EP3959422A1 - Outil pour deposer un disque de soufflante d'un module - Google Patents

Outil pour deposer un disque de soufflante d'un module

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Publication number
EP3959422A1
EP3959422A1 EP20729814.2A EP20729814A EP3959422A1 EP 3959422 A1 EP3959422 A1 EP 3959422A1 EP 20729814 A EP20729814 A EP 20729814A EP 3959422 A1 EP3959422 A1 EP 3959422A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
module
axis
rotor
drum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP20729814.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3959422B1 (fr
Inventor
Sylvain Pierre Théodore HELLARD
Titu Kumar BARUA
Eric Serge GUERARD
Yannick Jean LE MANER
François PAGLIANO
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
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Publication of EP3959422A1 publication Critical patent/EP3959422A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3959422B1 publication Critical patent/EP3959422B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • F01D25/28—Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing
    • F01D25/285—Temporary support structures, e.g. for testing, assembling, installing, repairing; Assembly methods using such structures
    • 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
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/70—Disassembly methods

Definitions

  • TITLE TOOL FOR REMOVING A BLOWER DISC FROM A
  • the present invention relates in particular to a tool for removing a single fan disk from a module and to a method for removing a single fan disk from a module by means of such a tool.
  • a turbomachine such as a bypass turbojet engine, comprises from upstream to downstream in the direction of gas flow, a fan, one or more compressor stages (low pressure then high pressure), a combustion chamber, a or several turbine stages (high pressure then low pressure) and an exhaust nozzle.
  • Such a turbomachine corresponds to the assembly of a plurality of modules mounted relative to each other. During a maintenance action, different modules are dismantled and sent to different stations in order to undergo various maintenance operations (replacement of wearing parts, replacement / repair of parts with defects, etc.) necessary for the handover. in service of the turbomachine.
  • module the low pressure compressor module
  • Such a module is defined along a longitudinal axis X and comprises a rotor and a stator independent from one another.
  • the rotor comprises in particular a fan disk, a drum and an annular sealing part centered on the X axis and fixed to each other via a circular row of bolts each comprising a screw and a nut.
  • Each screw also passes through a retaining member arranged at inside the rotor.
  • Each retaining member has at least two facing tabs arranged around a head of the screw and projecting relative to the latter, this retaining member making it possible to keep the head of the corresponding screw in place when removing the screw.
  • 'associated nut which is located outside the rotor.
  • the rotor also comprises several annular rows of vanes attached to the drum and arranged one behind the other, each row of vanes being more commonly called a “movable wheel”.
  • the stator is centered on the X axis and surrounds the drum.
  • the stator comprises several annular rectifiers interposed between the movable wheels.
  • the first rectifier is associated with the fan so as to form stage 1, the following each being associated with a movable wheel so as to form the following stages.
  • Each rectifier comprises an inner ring and an outer ring connected to each other by an annular row of blades.
  • the outer ferrules of all rectifiers are flanged to each other.
  • the existing tools make it possible to dismantle the module as a whole according to a determined process in which the fan disc is one of the elements of the module deposited last. In other words, the blower disc cannot be removed without completely dismantling the module.
  • the objective of the present invention is thus to provide, on the one hand, a tool for removing a single fan disc from a module and, on the other hand, a method of removing a single fan disk from a module by means of such a tool thus allowing a gain in productivity.
  • the invention thus proposes a tool for removing a single fan disk from a module with a longitudinal axis X of a turbomachine comprising a rotor and a stator, the rotor comprising the fan disk, a drum and a sealing part.
  • stator centered on the X axis and surrounding the drum, the stator being delimited longitudinally by a rectifier placed opposite the disc fan, the rectifier comprising an outer shell having a flange, the vertical Z axis tool comprising:
  • annular plate centered on the Z axis and integral with the frame, this plate comprising first and second circular rows of pins as well as two holes arranged around the Z axis at a regular pitch, each of the two holes being arranged between the first and second rows, each of the pins being configured to support the head of a screw so as not to degrade the tabs of the retaining members, each hole being configured to receive an indexing finger of the module relative to the tool ;
  • each support comprising a bearing surface, the bearing surfaces being coplanar and being configured to support the module rectifier flange, the three supports being vertically located below the tray; - A first visual mark arranged on the frame and configured to orient the module angularly with respect to the tool.
  • Such a tool makes it possible to remove the fan disk alone while keeping the rest of the assembled module.
  • a maintenance operation relating only to the blower disc such a tool allows a significant gain in productivity.
  • Such a tool can also be used for reinstalling the repaired blower disc (or fitting a new blower disc) onto the rest of the assembled module.
  • the tool according to the invention may include one or more of the following characteristics and / or steps, taken in isolation from one another or in combination with one another:
  • the first visual cue is in the form of a vertical line
  • the tool includes a second visual reference placed on the frame and configured to determine a vertical position of the module from which the module must be indexed relative to the tool;
  • the second visual cue is in the form of a horizontal line
  • each of the three supports includes a recess configured to allow the passage of an annular row of blades attached to the drum.
  • the present invention also relates to a method for removing a single fan disk from a module with a longitudinal axis X of a turbomachine comprising a rotor and a stator, the rotor comprising the fan disk, a drum and a component.
  • reference bolts remove two predetermined bolts hereinafter referred to as reference bolts so as to have two free holes in the rotor, the angular distance between the reference bolts being equal to the angular difference between the two holes in the plate;
  • Such a method makes it possible to remove the fan disc alone, by means of the tool, while keeping the rest of the assembled module.
  • the implementation of such a method allows a significant gain in productivity.
  • such a method makes it possible to remove the fan disk alone without damaging the other components of the module, and in particular the retaining members and the screws.
  • the method according to the invention may include one or more of the following characteristics and / or steps, taken in isolation from one another or in combination with one another:
  • the fan disc is extracted during step h) via three extractors distributed evenly around the Z axis, the extraction being controlled by progressively unscrewing three extraction nuts previously screwed on three screws each located nearby one of the three extractors, and by gradually inserting shims around the three screws fitted with extraction nuts between the fan disc and the drum, the extraction nuts and the wedges being in a non-metallic material;
  • step h) comprises the sub-steps consisting of:
  • each extraction nut has each extraction nut at a distance D from an upper face of a corresponding lobe of the fan disc, the upper face being disposed opposite the extraction nut;
  • step d) is carried out when the rectifier flange is located vertically at a second visual mark placed on the frame of the tool;
  • the module is maintained during steps a) to f) via a first handling tool on which is positioned and held the module, the first handling tool comprising at least one pair of first opposed journals, each of the first journals being linked to a bracket for a lifting system;
  • the first handling tool is configured to allow adjustment longitudinally over a predetermined range the positioning of the rotor vis-à-vis the stator or vice versa;
  • the fan disc is maintained during steps g) to i) via a second handling tool on which is positioned and held the fan disc, the second handling tool comprising at least one pair of second opposed journals, each of the second journals being linked to an attachment lug of a lifting system.
  • Figure 1 is a cutaway and perspective view illustrating the module in a second state E2;
  • Figure 2 is an axial half-sectional view illustrating the module in a first state E1;
  • Figure 3 is a detail view of Figure 2 illustrating in particular the assembly of a fan disk, a drum and an annular sealing part via bolts;
  • Figure 4 is a perspective view of a tool for removing the fan disk from the module illustrated in Figures 1 to 3;
  • FIG.5 Figure 5 is a detail view of Figure 4.
  • FIG.6 is a perspective view of the module positioned in a horizontal position in the context of a process for removing a fan disk from a module illustrated in Figures 1 to 3 by means of a tool illustrated in Figures 4 and 5;
  • FIG. 7 is a perspective view illustrating a step of removing two reference bolts so as to have two free holes;
  • Figure 8 is a detail view of Figure 7 illustrating a free orifice;
  • Figure 9 is a perspective view illustrating a step of aligning one of the free holes with a first visual reference of the tool
  • Figure 10 is a perspective view illustrating a step of indexing the module relative to the tool
  • Figure 11 is an axial half-sectional view illustrating a step of resting the screw heads on the pegs of a plate of the tool;
  • Figure 12 is a perspective view illustrating a step of resting a flange of a rectifier of the module on support surfaces of supports;
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a step consisting in extracting in a controlled manner the fan disk
  • FIG.14 Figure 14 is a detail view of Figure 13;
  • FIG. 15 is a perspective view illustrating a substep consisting of placing the extraction nuts on screws
  • FIG. 16 is a perspective view illustrating a substep consisting in actuating extractors
  • FIG. 17 is a perspective view illustrating a sub-step consisting in inserting one or more shims
  • Figure 18 is a perspective view illustrating a step of removing the fan disc alone.
  • FIG. 1 and 2 is shown a module 1 (low pressure compressor module) of a turbomachine defined along a longitudinal axis X and comprising a rotor 2 and a stator 3 independent from each other, and in other words the rotor 2 and stator 3 are not guided with respect to each other via for example a bearing.
  • the longitudinal axis X of module 1 is coincident with the longitudinal axis of the turbomachine, when the module 1 is in place in the turbomachine.
  • the rotor 2 comprises a fan disc 4, a drum 5 and an annular sealing part 6 centered on the X axis and fixed to each other via a circular row of bolts 7 each comprising a screw 8 and a nut 9.
  • Each screw 8 passes through a retaining member 10 disposed inside the rotor 2.
  • Each retaining member 10 has at least two facing lugs 1 1 arranged around a head 12 of the screw 8 and projecting through relative to the head 12.
  • the stator 3 is centered on the X axis and surrounds the drum 5.
  • the stator 3 is delimited longitudinally by a rectifier r4 disposed opposite the fan disk 4, the rectifier r4 comprising an outer shell 14 having a flange 15.
  • the fan disc 4 is disposed upstream of the drum 5 and comprises a plurality of cells each intended to receive a fan blade (not included in the module 1).
  • the fan disk 4 has a plurality of lobes 16 distributed regularly around the axis X at its downstream end, these lobes 16 forming a flange.
  • the blower disk 4 is partially shown in Figure 2.
  • the head 12 of each screw 8 is disposed inside the rotor 2.
  • the nut 9 of each bolt 7 is disposed outside the rotor 2.
  • Each screw 8 successively passes through, from the head 12 to the corresponding nut 9, a through hole made in the corresponding retaining member 10, a through hole made in the sealing part 6, a through hole made in a flange of the drum 5 and a through hole made in a lobe 16 of the fan disc 4.
  • the screws 8 here have a square head 12.
  • each retaining member 10 is disposed longitudinally between the head 12 of the corresponding screw 8 and the sealing part 6.
  • Each retaining member 10 comprises four legs 1 1 facing two by two which surround the head 12 of the corresponding screw 8, the lugs 1 1 projecting relative to the head 12.
  • the retaining members 10 and the heads 12 of the screws 8 are arranged in a common circular groove 17 of the sealing part 6
  • a retaining member 10 allows the head 12 of the corresponding screw 8 (located inside the rotor 2) to be held in place during the removal of the associated nut 9 (located outside the rotor 2).
  • the sealing part 6 is also fitted on a projection 18 of the fan disc 4 at its internal end and hooked on a projection 19 of the drum 5 at its external end.
  • the rotor 2 also comprises four annular rows of vanes 20 attached to the drum 5 and arranged one behind the other, each row of vanes 20 being more commonly referred to as a "movable wheel".
  • the four mobile wheels are respectively numbered, from upstream to downstream, wheel R2 (for wheel n ° 2) to wheel R5 (for wheel n ° 5), wheel R1 (for wheel n ° 1) being considered as being the blower. .
  • the stator 3 comprises five annular rectifiers interposed between the movable wheels.
  • the five rectifiers are numbered, from upstream to downstream, rectifier r1 (for rectifier n ° 1) to rectifier r5 (for rectifier n ° 5).
  • the first rectifier r1 is associated with the fan so as to form stage n ° 1, the following each being associated with a wheel (wheels R2 to R5) so as to form the following stages (stage n ° 2 to stage n ° 5).
  • Each rectifier r1 to r5 comprises an internal ferrule 13 and an external ferrule 14 connected to one another by an annular row of vanes 21.
  • the vanes 21 are for example welded to the internal and external ferrules 13, 14 so as to form a mechanically welded assembly.
  • the outer shells 14 of all of the rectifiers r1 to r5 are flanged to one another.
  • upstream and downstream are defined with respect to the direction of circulation of the gases in the module 1, the gases passing successively through the various stages.
  • Figure 2 illustrates module 1 in a first state E1 corresponding to module 1 as it is at the time of its receipt to undergo a maintenance operation.
  • FIG. 1 illustrates the module 1 in a second state E2 in which the fifth rectifier r5 has been removed, the outer shell 14 of the fourth rectifier r4 then having a free flange 15.
  • the second state E2 here corresponds to the state in which it is find module 1 to remove blower disc 4 alone.
  • a module 1 located in a third state E3 corresponds to a module 1 located in a second state E2 from which the fan disk 4 has been removed.
  • the fan disk 4 alone is removed (or removed) from a module 1 in a second state E2 by means of a tool 22.
  • the tool 22 is defined along a vertical axis Z and comprises:
  • annular plate 25 centered on the Z axis and integral with the frame 23, this plate 25 comprising first and second circular rows 26a, 26b of pins 27 as well as two holes 28 arranged around the Z axis at a regular pitch, each of the two holes 28 being arranged between the first and second rows 26a, 26b, each of the pins 27 being configured to support the head 12 of a screw 8 so as not to degrade the tabs 11 of the retaining members 10, each hole 28 being configured to receive an indexing finger 29 of the module 1 relative to the tool 22;
  • each support 30 comprising a bearing surface 31, the bearing surfaces 31 being coplanar and being configured to support the flange 15 of the rectifier r4 of module 1, the three supports 30 being vertically located below the plate 25;
  • a first visual marker 32 disposed on the frame 23 and configured to angularly orient the module 1 with respect to the tool 22.
  • the terms “lower” and “upper” associated with the various components of the tool 22 are defined with respect to the vertical axis Z.
  • the terms “internal” and “external Associated with the various components of the tool 22 are defined with respect to the vertical axis Z.
  • the frame 23 comprises a platform 33 on which rests the supports 30 and a shaft 34 on which rests the plate 25.
  • the platform 33 is flat, perpendicular to the 'Z axis and substantially triangular, each support 30 being arranged at a projecting angular portion of the platform 33.
  • the shaft 34 is centered on the Z axis and rises from the platform 33.
  • ground 24 here include three feet distributed evenly around the Z axis.
  • the plate 25 comprises an annular upper surface 35 delimited by two flanges 36, these flanges 36 being configured to hold the ends of the sealing piece 6 during the fitting of the repaired fan disc (or of a new fan disc ) on a module 1 located in a third state E3.
  • the pins 27 of the first and second rows 26a, 26b are arranged on the upper surface 35.
  • the first and second rows 26a, 26b have the same number of pins 27 (here ten pins) and are symmetrical with respect to the Z axis.
  • the holes 28 are thus also symmetrical with respect to the Z axis.
  • the pins 27 as well as the two holes 28 are arranged equidistant from the Z axis.
  • the holes 28 are here blind holes opening out at the level of the upper surface 35
  • the angular difference between the two holes 28 is equal to 180 degrees.
  • the indexing fingers 29 have been shown in FIG. 5 in order to indicate the location of the holes 28.
  • the plate 25 comprises a thermal protection 37 at the level of its internal surface, so as to protect platen 25 from heat when fitting the repaired blower disc (or a new blower disc). Indeed, to achieve the fitting, the sealing part 6 is heated to a predetermined temperature.
  • the bearing surfaces 31 are located in the same plane perpendicular to the axis Z. Each bearing surface 31 is located at an upper end of the corresponding support 30. Each bearing surface 31 is in the form of a annular sector and is delimited on the outside by a border 38.
  • the three supports 30 are arranged relative to the pins 27 so that the heads 12 bear before the flange 15 when positioning the module 1 on the tool 22.
  • Each support 30 comprises a recess 39 oriented towards the side of the vertical axis Z and configured to allow the passage of the fifth wheel R5, during the positioning of the module 1 on the tool 22.
  • the supports 30 can be adjustable relative to to the platform 33 in a direction perpendicular to the Z axis.
  • the first visual mark 32 is in the form of a vertical line 32 disposed on the periphery of the barrel 34 and the periphery of the plate 25, this vertical line 32 being configured to orient the module 1 angularly with respect to the tool 22.
  • This first visual mark 32 can be obtained by applying one or more self-adhesive strips.
  • the tool 22 comprises a second visual cue 40 which is in the form of a horizontal line 40 disposed on the periphery of the barrel 34, this horizontal line 40 being configured to determine a vertical position of the module 1 from which the module 1 must be indexed with respect to tool 22.
  • the horizontal line here crosses the vertical line.
  • this second visual cue 40 can be obtained by applying one or more self-adhesive strips.
  • the plate 25 and the supports 30 are made of a non-metallic material, so as not to damage the module 1.
  • the plate 25 and the supports 30 are for example made of Teflon®.
  • the removal (or removal) of a fan disk 4 alone from a module 1 in a second state E2, by means of the tool 22, is carried out according to a method comprising chronologically the steps consisting in: a ) remove two predetermined bolts 7 hereinafter referred to as reference bolts so as to have two free holes 41 at the rotor 2, the angular distance between the reference bolts being equal to the angular difference between the two holes 28 of the plate 25; ( Figures 6 to 8)
  • the method is implemented on a module 1 located in a second state E2, and in other words a module 1 from which the fifth rectifier r5 has been removed.
  • the module 1 is maintained during steps a) to f) via a first handling tool 43 on which the module 1 is positioned and held, the first handling tool 43 comprising at least one pair of opposing first journals 44, 45, each of the first journals 44, 45 being linked to an attachment tab 46 of a lifting system 47.
  • the first handling tool 43 comprises a first part 48 able to be fixed to the rotor 2 of the module 1 and a second part 49 able to be fixed to the stator 3 of the module 1.
  • the first handling tool 43 comprises adjustment means configured to adjust longitudinally over a predetermined range the positioning of the first part 48 (rotor 2) vis-à-vis the second part 49 (stator 3) or vice versa .
  • rotor 2 and stator 3 are independent of each other. This longitudinal adjustment is used in particular to ensure that the heads 12 of the screws 8 bear before the flange 15 when placing the module 1 in position on the tool 22.
  • the first handling tool 43 comprises a pair of median journals 44 and a pair of end journals 45. Each of the pairs of journals 44, 45 is adapted to be attached to an independent lifting system 47.
  • Each lifting system 47 comprises for example a lifting device (such as a winch) (not shown), a lifter 50 and two attachment lugs 46.
  • the module 1 is in a horizontal position so that the longitudinal axis X of the module 1 is substantially parallel to the ground on which the tool rests. 22.
  • the first handling tool 43 is linked to a first lifting system 47 via the middle journals 44 and to a second lifting system 47 via the end journals 45.
  • step a an operator removes the bolts 7 placed at 3 o'clock and 9 o'clock by analogy with the face of a clock.
  • the bolts 7 placed at 3 o'clock and 9 o'clock are thus considered to be the reference bolts.
  • the angular difference between the two reference bolts is indeed equal to the angular difference between the two holes 28 of the plate 25, namely 180 degrees.
  • the free orifices 41 are then located at 3 o'clock and 9 o'clock.
  • the module 1 is in a vertical position, the fan disc 4 then being vertically above the drum 5.
  • the first handling tool 43 is linked to a single lifting system 47 via the end journals 45.
  • step c an operator checks the first handling tool 43 so as to align one of the free orifices 41 (identifiable by the absence of the nut) with the vertical line (first visual reference 32). This step c) aligns the two free orifices 41 with the two holes 28 of the plate 25.
  • step d) is performed when the free flange 15 of the rectifier r4 is located vertically at the level of the horizontal line (second visual mark 40).
  • An operator then successively introduces, from outside the module 1, the two indexing fingers 29. Each indexing finger 29 passes through a free orifice 41 of the rotor 2 and a hole 28 of the plate 25.
  • step e the module 1 is lowered so as to bring the heads 12 of the screws 8 into support on the pegs 27 of the plate 25. It is essential to support firstly the rotor 2 (the heads 12 of the screws 8) then secondly the stator 3 (flange 15 of the rectifier r4) in order to avoid any unexpected movement of the rotor 2 when removing the first handling tool 43.
  • step e it is possible to use the means for adjusting the first handling tool 43 in order to move the rotor 2 longitudinally vis-à-vis the stator 3 or vice versa.
  • step d the flange 15 of the rectifier r4 is brought to bear on the bearing surfaces 31 of the supports 30.
  • the recesses 39 allow the passage of the fifth wheel R5.
  • step d it is possible to adjust the supports 30 relative to the platform 33.
  • the method comprises, between steps f) and g), a step f1) consisting in removing the first handling tool 43 from the module 1.
  • the fan disc 4 is held during steps g) to i) via a second handling tool 51 on which is positioned and held the fan disc 4, the second handling tool 51 comprising at least a pair of second opposed journals 52 , each of the second journals 52 being linked to an attachment tab 46 of a lifting system 47.
  • the second handling tool 51 comprises a first element lifting element 53 and a second lifting element 54 adapted to be fixed to the blower disc 4.
  • the first and second lifting elements 53, 54 are arranged symmetrically with respect to the axis X.
  • Each of the lifting elements 53, 54 comprises a journal 52, the journals 52 being adapted to be attached to a lifting system 47.
  • the lifting system 47 comprises for example a lifting device (such as a winch) (not shown), a lifting beam 50 and two front paws ache 46.
  • the fan disc 4 is extracted during step h) via three extractors 42 distributed regularly around the Z axis.
  • the extraction is controlled by gradually unscrewing three nuts.
  • extraction 55 previously screwed on three screws 8 each located near one of the three extractors 42, and by gradually inserting shims 56 around the three screws 8 provided with extraction nuts 55 between the fan disc 4 and the drum 5, the extraction nuts 55 and the wedges 56 being in a non-metallic material.
  • each extractor 42 comprises a first arm 57 and a second arm 58 articulated with respect to one another, the first arm 57 being supported on the fan disc 4 and the second arm 58 being supported on the annular sealing part 6.
  • Each extractor 42 comprises a hydraulic actuator 59 articulated with respect to the first and second arm 57, 58, this hydraulic actuator 59 being configured to separate the first and second arm 57, 58 one compared and the other, and thus extract vertically the fan disk 4 alone from the sealing part 6 on which it is fitted.
  • the wedges 56 make it possible to prevent any inclination of the fan disk 4 during a drop in hydraulic pressure at the level of the extractors 42.
  • the extraction nuts 55 and the wedges 56 are made of a non-metallic material, so not to damage the screws 8.
  • the extraction nuts 55 and the wedges 56 are for example made of Teflon®.
  • step h chronologically comprises the sub-steps consisting of:
  • Sub-steps h1) to h3) are repeated so as to raise the fan disc 4 as far as possible relative to the drum 5.
  • module 1 is in its third state E3.
  • the refitting (or installation) of the repaired fan disc (or of a new fan disc) is carried out directly on the module 1 as it was following the aforementioned process, namely in its third state E3 and placed on the tool 22.
  • the same tool 22 thus makes it possible to remove the fan disc 4 but also to refit it.
  • care must be taken to correctly orient the repaired blower disc by aligning a mark associated with the repaired blower disc (for example a notch) with the marks of the other components of module 1.
  • the sealing part 6 of the module 1 is heated in order to allow the fitting of the repaired fan disc in the sealing part 6 of the module 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Outil (22) pour déposer un disque de soufflante d'un module d'une turbomachine comprenant un rotor et un stator, le rotor comprenant le disque de soufflante, un tambour et une pièce d'étanchéité fixés les uns aux autres via des boulons comportant chacun une vis et un écrou, chaque vis traversant un organe de retenue présentant au moins deux pattes disposées autour d'une tête de la vis, le stator étant délimité par un redresseur présentant une bride, l'outil (22) comprenant : - un bâti (23); - un plateau (25) comprenant des pions et deux trous, chacun des pions étant configuré pour supporter la tête d'une vis, chaque trou étant configuré pour recevoir un doigt d'indexage; - au moins trois supports (30) comprenant des surfaces d'appui (31) configurées pour supporter la bride du redresseur; - un repère visuel (32) configuré pour orienter angulairement le module par rapport à l'outil (22).

Description

DESCRIPTION
TITRE : OUTIL POUR DEPOSER UN DISQUE DE SOUFFLANTE D’UN
MODULE
Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte notamment à un outil pour déposer un disque de soufflante seul d’un module et à un procédé de dépose d’un disque de soufflante seul d’un module au moyen d’un tel outil.
Arrière-plan technique
Une turbomachine, telle qu’un turboréacteur à double flux, comprend d’amont en aval dans le sens d’écoulement des gaz, une soufflante, un ou plusieurs étages de compresseur (basse pression puis haute pression), une chambre de combustion, un ou plusieurs étages de turbine (haute pression puis basse pression) et une tuyère d’échappement.
Une telle turbomachine correspond à l’assemblage d’une pluralité de modules montés les uns par rapport aux autres. Lors d’une action de maintenance, différents modules sont démontés et acheminés sur différents postes afin d’y subir diverses opérations de maintenance (remplacement des pièces d’usure, remplacement/réparation de pièces présentant des défauts, etc.) nécessaires à la remise en service de la turbomachine.
On s’intéressera plus particulièrement dans la suite de la description au « module compresseur basse pression » ci-après dénommé « module ».
Un tel module est défini suivant un axe longitudinal X et comprend un rotor et un stator indépendants l’un par rapport à l’autre.
Le rotor comprend notamment un disque de soufflante, un tambour et une pièce d’étanchéité annulaire centrés sur l’axe X et fixés les uns aux autres via une rangée circulaire de boulons comportant chacun une vis et un écrou. Chaque vis traverse en outre un organe de retenue disposé à l’intérieur du rotor. Chaque organe de retenue présente au moins deux pattes en regard disposées autour d’une tête de la vis et en saillie par rapport à celle-ci, cette organe de retenue permettant de maintenir en place la tête de la vis correspondante lors du retrait de l’écrou associé qui est quant à lui situé à l’extérieur du rotor. Le rotor comprend également plusieurs rangées annulaires d’aubes rapportées sur le tambour et disposées les unes derrière les autres, chaque rangée d’aubes étant plus communément appelée « roue mobile ».
Le stator est centré sur l’axe X et entoure le tambour. Le stator comprend plusieurs redresseurs annulaires intercalés entre les roues mobiles. Le premier redresseur est associé à la soufflante de sorte à former l’étage n°1 , les suivants étant chacun associés à une roue mobile de sorte à former les étages suivants. Chaque redresseur comprend une virole interne et une virole externe reliées l’une à autre par une rangée annulaire d’aubes. Les viroles externes de l’ensemble des redresseurs sont bridées les unes aux autres.
Les outils existants permettent de démonter le module dans son ensemble suivant un procédé déterminé dans lequel le disque de soufflante fait partie des éléments du module déposés en dernier. Autrement dit la dépose du disque de soufflante ne peut se faire sans procéder à un démontage complet du module.
Il existe une demande croissante d’opérations de maintenance portant uniquement sur le disque de soufflante, ces opérations de maintenance ne nécessitant que la dépose du disque de soufflante.
On comprend que les outils existants ne sont pas adaptés dans le cas où il est nécessaire de déposer uniquement le disque de soufflante. En effet, tel que mentionné ci-dessus, pour une telle opération, les opérateurs se voient dans l’obligation de procéder à un démontage complet du module, au détriment bien évidemment de la productivité.
L’objectif de la présente invention est ainsi de proposer d’une part un outil pour déposer un disque de soufflante seul d’un module et d’autre part un procédé de dépose d’un disque de soufflante seul d’un module au moyen d’un tel outil permettant ainsi un gain de productivité.
Résumé de l'invention
L’invention propose ainsi un outil pour déposer un disque de soufflante seul d’un module d’axe longitudinal X d’une turbomachine comprenant un rotor et un stator, le rotor comprenant le disque de soufflante, un tambour et une pièce d’étanchéité annulaire centrés sur l’axe X et fixés les uns aux autres via une rangée circulaire de boulons comportant chacun une vis et un écrou, chaque vis traversant un organe de retenue disposé à l’intérieur du rotor, chaque organe de retenue présentant au moins deux pattes en regard disposées autour d’une tête de la vis et en saillie par rapport à la tête, le stator étant centré sur l’axe X et entourant le tambour, le stator étant longitudinalement délimité par un redresseur disposé à l’opposé du disque de soufflante, le redresseur comprenant une virole externe présentant une bride, l’outil d’axe vertical Z comprenant :
- un bâti comprenant des moyens d’appui au sol ;
- un plateau annulaire centré sur l’axe Z et solidaire du bâti, ce plateau comprenant des première et seconde rangées circulaires de pions ainsi que deux trous disposés autour de l’axe Z suivant un pas régulier, chacun des deux trous étant disposé entre les première et seconde rangées, chacun des pions étant configuré pour supporter la tête d’une vis de manière à ne pas dégrader les pattes des organes de retenue, chaque trou étant configuré pour recevoir un doigt d’indexage du module par rapport à l’outil ;
- au moins trois supports répartis de manière régulière autour de l’axe Z et solidaires du bâti, chaque support comprenant une surface d’appui, les surfaces d’appui étant coplanaires et étant configurées pour supporter la bride du redresseur du module, les trois supports étant verticalement situés au-dessous du plateau ; - un premier repère visuel disposé sur le bâti et configuré pour orienter angulairement le module par rapport à l’outil.
Un tel outil permet de déposer le disque de soufflante seul tout en conservant le reste du module assemblé. Ainsi, lors d’une opération de maintenance portant uniquement sur le disque de soufflante, un tel outil permet un important gain de productivité.
En outre, un tel outil permet de déposer le disque de soufflante seul sans endommager les autres composants du module, et notamment les organes de retenue et les vis.
Un tel outil peut également être utilisé pour la repose du disque de soufflante réparé (ou la mise en place d’un nouveau disque de soufflante) sur le reste du module assemblé.
L’outil selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques et/ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- le premier repère visuel se présente sous la forme d’une ligne verticale ;
- l’outil comprend un second repère visuel disposé sur le bâti et configuré pour déterminer une position verticale du module à partir de laquelle le module doit être indexé par rapport à l’outil ;
- le second repère visuel se présente sous la forme d’une ligne horizontale ;
- chacun des trois supports comprend un évidement configuré pour permettre le passage d’une rangée annulaire d’aubes rapportées sur le tambour.
La présente invention concerne encore un procédé de dépose d’un disque de soufflante seul d’un module d’axe longitudinal X d’une turbomachine comprenant un rotor et un stator, le rotor comprenant le disque de soufflante, un tambour et une pièce d’étanchéité annulaire centrés sur l’axe X et fixés les uns aux autres via une rangée circulaire de boulons comportant chacun une vis et un écrou, chaque vis traversant un organe de retenue disposé à l’intérieur du rotor, chaque organe de retenue présentant au moins deux pattes en regard disposées autour d’une tête de la vis et en saillie par rapport à la tête, le stator étant centré sur l’axe X et entourant le tambour, le stator étant longitudinalement délimité par un redresseur disposé à l’opposé du disque de soufflante, le redresseur comprenant une virole externe présentant une bride, au moyen de l’outil tel que décrit précédemment, le procédé comprenant chronologiquement les étapes consistant à :
a) retirer deux boulons prédéterminés ci-après qualifiés de boulons de référence de manière à disposer de deux orifices libres au niveau du rotor, l’écart angulaire entre les boulons de référence étant égal à l’écart angulaire entre les deux trous du plateau ;
b) positionner le module au-dessus de l’outil en position verticale de sorte que l’axe longitudinal X du module soit sensiblement vertical et sensiblement coaxial avec l’axe vertical Z de l’outil, le disque de soufflante étant alors verticalement au-dessus du tambour ;
c) aligner un des orifices libres avec le premier repère visuel de manière à orienter angulairement le module par rapport à l’outil ;
d) indexer le module par rapport à l’outil en introduisant depuis l’extérieur du module deux doigts d’indexage, chaque doigt d’indexage traversant un orifice libre du rotor puis un trou du plateau ;
e) mettre en appui les têtes des vis sur les pions du plateau, le tambour entourant alors le plateau ;
f) mettre en appui la bride du redresseur sur les surfaces d’appui des trois supports ;
g) retirer l’ensemble des écrous des boulons ;
h) extraire de manière contrôlée le disque de soufflante seul via au moins un extracteur ;
i) déposer le disque de soufflante seul.
Un tel procédé permet de déposer le disque de soufflante seul, au moyen de l’outil, tout en conservant le reste du module assemblé. Ainsi, lors d’une opération de maintenance portant uniquement sur le disque de soufflante, la mise en place d’un tel procédé permet un important gain de productivité. En outre, un tel procédé permet de déposer le disque de soufflante seul sans endommager les autres composants du module, et notamment les organes de retenue et les vis.
Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques et/ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- le disque de soufflante est extrait lors de l’étape h) via trois extracteurs répartis de manière régulière autour de l’axe Z, l’extraction étant contrôlée en dévissant progressivement trois écrous d’extraction préalablement vissés sur trois vis situées chacune à proximité de l’un des trois extracteurs, et en insérant progressivement des cales autour des trois vis munies d’écrous d’extraction entre le disque de soufflante et le tambour, les écrous d’extraction et les cales étant dans un matériau non métallique ;
- l’étape h) comprend les sous-étapes consistant à :
h1 ) disposer chaque écrou d’extraction à une distance D d’une face supérieure d’un lobe correspondant du disque de soufflante, la face supérieure étant disposée en regard de l’écrou d’extraction ;
h2) actionner les trois extracteurs de sorte que chaque face supérieure soit en contact avec l’écrou d’extraction correspondant ;
h3) disposer une ou plusieurs cales présentant une hauteur totale H autour de chaque vis munie d’un écrou d’extraction entre le disque de soufflante et le tambour, la hauteur totale H étant égale à la distance D ;
- l’étape d) est réalisée lorsque la bride du redresseur se situe verticalement au niveau d’un second repère visuel disposé sur le bâti de l’outil ;
- le module est maintenu lors des étapes a) à f) via un premier outillage de manipulation sur lequel est positionné et maintenu le module, le premier outillage de manipulation comprenant au moins une paire de premiers tourillons opposés, chacun des premiers tourillons étant lié à une patte d’attache d’un système de levage ;
- le premier outillage de manipulation est configuré pour permettre de régler longitudinalement sur une plage prédéterminée le positionnement du rotor vis-à-vis du stator ou inversement ;
- le disque de soufflante est maintenu lors des étapes g) à i) via un second outillage de manipulation sur lequel est positionné et maintenu le disque de soufflante, le second outillage de manipulation comprenant au moins une paire de seconds tourillons opposés, chacun des seconds tourillons étant lié à une patte d’attache d’un système de levage.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig.1 ] la figure 1 est une vue en écorché et en perspective illustrant le module dans un second état E2 ;
[Fig.2] la figure 2 est une vue en demi-coupe axiale illustrant le module dans un premier état E1 ;
[Fig.3] la figure 3 est une vue de détail de la figure 2 illustrant notamment l’assemblage d’un disque de soufflante, d’un tambour et d’une pièce d’étanchéité annulaire via des boulons ;
[Fig.4] la figure 4 est une vue en perspective d’un outil pour déposer le disque de soufflante du module illustré sur les figures 1 à 3 ;
[Fig.5] la figure 5 est une vue de détail de la figure 4 ;
[Fig.6] la figure 6 est une vue en perspective du module positionné en position horizontale dans le cadre d’un procédé de dépose d’un disque de soufflante d’un module illustré sur les figures 1 à 3 au moyen d’un outil illustré sur les figures 4 et 5 ;
[Fig.7] la figure 7 est une vue en perspective illustrant une étape consistant à retirer deux boulons de référence de manière à disposer de deux orifices libres ; [Fig.8] la figure 8 est une vue de détail de la figure 7 illustrant un orifice libre ;
[Fig.9] la figure 9 est une vue en perspective illustrant une étape consistant à aligner un des orifices libres avec un premier repère visuel de l’outil ;
[Fig.10] la figure 10 est une vue en perspective illustrant une étape consistant à indexer le module par rapport à l’outil ;
[Fig.1 1 ] la figure 1 1 est une vue en demi-coupe axiale illustrant une étape consistant à mettre en appui des têtes de vis sur des pions d’un plateau de l’outil ;
[Fig.12] la figure 12 est une vue en perspective illustrant une étape consistant à mettre en appui une bride d’un redresseur du module sur des surface d’appui de supports ;
[Fig.13] la figure 13 est une vue en perspective illustrant une étape consistant à extraire de manière contrôlée le disque de soufflante ;
[Fig.14] la figure 14 est une vue de détail de la figure 13 ;
[Fig.15] la figure 15 est une vue en perspective illustrant une sous-étape consistant à disposer des écrous d’extraction sur des vis ;
[Fig.16] la figure 16 est une vue en perspective illustrant une sous-étape consistant à actionner des extracteurs ;
[Fig.17] la figure 17 est une vue en perspective illustrant une sous-étape consistant à intercaler une ou plusieurs cales ;
[Fig.18] la figure 18 est une vue en perspective illustrant une étape consistant à déposer le disque de soufflante seul.
Description détaillée de l'invention
Sur les figures 1 et 2 est représenté un module 1 (module compresseur basse pression) d’une turbomachine défini suivant un axe longitudinal X et comprenant un rotor 2 et un stator 3 indépendants l’un par à l’autre, et autrement dit le rotor 2 et le stator 3 ne sont pas guidés l’un par rapport à l’autre via par exemple un palier. L’axe longitudinal X du module 1 est confondu avec l’axe longitudinal de la turbomachine, lorsque le module 1 est en place dans la turbomachine.
Dans la présente demande, les termes « interne » et « externe » associés aux différents composants du module 1 sont définis par rapport à l’axe longitudinal X.
Plus précisément, le rotor 2 comprend un disque de soufflante 4, un tambour 5 et une pièce d’étanchéité annulaire 6 centrés sur l’axe X et fixés les uns aux autres via une rangée circulaire de boulons 7 comportant chacun une vis 8 et un écrou 9. Chaque vis 8 traverse un organe de retenue 10 disposé à l’intérieur du rotor 2. Chaque organe de retenue 10 présente au moins deux pattes 1 1 en regard disposées autour d’une tête 12 de la vis 8 et en saillie par rapport à la tête 12.
Le stator 3 est centré sur l’axe X et entoure le tambour 5. Le stator 3 est longitudinalement délimité par un redresseur r4 disposé à l’opposé du disque de soufflante 4, le redresseur r4 comprenant une virole externe 14 présentant une bride 15.
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures et notamment les figures 1 à 3, le disque de soufflante 4 est disposé en amont du tambour 5 et comprend une pluralité d’alvéoles destinées chacune à recevoir une aube de soufflante (non incluse dans le module 1 ). Le disque de soufflante 4 présente une pluralité de lobes 16 répartis de manière régulière autour de l’axe X au niveau de son extrémité aval, ces lobes 16 formant une bride. Le disque de soufflante 4 est partiellement représenté sur la figure 2. La tête 12 de chaque vis 8 est disposée à l’intérieur du rotor 2. L’écrou 9 de chaque boulon 7 est disposé à l’extérieur du rotor 2. Chaque vis 8 traverse successivement, depuis la tête 12 jusqu’à l’écrou correspondant 9, un trou débouchant pratiqué dans l’organe de retenue correspondant 10, un trou débouchant pratiqué dans la pièce d’étanchéité 6, un trou débouchant pratiqué dans une bride du tambour 5 et un trou débouchant pratiqué dans un lobe 16 du disque de soufflante 4. Les vis 8 présentent ici une tête 12 carré. Tel qu’illustré sur la figure 3, chaque organe de retenue 10 est disposé longitudinalement entre la tête 12 de la vis correspondante 8 et la pièce d’étanchéité 6. Chaque organe de retenue 10 comprend quatre pattes 1 1 en regard deux à deux qui entourent la tête 12 de la vis correspondante 8, les pattes 1 1 faisant saillie par rapport à la tête 12. Les organes de retenue 10 et les têtes 12 des vis 8 sont disposés dans une rainure circulaire 17 commune de la pièce d’étanchéité 6. Un organe de retenue 10 permet de maintenir en place la tête 12 de la vis correspondante 8 (située à intérieur du rotor 2) lors du retrait de l’écrou associé 9 (situé à l’extérieur du rotor 2). La pièce d’étanchéité 6 est également emmanchée sur une avancée 18 du disque de soufflante 4 au niveau de son extrémité interne et crochetée sur une avancée 19 du tambour 5 au niveau de son extrémité externe.
Tel qu’illustré sur la figure 2, le rotor 2 comprend également quatre rangées annulaires d’aubes 20 rapportées sur le tambour 5 et disposées les unes derrière les autres, chaque rangée d’aubes 20 étant plus communément appelée « roue mobile ». Les quatre roues mobiles sont respectivement numérotées, d’amont en aval, roue R2 (pour roue n°2) à roue R5 (pour roue n°5), la roue R1 (pour roue n°1 ) étant considérée comme étant la soufflante.
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures et notamment la figure 2, le stator 3 comprend cinq redresseurs annulaires intercalés entre les roues mobiles. Les cinq redresseurs sont numérotés, d’amont en aval, redresseur r1 (pour redresseur n°1 ) à redresseur r5 (pour redresseur n°5). Le premier redresseur r1 est associé à la soufflante de sorte à former l’étage n°1 , les suivants étant chacun associés à une roue (roues R2 à R5) de sorte à former les étages suivants (étage n°2 à étage n°5). Chaque redresseur r1 à r5 comprend une virole interne 13 et une virole externe 14 reliées l’une à autre par une rangée annulaire d’aubes 21. Les aubes 21 sont par exemple soudées aux viroles interne et externe 13, 14 de sorte à former un ensemble mécanosoudé. Les viroles externes 14 de l’ensemble des redresseurs r1 à r5 sont bridées les unes aux autres. Par convention, dans la présente demande, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans le module 1 , les gaz traversant successivement les différents étages.
La figure 2 illustre le module 1 dans un premier état E1 correspondant au module 1 tel qu’il se trouve au moment de sa réception pour subir une opération de maintenance.
La figure 1 illustre le module 1 dans un second état E2 dans lequel le cinquième redresseur r5 a été retiré, la virole externe 14 du quatrième redresseur r4 présentant alors une bride libre 15. Le second état E2 correspond ici à l’état dans lequel se trouve le module 1 pour déposer le disque de soufflante 4 seul.
Un module 1 se trouvant dans un troisième état E3 correspond à un module 1 se trouvant dans un second état E2 auquel il a été enlevé le disque de soufflante 4.
Le disque de soufflante 4 seul est déposé (ou enlevé) d’un module 1 se trouvant dans un second état E2 au moyen d’un outil 22.
Selon l’invention, l’outil 22 est défini suivant un axe vertical Z et comprend :
- un bâti 23 comprenant des moyens d’appui au sol 24 ;
- un plateau 25 annulaire centré sur l’axe Z et solidaire du bâti 23, ce plateau 25 comprenant des première et seconde rangées 26a, 26b circulaires de pions 27 ainsi que deux trous 28 disposés autour de l’axe Z suivant un pas régulier, chacun des deux trous 28 étant disposé entre les première et seconde rangées 26a, 26b, chacun des pions 27 étant configuré pour supporter la tête 12 d’une vis 8 de manière à ne pas dégrader les pattes 11 des organes de retenue 10, chaque trou 28 étant configuré pour recevoir un doigt d’indexage 29 du module 1 par rapport à l’outil 22 ;
- au moins trois supports 30 répartis de manière régulière autour de l’axe Z et solidaires du bâti 23, chaque support 30 comprenant une surface d’appui 31 , les surfaces d’appui 31 étant coplanaires et étant configurées pour supporter la bride 15 du redresseur r4 du module 1 , les trois supports 30 étant verticalement situés au-dessous du plateau 25 ;
- un premier repère visuel 32 disposé sur le bâti 23 et configuré pour orienter angulairement le module 1 par rapport à l’outil 22.
Dans la présente demande, les termes « inférieur » et « supérieur » associés aux différents composants de l’outil 22 sont définis par rapport à l’axe vertical Z. En outre, dans la présente demande, les termes « interne » et « externe » associés aux différents composants de l’outil 22 sont définis par rapport à l’axe vertical Z.
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures et notamment les figures 4 et 5, le bâti 23 comprend une plateforme 33 sur laquelle repose les supports 30 et un fût 34 sur lequel repose le plateau 25. La plateforme 33 est plane, perpendiculaire à l’axe Z et sensiblement triangulaire, chaque support 30 étant disposé au niveau d’une portion angulaire saillante de la plateforme 33. Le fût 34 est centré sur l’axe Z et s’élève depuis la plateforme 33. Les moyens d’appui au sol 24 comprennent ici trois pieds répartis de manière régulière autour de l’axe Z.
Le plateau 25 comprend une surface supérieure 35 annulaire délimitée par deux rebords 36, ces rebords 36 étant configurés pour maintenir les extrémités de la pièce d’étanchéité 6 lors de l’emmanchement du disque de soufflante réparé (ou d’un nouveau disque de soufflante) sur un module 1 se trouvant dans un troisième état E3. Les pions 27 des première et seconde rangées 26a, 26b sont disposés sur la surface supérieure 35. Les première et seconde rangées 26a, 26b possèdent le même nombre de pions 27 (ici dix pions) et sont symétriques par rapport à l’axe Z. Les trous 28 sont ainsi également symétriques par rapport à l’axe Z. Les pions 27 ainsi que les deux trous 28 sont disposés à équidistance de l’axe Z. Les trous 28 sont ici des trous borgnes découchant au niveau de la surface supérieure 35. L’écart angulaire entre les deux trous 28 est égal à 180 degrés. Les doigts d’indexage 29 ont été représentés sur la figure 5 afin d’indiquer la localisation des trous 28. Le plateau 25 comprend une protection thermique 37 au niveau de sa surface interne, de manière à protéger le plateau 25 de la chaleur lors de l’emmanchement du disque de soufflante réparé (ou d’un nouveau disque de soufflante). En effet, pour réaliser l’emmanchement, la pièce d’étanchéité 6 est chauffée à une température prédéterminée.
Les surfaces d’appui 31 se trouvent dans un même plan perpendiculaire à l’axe Z. Chaque surface d’appui 31 se situe à une extrémité supérieure du support correspondant 30. Chaque surface d’appui 31 se présente sous la forme d’un secteur annulaire et est délimitée extérieurement par une bordure 38. Les trois supports sont 30 disposés par rapport aux pions 27 de sorte que les têtes 12 prennent appui avant la bride 15 lors de la mise en position du module 1 sur l’outil 22. Chaque support 30 comprend un évidement 39 orienté du côté de l’axe vertical Z et configuré pour permettre le passage de la cinquième roue R5, lors de la mise en position du module 1 sur l’outil 22. Les supports 30 peuvent être réglables par rapport à la plateforme 33 suivant une direction perpendiculaire à l’axe Z.
Le premier repère visuel 32 se présente sous la forme d’une ligne verticale 32 disposée sur la périphérie du fût 34 et la périphérie du plateau 25, cette ligne verticale 32 étant configurée pour orienter angulairement le module 1 par rapport à l’outil 22. Ce premier repère visuel 32 peut être obtenu via l’application d’une ou plusieurs bandes autocollantes.
L’outil 22 comprend un second repère visuel 40 qui se présente sous la forme d’une ligne horizontale 40 disposée sur la périphérie du fût 34, cette ligne horizontale 40 étant configurée pour déterminer une position verticale du module 1 à partir de laquelle le module 1 doit être indexé par rapport à l’outil 22. La ligne horizontale croise ici la ligne verticale. De la même manière que le premier repère visuel 32, ce second repère visuel 40 peut être obtenu via l’application d’une ou plusieurs bandes autocollantes.
Avantageusement, le plateau 25 et les supports 30 sont réalisés dans un matériau non métallique, de manière à ne pas endommager le module 1. Le plateau 25 et les supports 30 sont par exemple réalisés en téflon®. La dépose (ou l’enlèvement) d’un disque de soufflante 4 seul d’un module 1 se trouvant dans un second état E2, au moyen de l’outil 22, est réalisée selon un procédé comprenant chronologiquement les étapes consistant à : a) retirer deux boulons 7 prédéterminés ci-après qualifiés de boulons de référence de manière à disposer de deux orifices libres 41 au niveau du rotor 2, l’écart angulaire entre les boulons de référence étant égal à l’écart angulaire entre les deux trous 28 du plateau 25 ; (Figures 6 à 8)
b) positionner le module 1 au-dessus de l’outil 22 en position verticale de sorte que l’axe longitudinal X du module 1 soit sensiblement vertical et sensiblement coaxial avec l’axe vertical Z de l’outil 22, le disque de soufflante 4 étant alors verticalement au-dessus du tambour 5 ;
c) aligner un des orifices libres 41 avec le premier repère visuel 32 de manière à orienter angulairement le module 1 par rapport à l’outil 22 ; (Figure 9)
d) indexer le module 1 par rapport à l’outil 22 en introduisant depuis l’extérieur du module 1 deux doigts d’indexage 29, chaque doigt d’indexage 29 traversant un orifice libre 41 du rotor 2 puis un trou 28 du plateau 25 ; (Figure 10)
e) mettre en appui les têtes 12 des vis 8 sur les pions 27 du plateau 25, le tambour 5 entourant alors le plateau 25 ; (Figure 1 1 )
f) mettre en appui la bride 15 du redresseur r4 sur les surfaces d’appui 31 des supports 30 ; (Figure 12)
g) retirer l’ensemble des écrous 9 des boulons 7 ;
h) extraire de manière contrôlée le disque de soufflante 4 seul via au moins un extracteur 42 ; (Figures 13 à 17)
i) déposer le disque de soufflante 4 seul. (Figure 18)
Tel que mentionné ci-dessus, le procédé est mis en oeuvre sur un module 1 se trouvant dans un second état E2, et autrement dit un module 1 auquel il a été retiré le cinquième redresseur r5.
Le module 1 est maintenu lors des étapes a) à f) via un premier outillage de manipulation 43 sur lequel est positionné et maintenu le module 1 , le premier outillage de manipulation 43 comprenant au moins une paire de premiers tourillons opposés 44, 45, chacun des premiers tourillons 44, 45 étant lié à une patte d’attache 46 d’un système de levage 47.
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures et notamment les figures 6 à 12, le premier outillage de manipulation 43 comprend une première partie 48 apte à se fixer au rotor 2 du module 1 et une seconde partie 49 apte à se fixer au stator 3 du module 1. Le premier outillage de manipulation 43 comprend des moyens de réglage configuré pour régler longitudinalement sur une plage prédéterminée le positionnement de la première partie 48 (rotor 2) vis-à-vis de la seconde partie 49 (stator 3) ou inversement. Tel que mentionné ci-dessus, le rotor 2 et le stator 3 sont indépendants l’un par rapport à l’autre. Ce réglage longitudinal est notamment utilisé pour garantir que les têtes 12 des vis 8 prennent appui avant la bride 15 lors de la mise en position du module 1 sur l’outil 22. Le premier outillage de manipulation 43 comprend une paire de tourillons médians 44 et une paire de tourillons d’extrémité 45. Chacune des paires de tourillons 44, 45 est apte à être attachée à un système de levage indépendant 47. Chaque système de levage 47 comprend par exemple un dispositif de levage (tel qu’un treuil) (non représenté), un palonnier 50 et deux pattes d’attache 46.
Avantageusement, tel qu’illustré sur les figures 6 à 8, lors de l’étape a), le module 1 est en position horizontale de sorte que l’axe longitudinal X du module 1 soit sensiblement parallèle au sol sur lequel repose l’outil 22. Le premier outillage de manipulation 43 est lié à un premier système de levage 47 via les tourillons médians 44 et à un second système de levage 47 via les tourillons d’extrémité 45.
Tel qu’illustré sur les figures 6 à 8, lors de l’étape a), un opérateur retire les boulons 7 placés à 3h et 9h par analogie au cadran d’une horloge. Les boulons 7 placés à 3h et 9h sont ainsi considérés comme étant les boulons de référence. L’écart angulaire entre les deux boulons de référence est bien égal à l’écart angulaire entre les deux trous 28 du plateau 25, à savoir 180 degrés. A l’issue de l’étape a), les orifices libres 41 se trouvent alors à 3h et 9h.
Tel qu’illustré sur les figures 9 à 12, lors des étapes b) à f), le module 1 est en position verticale, le disque de soufflante 4 étant alors verticalement au- dessus du tambour 5. Le premier outillage de manipulation 43 est lié à un unique système de levage 47 via les tourillons d’extrémité 45.
Tel qu’illustré sur la figure 9, lors de l’étape c), un opérateur contrôle le premier outillage de manipulation 43 de sorte à aligner un des orifices libres 41 (identifiable via l’absence de l’écrou) avec la ligne verticale (premier repère visuel 32). Cette étape c) permet d’aligner les deux orifices libres 41 avec les deux trous 28 du plateau 25.
Tel qu’illustré sur la figure 10, l’étape d) est réalisée lorsque la bride libre 15 du redresseur r4 se situe verticalement au niveau de la ligne horizontale (second repère visuel 40). Un opérateur introduit alors successivement, depuis l’extérieur du module 1 , les deux doigts d’indexage 29. Chaque doigt d’indexage 29 traverse un orifice libre 41 du rotor 2 et un trou 28 du plateau 25.
Tel qu’illustré sur la figure 1 1 , lors de l’étape e), le module 1 est descendu de manière à mettre en appui les têtes 12 des vis 8 sur les pions 27 du plateau 25. Il est primordial de mettre en appui dans un premier temps le rotor 2 (les têtes 12 des vis 8) puis dans un second temps le stator 3 (bride 15 du redresseur r4) afin d’éviter tout mouvement inopiné du rotor 2 lors du retrait du premier outillage de manipulation 43. Lors de cette étape e), il est possible d’utiliser les moyens de réglage du premier outillage de manipulation 43 afin de déplacer longitudinalement le rotor 2 vis-à-vis du stator 3 ou inversement.
Tel qu’illustré sur la figure 12, lors de l’étape d), la bride 15 du redresseur r4 est mise en appui sur les surfaces d’appui 31 des supports 30. Les évidements 39 permettent le passage de la cinquième roue R5. Lors de cette étape d), il est possible de régler les supports 30 par rapport à la plateforme 33. Le procédé comprend, entre les étapes f) et g), une étape f1 ) consistant à retirer le premier outillage de manipulation 43 du module 1.
Le disque de soufflante 4 est maintenu lors des étapes g) à i) via un second outillage de manipulation 51 sur lequel est positionné et maintenu le disque de soufflante 4, le second outillage de manipulation 51 comprenant au moins une paire de seconds tourillons opposés 52, chacun des seconds tourillons 52 étant lié à une patte d’attache 46 d’un système de levage 47. Selon le mode de réalisation illustré sur les figures et notamment les figures 13 à 18, le second outillage de manipulation 51 comprend un premier élément de levage 53 et un second élément de levage 54 aptes à se fixer au disque de soufflante 4. Les premier et second éléments 53, 54 de levage sont disposés de manière symétrique par rapport à l’axe X. Chacun des éléments de levage 53, 54 comprend un tourillon 52, les tourillons 52 étant aptes à être attachés à un système de levage 47. Le système de levage 47 comprend par exemple un dispositif de levage (tel qu’un treuil) (non représenté), un palonnier 50 et deux pattes d’attache 46.
Tel qu’illustré sur les figures 13 à 17, le disque de soufflante 4 est extrait lors de l’étape h) via trois extracteurs 42 répartis de manière régulière autour de l’axe Z. L’extraction est contrôlée en dévissant progressivement trois écrous d’extraction 55 préalablement vissés sur trois vis 8 situées chacune à proximité de l’un des trois extracteurs 42, et en insérant progressivement des cales 56 autour des trois vis 8 munies d’écrous d’extraction 55 entre le disque de soufflante 4 et le tambour 5, les écrous d’extraction 55 et les cales 56 étant dans un matériau non métallique.
Tel qu’illustré sur les figures 13 et 14, chaque extracteur 42 comprend un premier bras 57 et un second bras 58 articulés l’un par rapport à l’autre, le premier bras 57 étant en appui sur le disque de soufflante 4 et le second bras 58 étant en appui sur la pièce d’étanchéité annulaire 6. Chaque extracteur 42 comprend un actionneur 59 hydraulique articulé par rapport aux premier et second bras 57, 58, cet actionneur 59 hydraulique étant configuré pour écarter les premier et second bras 57, 58 l’un par rapport et l’autre, et ainsi extraire verticalement le disque de soufflante 4 seul de la pièce d’étanchéité 6 sur laquelle il est emmanché.
Les cales 56 permettent d’éviter toute inclinaison du disque de soufflante 4 lors d’une baisse de pression hydraulique au niveau des extracteurs 42. Avantageusement, les écrous d’extraction 55 et les cales 56 sont réalisés dans un matériau non métallique, de manière à ne pas endommager les vis 8. Les écrous d’extraction 55 et les cales 56 sont par exemple réalisés en téflon®.
Tel qu’illustré sur les figures 15 à 17, l’étape h) comprend chronologiquement les sous-étapes consistant à :
h1 ) disposer chaque écrou d’extraction 55 à une distance D d’une face supérieure 60 d’un lobe correspondant 16 du disque de soufflante 4, la face supérieure 60 étant disposée en regard de l’écrou d’extraction 55 ; (Figure 15)
h2) actionner les trois extracteurs 42 de sorte que chaque face supérieure 60 soit en contact avec l’écrou d’extraction 55 correspondant ; (Figure 16) h3) disposer une ou plusieurs cales 56 présentant une hauteur totale H autour de chaque vis 8 munie d’un écrou d’extraction 55 entre le disque de soufflante 4 et le tambour 5, la hauteur totale H étant égale à la distance D. (Figure 17)
Les sous-étapes h1 ) à h3) sont répétées de manière à surélever au maximum le disque de soufflante 4 par rapport au tambour 5. A titre d’exemple, l’écrou 9 est disposé à une distance D = 6 mm pour débuter l’extraction puis l’écrou 9 est dévissé de 3 mm à chaque réitération des étapes h1 ) à h3) de sorte que le disque de soufflante 4 soit distant de 15 mm du tambour 5 à l’issue de quatre cycles.
Une telle extraction du disque de soufflante 4 permet d’obtenir une extraction verticale et d’empêcher tout contact entre les vis 8 et les trous pratiquées dans les lobes 16 du disque de soufflante 4.
Tel qu’illustré sur les figures 13 à 18, lors des étapes h) et i), les vis 8 sont toujours en place (excepté les deux vis de référence). A l’issue des étapes a) à i), le module 1 se trouve dans son troisième état E3. La repose (ou la mise en place) du disque de soufflante réparé (ou d’un nouveau disque de soufflante) est effectuée directement sur le module 1 tel qu’il était à la suite du procédé précité, à savoir dans son troisième état E3 et placé sur l’outil 22. Le même outil 22 permet ainsi de réaliser la dépose du disque de soufflante 4 mais également la repose. Lors de la repose, il faut veiller à orienter correctement le disque de soufflante réparé en alignant un repère associé au disque de soufflante réparé (par exemple une encoche) avec les repères des autres composants du module 1 . Lors de la repose du disque de soufflante réparé, la pièce d’étanchéité 6 du module 1 est chauffée afin de permettre l’emmanchement du disque de soufflante réparé dans la pièce d’étanchéité 6 du module 1 .

Claims

REVEN DICATIONS
1. Outil (22) pour déposer un disque de soufflante (4) seul d’un module (1 ) d’axe longitudinal (X) d’une turbomachine comprenant un rotor (2) et un stator (3), le rotor (2) comprenant le disque de soufflante (4), un tambour (5) et une pièce d’étanchéité annulaire (6) centrés sur l’axe (X) et fixés les uns aux autres via une rangée circulaire de boulons (7) comportant chacun une vis (8) et un écrou (9), chaque vis (8) traversant un organe de retenue (10) disposé à l’intérieur du rotor (2), chaque organe de retenue (10) présentant au moins deux pattes (11 ) en regard disposées autour d’une tête (12) de la vis (8) et en saillie par rapport à la tête (12), le stator (3) étant centré sur l’axe (X) et entourant le tambour (5), le stator (3) étant longitudinalement délimité par un redresseur (r4) disposé à l’opposé du disque de soufflante (4), le redresseur (r4) comprenant une virole externe (14) présentant une bride (15), l’outil (22) d’axe vertical (Z) comprenant :
- un bâti (23) comprenant des moyens d’appui au sol (24) ;
- un plateau (25) annulaire centré sur l’axe (Z) et solidaire du bâti (23), ce plateau (25) comprenant des première et seconde rangées (26a, 26b) circulaires de pions (27) ainsi que deux trous (28) disposés autour de l’axe (Z) suivant un pas régulier, chacun des deux trous (28) étant disposé entre les première et seconde rangées (26a, 26b), chacun des pions (27) étant configuré pour supporter la tête (12) d’une vis (8) de manière à ne pas dégrader les pattes (1 1 ) des organes de retenue (10), chaque trou (28) étant configuré pour recevoir un doigt d’indexage (29) du module (1 ) par rapport à l’outil (22) ;
- au moins trois supports (30) répartis de manière régulière autour de l’axe (Z) et solidaires du bâti (23), chaque support (30) comprenant une surface d’appui (31 ), les surfaces d’appui (31 ) étant coplanaires et étant configurées pour supporter la bride (15) du redresseur (r4) du module (1 ), les trois supports (30) étant verticalement situés au-dessous du plateau (25) ; - un premier repère visuel (32) disposé sur le bâti (23) et configuré pour orienter angulairement le module (1 ) par rapport à l’outil (22).
2. Outil (22) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l’outil (22) comprend un second repère visuel (40) disposé sur le bâti (23) et configuré pour déterminer une position verticale du module (1 ) à partir de laquelle le module (1 ) doit être indexé par rapport à l’outil (22).
3. Outil (22) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des trois supports (30) comprend un évidement (39) configuré pour permettre le passage d’une rangée annulaire d’aubes (20) rapportées sur le tambour (5).
4. Procédé de dépose d’un disque de soufflante (4) seul d’un module (1 ) d’axe longitudinal (X) d’une turbomachine comprenant un rotor (2) et un stator (3), le rotor (2) comprenant le disque de soufflante (4), un tambour (5) et une pièce d’étanchéité annulaire (6) centrés sur l’axe (X) et fixés les uns aux autres via une rangée circulaire de boulons (7) comportant chacun une vis (8) et un écrou (9), chaque vis (8) traversant un organe de retenue (10) disposé à l’intérieur du rotor (2), chaque organe de retenue (10) présentant au moins deux pattes (11 ) en regard disposées autour d’une tête (12) de la vis (8) et en saillie par rapport à la tête (12), le stator (3) étant centré sur l’axe (X) et entourant le tambour (5), le stator (3) étant longitudinalement délimité par un redresseur (r4) disposé à l’opposé du disque de soufflante (4), le redresseur (r4) comprenant une virole externe (14) présentant une bride (15), au moyen de l’outil (22) selon l’une des revendications 1 à 3, le procédé comprenant chronologiquement les étapes consistant à :
a) retirer deux boulons (7) prédéterminés ci-après qualifiés de boulons de référence de manière à disposer de deux orifices libres (41 ) au niveau du rotor (2), l’écart angulaire entre les boulons de référence étant égal à l’écart angulaire entre les deux trous (28) du plateau (25) ;
b) positionner le module (1 ) au-dessus de l’outil (22) en position verticale de sorte que l’axe longitudinal (X) du module (1 ) soit sensiblement vertical et sensiblement coaxial avec l’axe vertical (Z) de l’outil (22), le disque de soufflante (4) étant alors verticalement au-dessus du tambour (5) ;
c) aligner un des orifices libres (41 ) avec le premier repère visuel (32) de manière à orienter angulairement le module (1 ) par rapport à l’outil (22) ; d) indexer le module (1 ) par rapport à l’outil (22) en introduisant depuis l’extérieur du module (1 ) deux doigts d’indexage (29), chaque doigt d’indexage (29) traversant un orifice libre (41 ) du rotor (2) puis un trou (28) du plateau (25) ;
e) mettre en appui les têtes (12) des vis (8) sur les pions (27) du plateau (25), le tambour (5) entourant alors le plateau (25) ;
f) mettre en appui la bride (15) du redresseur (r4) sur les surfaces d’appui (31 ) des trois supports (30) ;
g) retirer l’ensemble des écrous (9) des boulons (7) ;
h) extraire de manière contrôlée le disque de soufflante (4) seul via au moins un extracteur (42) ;
i) déposer le disque de soufflante (4) seul.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le disque de soufflante (4) est extrait lors de l’étape h) via trois extracteurs (42) répartis de manière régulière autour de l’axe (Z), l’extraction étant contrôlée en dévissant progressivement trois écrous d’extraction (55) préalablement vissés sur trois vis (8) situées chacune à proximité de l’un des trois extracteurs (42), et en insérant progressivement des cales (56) autour des trois vis (8) munies d’écrous d’extraction (55) entre le disque de soufflante (4) et le tambour (5), les écrous d’extraction (55) et les cales (56) étant dans un matériau non métallique.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’étape h) comprend les sous-étapes consistant à :
h1 ) disposer chaque écrou d’extraction (55) à une distance (D) d’une face supérieure (60) d’un lobe correspondant (16) du disque de soufflante (4), la face supérieure (60) étant disposée en regard de l’écrou d’extraction (55) ; h2) actionner les trois extracteurs (42) de sorte que chaque face supérieure (60) soit en contact avec l’écrou d’extraction correspondant (55) ;
h3) disposer une ou plusieurs cales (56) présentant une hauteur totale (H) autour de chaque vis (8) munie d’un écrou d’extraction (55) entre le disque de soufflante (4) et le tambour (5), la hauteur totale (H) étant égale à la distance (D).
7. Procédé selon l’une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l’étape d) est réalisée lorsque la bride (15) du redresseur (r4) se situe verticalement au niveau d’un second repère visuel (40) disposé sur le bâti (23) de l’outil (22).
8. Procédé selon l’une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le module (1 ) est maintenu lors des étapes a) à f) via un premier outillage de manipulation (43) sur lequel est positionné et maintenu le module (1 ), le premier outillage de manipulation (43) comprenant au moins une paire de premiers tourillons opposés (44, 45), chacun des premiers tourillons (44, 45) étant lié à une patte d’attache (46) d’un système de levage (47).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier outillage de manipulation (43) est configuré pour permettre de régler longitudinalement sur une plage prédéterminée le positionnement du rotor (2) vis-à-vis du stator (3) ou inversement.
10. Procédé selon l’une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que le disque de soufflante (4) est maintenu lors des étapes g) à i) via un second outillage de manipulation (51 ) sur lequel est positionné et maintenu le disque de soufflante (4), le second outillage de manipulation (51 ) comprenant au moins une paire de seconds tourillons opposés (52), chacun des seconds tourillons (52) étant lié à une patte d’attache (46) d’un système de levage (47).
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