ES2249752T3 - Dispositivo perfeccionado de fijacion de un arbol de motor sobre un soporte de cojinete. - Google Patents
Dispositivo perfeccionado de fijacion de un arbol de motor sobre un soporte de cojinete.Info
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Abstract
Dispositivo (D) de fijación de un árbol (AIP) de máquina sobre un soporte de cojinete (SP), que comprende una tuerca de extracción (11, 118) provista de un fileteado (12, 119) apropiado para cooperar con un primer fileteado (1, 101) de dicho árbol (AIP) y una contratuerca (19, 124) provista de un fileteado (20, 125) apropiado para cooperar con un segundo fileteado (7, 107) de dicho soporte de cojinete (SP), para inmovilizar dicho árbol con respecto a dicho soporte de cojinete en una posición elegida, caracterizado porque: * dichos primer (1, 101) y segundo (7, 107) fileteados están invertidos uno con respecto al otro, * dicha contratuerca (19, 129) comprende un tope provisto de una cara delantera (23, 126) y de primeros medios de acoplamiento (22, 127), * dicha tuerca de extracción (11, 118) comprende segundos medios de acoplamiento (17, 123) y un tope (13, 120) provisto de una cara delantera (15, 122) destinada a apoyarse sobre una cara trasera de un tope (8, 108) de dicho soporte de cojinete (SP) para definir dicha posición elegida, y de una cara trasera, sobre la cual apoya dicha cara delantera (23, 126) del tope de la contratuerca (19, 124) cuando está situada en una posición de inmovilización, y porque comprende un freno de tuerca (24, 129) provisto de terceros (29) y cuartos (26, 131) medios de acoplamiento dispuestos para cooperar respectivamente con dichos primeros (22, 127) y segundos (17, 123) medios de acoplamiento para acoplar en rotación dicha tuerca de extracción (11, 118) y dicha contratuerca (19, 124), una vez situadas en una posición de inmovilización que define dicha posición elegida.
Description
Dispositivo perfeccionado de fijación de un árbol
de motor sobre un soporte de cojinete.
El invento se refiere al campo de la fijación de
los árboles de motor sobre soportes de cojinete (o gorrones),
especialmente cuando el motor es una turbomáquina.
A partir del documento
EP-A-0 359 659 se conoce un
dispositivo de fijación según el preámbulo de la reivindicación
1.
La fijación (o el acoplamiento) de un árbol de
motor (o máquina) sobre un soporte de cojinete es una operación
compleja que requiere un dispositivo dedicado. Uno de tales
dispositivos comprende generalmente, por un primer lado, una tuerca
de extracción, provista de un fileteado que coopera con un fileteado
del árbol, por un segundo lado, una contratuerca, provista de un
fileteado que coopera con un fileteado del soporte de cojinete, para
inmovilizar el árbol con respecto al cojinete en una posición
elegida, y por un tercer lado, un freno de tuerca destinado a
inmovilizar la tuerca o la contratuerca.
Se observa que la fijación es tanto más difícil
cuanto más exiguo y/o recargado sea el espacio en el cual están
implantados el árbol y el soporte de cojinete.
La operación de desacoplamiento es todavía más
difícil, especialmente en el caso de las turbomáquinas tales como
los turbopropulsores, por el hecho que varios árboles estén
acoplados a niveles vecinos denominados de "baja presión (BP)",
"de presión intermedia (IP)" y de "alta presión (HP)". Más
exactamente, en las turbomáquinas actuales, cuando se quita el árbol
de baja presión, los tornillos de ensamblaje del árbol de presión
intermedia no son accesibles. Además, al no poder ser desmontado el
árbol de presión intermedia por detrás, el acceso al nivel de alta
presión (HP), situado justo después del nivel de presión intermedia,
requiere el desmontaje completo del motor. Por el hecho del número
elevado de elementos a desmontar (incluidos los reductores), las
operaciones de mantenimiento y de reparación se revelan
particularmente onerosas.
Además, al no estar unidas entre sí las piezas
que constituyen los dispositivos de fijación actuales, la
probabilidad de perder alguna en el interior del motor es
relativamente elevada.
El invento tiene por objeto, por tanto, remediar
total o parcialmente inconvenientes antes citados.
Propone, con este fin, un dispositivo dedicado a
la fijación (o al acoplamiento) de un árbol de máquina sobre un
soporte de cojinete, comprendiendo una tuerca de extracción,
provista de un fileteado destinado a cooperar con un primer
fileteado del árbol, y una contratuerca, provista de un fileteado
destinado a cooperar con un segundo fileteado del soporte de
cojinete, con el fin de inmovilizar el árbol con respecto al
cojinete, en una posición elegida.
Este dispositivo se caracteriza, por un lado, por
el hecho de que i)estos primer y segundo fileteados están
invertidos uno con respecto al otro, ii) su contratuerca comprende
un tope provisto de una cara delantera y de unos medios de
acoplamiento y iii) su tuerca de extracción comprende segundos
medios de acoplamiento y un tope provisto de una cara delantera,
destinada a apoyar sobre una cara trasera de un tope del soporte de
cojinete para definir a posición elegida, y de una cara trasera,
sobre la cual apoya la cara delantera del tope de la contratuerca
cuando ésta está situada en una posición de inmovilización. Por otro
lado, el dispositivo se caracteriza por el hecho de que comprende un
freno de tuerca provisto de terceros y cuartos medios de
acoplamiento dispuestos para cooperar respectivamente con los
primeros y segundos medios de acoplamiento a fin de acoplar en
rotación la tuerca y la contratuerca, después de que estén situadas
en una posición de inmovilización que define la posición
elegida.
En un primer modo de realización, el fileteado de
la tuerca de extracción está situado sobre una cara interna para
cooperar con el primer fileteado que está situado sobre una cara
externa del árbol.
El fileteado de la contratuerca está situado
entonces preferentemente sobre una cara interna para cooperar con el
segundo fileteado del soporte de cojinete, que está situado sobre
una cara externa.
Por otro lado, el freno de tuerca está aquí
montado preferentemente para poder hacer un movimiento de traslación
sobre la tuerca de extracción.
Además, la tuerca de extracción puede presentar
una parte terminal opuesta a su tope y provista de al menos dos
garras encorvadas hacia el interior y que constituyen sus segundos
medios de acoplamiento. En este caso, el freno de tuerca presenta
una primera parte terminal que constituye sus cuartos medios de
acoplamiento y dispuesta para cooperar con las garras para asegurar
su acoplamiento en rotación a la tuerca de extracción. La primera
parte terminal puede soportar, entonces, un anillo elástico de tope
destinado a cooperar con las garras para prohibir, en caso de
desmontaje, la desolidarización del freno de tuerca de extracción.
Dichas garras pueden igualmente definir un alojamiento encargado de
recibir medios de bloqueo, como por ejemplo un anillo de bloqueo
elástico, destinados a colocar el freno de tuerca en su posición de
inmovilización.
Además, la contratuerca puede presentar una parte
terminal que prolonga el tope del lado opuesto a su cara anterior y
provista de dientes que constituyen los primeros medios de
acoplamiento. En este caso, el freno de tuerca presenta una segunda
parte terminal provista de dientes que constituyen los terceros
medios de acoplamiento y dispuestos para cooperar con los dientes de
la contratuerca para asegurar su acoplamiento en rotación con ésta
última.
En un segundo modo de realización, el fileteado
de la tuerca de extracción está situado sobre una cara externa para
cooperar con el primer fileteado que está situado sobre una cara
interna del árbol.
El fileteado de la contratuerca está situado
preferentemente, entonces, sobre una cara externa para cooperar con
el segundo fileteado del soporte de cojinete que está situado sobre
una cara interna.
Por otro lado, la tuerca de extracción presenta
preferentemente una primera parte terminal provista del fileteado
externo y una segunda parte terminal opuesta a la primera parte con
respecto a su tope y provista, sobre una cara externa, de guías que
constituyen los segundo medios de acoplamiento. El freno de tuerca
presenta, entonces, una primera parte terminal provista de guías que
constituyen los cuartos medios de acoplamiento y dispuestos para
cooperar con las guías de la tuerca de extracción para asegurar su
acoplamiento en rotación con esta última.
Además, la contratuerca puede presentar una parte
terminal opuesta a su tope y que comprende una cara interna provista
de guías que constituyen los primeros medios de acoplamiento. En
este caso, el freno de tuerca presenta una primera parte terminal
provista, sobre una cara externa, de guías que constituyen los
terceros medios de acoplamiento y dispuestas para cooperar con las
guías de la contratuerca para asegurar su acoplamiento en rotación
con ésta última. La primera parte del freno de tuerca puede,
entonces, estar dispuesta para ser introducida por traslación entre
la primera parte terminal de la tuerca de extracción y la parte
terminal de la contratuerca.
Además, el freno de tuerca puede comprender
igualmente una segunda parte terminal opuesta a su primera parte
terminal y provista de al menos un tope de bloqueo destinado a
cooperar con un anillo elástico montado sobre el soporte de cojinete
para bloquear su carrera en caso de desmontaje.
El freno de tuerca puede comprender, igualmente,
sobre una cara externa, una garganta que recibe un anillo elástico
de bloqueo destinado a cooperar con una garganta formada en una cara
interna del soporte de cojinete a fin de colocar el freno de tuerca
en su posición de inmovilización.
El dispositivo según el invento está
particularmente bien adaptado, aunque de forma no exclusiva, a la
solidarización de un árbol de turbomáquina con un soporte de
cojinete, en particular cuando la turbomáquina es un propulsor.
Otras características y ventajas del invento
aparecerán con el examen de la descripción detallada de a
continuación, y de los dibujos anexos, sobre los cuales:
- la figura 1 es una vista en corte longitudinal,
esquemática, de una parte de los niveles de baja presión, de presión
intermedia y de alta presión de un turbopropulsor,
- la figura 2 ilustra de forma esquemática, en
una vista en corte longitudinal, en perspectiva, un primer ejemplo
de realización de un dispositivo de fijación según el invento, en un
estado de inmovilización,
- la figura 3 ilustra de forma esquemática, en
una vista en corte longitudinal, en perspectiva, el estado del
dispositivo de fijación de la figura 2 después de la extracción del
anillo de inmovilización y desatornillamiento de la tuerca de
extracción con la ayuda de un primer útil dedicado,
- la figura 4 ilustra de forma esquemática, en
una vista en perspectiva, una segunda herramienta que permite
extraer el anillo elástico de inmovilización del dispositivo de la
figura 2,
- la figura 5 ilustra de forma esquemática, en
una vista en corte longitudinal, un segundo ejemplo de realización
de un dispositivo de fijación según el invento, en un estado de
inmovilización,
- la figura 6 ilustra de forma esquemática, en
una vista en corte longitudinal, el estado del dispositivo de
fijación de la figura 5 después del desacoplamiento del freno de
tuerca y del desatornillamiento de la tuerca de extracción con la
ayuda de una herramienta dedicada, y
- la figura 7 ilustra de forma esquemática, en
una vista en perspectiva, una variante de herramienta que permite
trasladar el freno de tuerca y arrastrar en rotación la tuerca de
extracción del segundo ejemplo de realización del dispositivo según
el invento, adaptado para el acoplamiento de un árbol y de un
soporte de cojinete del cuerpo de alta presión (HP).
Los dibujos anexos podrán servir, no solamente
para completar el invento, sino también para contribuir a su
definición, en el caso contrario.
El invento porta sobre un dispositivo de fijación
(o de acoplamiento) de un árbol de motor (o máquina) sobre un
soporte de cojinete (o gorrón). A continuación, se hará referencia a
un árbol de una turbomáquina, como por ejemplo un turbopropulsor de
avión. Pero, claro, el invento no está limitado sólo a este tipo de
máquina.
Nos referimos, en primer lugar, a la figura 1
para precisar el lugar de implantación de un dispositivo de fijación
según el invento en el marco del ejemplo de aplicación antes
indicado.
Un turbopropulsor puede comprender dos o
tres cuerpos (o niveles) situados unos a continuación de los otros.
Un primer cuerpo C1 denominado de "baja presión (BP)"
(parcialmente representado), tiene como función aspirar el aire
exterior con ayuda de una hélice (no representada), después de
"precomprimirlo" con la ayuda de un primer compresor CBP. Un
segundo cuerpo C2 denominado "de presión intermedia (IP)",
tiene como función comprimir el aire precomprimido por el primer
cuerpo C1, con ayuda de un segundo compresor CIP. Un tercer cuerpo
C3 denominado "de alta presión (HP)", tiene como función
"recomprimir" el aire comprimido por el segundo cuerpo C2, con
ayuda de un tercer compresor CHP, antes de que penetre en una cámara
de combustión CC.
Para hacer esto, cada compresor (BP, IP ó HP)
comprende varios niveles de aletas EA arrastradas por rotación, al
mismo tiempo que la hélice por un árbol A, arrastrado por una
turbina T situada aguas debajo de la cámara de combustión CC. Las
aletas EA están, por otro lado, alojadas en un espacio
delimitado por un cárter CR.
A fin de poder arrastrar las aletas EA de un
cuerpo Ci, el árbol A correspondiente debe estar acoplado con este
cuerpo Ci por medio de un dispositivo de fijación Di. Más
precisamente, cada cuerpo Ci comprende un soporte de cojinete (o
gorrón) SP con el cual está acoplado el árbol A por medio de un
dispositivo de fijación Di. En la figura 1 están rodeadas por un
círculo las tres zonas de acoplamiento.
Nos referimos ahora a la figura 2 para describir
un primer ejemplo de realización de un dispositivo de fijación D
según el invento, destinado a acoplar un árbol de presión intermedia
AIP con un soporte de cojinete SP del segundo cuerpo C2 (o cuerpo de
presión intermedia) de un turbopropulsor.
A continuación, se definen cuatro direcciones con
respecto a la cavidad central del turbopropulsor, en la cual está
alojado el árbol AIP. Una dirección denominada "interna" está
orientada hacia el interior de la cavidad. Una dirección denominada
"externa" está orientada hacia el exterior de la cavidad. Una
dirección denominada "delantera" está orientada hacia una parte
aguas abajo del turbopropulsor, respecto al paso del flujo de aire.
Una dirección denominada "trasera" está orientada hacia una
parte aguas arriba del turbopropulsor, respecto al paso del flujo de
aire.
El dispositivo D está aquí adaptado a un árbol
AIP que comprende sobre una cara externa, por un lado, un primer
fileteado 1, y por otro lado, ligeramente aguas abajo respecto de
dicho primer fileteado 1 está sensiblemente perpendicularmente a
éste, guías (o acanaladuras) 2. Preferentemente, el árbol AIP
comprende igualmente, sobre su cara externa, ligeramente aguas abajo
de las guías 2, un tope 3, que se extiende preferentemente en toda
la circunferencia del árbol y destinada para cooperar con una cala
de reglaje 4.
Por otro lado, el árbol AIP y el dispositivo D
están adaptados a un soporte de cojinete (o gorrón) SP que comprende
una parte central 5 en forma de disco, vaciada en el centro para
permitir el paso del árbol AIP y sobre la cara trasera del cual
sobresale una parte trasera 6 sensiblemente cilíndrica circular
provista sobre una cara externa de un segundo fileteado 7 y
terminada por una cara trasera de tope 8.
Según el invento, los primer 1 y segundo 7
fileteados están invertidos uno con respecto al otro.
Por otro lado, sobre una cara delantera de la
parte central 5 sobresale una parte delantera 9, preferentemente
sensiblemente cilíndrica circular, y terminada por una cara
destinada a apoyarse contra una cara trasera de la cala de reglaje
4. Además, la parte central 5 comprende sobre una cara interna,
sensiblemente entre las partes trasera 6 y delantera 9, guías 10,
sensiblemente perpendiculares al segundo fileteado 7 y destinadas a
cooperar con las guías 2 del árbol AIP cuando éste último se
desplaza en translación con respecto al soporte de cojinete SP
durante las fases de acoplamiento y de desacoplamiento.
El dispositivo de fijación D comprende en primer
lugar, una tuerca de extracción (y de apriete) 11 que comprende una
parte central provista sobre una cara interna de un fileteado 12,
destinada a cooperar con el primer fileteado 1 del árbol AIP. La
parte central se prolonga en una parte terminal delantera que define
un tope 13, preferentemente circular y provista de una cara trasera
14 y de una cara delantera 15 destinada a apoyarse sobre la cara
trasera de tope 9 de la parte trasera 6 del soporte de cojinete SP.
Por otro lado, la parte central se prolonga igualmente en una parte
terminal trasera 16 que define unos medios de acoplamiento 17.
Los medios de acoplamiento 17 se realizan aquí
preferentemente bajo la forma de una multiplicidad de garras
encorvadas hacia el interior y separadas regularmente unas de otras.
Estas garras se extienden sobre una longitud elegida para definir un
espacio apropiado para recibir un medio de bloqueo (o candado) 18,
aquí realizado preferentemente bajo la forma de un anillo elástico
(hendido).
El dispositivo de fijación D comprende igualmente
una contratuerca 19 que comprende una parte principal provista sobre
una cara interna de un fileteado 20, destinada a cooperar con el
segundo fileteado 7 del soporte de cojinete SP, y terminada por una
cara delantera de tope destinada a apoyarse sobre la parte central 5
de dicho soporte de cojinete SP. Esta parte principal se prolonga
aquí en una parte de extremo 21 en una parte trasera de la cual se
definen unos medios de acoplamiento 22 y de la cual una parte
delantera define una cara delantera de tope 23 destinada a apoyarse
sobre la cara trasera 14 del tope 13 de la tuerca de extracción
11.
Los medios de acoplamiento 22 están realizados
aquí preferentemente bajo la forma de una multiplicidad de dientes
sensiblemente paralelos al árbol AIP.
El dispositivo de fijación D comprende además un
freno de tuerca 24 montado de manera que pueda hacer translaciones
sobre la tuerca de extracción 11. El freno de tuerca 24 comprende
una primera parte terminal (trasera) 25 que define medios de
acoplamiento 26 dispuestos para cooperar con las garras 17 para
asegurar su acoplamiento con la tuerca de extracción 11.
Preferentemente, los medios de acoplamiento 26 constituyen un peine
cuyos dientes están separados a una distancia igual, de valor
inferior, a la distancia que separa los garras 17. Una cooperación
tal entre medios de acoplamiento 17 y 26 permite acoplar en rotación
la tuerca de extracción 11 y el freno de tuerca 24.
Preferentemente, los extremos de los dientes del
peine 26 soportan un anillo elástico de tope 27 destinado a cooperar
con los extremos encorvados de las garras 17 para prohibir, durante
el desmontaje, la separación del freno de tuerca 24 de tuerca de
extracción 11.
El freno de tuerca 24 comprende igualmente una
segunda parte terminal (delantera) 28 provista de medios de
acoplamiento 29 dispuestos para cooperar con los dientes 22 de la
contratuerca 19 para asegurar el acoplamiento de este último.
Preferentemente, los medios de acoplamiento 29
están realizados bajo la forma de una multiplicidad de dientes
sensiblemente paralelos al árbol AIP, y de paso sensiblemente
idéntico al de los dientes 22 de la contratuerca 19. Una cooperación
tal entre medios de acoplamiento 22 y 29 permite acoplar en rotación
la contratuerca 19 y el freno de tuerca 24.
Por otro lado, esta doble cooperación de los
diferentes medios de acoplamiento permite acoplar en rotación la
tuerca de extracción 11 y la contratuerca 19, una vez que están
situados en una posición de inmovilización. De este modo, todo
arrastre en rotación de la tuerca de extracción 11 o de la
contratuerca 19 está prohibido por la contratuerca 19 o la
contratuerca de extracción 11 por el hecho de que los primer 1 y
segundo 7 fileteados están invertidos.
El acoplamiento del árbol AIP al soporte de
cojinete SP se efectúa como indicado a continuación.
En primer lugar, se instala la contratuerca 19 y
su freno de tuerca 24 sobre la tuerca de extracción 11. Para hacer
esto, se introducen los dientes del peine 26, del freno de tuerca
24, entre las garras 17 de la tuerca de extracción 11, y se fija el
anillo elástico 27 en el extremo de los dientes del peine 26.
Después, se bloquea definitivamente la
contratuerca 19 sobre el segundo fileteado 7 de la parte central 5
del soporte de cojinete SP.
Se traslada luego el árbol AIP en la cavidad
central del turbopropulsor, de aguas abajo hacia aguas arriba, hasta
que su primer fileteado 1 pase ligeramente de la cara trasera de
tope 8 del soporte de cojinete SP.
Entonces se atornilla la tuerca extractora 11
equipada de su freno de tuerca 24 sobre el primer fileteado 1 del
árbol AIP con la ayuda de una primera herramienta 30, como se
ilustra en la figura 3. Esta primera herramienta 30 es
preferentemente del tipo telescópico y provista en su parte terminal
trasera (o aguas arriba) de plataformas 31 retráctiles radialmente a
distancia y destinados a alojarse entre pares de garras adyacentes
17.
Se obliga así a la tuerca de extracción 11 a
trasladarse hasta el apoyo de la cara delantera 15 de su tope 13 en
su cara trasera del tope 8 del soporte de cojinete SP. Durante estas
primeras operaciones el freno de tuerca 24 no está acoplado a la
contratuerca 19.
Una vez la tuerca de extracción 11 casi situada
en su posición de inmovilización, se acaba de atornillarla con la
ayuda de la primer herramienta dedicada 30. Esto provoca la
translación del árbol AIP con respecto al soporte de cojinete SP.
Las guías 2 y 10 del árbol AIP y del soporte de cojinete SP cooperan
entonces, iniciando de este modo su acoplamiento. El atornillamiento
se acaba entonces cuando la cara delantera de tope de la parte
delantera 9 del soporte de cojinete SP se apoya sobre la cara
trasera de la cala de reglaje 4 y que en el mismo tiempo la cara
delantera de la cala de reglaje 4 se apoya sobre la cara trasera del
tope 3 del árbol AIP.
No hay que hacer entonces más que trasladar hacia
delante el freno de tuerca 24 sobre la tuerca de extracción 11 hasta
que los dientes 29 del freno de tuerca 24 cooperan íntimamente con
los dientes 22 de la contratuerca 19. Esta libera un espacio al
nivel de las garras 17 de la tuerca de extracción 11 y permite
acoplar en rotación la contratuerca 19 y el freno de tuerca 24, y
por consecuencia la contratuerca 19 y la tuerca de extracción
11.
Después, para inmovilizar definitivamente en
translación el conjunto del dispositivo D, se introduce entonces en
el espacio liberado, con la ayuda de una segunda herramienta
dedicada 32 del tipo de la ilustrada en la figura 4, el anillo
elástico hendido 18. Esta segunda herramienta 32 es preferentemente
de tipo telescópico y provista en su parte terminal trasera (o aguas
arriba) de garras 33 retráctiles radialmente a distancia y
destinadas a alojarse en el interior de la junta elástica 19 para
hacer variar su diámetro.
Al no poder desplazase el freno de tuerca en
traslación, la tuerca de extracción 11 y la contratuerca 19 están
inmovilizadas entonces y se impiden recíprocamente todo arrastre en
rotación por el hecho de sus fileteados 12 y 20 invertidos. El
dispositivo de fijación D, el árbol AIP y el soporte de cojinete SP
están situados entonces en una posición final de utilización,
ilustrada en la figura 2.
El desacoplamiento del árbol AIP al soporte de
cojinete SP se efectúa reproduciendo sensiblemente, en orden
inverso, las etapas de acoplamiento antes descritas. Se procede, en
primer lugar, a la retirada del anillo elástico 18, con la ayuda de
la segunda herramienta 32. Después, se traslada el freno de tuerca
24 hacia aguas arriba hasta que el anillo elástico 27 esté en
contacto con los extremos encorvados de las garras 17. Esto permite
desacoplar la tuerca de extracción 11 de la contratuerca 19. Se
introduce entonces la primera herramienta 30 en el árbol AIP y
después se introducen sus plataformas 31 entre las garras 17 de la
tuerca de extracción 11. Se puede desatornillar, entonces, la tuerca
de extracción con la ayuda de dicha primera herramienta 30, lo que
obliga al árbol AIP a trasladarse hacia aguas arriba con respecto al
soporte de cojinete SP. El desacoplamiento es efectivo, entonces,
una vez que las guías 2 y 10 del árbol AIP y del soporte de cojinete
SP ya cooperan.
Nos referimos ahora a las figuras 5 y 6 para
describir un segundo ejemplo de realización de un dispositivo de
fijación según el invento.
El dispositivo D está aquí adaptado a un árbol de
presión intermedia AIP que comprende, por un lado, sobre una cara
interna un primer fileteado 101, y por otro lado sobre su cara
externa, ligeramente aguas abajo de dicho primer fileteado 101 y
sensiblemente perpendicularmente a éste, guías (o acanaladuras)
102.
Por otro lado, el árbol AIP y el dispositivo D
están adaptados a un soporte de cojinete (o gorrón) SP que comprende
una parte central 105, vaciada en el centro para permitir el paso
del árbol AIP y sobre la cara trasera de la cual sobresale una parte
trasera 106 sensiblemente cilíndrica circular provista sobre una
cara interna de un segundo fileteado 107 y, ligeramente aguas abajo
de este segundo fileteado 107, de un tope 108 que comprende una cara
trasera 109 y una cara delantera 110 destinada a apoyarse sobre una
cara trasera de una cala de reglaje 111, de la cual una cara
delantera sirve de tope al árbol AIP. El extremo aguas arriba de la
parte trasera 106 lleva un anillo elástico 112 de limitación de
carrera. Por otro lado, se prevé, en dos lugares elegidos de la
parte trasera 106, entre el anillo elástico 112 y el segundo
fileteado 107, dos gargantas 113 y 114 destinadas a recibir un
anillo muelle de fijación 115, como se verá más adelante.
Según el invento, los primer 101 y segundo 107
fileteados están invertidos igualmente uno con respecto al otro.
Por otro lado, sobre una cara delantera de la
parte central 105 sobresale una parte delantera 116, preferentemente
sensiblemente cilíndrica circular, y que comprende sobre una cara
interna guías(o acanaladuras ) 117 de guiado destinadas a
cooperar con las guías 102 del árbol AIP cuando este último se
desplaza en traslación con respecto al soporte de cojinete SP,
durante las fases de acoplamiento y de desacoplamiento.
El dispositivo de fijación D comprende, primero,
una tuerca de extracción (y de apriete) 118 que comprende una
primera parte delantera provista sobre una cara externa de un
fileteado 119, destinado a cooperar con el primer fileteado 101 del
árbol AIP. La parte delantera se prolonga en una parte central que
comprende, sobre una cara externa, un tope 120, preferentemente
circular y provisto de una cara trasera 121 y de una cara delantera
122 destinada a apoyarse sobre la cara trasera de tope 109 del tope
108 de la parte trasera 106 del soporte de cojinete SP. Por otro
lado, la parte central se prolonga en una parte terminal trasera
sobre la cara externa de la cual se definen unos medios de
acoplamiento 123. Estos medios de acoplamiento 123 están aquí
preferentemente realizados con la forma de una multiplicidad de
guías (o acanaladuras) sensiblemente perpendiculares al fileteado
119.
El dispositivo de fijación D comprende igualmente
una contratuerca 124 que comprende una pared principal provista
sobre una cara externa de un fileteado 125, destinado a cooperar con
el segundo fileteado 107 del soporte de cojinete SP, y terminada por
una cara delantera de tope 126 destinada a apoyarse sobre la cara
trasera 121 del tope 120 de la tuerca de extracción 118. Esta parte
principal comprende igualmente sobre una cara interna medios de
acoplamiento 127. Estos medios de acoplamiento 127 están aquí
realizados preferentemente bajo la forma de tuna multiplicidad de
guías sensiblemente perpendiculares al fileteado 125.
La parte principal se prolonga, por otro lado, en
una parte de extremo aguas arriba 128 que define una cara trasera de
acoplamiento.
El dispositivo de fijación D comprende además un
freno de tuerca 129 que comprende una primera parte terminal
(delantera) 130 destinada a ser introducida, por traslación, entre
la cara interna de la contratuerca 129 y de la cara externa de la
tuerca de extracción 118. Esta parte terminal 130 comprende una cara
interna sobre la cual se definen unos medios de acoplamiento 131
dispuestos para cooperar con las guías 123 de la tuerca de
extracción 118 para asegurar su acoplamiento. Preferentemente, los
medios de acoplamiento 131 constituyen guías (o acanaladuras). Una
de tales cooperaciones entre medios de acoplamiento 123 y 131
permite acoplar en rotación la tuerca de extracción 118 y el freno
de tuerca
129.
129.
Por otro lado, esta parte terminal 130 comprende
igualmente una cara externa sobre la cual se definen medios de
acoplamiento (no representados por razones de claridad) y destinados
a cooperar con las guías de la contratuerca 124 para asegurar su
acoplamiento. Preferentemente, los medios de acoplamiento
constituyen guías (o acanaladuras). Una cooperación así entre los
medios de acoplamiento 127 permite acoplar en rotación la
contratuerca 124 y el freno de tuerca 129.
La doble cooperación asegurada por los diferentes
medios de acoplamiento permite acoplar en rotación la tuerca de
extracción 118 y la contratuerca 124, una vez que están situadas en
una posición de inmovilización. De este modo, todo arrastre en
rotación de la tuerca de extracción 118 o de la contratuerca 124
está prohibido por la contratuerca 124 o la tuerca de extracción 118
por el hecho de que los primer 101 y segundo 107 fileteados están
invertidos.
La parte terminal 130 se prolonga en una parte
central sobre la cara externa de la cual se define una garganta
circular 132 destinada a recibir el anillo resorte 115. Este anillo
resorte 115 está destinado, cuando está alojado en parte en la
primera garganta 113 del soporte de cojinete SP, a impedir cualquier
traslación del freno de tuerca 129. Por otro lado, cuando el anillo
resorte 115 está alojado parcialmente en la segunda garganta 114 del
soporte de cojinete SP (véase la figura 6) permite la inmovilización
del freno de tuerca 129 en una posición de espera en la cual las
tuercas de extracción 118 y la contra tuerca 124 están
desacopladas.
La propia parte central se prolonga en una parte
de extremo 133 que define un tope destinado a apoyarse contra el
anillo elástico 112 portado por el soporte de cojinete SP, para
limitar la carrera del freno de tuerca 129 y para definir su
posición de espera.
Preferentemente, el dispositivo de fijación D
comprende igualmente un casquillo 134 intercalado entre una cara
delantera del tope 120 de la tuerca de extracción 118 y la cara
aguas arriba de la parte trasera 106 del soporte de cojinete SP.
Esto permite crear un juego que facilita el atornillamiento y el
desatornillamiento de la tuerca de extracción 118.
Es importante notar que el casquillo 134 puede
estar formado en una parte de la cara delantera de tope 126.
El acoplamiento del árbol AIP al soporte de
cojinete SP se efectúa como indicado a continuación.
En primer lugar, se introduce la tuerca
extractora 118, interponiendo el casquillo 134, de manera que la
cara delantera 122 de su tope 120 se apoye sensiblemente sobre la
cara trasera de tope 109 del tope 108 del soporte de cojinete
SP.
Después, se introduce la contratuerca 124 y se
atornilla hasta que su cara delantera de tope 126 se apoye
sensiblemente sobre la cara trasera del casquillo 134, o bien sobre
la cara trasera 109 del tope 108 del soporte de cojinete SP cuando
el casquillo 134 forma parte integrante de la cara delantera de tope
126. Después se monta el freno de tuerca 129 en posición de espera
trasera, después se monta el anillo elástico 112 (aquí realizado con
la forma de un anillo elástico).
Se traslada luego el árbol AIP en la cavidad
central del turbopropulsor, de atrás hacia delante según el flujo,
hasta que su primer fileteado 101 alcance el fileteado 119 de la
tuerca de extracción 118. Después, se atornilla la tuerca de
extracción 118 sobre el primer fileteado 101, con la ayuda de una
herramienta 134, ilustrada en la figura 6. Esta herramienta 134 es
preferentemente de tipo telescópico y está provista sobre una parte
terminal trasera (o aguas arriba) 135 de una serie de plataformass
136 retráctiles radialmente a distancia y destinadas a alojarse en
aberturas 137 definidas en la parte terminal trasera de la tuerca de
extracción 118.
Durante el atornillamiento, las guías 101 y 119
del soporte de cojinete SP y de la tuerca de extracción 118 cooperan
juntas para guiar la traslación del árbol AIP hacia aguas arriba. El
atornillamiento termina cuando la cara trasera del árbol AIP se
apoya sobre la cara delantera de la cala de reglaje 111.
No queda entonces más que trasladar el freno de
tuerca 129 hacia delante, con la ayuda de la herramienta 134, de
manera que su parte terminal (delantera) 130 penetre entre la cara
interna de la contratuerca 129 y la cara externa de la tuerca de
extracción 118. Esta traslación se hace imposible por una o varias
plataformas 137 retráctiles radialmente una distancia, instaladas en
la parte terminal trasera 135 de la herramienta 134.
La cooperación de las diferentes guías asegura
entonces el acoplamiento en rotación de la tuerca de extracción 118
y de la contratuerca 124, a través del freno de tuerca 129, con el
soporte de cojinete SP.
Cuando el anillo resorte 115 llega a la primera
garganta 113, el freno de tuerca 129 está situado entonces en una
posición de inmovilización en la cual está prohibida toda traslación
de la tuerca de extracción 118 y de la contratuerca 124. La tuerca
de extracción 118 y la contratuerca 124 se impiden recíprocamente
todo arrastre en rotación por el hecho de que sus fileteados 119 y
127 estén invertidos. El dispositivo de fijación D, el árbol AIP y
el soporte de cojinete SP están situados entonces en una posición
final de utilización, ilustrada en la figura 5.
El desacoplamiento del árbol AIP del soporte de
cojinete SP se efectúa reproduciendo sensiblemente, en orden
inverso, las etapas de acoplamiento antes descritas. Se procede, en
primer lugar, a la retirada por traslación del freno de tuerca 129,
con la ayuda de las plataformas 138 de la herramienta 134. Una vez
que el freno de tuerca 129 está inmovilizado en su posición de
espera (en tope contra el anillo elástico 112 y su anillo resorte
115 alojado parcialmente en la segunda garganta 114 del soporte de
cojinete SP), se introducen las plataformas 136 de la herramienta
134 en las aberturas 137 de la tuerca de extracción 118, después se
desatornilla la tuerca de extracción arrastrando en rotación dicha
herramienta 134. Esto obliga al árbol AIP a trasladarse hacia aguas
abajo con respecto al soporte de cojinete SP. El desacoplamiento es
efectivo, entonces, una vez que las guías 102 y 117 del árbol AIP y
del soporte de cojinete SP ya cooperan, como se ilustra en la figura
6.
En lo anterior, se ha descrito un modo de
acoplamiento y desacoplamiento efectuado por la introducción de una
herramienta de aguas abajo hacia aguas arriba. Pero se puede
igualmente introducir la herramienta de aguas arriba hacia aguas
abajo. Por otro lado, se pueden considerar otros tipos de
herramientas, como por ejemplo una llave 139, denominada de almena,
del tipo de la ilustrada en la figura 7. Esta llave 139 está más
particularmente adaptada al acoplamiento/desacoplamiento de un árbol
de alta presión AHP y de un soporte de cojinete SPHP de un cuerpo a
alta presión CHP de turbopropulsor.
Por otro lado, el dispositivo de fijación según
el invento está adaptado al acoplamiento de un árbol sobre un
soporte de cojinete que pertenece no solamente a un cuerpo
intermedio o a un cuerpo a alta presión, como se ha descrito
anteriormente en referencia a las figuras 2 a 7, sino igualmente a
un cuerpo de baja presión.
El invento no se limita a los modos de
realización de dispositivo de fijación descritos antes, solamente a
título de ejemplo, sino que engloba todas las variantes que podrá
considerar el especialista en el marco de las reivindicaciones que
hay a continuación.
Claims (18)
1. Dispositivo (D) de fijación de un árbol (AIP)
de máquina sobre un soporte de cojinete (SP), que comprende una
tuerca de extracción (11, 118) provista de un fileteado (12, 119)
apropiado para cooperar con un primer fileteado (1, 101) de dicho
árbol (AIP) y una contratuerca (19, 124) provista de un fileteado
(20, 125) apropiado para cooperar con un segundo fileteado (7, 107)
de dicho soporte de cojinete (SP), para inmovilizar dicho árbol con
respecto a dicho soporte de cojinete en una posición elegida,
caracterizado porque:
* dichos primer (1, 101) y segundo (7, 107)
fileteados están invertidos uno con respecto al otro,
* dicha contratuerca (19, 129) comprende un tope
provisto de una cara delantera (23, 126) y de primeros medios de
acoplamiento (22, 127),
* dicha tuerca de extracción (11, 118) comprende
segundos medios de acoplamiento (17,123) y un tope (13, 120)
provisto de una cara delantera (15, 122) destinada a apoyarse sobre
una cara trasera de un tope (8, 108) de dicho soporte de cojinete
(SP) para definir dicha posición elegida, y de una cara trasera,
sobre la cual apoya dicha cara delantera (23, 126) del tope de la
contratuerca (19, 124) cuando está situada en una posición de
inmovilización,
y porque comprende un freno de tuerca (24, 129)
provisto de terceros (29) y cuartos (26, 131) medios de acoplamiento
dispuestos para cooperar respectivamente con dichos primeros (22,
127) y segundos (17, 123) medios de acoplamiento para acoplar en
rotación dicha tuerca de extracción (11, 118) y dicha contratuerca
(19,124), una vez situadas en una posición de inmovilización que
define dicha posición elegida.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho fileteado (12) de la tuerca de
extracción (11) está situado sobre una cara interna para cooperar
con dicho primer fileteado (1) situado sobre una cara externa del
árbol (AIP).
3. Dispositivo según la reivindicación 2,
caracterizado porque dicho fileteado (29) de la contratuerca
(19) está situado sobre una cara interna para cooperar con dicho
segundo fileteado (7) del soporte de cojinete (SP) situado sobre una
cara externa.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
2 y 3, caracterizado porque dicho freno de tuerca (24) está
montado en traslación sobre dicha tuerca de extracción (11).
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones
2 a 4, caracterizado porque dicha tuerca de extracción (11)
presenta una parte terminal (16) opuesta a dicho tope (13) y
provista de al menos dos garras (17) encorvadas hacia el interior y
que constituyen dichos segundos medios de acoplamiento, y porque
dicho freno de tuerca (24) presenta una primera parte terminal (25)
que constituye dichos cuartos medios de acoplamiento (26) y
dispuesta para cooperar con dichas garras (17) para asegurar su
acoplamiento en rotación con dicha tuerca de extracción (11).
6. Dispositivo según la reivindicación 5,
caracterizado porque dicha primera parte terminal (25)
soporta un anillo elástico de tope (27) destinado a cooperar con
dichas garras (17) para impedir, en caso de desmontaje, la
separación del freno de tuerca (24) de la tuerca de extracción
(11).
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones
5 y 6, caracterizado porque dichas primeras garras (17)
definen un alojamiento apropiado para recibir medios de bloqueo (18)
destinados a colocar dicho freno de tuerca (24) en su posición de
inmovilización.
8. Dispositivo según la reivindicación 7,
caracterizado porque dichos medios de bloqueo (18) están
realizados en forma de un anillo de bloqueo elásti-
co.
co.
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones
2 a 8, caracterizado porque dicha contratuerca (19) presenta
una parte terminal (21) que prolonga dicho tope del lado opuesto a
su cara delantera (23) y provista de dientes (22) que constituyen
dichos primeros medios de acoplamiento, y porque dicho freno de
tuerca (24) presenta una segunda parte terminal (28) provista de
dientes (29) que constituyen dichos terceros medios de acoplamiento
y dispuestos para cooperar con los dientes (22) de dicha
contratuerca (19) para asegurar su acoplamiento en rotación con
dicha contratuerca (19).
10. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque dicho fileteado (119) de la tuerca de
extracción (118) está situado en su cara externa para cooperar con
dicho primer fileteado (101) situado sobre una cara interna del
árbol (AIP).
11. Dispositivo según la reivindicación 10,
caracterizado porque dicho primer fileteado (125) de la
contratuerca (124) está situado sobre una cara externa para cooperar
con dicho segundo fileteado (107) del soporte de cojinete (SP)
situado sobre una cara interna.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones
10 y 11, caracterizado porque dicha tuerca de extracción
(118) presenta una primera parte terminal provista de dicho
fileteado externo (119) y una segunda parte terminal opuesta a dicha
primera parte con respecto al tope (120) y provista sobre una cara
externa de guías (123) que constituyen dichos segundos medios de
acoplamiento, y porque dicho freno de tuerca (129) presenta una
primera parte terminal (127) provistas de guías (131) que
constituyen dichos cuartos medios de acoplamiento y dispuestos para
cooperar con dichas guías (123) de la tuerca de extracción (118)
para asegurar su acoplamiento en rotación con dicha tuerca de
extracción (118).
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones
10 a 12, caracterizado porque dicha contratuerca (124)
presenta una parte terminal opuesta a dicho tope (126) y que
comprende una cara interna provista de guías (127) que constituyen
dichos primeros medios de acoplamiento, y porque dicho freno de
tuerca (129) presenta una primera parte terminal (130) provista,
sobre una cara externa, de guías que constituyen dichos terceros
medios de acoplamiento y dispuestas para cooperar con las guías
(127) de dicha contratuerca (124) para asegurar su acoplamiento en
rotación a dicha contratuerca (124).
14. Dispositivo según una de las reivindicaciones
12 y 13, caracterizado porque dicha primera parte (130) del
freno de tuerca (129) está dispuesta para ser introducida por
traslación entre dicha primera parte terminal de dicha tuerca de
extracción (118) y la parte terminal de dicha contratuerca
(124).
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones
12 a 14, caracterizado porque dicho freno de tuerca (129)
comprende una segunda parte terminal opuesta a dicha primera parte
terminal (130) y provista de al menos un tope de bloqueo (133)
destinado a cooperar con un anillo elástico (112) montado sobre
dicho soporte de cojinete (SP) para bloquear su carrera en caso de
desmontaje.
16. Dispositivo según una de las reivindicaciones
10 a 15, caracterizado porque dicho freno de tuerca (129)
comprende sobre una cara externa una garganta (132) apropiada para
recibir un anillo elástico de bloqueo (115) destinado a cooperar con
una garganta (113) formada en una cara interna del soporte de
cojinete (SP) para situar dicho freno de tuerca (129) en su posición
de inmovilización.
17. Utilización del dispositivo según una de las
reivindicaciones precedentes para la solidarización de un árbol
(AIP) de turbomáquina con un soporte de cojinete (SP).
18. Utilización según la reivindicación 17,
caracterizada porque la turbomáquina es un
turbocompresor.
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