ES2285356T3 - Sistema de guiado del pivote exterior de un alabe con angulo de calado variable, de estator de turbomaquina. - Google Patents
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Abstract
Sistema de guiado del pivote exterior (11) de un álabe (10) con ángulo con incidencia variable de estator de turbomáquina que disponga de un pivote exterior (11) de álabe destinado a pivotar en un ánima (22) de longitud determinada del cárter del estator de la turbomáquina, caracterizado porque comprende un manguito (50) único de un material con coeficiente de rozamiento reducido, cuya longitud es superior a la del ánima (22), que sobresale al exterior del ánima, y cuyo diámetro interior es ligeramente superior al diámetro exterior del pivote exterior (11) y que comprende una camisa metálica (40) cuyo diámetro exterior es ligeramente superior al diámetro interior del ánima, y cuyo diámetro interior corresponde al diámetro exterior del manguito (50), de modo que pueda ser posicionada en torno a éste, y que presenta un gancho exterior (41) en su extremo exterior (44).
Description
Sistema de guiado del pivote exterior de un
álabe con ángulo de calado variable, de estator de turbomáquina.
La invención se refiere al accionamiento de los
álabes con ángulo con incidencia variable en las turbomáquinas, en
particular, las turbomáquinas destinadas a la aeronáutica. La
invención se aplica, en particular, al accionamiento de los álabes
directores de entrada de aire en los compresores de turbomáquinas,
denominados álabes con ángulo de incidencia variable.
Los dispositivos conocidos para el accionamiento
de los álabes de incidencia variable en las turbomáquinas, en
particular a la entrada de los compresores, comprenden,
habitualmente, un órgano de accionamiento en forma de anillo que
rodea el cárter de la turbomáquina, y una pluralidad de palancas de
accionamiento. Cada una de éstas dispone de un primer extremo
montado en un pivote exterior de un álabe cuyo eje es el de
pivotamiento del álabe, y un segundo extremo conectado, mediante
una articulación, con el anillo de accionamiento (véase, por
ejemplo, el documento US 3325087 A). La modificación sincronizada de
la posición angular de los álabes se obtiene, por tanto, merced a
la rotación del anillo en torno al eje de la turbomáquina, con el
fin de poder seguir el movimiento de rotación del anillo de
accionamiento. La unión entre cada palanca y el anillo comprende,
al menos, un grado de libertad en rotación en torno a un eje
dirigido en dirección sensiblemente radial en relación con el
anillo.
El movimiento de rotación comunicado a los
álabes es indispensable para optimizar el rendimiento de la
turbomáquina y el margen en relación con el fenómeno de
"bombeo". La precisión y la histéresis son muy importantes
para los cuerpos de alta presión modernos en las turbomáquinas. En
otros términos, la fijación del extremo de la palanca de
accionamiento en el pivote exterior del álabe tiene que ser muy
precisa.
La figura 1 permite ilustrar el montaje del
pivote exterior 11 de un álabe 10 en un saliente 21 del cárter 2 de
un estator de compresor. El pivote exterior 11 está montado a
rotación en un ánima 22 del saliente 21 por medio de dos manguitos
5 y 6 montados, con apriete o a deslizamiento, en el ánima 22. Así,
una palanca 3 de accionamiento fijada en el extremo del pivote
exterior 11 por medio de una tuerca 4 permite orientar la
incidencia el álabe 10.
Pero es deseable poder disminuir la presión de
contacto entre el pivote exterior 11 del álabe 10 y los manguitos 5
y 6, manteniendo un espacio 12 entre los dos manguitos 5 y 6. En
cambio, un aumento de la altura de guiado del pivote exterior 11 en
el ánima 22 del saliente 21 llevaría consigo un aumento de la altura
de éste. Tal aumento de altura del saliente 22 implicaría,
obviamente, un aumento del diámetro exterior del cárter 2 del
estator, y, por tanto, un aumento del coste del cárter de fundición
en bruto y de los subsiguientes mecanizados del mismo.
En consecuencia, el objeto de la invención
consiste en aumentar la altura de guiado de los manguitos 5 y 6 sin
aumentar el diámetro exterior del cárter 2, de manera que pueda
mantenerse el cárter en bruto inicial.
Con este fin, el objeto principal de la
invención consiste en un sistema de guiado del pivote exterior de
un álabe con ángulo de incidencia variable de estator de
turbomáquina que presente un pivote exterior destinado a pivotar en
un ánima de longitud determinada del cárter del estator de la
turbomáquina.
De acuerdo con la invención, se utiliza un
manguito único de un material de coeficiente de rozamiento reducido,
cuya longitud es superior a la del ánima, que sobresale al exterior
de dicha ánima, y cuyo diámetro interior es ligeramente superior al
diámetro exterior del pivote exterior, y que comprende una camisa
metálica cuyo diámetro exterior es ligeramente superior al diámetro
interior del ánima y cuyo diámetro interior corresponde al diámetro
exterior del manguito, de modo que pueda ser posicionada en torno a
éste, y que dispone de un gancho exterior en su extremo
exterior.
En la realización preferida de la invención, el
manguito es metálico y está previsto un gancho exterior periférico
en el extremo exterior de la camisa metálica, de manera que pueda
constituir un elemento de prensión para la retirada del
manguito.
Es ventajoso, también, dotar a la camisa
metálica de un reborde de posicionamiento para su apoyo contra el
saliente del cárter del estator.
La invención y su diferentes características
técnicas se comprenderán mejor a partir de la lectura de la
descripción que sigue, junto con dos figuras que, respectivamente,
muestran:
- la figura 1, en corte, un montaje de guiado de
acuerdo con la técnica anterior, y
- la figura 2, en corte, la realización
principal del sistema de guiado de acuerdo con la invención.
En la figura 2, se muestra el pivote exterior 11
de un álabe, al menos, su parte extrema y el saliente 21 del cárter
del estator de la turbomáquina. El extremo del pivote exterior 11
presenta una rosca 13 en la que está roscada una tuerca 4. Esta
tuerca aprieta el extremo de accionamiento de la palanca 3 destinada
a hacer pivotar el álabe.
El posicionamiento del pivote exterior 11 en el
ánima del saliente 21 se consigue por medio de un manguito 50 que
se extiende más allá de la longitud del saliente 21 y cuyo diámetro
interior es ligeramente superior al diámetro exterior del pivote
exterior 11.
El manguito 50 es de material compuesto y su
parte interior está, siempre, en contacto directo con la parte
exterior del pivote exterior 11. Como consecuencia del material
compuesto que constituye el manguito, el coeficiente de rozamiento
contra otra pieza metálica es muy pequeño y se favorece un
desplazamiento relativo de ambas piezas. Se utiliza una camisa
metálica 40 intercalada entre el manguito 50 y el saliente 21 del
estator. Esta camisa metálica 40 presenta un diámetro exterior
ligeramente superior al diámetro interior del ánima del saliente
21, con el fin de permitir su fijación por zunchado. La camisa
presenta, además, un gancho exterior 41 en su extremo exterior 44
con un reborde 42 de posicionamiento añadido que apoya contra el
saliente 21 del estator. El deslizamiento relativo se realiza, por
una parte, entre el manguito 50 de material compuesto y el pivote
exterior 11 del álabe, y, por otra, entre el manguito 50 de material
compuesto y la camisa metálica 40. Este sistema permite la
retirada, por medio de la garra 60 que penetra por debajo del gancho
41, del manguito 50 de material compuesto y de la camisa metálica
40, sin necesidad de desmontar el álabe. Por otro lado, el saliente
21 del cárter está protegido por la camisa metálica, en caso de que
el manguito 50 de material compuesto se deteriore.
Se hace notar que el manguito 50 dispone de un
gancho exterior 51 susceptible de ser arrastrado durante su
retirada. En efecto, este gancho exterior 51 apoya contra el gancho
exterior 41 de la camisa metálica 40.
Se comprende así que la longitud del asiento de
contacto del pivote exterior 11 se prolonga en relación con el
saliente 21.
La retirada del manguito 50 permite su reemplazo
sin que sea necesario abrir el cárter del estator de la
turbomáquina.
Además, un montaje de este tipo permite guiar de
mejor manera el pivote exterior 11 sin aumentar el diámetro del
cárter.
En esta primera realización, el manguito es
metálico, y, en particular, está hecho de un acero que presente
buenas características de rozamiento con el material del pivote, por
ejemplo, un manguito de Z12CNDV12, frente a un pivote de
Z6NCT25.
Claims (3)
1. Sistema de guiado del pivote exterior (11) de
un álabe (10) con ángulo con incidencia variable de estator de
turbomáquina que disponga de un pivote exterior (11) de álabe
destinado a pivotar en un ánima (22) de longitud determinada del
cárter del estator de la turbomáquina,
caracterizado porque comprende un
manguito (50) único de un material con coeficiente de rozamiento
reducido, cuya longitud es superior a la del ánima (22), que
sobresale al exterior del ánima, y cuyo diámetro interior es
ligeramente superior al diámetro exterior del pivote exterior (11) y
que comprende una camisa metálica (40) cuyo diámetro exterior es
ligeramente superior al diámetro interior del ánima, y cuyo diámetro
interior corresponde al diámetro exterior del manguito (50), de
modo que pueda ser posicionada en torno a éste, y que presenta un
gancho exterior (41) en su extremo exterior (44).
2. Sistema de guiado según la reivindicación 1,
caracterizado porque el manguito (50) es metálico y comprende
un gancho exterior (51) que rodea al extremo exterior (44) de la
camisa metálica.
3. Sistema de guiado según la reivindicación 1,
caracterizado porque la camisa metálica (40) presenta un
reborde (42) de posicionamiento para su apoyo contra un saliente
(21) del cárter del estator.
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