FR3004254A1 - Installation de calibrage de jauge de mesure de contraintes - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une installation (10) de calibrage d'une jauge de mesure de contraintes pour un palier externe (12) de roulement de turbomachine, ledit palier (12) comportant un chemin de roulement radialement interne, l'installation comportant : - une table de support (14) sur laquelle le palier (12) portant la jauge est fixé ; - une bague (18) interne de roulement qui est montée coaxialement au palier (12), qui comporte une face externe conique (22) qui est en appui contre le chemin de roulement du palier (12) par l'intermédiaire d'une pluralité de billes (20) ou de rouleaux ; - un arbre (36) d'entraînement de la bague (18) en rotation autour de l'axe principal (A) du palier (12) ; - des moyens (24) de mise en contrainte axiale du palier (12) ; caractérisée en ce que elle comporte un tambour (42) de support sur lequel la bague (18) interne est fixée de manière démontable, qui comporte des moyens (38) pour son accouplement avec l'arbre (36) d'entraînement en rotation et des moyens de liaison (32, 50) avec les moyens (24) de mise en contrainte axiale.

Description

INSTALLATION DE CALIBRAGE DE JAUGE DE MESURE DE CONTRAINTES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne une installation pour le calibrage d'une jauge de mesure de contraintes destinée à être montée sur un palier de guidage d'un arbre de turbomachine. L'invention propose plus particulièrement une installation de calibrage d'une jauge de mesure de contraintes qui permet de réduire les risques de désalignement des différents composants de l'installation, lors du changement d'une pièce de calibrage. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Lors des essais d'une turbomachine, une pluralité de capteurs et de jauges sont montés sur divers composants de la turbomachine, pour déterminer quelles sont les contraintes subies par ces composants. Parmi ces composants, on peut citer un palier externe d'un roulement de guidage en rotation de l'arbre principal de la turbomachine, sur lequel une jauge de contrainte est montée. Avant de réaliser l'essai de la turbomachine, la jauge de contrainte doit être calibrée, afin de déterminer le plus précisément possible l'étendue des contraintes sur le palier.
Selon un mode de réalisation connu, l'installation de calibrage de la jauge comporte un support fixe sur lequel le palier portant la jauge est fixé, ainsi qu'un système de mise sous contrainte du palier, qui consiste à exercer un effort axial sur le palier par l'intermédiaire d'une bague interne de roulement, et de faire tourner cette bague autour de l'axe principal du palier.
La bague interne comporte une face conique par laquelle l'effort axial est exercé sur le palier, l'angle d'inclinaison de cette face conique permet de modifier l'orientation de l'effort exercé sur le palier. Ainsi, en utilisant successivement plusieurs bagues internes, ayant des faces coniques présentant des angles d'inclinaison différents, ainsi qu'en modifiant l'amplitude de l'effort axial exercé, il est possible de calibrer la jauge. La bague interne est montée sur un axe central qui est soumis à un effort axial, et qui est entraîné en rotation autour de l'axe principal du palier. Durant le processus d'étalonnage de la jauge, les différentes bagues internes sont successivement montées sur l'axe central, ce qui nécessite de démonter puis remonter plusieurs fois une partie de l'installation. Ces démontages successifs de l'installation modifient l'alignement de ses composants, perturbant ainsi le calibrage de la jauge. L'invention a pour but de proposer une installation de calibrage de jauge de mesure de contrainte qui est réalisée de manière à limiter les défauts d'alignements entre les composants de l'installation, afin de garantir une bonne qualité du calibrage. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention propose une installation de calibrage d'une jauge de mesure de contraintes pour un palier externe de roulement de turbomachine, ledit palier comportant un chemin de roulement radialement interne, l'installation comportant une table de support sur laquelle le palier portant la jauge est fixé ; une bague interne de roulement qui est montée coaxialement au palier, qui comporte une face externe conique qui est en appui contre le chemin de roulement du palier par l'intermédiaire d'une pluralité de billes ou de rouleaux ; un arbre d'entraînement de la bague en rotation autour de l'axe principal du palier ; des moyens de mise en contrainte axiale du palier, caractérisée en ce que elle comporte un tambour de support sur lequel la bague interne est fixée de manière démontable, qui comporte des moyens pour son accouplement avec l'arbre d'entraînement en rotation et des moyens de liaison avec les moyens de mise en contrainte axiale. L'utilisation d'un tambour de support pour relier la bague interne avec l'arbre d'entraînement et les moyens de mise en contrainte axiale permet de limiter le nombre de composants qui doivent être démontés lors d'un échange de deux bagues internes. Ainsi, certains éléments restent reliés au tambour de support, qui assure par la suite un bon repositionnement des éléments qui ont été démontés.
De préférence, le tambour de support est monté libre en coulissement axial le long de l'axe principal du palier par rapport à l'arbre d'entraînement en rotation et est monté libre en rotation autour de l'axe principal du palier par rapport aux moyens de mise en contrainte axiale. De préférence, les moyens d'accouplement du tambour de support avec l'arbre d'entraînement sont du type à clavette ou à cannelure. De préférence, les moyens de liaison du tambour de support avec les moyens de mise en contrainte axiale comportent un roulement apte à supporter une charge axiale, qui est agencé entre le tambour de support et les moyens de mise en contrainte axiale.
De préférence, le tambour de support comporte une portion cylindrique coaxiale à l'axe principal du palier, dont une extrémité porte les moyens d'accouplement avec l'arbre d'entraînement et dont la deuxième extrémité porte les moyens de liaison avec les moyens de mise en contrainte axiale, et comporte une nervure annulaire faisant saillie radialement vers l'extérieur par rapport à la deuxième extrémité de la portion cylindrique, sur laquelle la bague interne est montée. De préférence, les moyens de mise en contrainte axiale comportent un vérin de traction qui est agencé coaxialement à l'axe principal du palier. De préférence, l'installation comporte en outre une platine de fixation parallèle à la table de support, qui est située à distance de la table de support, selon la direction axiale du palier, et qui porte des moyens de liaison avec les moyens de mise en contrainte axiale. De préférence, les moyens de liaison avec les moyens de mise en contrainte axiale comportent une liaison à rotule.
De préférence, les moyens de liaison à rotule sont montés sur la table de fixation par l'intermédiaire d'une plaque de support dont la position sur la table de fixation peut être réglée. De préférence, la table de support et la platine de fixation sont orientées horizontalement et l'axe principal du palier est orienté verticalement, en référence à la gravité terrestre. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles : la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'une installation pour le calibrage d'une jauge de mesure de contraintes selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en section axiale à plus grande échelle montrant la liaison du palier avec les moyens d'entraînement ; et - la figure 3 est une représentation en perspective de l'assemblage entre la liaison à rotule et la platine de support. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence.
On a représenté aux figures une installation 10 pour le calibrage d'une jauge de mesure de contraintes exercées sur un palier 12 de roulement de turbomachine. Le palier 12 est un palier formant la partie radialement externe d'un roulement, notamment d'un roulement à billes. L'installation 10 comporte une table de support 14 sur laquelle le palier 12 est monté et des moyens de mise en contrainte 16 du palier 12, qui simulent une contrainte axiale tournant autour de l'axe principal du palier 12. Les moyens de mise en contrainte 16 du palier 12 présentent un axe principal A qui est coaxial à l'axe principal du palier 12. Cet axe principal A est de préférence orienté verticalement en référence à la gravité terrestre. A titre de variante, l'axe principal A est orienté différemment, par exemple horizontalement. Les moyens de mise en contrainte 16 ont pour fonction d'exercer une charge sur le palier 12 qui est orientée axialement et radialement, et de faire tourner cette charge par rapport au palier 12. L'orientation et l'amplitude de la charge sont connues et sont modifiées au cours du calibrage de la jauge, afin de couvrir tout le domaine d'utilisation de la jauge. La jauge, qui est montée sur le palier 12 émet des informations qui sont analysées et traitées pour les faire correspondre aux contraintes subies par le palier.
Pour exercer cette contrainte sur le palier 12, les moyens de mise en contrainte 16 comportent une bague annulaire 18 formant une bague interne de roulement, qui coopère avec le palier 12 et un ensemble de billes 20 pour former un ensemble similaire à un roulement à billes. La bague annulaire 18 comporte une face d'extrémité radiale externe 22, sur laquelle les billes 20 roulent, qui est de forme conique. Ici, la face conique 22 est orientée vers le bas. L'angle d'inclinaison de cette face conique 22 est prédéfini pour que la contrainte appliquée sur le palier 12 soit d'orientation prédéfinie. La bague 18 est apte à être échangée avec une autre bague 18 comportant une face externe 22 ayant un autre angle d'inclinaison, afin de modifier l'orientation de la contrainte appliquée sur le palier 12. Les moyens de mise en contrainte 16 comporte aussi des moyens 24 pour générer la contrainte appliquée sur le palier 12, qui consistent à exercer une contrainte axiale sur la bague 18, qui est orientée axialement vers le bas et qui est transmise au palier 12 par l'intermédiaire des billes 20.
Ces moyens 24 pour générer la contrainte axiale comportent un arbre de traction 26 coaxial à l'axe principal A, dont l'extrémité supérieure 26a est reliée à la bague 18 et dont l'extrémité inférieure 26b est reliée à un dispositif de traction 28. Ici, le dispositif de traction 28 consiste en un vérin de traction, et il est relié à l'extrémité inférieure 26b de l'arbre de traction par une liaison 30 souple, comportant par exemple un ressort de torsion.
L'extrémité supérieure 26a de l'arbre 26 est montée libre en rotation par rapport à la bague interne 18. Un roulement à rouleaux coniques 32 est interposé entre la bague interne 18 et l'extrémité supérieure 26a de l'arbre 26, pour transmettre d'une part la contrainte axiale et pour permettre la rotation de la bague interne 18 par rapport à l'arbre de traction 26. Les moyens de mise en contrainte 16 comportent aussi des moyens pour entraîner la bague 18 en rotation autour de l'axe principal A, qui comportent un moteur 34 d'entraînement en rotation qui est agencé au-dessus du palier 12 et de la bague 18, et d'un arbre d'entraînement 36 reliant le moteur 34 à la bague 18.
L'extrémité axiale inférieure 36a de l'arbre d'entraînement 36 est reliée à la bague par une liaison 38 du type à glissière, qui est apte à transmettre uniquement le couple d'entraînement, et qui permet un déplacement axial relatif de la bague 18 par rapport à l'arbre d'entrainement 36. Ici, cette liaison 38 est du type à clavette et selon une variante de réalisation, la liaison 38 est du type à cannelures, c'est-à-dire que l'extrémité inférieure 36a de l'arbre 36 est cannelée et est reçue dans un orifice cannelé complémentaire 40 relié à la bague 18. Par conséquent, la liaison entre la bague 18 et les moyens de mise en contrainte 16 consiste en une liaison entre la bague 18 et chaque arbre 26, 36, qui sont agencés verticalement de part et d'autre de la bague 18. Lors du calibrage de la jauge, plusieurs bagues 18, présentant des faces coniques différentes, sont utilisées. Pour limiter les risques de désalignement des composants, l'installation 10 comporte un tambour 42 de support de la bague 18, sur lequel la bague 18 est fixée de manière démontable, et avec lequel les arbres 26, 36 sont reliés. Le tambour 42 comporte une première portion cylindrique de révolution 44 coaxiale à l'axe principal A, dont l'extrémité axiale supérieure 46 est accouplée avec l'extrémité inférieure 36a de l'arbre d'entraînement en rotation 36, et dont l'extrémité inférieure 48 est reliée à l'extrémité supérieure 26a de l'arbre de traction 26.
L'extrémité axiale supérieure 46 de la portion cylindrique 44 porte un manchon 52 permettant l'accouplement du tambour 42 avec l'arbre d'entraînement en rotation 36. L'extrémité axiale inférieure 48 de la portion cylindrique 44 comporte une lèvre 50 faisant saillie radialement vers l'intérieur par rapport à la paroi cylindrique interne de la portion cylindrique 44. La bague externe 32a du roulement à rouleaux 32 est en appui axialement vers le bas contre la lèvre radiale, pour transmettre la contrainte axiale produite par le vérin 28. La bague interne 18 est montée sur la paroi externe de la portion cylindrique 44, et elle est comprimée axialement entre une nervure annulaire externe 54 du tambour 42, qui fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport à la face cylindrique externe de la portion cylindrique, et un anneau de serrage axial 56 qui est monté de manière amovible sur la portion cylindrique 44. La nervure annulaire 54 s'étend radialement jusqu'à une cote radiale prédéfinie qui permet à la nervure annulaire 54 de former, une demi-bague interne qui coopère avec la bague interne 18 pour former la partie interne du roulement. Cette demi-bague interne formée par la nervure annulaire 54 a notamment pour fonction de retenir les billes 20 en position lorsque la bague interne 18 est absente.
Ainsi, lors d'une étape d'échange de deux bagues internes 18 sur l'installation 10, seul un démontage puis remontage de l'anneau de serrage axial 56 et un désaccouplement de l'arbre d'entraînement en rotation 36 sont effectués. Cela limite les composants de l'installation qui sont démontés, améliorant ainsi le calibrage de la jauge. Comme on l'a dit précédemment, et comme on peut le voir aux figures, l'arbre de traction 26 s'étend verticalement vers le bas depuis le palier 12. Ainsi, la table 14, sur laquelle le palier 12 est monté, comporte un orifice central 58 qui est traversé par l'arbre de traction 26, et elle est située verticalement à distance du sol.
L'installation 10 comporte aussi une platine de fixation 60 horizontale, qui est parallèle à la table de support 14 et qui est située au-dessous et à distance de la table de support 14. Un ensemble de quatre montants verticaux 62 fixés à la platine de fixation 60 portent la table de support, formant une structure de support rigide. Comme on peut le voir à la figure 3, la platine de fixation 60 est aussi reliée à l'extrémité inférieure des moyens de traction 24 par l'intermédiaire d'une liaison du type à rotule 64. La liaison à rotule est montée sur la platine de fixation 60 par l'intermédiaire d'une plaque de support 66, dont la position horizontale par rapport à la platine de fixation 60 est réglable. La plaque de support 66 comporte à cet effet des trous oblongs 68 qui sont traversés par des vis de fixation (non représentées) qui coopèrent avec des taquets (non représentés) de la platine de fixation. L'ajustement de la position de la plaque de support 66 s'effectue après le montage du palier 12 sur la table de support 14, par l'intermédiaire d'un fil à plomb monté coaxialement au palier 12. Ensuite, une fois la plaque de support 66 positionnée, les moyens de traction sont montés sur l'installation 10. L'orientation de l'installation 10, avec l'axe principal A orienté verticalement en référence à la gravité terrestre, permet de faciliter le positionnement des composants de l'installation 10, coaxialement à l'axe principal A. En outre, cette orientation permet de limiter les déplacements relatifs des composants de l'installation 10, lors de l'échange de bagues 18 notamment.25

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Installation (10) de calibrage d'une jauge de mesure de contraintes pour un palier externe (12) de roulement de turbomachine, ledit palier (12) comportant un chemin de roulement radialement interne, l'installation comportant : - une table de support (14) sur laquelle le palier (12) portant la jauge est fixé ; - une bague (18) interne de roulement qui est montée coaxialement au palier (12), qui comporte une face externe conique (22) qui est en appui contre le chemin de roulement du palier (12) par l'intermédiaire d'une pluralité de billes (20) ou de rouleaux ; - un arbre (36) d'entraînement de la bague (18) en rotation autour de l'axe principal (A) du palier (12) ; - des moyens (24) de mise en contrainte axiale du palier (12) ; caractérisée en ce que elle comporte un tambour (42) de support sur lequel la bague (18) interne est fixée de manière démontable, qui comporte des moyens (38) pour son accouplement avec l'arbre (36) d'entraînement en rotation et des moyens de liaison (32, 50) avec les moyens (24) de mise en contrainte axiale.
  2. 2. Installation (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le tambour (42) de support est monté libre en coulissement axial le long de l'axe principal (A) du palier (12) par rapport à l'arbre (36) d'entraînement en rotation et est monté libre en rotation autour de l'axe principal (A) du palier (12) par rapport aux moyens de mise en contrainte axiale (24).
  3. 3. Installation (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens (38) d'accouplement du tambour (42) de support avec l'arbre d'entraînement sont du type à clavette ou à cannelure.
  4. 4. Installation (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de liaison du tambour (42) de support avec les moyens de mise en contrainte axiale (24) comportent un roulement (32) apte à supporter une charge axiale, qui est agencé entre le tambour (42) de support et les moyens de mise en contrainte axiale (24).
  5. 5. Installation (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tambour (42) de support comporte une portion cylindrique (44) coaxiale à l'axe principal (A) du palier (12), dont une extrémité (46) porte les moyens (38) d'accouplement avec l'arbre d'entraînement (36) et dont la deuxième extrémité (48) porte les moyens de liaison (32, 50) avec les moyens de mise en contrainte axiale (24), et comporte une nervure annulaire (54) faisant saillie radialement vers l'extérieur par rapport à la deuxième extrémité (48) de la portion cylindrique (44), sur laquelle la bague (18) interne est montée.
  6. 6. Installation (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de mise en contrainte axiale (24) comportent un vérin de traction (28) qui est agencé coaxialement à l'axe principal (A) du palier (12).
  7. 7. Installation (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une platine de fixation (60) parallèle à la table de support (14), qui est située à distance de la table de support (14), selon la direction axiale du palier (12), et qui porte des moyens de liaison (64, 66) avec les moyens de mise en contrainte axiale (24).
  8. 8. Installation (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de liaison (64, 66) avec les moyens de mise en contrainte axiale (24) comportent une liaison à rotule (64).30
  9. 9. Installation (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de liaison à rotule sont montés sur la table (14) de fixation par l'intermédiaire d'une plaque de support (66) dont la position sur la table (14) de fixation peut être réglée.
  10. 10. Installation (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la table de support (14) et la platine de fixation (60) sont orientées horizontalement et l'axe principal (A) du palier (12) est orienté verticalement, en référence à la gravité terrestre. 10
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