FR3067625A1 - Procede de fabrication d’une aube de rotor pour une turbomachine d’aeronef - Google Patents

Procede de fabrication d’une aube de rotor pour une turbomachine d’aeronef Download PDF

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Abstract

Procédé de fabrication d'une aube de rotor pour une turbomachine d'aéronef, cette aube comprenant un pied (12), une plateforme (14) et une pale (16), ledit pied comportant un bulbe inférieur (18), un col (20) intermédiaire, et une échasse supérieure (22), caractérisé en ce que, l'échasse ayant une forme générale de bloc et présentant deux faces latérales (24a, 24b) sensiblement parallèles entre elles et à un axe d'allongement dudit pied, cette échasse est usinée en réalisant un premier perçage (26) dans une direction (F1) parallèle auxdites faces et au niveau d'une première (24a) de ces faces, de façon à ce que ce premier perçage débouche latéralement sur cette première face, et un autre perçage (30) dans une direction (F3) perpendiculaire auxdites faces (24a, 24b), cet autre perçage étant relié audit premier perçage et débouchant sur ladite première face latérale.

Description

PROCÉDÉ DE FABRICATION D’UNE AUBE DE ROTOR POUR UNE
TURBOMACHINE D’AÉRONEF
DOMAINE TECHNIQUE [0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une aube de rotor pour une turbomachine d’aéronef, ainsi qu’une aube obtenue par un tel procédé.
ETAT DE LA TECHNIQUE [0002] L’état de la technique comprend notamment les documents FR-A1-2 860 741 et FR-A1-2 980 234.
[0003] En référence à la figure 1, une aube de rotor 10 pour une turbomachine, et en particulier pour une turbine de turbomachine, est monobloc et comprend, depuis une extrémité inférieure ou radialement interne jusqu’à une extrémité supérieure ou radialement externe, un pied 12, une plateforme 14 et une pale 16.
[0004] Le pied 12 de l’aube comporte un bulbe inférieur 18, un col 20 ou rétrécissement intermédiaire, et une échasse supérieure 22 reliée à la plateforme. Le bulbe 18 est configuré pour être engagé dans une alvéole de forme complémentaire d’un disque de rotor, l’ensemble formé par le disque et les aubes montées à sa périphérie étant appelé une roue de rotor.
[0005] La roue ou le disque tourne autour d’un axe de rotation, qui est en général l’axe longitudinal de la turbomachine, et les alvéoles du disque ont une forme générale allongée dont l’axe d’allongement n’est pas forcément parallèle à cet axe de rotation. Ainsi, les axes d’allongement A des pieds des aubes de la roue ne sont pas forcément parallèles à l’axe de rotation de la roue. L’axe d’allongement A du pied d’une aube est sensiblement perpendiculaire à un axe radial passant sensiblement le long de sa pale.
[0006] Dans la présente demande, les expressions « radialement interne >> et « radialement externe >> font référence à cet axe de rotation.
[0007] Les plateformes 14 des aubes 10 s’étendent autour du disque et sont destinées à délimiter intérieurement une veine de flux d’air dans la turbomachine ou la turbine. Cette veine peut être délimitée extérieurement par des talons (non visibles) des aubes qui sont situées aux extrémités radialement externes des pales et qui sont conformés pour être emboîtés en direction circonférentielle les uns avec les autres. Ces talons portent des léchettes en saillie qui sont destinées à coopérer par frottement avec une couche annulaire de matière abradable d’un carter de turbine, pour former un joint d’étanchéité du type à labyrinthe.
[0008] C’est dans le pied de l’aube que se concentrent un maximum de contraintes en fonctionnement. Cette concentration de contraintes peut être problématique pour les aubes usinées dans la masse, par exemple celles réalisées en alliage à base de Titane et d’Aluminium.
[0009] Il existe donc un besoin de garantir la tenue mécanique du pied d’une telle aube tout en diminuant son coût de fabrication. Avant la mise en forme de Péchasse, celle-ci à une forme générale de bloc 24 visible à la figure 2. Dans la technique actuelle, l’échasse est mise en forme par usinage, et en particulier par fraisage. Une des solutions au besoin ci-dessus serait de ne plus usiner par fraisage l’intérieur de l’échasse. En effet, le temps de fabrication de l’aube serait raccourci et donc le coût de l’aube en serait autant diminuer. Cependant, une telle aube aurait une masse trop importante qui ne serait pas compatible avec le dimensionnement du col de l’aube et du disque auquel l’aube est liée. Cette solution ne serait donc pas satisfaisante.
[0010] La présente invention propose une solution simple, efficace et économique à ce problème.
EXPOSE DE L’INVENTION [0011] La présente invention concerne un procédé de fabrication d’une aube de rotor pour une turbomachine d’aéronef, cette aube comprenant, depuis une extrémité radialement interne jusqu’à une extrémité radialement externe par rapport à un axe du rotor ou de la turbomachine, un pied, une plateforme et une pale, ledit pied comportant un bulbe inférieur, un col intermédiaire, et une échasse supérieure reliée à la plateforme, caractérisé en ce que, Péchasse ayant une forme générale de bloc et présentant deux faces latérales sensiblement parallèles entre elles et à un axe d’allongement dudit pied, cette échasse est usinée en réalisant :
- un premier perçage dans une direction parallèle auxdites faces et au niveau d’une première de ces faces, de façon à ce que ce premier perçage débouche latéralement sur cette première face, et
- un autre perçage dans une direction perpendiculaire auxdites faces, cet autre perçage étant relié audit premier perçage et débouchant sur ladite première face latérale.
[0012] L’usinage par perçage de Péchasse est moins onéreux que son usinage par fraisage. Le procédé selon l’invention permet d’obtenir une géométrie d’échasse innovante au moyen d’au moins deux perçages, qui permettent d’obtenir une aube dont la masse est équivalente à une aube de la technique antérieure (dont Péchasse est fraisée). Ceci permet de garantir à l’aube selon l’invention d’avoir un comportement mécanique au niveau du col similaire à celui d’une aube de la technique antérieure.
[0013] Le procédé selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques ou étapes suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- ladite échasse est usinée en réalisant un second perçage dans une direction parallèle auxdites faces et au niveau d’une seconde de ces faces, de façon à ce que ce second perçage débouche latéralement sur cette seconde face, ledit autre perçage, appelé troisième perçage, reliant lesdits premier et second perçages et débouchant sur lesdites première et seconde faces latérales,
- lesdites directions de perçage sont sensiblement coplanaires,
- lesdites directions de perçage sont sensiblement parallèles à ladite plateforme ou à une surface supérieure de cette plateforme,
- lesdits premier et second perçages sont réalisés depuis une extrémité arrière ou aval de ladite échasse, située du côté d’un bord de fuite de ladite pale,
- lesdits premier et second perçages ne débouchent pas à une extrémité avant ou amont de ladite échasse, située du côté d’un bord d'attaque de ladite pale,
- lesdits perçages s’étendent seulement dans ladite échasse et sont non débouchant au niveau dudit col,
- après perçage, ladite plateforme est reliée à deux ponts de matière dudit pied, qui sont situés respectivement sensiblement au niveau d’un bord d’attaque et d’un bord de fuite de ladite pale,
- lesdits ponts de matière ont une section transversale de forme générale carrée ou rectangulaire,
- lesdits perçages génèrent la formation de portions de surface cylindrique,
- lesdits perçages génèrent la formation de surfaces planes.
[0014] L’invention a également pour objet une aube de rotor pour une turbomachine d’aéronef, fabriquée par un procédé tel que décrit ci-dessus.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0015] 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 :
- la figure 1 est une vue schématique partielle d’une aube de rotor de turbomachine selon la technique antérieure,
- la figure 2 est une vue schématique partielle d’une aube de rotor de turbomachine en cours de fabrication, avant usinage de son échasse,
- les figures 3 et 4 sont des vues schématiques partielles d’une aube de rotor de turbomachine selon l’invention,
- la figure 5 est une autre vue schématique partielle de l’aube des figures 3 et 4.
DESCRIPTION DETAILLEE D’UN MODE DE REALISATION [0016] La figure 1 a été décrite dans ce qui précède.
[0017] La figure 2 montre une aube de turbomachine, et en particulier de turbine basse pression de turbomachine, avant la mise en forme de son échasse.
[0018] Son échasse 22 se présente sous la forme d’un bloc 24 présentant deux faces latérales 24a, 24b parallèles entre elles et à l’axe longitudinal B du pied 12 ou du bulbe 18 de l’aube 12. Ces faces 24a, 24b sont ici confondues ou alignées avec les faces latérales de la plateforme 14. On constate dans l’exemple représenté que les faces 24a, 24bsont contenues dans des plans qui s’étendent de part et d’autre de la pale 16, qui peut avoir une forme vrillée.
[0019]Selon l’invention, dont un exemple de réalisation est visible aux figures 3 à 5, Péchasse 22 est usinée en réalisant :
- un premier perçage 26 dans une direction parallèle aux faces 24a, 24b et au niveau d’une première 24a de ces faces, de façon à ce que ce premier perçage 26 débouche latéralement sur cette première face 24a,
- de préférence, un second perçage 28 dans une direction parallèle aux faces et au niveau d’une seconde 24b de ces faces, de façon à ce que ce second perçage 28 débouche latéralement sur cette seconde face 24b, et
- un troisième perçage 30 dans une direction perpendiculaire aux faces 24a, 24b, ce troisième perçage 30 reliant les premier et second perçages 26, 28 et débouchant sur les faces latérales 24a, 24b.
[0020] Comme on le voit dans les dessins, les directions des perçages 26-30 sont sensiblement coplanaires, et s’étendent donc dans un même plan P. Les flèches F1, F2 et F3 représentent les sens de déplacement d’un foret lors des trois perçages, respectivement. On voit que le plan P est sensiblement parallèle à la plateforme 14 ou à une surface supérieure 14a de cette plateforme.
[0021] Les perçages 26, 28 sont réalisés depuis une extrémité arrière ou aval de Péchasse 22, située du côté du bord de fuite 16b de la pale 16. Ces perçages ne débouchent pas à l’extrémité avant ou amont de Péchasse, située du côté du bord d’attaque 16a de la pale 16.
[0022] Le troisième perçage 30 peut être réalisé en déplaçant un foret depuis l’intrados vers l’extrados de la pale 16. Dans un exemple particulier de réalisation de l’invention, la cavité obtenue par ce perçage 30 a un diamètre de 5mm environ et une longueur (mesurée entre les faces 24a, 24b) de 11mm environ. Les autres perçages 26, 28 définissent des cavités ayant par exemple un diamètre de 3mm environ.
[0023] Les perçages 26-30 ne débouchent pas au niveau du col 20. Les cavités usinées dans Péchasse ne communiquent donc pas avec le col contrairement à une aube de la technique antérieure, telle que celle représentée à la figure 1.
[0024] Comme cela est mieux visible à la figure 5, après perçage, la plateforme 14 est reliée au pied 12 par deux ponts de matière 32, 34 situés respectivement sensiblement au niveau du bord d’attaque 16a et du bord de fuite 16b de la pale.
[0025] Ces ponts de matière 32, 34 ont une section transversale S1, S2 de forme générale carrée ou rectangulaire.
[0026] Ces sections S1, S2 sont dimensionnées en fonction des contraintes auxquelles l’aube est destinée à être soumise en fonctionnement. La somme de ces deux sections S1, S2 (en mm2) doit représenter au moins 60% de la section S3 en coupe de la pale 16 de l’aube (réalisée perpendiculairement à un axe radial). Dans l’exemple représenté, cette somme S1+S2 représente près de 96% de S3, ce qui est très satisfaisant.
[0027] Les perçages 26-30 génèrent la formation de portions de surface cylindrique. C’est le cas des perçages 26, 28 qui génèrent la formation de parois cylindriques 38 au niveau du pont de matière 34. C’est le cas du perçage 30 qui génère la formation de deux parois cylindriques 40, 42 au niveau des ponts de matière 32, 34, respectivement.

Claims (10)

1. Procédé de fabrication d’une aube de rotor (10) pour une turbomachine d’aéronef, cette aube comprenant, depuis une extrémité radialement interne jusqu’à une extrémité radialement externe par rapport à un axe du rotor ou de la turbomachine, un pied (12), une plateforme (14) et une pale (16), ledit pied comportant un bulbe inférieur (18), un col (20) intermédiaire, et une échasse supérieure (22) reliée à la plateforme, caractérisé en ce que, l’échasse ayant une forme générale de bloc et présentant deux faces latérales (24a, 24b) sensiblement parallèles entre elles et à un axe d’allongement dudit pied, cette échasse est usinée en réalisant :
- un premier perçage (26) dans une direction (F1) parallèle auxdites faces et au niveau d’une première (24a) de ces faces, de façon à ce que ce premier perçage débouche latéralement sur cette première face, et
- un autre perçage (30) dans une direction (F3) perpendiculaire auxdites faces (24a, 24b), cet autre perçage étant relié audit premier perçage et débouchant sur ladite première face latérale.
2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ladite échasse (22) est usinée en réalisant un second perçage (28) dans une direction (F2) parallèle auxdites faces et au niveau d’une seconde (24b) de ces faces, de façon à ce que ce second perçage débouche latéralement sur cette seconde face, ledit autre perçage, appelé troisième perçage (30), reliant lesdits premier et second perçages (26, 28) et débouchant sur lesdites première et seconde faces latérales (24a, 24b).
3. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel lesdites directions de perçage (F1, F2, F3) sont sensiblement coplanaires.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans lequel lesdits premier et second perçages (26, 28) sont réalisés depuis une extrémité arrière ou aval de ladite échasse, située du côté d’un bord de fuite (16b) de ladite pale (16).
5. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel lesdits premier et second perçages (26, 28) ne débouchent pas à une extrémité avant ou amont de ladite échasse, située du côté d’un bord d'attaque (16a) de ladite pale (16).
6. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel lesdits perçages (26, 28) s’étendent seulement dans ladite échasse (22) et sont non débouchant au niveau dudit col (20).
7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, dans lequel, après 5 perçage, ladite plateforme (14) est reliée à deux ponts de matière (32, 34) dudit pied (12), qui sont situés respectivement sensiblement au niveau d’un bord d’attaque (16a) et d’un bord de fuite (16b) de ladite pale (16).
8. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel lesdits ponts de matière (32, 34) ont une section transversale de forme générale carrée ou
10 rectangulaire.
9. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel lesdits perçages (26-30) génèrent la formation de portions (38, 40, 42) de surface cylindrique.
10. Aube de rotor (10) pour une turbomachine d’aéronef, fabriquée par un procédé selon l’une des revendications précédentes.
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