le mode à déphasage nul considéré, comme illustré en figures 3a et 3b. Typiquement, ces déplacements relatifs sont de l’ordre de quelques millimètres. Pour autant, le dispositif amortisseur 4 conserve également avantageusement une efficacité sur les modes vibratoires des aubes 20 de soufflante 2 à déphasage non nul.
Dans les réalisations illustrées sur les figures 1 , 4 et 5, le dispositif amortisseur 4 est une languette annulaire, dont la section est en forme de V. La surface radialement externe 40 de la première branche 41 du V formant la première surface 40 en appui avec frottement contre la soufflante 2, la surface externe 42 de la deuxième branche 43 du V formant la deuxième surface radiale externe 42 en appui avec frottement contre le compresseur basse pression 3. La structure en languette permet avantageusement de réduire l’encombrement du dispositif amortisseur 4, au sein de l’ensemble 1 . En outre, la structure en V permet d’augmenter la surface de contact entre soufflante 2 et dispositif amortisseur 4 d’une part, et entre dispositif amortisseur 4 et compresseur basse pression 3 d’autre part. Cette configuration favorise donc le couplage entre ces deux éléments rotors, en vue d’amortir leurs mouvements vibratoires.
En vue de faciliter le montage, la languette annulaire 4 ne constitue pas un anneau d’une seule pièce, mais est fendue de sorte à définir deux extrémités 44, 46 en regard l’une de l’autre.
Les sollicitations mécaniques en fonctionnement sont telles que de légers mouvements tangentiels, axiaux et radiaux du dispositif amortisseur 4 sont à prévoir. Ces mouvements sont notamment dus aux battements tangentiels à amortir, mais aussi au chargement centrifuge de l’ensemble 1. Il est nécessaire que ces mouvements n’usent pas les aubes 20 ou la virole 32, dont les revêtements sont relativement fragiles. A cet égard, les surfaces d’appui 40, 42 du dispositif amortisseur peuvent être traitées par lubrification sèche, en vue de pérenniser la valeur du coefficient de frottement entre dispositif amortisseur 4 et compresseur basse pression 3 et/ou plateforme 25 d’aube 20. Cette lubrification est par exemple de type MoS2.
En vue d’améliorer l’appui avec frottement, le dispositif amortisseur 4 comprend, dans un deuxième mode de réalisation, un revêtement additionnel 48, 49, comme visible sur la figure 5, définissant les surfaces d’appui 40, 42. De manière générale, un tel revêtement 48, 49 est configuré pour diminuer le frottement et/ou l’usure des pièces moteur entre le dispositif amortisseur 4 et les modules rotor 2, 3. Ce revêtement 48, 49 est par exemple de type dissipatif 48 et/ou viscoélastique et/ou amortissant. Le revêtement dissipatif 48 comprend alors un matériau choisi parmi ceux présentant des propriétés mécaniques similaires à celles du vespel, du téflon ou de toute autre matière à propriétés lubrifiantes. De manière plus générale le matériau possède un coefficient de frottement compris entre 0.3 et 0.07. Une trop grande souplesse ne permettrait pas d’amortir le mode à déphasage nul, puisque les déplacements relatifs de la soufflante 2 et du compresseur basse pression 3 aboutiraient à des frottements et/ou oscillations entre un état « collé » et un état « glissant » du dispositif amortisseur 4. En outre, le revêtement frotteur 48 constitue une alternative efficace au traitement lubrification sèche, qui nécessite d’être mise en oeuvre régulièrement.
Alternativement, ce revêtement 48, 49 est de type viscoélastique 49. Un tel revêtement 49 comprend alors avantageusement un matériau ayant des propriétés similaires à celles d’un matériau tel que ceux de la gamme ayant l’appellation commerciale « SMACTANE® », par exemple un matériau de type « SMACTANE® 70 ». Une autre manière d’augmenter la raideur tangentielle de l’ensemble 1 est de suffisamment précontraindre le revêtement viscoélastique 44, par exemple lors du montage de l’ensemble 1 , pour que le déplacement tangentiel relatif entre aube 20 et virole 32 se transforme en cisaillement viscoélastique du revêtement 44 seul.
Ces revêtements additionnels 48, 49 sont rapportés par collage au niveau des surfaces d’appui 40, 42.
Dans un détail de réalisation comme illustré sur la figure 4, l’amortissement par couplage tangentielle peut être ajusté en contrôlant la masse du dispositif amortisseur 4, ce qui influence l’inertie de cisaillement. Ce contrôle passe par des modifications de la masse du dispositif amortisseur 4. Cette masse peut être modifiée dans tout ou partie du dispositif amortisseur 4, typiquement en pratiquant des alésages 45 pour alléger, et/ou en ajoutant un ou plusieurs inserts 47, par exemple métalliques, pour alourdir. En outre, le contrôle de la masse du dispositif amortisseur 4 permet de régler son efficacité par l’intermédiaire des forces centrifuges qu’il subit en fonctionnement. Ce détail de réalisation à alésages et/ou insert peut correspondre à un troisième mode de réalisation.
Avantageusement, la combinaison du deuxième et du troisième mode de réalisation permet d’ajuster les efforts de contact entre le dispositif amortisseur 4 et la soufflante 2 ainsi que le compresseur basse pression 3. En effet, des efforts de contact trop élevés entre l’aube 20 de soufflante 2 et le dispositif amortisseur 4 limiteraient les dissipations des vibrations en fonctionnement.
Dans un quatrième mode de réalisation illustré sur la figure 6, le dispositif amortisseur 4 est un cylindre annulaire, dont la section est en forme de losange. La surface radialement externe 40 d’un premier côté du losange formant la première surface radiale externe 40 en appui avec frottement contre la soufflante 2, la surface radialement externe 42 d’un deuxième côté du losange formant la deuxième surface radiale externe 42 en appui avec frottement contre le compresseur basse pression 3. La section en forme de losange est en effet plus dense que la section en V, ce qui permet d’augmenter le couplage mécanique entre soufflante 2 et compresseur basse pression 3, en favorisant la raideur tangentielle de l’ensemble 1.
En outre, la première surface radiale externe 40 est en appui avec frottement contre la soufflante 2 au niveau de la surface interne 250 de la plateforme 25 de l’aube 20 de soufflante 2, et la deuxième surface radiale externe 42 est également en appui avec frottement sur les léchettes radiales d’étanchéité 36. Avantageusement, les surfaces d’appui 40, 42 du dispositif amortisseur 4, et les surfaces 250, 360 de la plateforme 25 et des léchettes radiales d’étanchéité 36 sont traitées de sorte à garantir leurs appuis respectifs. De manière encore plus avantageuse, le traitement consiste en un dépôt carbone-carbone qui assure un fort coefficient de frottement, tout en limitant l’usure des surfaces 250, 360 de la plateforme 25 et des léchettes radiales d’étanchéité 36. Cet appui avec frottement est sur la racine des léchettes 36, c’est-à-dire à distance de leurs extrémités libres d’étanchéité.
En vue de faciliter le montage, le cylindre 4 ne constitue pas un anneau d’une seule pièce, mais est fendue de sorte à définir deux extrémités en regard l’une de l’autre. Avantageusement, le dispositif amortisseur 4 comprend un matériau dense, de préférence de l’acier ou un alliage à base de nickel, de sorte à maximiser la raideur tangentielle du couplage entre la soufflante 2 et le compresseur basse pression 3.
Différents modes de réalisation de l’ensemble 1 selon l’invention ont été décrits dans le cas où le premier module rotor 2 est une soufflante, et le deuxième module rotor 3 est un compresseur basse pression.
Ceci n’est cependant pas limitatif, puisque le premier module rotor 2 peut également être un premier étage de compresseur, haute ou basse pression, et le deuxième module rotor 3 un deuxième étage dudit compresseur, successif au premier étage de compresseur, en amont ou en aval de ce-dernier. Alternativement, le premier module rotor 2 est un premier étage de turbine, haute ou basse pression, et le deuxième module rotor 3 un deuxième étage de ladite turbine, successif au premier étage de turbine, en amont ou en aval de ce-dernier.
Un procédé de montage d’un ensemble 1 selon l’un quelconque des modes de réalisation précédemment décrit va maintenant être détaillé, en référence à la figure 7.
Lors d’une première étape E1 , le dispositif amortisseur 4 est disposé entre le premier module rotor 2 et le deuxième module rotor 3 de sorte à ce qu’une première surface radiale externe 40 du dispositif amortisseur 4 soit en appui avec frottement contre le premier module 2, et qu’une deuxième surface radiale externe 42 du dispositif amortisseur 4 soit en appui avec frottement contre le deuxième module 3.
Lors d’une deuxième étape E2, le dispositif amortisseur 4 est précontraint contre le premier 2 et le deuxième module rotor 3 de sorte à les coupler en vue d’amortir leurs mouvements vibratoires respectifs en fonctionnement.
Un tel procédé de montage E est avantageusement favorisé par le caractère simple issu de la forme annulaire du dispositif d’amortissement 4. En effet, le dispositif d’amortissement 4 est simplement disposé au sein d’un ensemble 1 déjà monté, sans nécessiter l’ajout de liaisons, par exemple boulonnée, qui augmenteraient à la fois la masse de l’ensemble 1 , et son temps de montage et/ou de maintenance.

Claims

REVENDICATIONS
1. Ensemble (1 ) pour turbomachine comprenant :
• un premier module rotor (2) comprenant une première aube (20), « un deuxième module rotor (3), relié au premier module rotor (2), et comprenant une deuxième aube (30) de longueur inférieure à la première aube (20), et
• un dispositif amortisseur (4) s’étendant suivant au moins une composante selon un axe longitudinal (X-X) de turbomachine, caractérisé en ce que le dispositif amortisseur (4) est annulaire en s’étendant circonférentiellement autour de l’axe longitudinal (X-X) de turbomachine et en ce que le dispositif amortisseur (4) comprend une première surface radiale externe (40) en appui avec frottement contre le premier module (2) ainsi qu’une deuxième surface radiale externe (42) en appui avec frottement contre le deuxième module (3), de sorte à coupler les modules (2, 3) en vue d’amortir leurs mouvements vibratoires respectifs en fonctionnement.
2. Ensemble (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel le dispositif amortisseur (4) est une languette annulaire, dont la section est en forme de V, une surface externe (40) d’une première branche (41 ) du V formant la première surface radiale externe (40) en appui avec frottement contre le premier module rotor (2), une surface externe (42) d’une deuxième branche (43) du V formant la deuxième surface radiale externe (42) en appui avec frottement contre le deuxième module rotor (3).
3. Ensemble (1 ) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel :
• le premier module rotor (2) comprend un disque (21 ) centré sur l’axe longitudinal (X-X) de turbomachine, la première aube (20) étant montée à la périphérie externe du disque (21 ) duquel elle s’étend, et comprenant en outre une pale (23), une plateforme (25), une échasse
(27) et un pied (29) encastré dans un logement (210) du disque (21 ), et
• le deuxième module (3) comprend une virole (32) comprenant une extension circonférentielle (34) s’étendant vers la plateforme (25) de la première aube (20), la première surface radiale externe (40) du dispositif amortisseur (4) étant en appui avec frottement sur une surface radialement interne (250) de la plateforme (25) de la première aube (20), la deuxième surface radiale externe (42) du dispositif amortisseur (4) étant en appui avec frottement sur la virole (32).
4. Ensemble (1 ) selon la revendication 3, dans lequel une virole de fixation (38) est frettée sur l’extension circonférentielle (34), la deuxième surface radiale externe (42) du dispositif amortisseur (4) étant en appui avec frottement sur la virole de fixation (38).
5. Ensemble (1 ) selon la revendication 3, dans lequel l’extension (34) est porteuse de léchette radiales d’étanchéité (36), la deuxième surface radiale externe (42) du dispositif amortisseur (4) étant en appui avec frottement sur les léchettes d’étanchéité (36).
6. Ensemble (1 ) selon la revendication 5, dans lequel les surfaces d’appui (40, 42) du dispositif amortisseur (4) et les surfaces (250, 360) de la plateforme (25) et des léchettes radiales d’étanchéité (36) sont traitées, par exemple par un dépôt carbone-carbone, de sorte à garantir leurs appuis respectifs.
7. Ensemble (1 ) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel le dispositif amortisseur (4) comprend un revêtement (48) de type dissipatif, définissant les surfaces d’appui (40, 42).
8. Ensemble (1 ) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel le dispositif amortisseur (4) comprend un revêtement (49) de type viscoélastique.
9. Ensemble (1 ) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le dispositif amortisseur (4) comprend des alésages destinés (45) à alléger le dispositif amortisseur (4).
10. Ensemble (1 ) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel le dispositif amortisseur (4) comprend des inserts (47), par exemple de type métallique, destinés à alourdir le dispositif amortisseur (4).
11. Ensemble (1 ) selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel le premier module (2) est une soufflante, et le deuxième module (3) est un compresseur basse pression. 12. Ensemble (1 ) selon l’une des revendications 1 à 1 1 , dans lequel le dispositif amortisseur (4) est fendu de sorte à définir deux extrémités (44, 46) en regard l’une de l’autre.
13. Turbomachine comprenant un ensemble (1 ) selon l’une des revendications 1 à 12.
14. Dispositif amortisseur (4) annulaire s’étendant circonférentiellement autour d’un axe longitudinal (X-X) de turbomachine, et comprenant une première surface radiale externe (40) configurée pour être en appui avec frottement contre un premier module rotor (2) ainsi qu’une deuxième surface radiale externe (42) configurée pour être en appui avec frottement contre un deuxième module rotor (3) d’un ensemble (1 ) selon l’une des revendications 1 à 12, de sorte à coupler les modules (2, 3) en vue d’amortir leurs mouvements vibratoires respectifs en fonctionnement.
15. Procédé de montage (E) d’un ensemble (1 ) selon l’une des revendications 1 à 12, comprenant les étapes de :
• disposition (E1 ) du dispositif amortisseur (4) entre le premier module rotor (2) et le deuxième module rotor (3) de sorte à ce que la première surface radiale externe (40) du dispositif amortisseur (4) soit en appui avec frottement contre le premier module (2), et que la deuxième surface radiale externe (42) du dispositif amortisseur (4) soit en appui avec frottement contre le deuxième module (3), et
• précontrainte du dispositif amortisseur (4) contre les modules (2, 3), de sorte à les coupler en vue d’amortir leurs mouvements vibratoires respectifs en fonctionnement.
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