FR3068390B1 - Dispositif pour l'assemblage d'une turbomachine, et procede utilisant le dispositif - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour l'assemblage d'une turbomachine, destiné à centrer un arbre (5) d'un deuxième module par rapport à un axe longitudinal (X) d'un tourillon (11) d'un premier module (3), ledit arbre (5) devant être inséré suivant ledit axe longitudinal (X) par une extrémité dudit tourillon (11), caractérisé en ce qu'il comprend un anneau de maintien (17) configuré pour être fixé par serrage autour du tourillon (11) de manière à faire coïncider un axe central de l'anneau de maintien (17) avec l'axe longitudinal (X) du tourillon (11), et un moyen de mesure (19), porté par l'anneau de maintien (17) et configuré pour mesurer la position d'une surface externe dudit arbre (5) suivant une direction radiale par rapport à l'axe central de l'anneau dans un plan transversal (P) décalé par rapport à l'anneau de maintien (17), de manière à se situer devant ladite extrémité du tourillon (11) lorsque le dispositif est installé sur le tourillon. L'invention concerne aussi l'ensemble formé par le dispositif et un mannequin d'étalonnage, ainsi qu'un procédé d'assemblage l'utilisant.

Description

Dispositif pour l’assemblage d’une turbomachine, et procédé utilisant le dispositif

Domaine de l’invention:

La présente invention concerne le domaine des turbomachines et vise en particulier les moteurs à turbine à gaz multi-corps. Elle se rapporte aux opérations d’assemblage des moteurs et en particulier au montage du module de turbine basse pression sur un corps haute pression.

Etat de la technique :

Un turboréacteur à double corps, avec une soufflante avant par exemple, comprend un corps haute pression HP et un corps basse pression BP. Le corps BP tourne à une première vitesse et comprend une turbine BP en aval du corps HP, qui entraîne la soufflante avant. Le corps HP tourne à une vitesse différente de celle de la turbine BP. Les arbres des deux corps sont concentriques et l’arbre du corps BP traverse par l’intérieur l’arbre du corps HP. L’arbre du corps BP est guidé en rotation par des paliers supportés par la structure fixe du moteur, situés respectivement en aval de la turbine et en amont du compresseur haute pression. L’arbre du corps HP est guidé en rotation par des paliers supportés par la structure fixe du moteur en amont et par l’arbre du corps BP en aval, au moyen d’un palier inter-arbres. Ce dernier palier est du type à rouleaux et situé, au moins selon un moteur connu, entre la turbine haute pression et la turbine basse pression. Un tel palier comprend une bague intérieure équipée de rouleaux maintenus par une cage sur l’arbre du corps BP et une bague extérieure, généralement montée avec serrage à froid dans l’arbre du corps HP. Le montage de ce palier, c'est-à-dire l’assemblage de la bague extérieure avec l’ensemble formé des rouleaux, de la cage et de la bague intérieure, est réalisé en même temps que l’accostage de la turbine basse pression durant lequel l’arbre préalablement monté avec la turbine basse pression est guidé dans le corps HP. Par le terme accostage, on désigne ici tout ou partie du déplacement en translation du module de turbine basse pression jusqu’à ce que la bride du carter externe de celui-ci vienne en contact avec la bride correspondante du module constituant le corps HP.

Il s’ensuit que le montage du palier inter-arbres est réalisé en aveugle. L’opérateur n’a aucune visibilité pour surveiller, en particulier, l’engagement des rouleaux dans le rotor du corps HP puis dans la bague extérieure. Cette opération comporte de forts risques de dégradation du palier si les conditions ne sont pas maîtrisées. Le risque le plus important pour le palier est un contact dur des rouleaux contre l’écrou de retenue de la bague extérieure et la bague elle-même.

Il est connu, par exemple par le document FR-A1-2890110, d’utiliser des techniques permettant d’effectuer un chauffage maîtrisé de la partie supportant la bague extérieure pour faciliter l’introduction des rouleaux sans contacts.

Cependant, même avec la dilatation de la bague extérieure, il faut assurer un positionnement précis de l’arbre du corps BP pour éviter les contacts. La pratique connue d’effectuer le centrage de l’arbre du corps BP au réglet manque de précision et entraîne des incidents de montage qui peuvent aboutir à des non qualités, voire des dégradations, de pièces qu’il faut alors changer en démontant au moins partiellement des modules de la turbomachine assemblée. Dans le document FR-A1-2890110, il est proposé d’utiliser des mesures lasers avec des instruments montés sur un support amovible venant se positionner par rapport au corps HP mais l’instrumentation est coûteuse et de mise en oeuvre complexe.

Il existe donc un besoin de disposer d’une technique simple pour positionner l’arbre du module BP par rapport à la bague extérieure du module du corps HP avec une précision suffisante pour minimiser les risques de contact dur sur les éléments du palier inter-arbres.

Exposé de l’invention : A cet effet, l’invention concerne un dispositif pour l’assemblage d’une turbomachine, destiné à centrer un arbre d’un deuxième module par rapport à un axe longitudinal d’un tourillon d’un premier module, ledit arbre devant être inséré suivant ledit axe longitudinal par une extrémité dudit tourillon, caractérisé en ce qu’il comprend un anneau de maintien configuré pour être fixé par serrage autour du tourillon de manière à faire coïncider un axe central de l’anneau de maintien avec l’axe longitudinal du tourillon, et un moyen de mesure, porté par l’anneau de maintien et configuré pour mesurer la position d’une surface externe dudit arbre suivant une direction radiale par rapport à l’axe central de l’anneau dans un plan transversal décalé par rapport à l’anneau de maintien, de manière à se situer devant ladite extrémité du tourillon lorsque le dispositif est installé sur le tourillon.

Le dispositif décrit donne un moyen simple de maintenir le moyen de mesure sur le tourillon par l’anneau de maintien. Cela donne une mesure de centrage directe par rapport au tourillon et permet d’atteindre une bonne précision, typiquement le centième de millimètre, avec des moyens de mesure conventionnels. On peut en particulier éviter l’utilisation de dispositifs de mesure par laser.

Dans le cas exposé plus haut, le premier module est le corps de pression haute pression et le deuxième module est le module de turbine basse pression. Cependant, le dispositif décrit peut être utilisé dans d’autre cas, le tourillon peut être une pièce creuse, fixe ou mobile en rotation, qui forme le support d’une bague extérieure de roulement dans laquelle doit tourner l’arbre. La précision de centrage obtenue grâce au dispositif permet d’éviter les contacts durs avec la bague extérieure lorsqu’elle a été préalablement dilatée.

Avantageusement, le moyen de mesure comprend une pièce mobile dans ladite direction radiale, agencée pour contacter une surface externe de l’arbre, et un organe de mesure de la position radiale de ladite pièce.

Ce montage réalise une mesure tactile de la position de l’arbre suivant la direction radiale, qui est simple à mettre en œuvre.

De préférence, le dispositif comprend un moyen agencé pour basculer la pièce mobile entre une première position où la pièce est mobile suivant la direction radiale, destinée à effectuer la mesure, et une deuxième position où ladite pièce est écartée de l’axe central, de manière à faire passer l’arbre.

Avantageusement, le dispositif comprend un moyen de positionnement pour aligner ladite direction radiale selon une verticale.

Compte tenu de la géométrie et du poids des modules de la turbomachine, c’est le centrage selon la direction verticale qui est le plus critique. On peut ainsi vérifier ce centrage en priorité.

Avantageusement, l’anneau de maintien comporte au moins deux parties mobiles l’une par rapport à l’autre, de manière à pouvoir installer ou retirer le dispositif du tourillon latéralement, par exemple lorsque l’arbre est engagé dans le tourillon.

Cela permet de manipuler le dispositif alors que, d’une part la zone d’assemblage où est installé le dispositif de mesure est encombrée et que, d’autre part, lorsque les modules sont en cours d’assemblage, il n’est plus possible de dégager le dispositif du tourillon selon la direction longitudinale.

De préférence, le dispositif comprend un moyen de serrage reproductible desdites parties mobiles de l’anneau de maintien, de manière à maîtriser la position de l’anneau de maintien par rapport au tourillon. L’invention concerne aussi un ensemble formé d’un tel dispositif et d’un mannequin d’étalonnage comprenant une première partie reproduisant la géométrie d’une surface externe du tourillon et une deuxième partie reproduisant la géométrie d’une surface externe d’une portion cylindrique de l’arbre, centrée par rapport à l’axe longitudinal de la première partie.

De cette manière, on peut obtenir une mesure de référence précise pour l’arbre tel qu’il doit être installé dans le tourillon en installant le dispositif sur le mannequin et en effectuant la mesure de la position de la deuxième partie du mannequin. Cette position de référence peut ensuite être utilisée pour positionner l’arbre, le dispositif étant installé sur le tourillon. L’invention concerne également un procédé d’assemblage d’une turbomachine, la turbomachine comprenant au moins un premier module avec un tourillon et au moins un deuxième module avec un arbre, l’arbre et le tourillon étant conçus pour être reliés par un palier comprenant une bague extérieure montée à l’intérieur du tourillon et une bague intérieure montée en périphérie de l’arbre, comprenant les étapes suivantes pour engager l’arbre du deuxième module à l’intérieur du tourillon par une extrémité de ce dernier : accostage du deuxième module avec le premier module jusqu’à positionner l’arbre à une distance déterminée du tourillon ; centrage de l’arbre par rapport au tourillon ; dilatation de la bague extérieure par chauffage du tourillon ; achèvement de l’accostage du deuxième module, de manière à mettre en correspondance la bague intérieure avec la bague extérieure pour former le palier ; caractérisé en ce que, l’étape de centrage comprend elle-même au moins une opération de centrage fin au cours de laquelle la position verticale de l’arbre est ajustée sur une position verticale de référence en utilisant un dispositif tel que décrit précédemment.

Comme indiqué précédemment, les modules peuvent être autres que ceux décrits en introduction et le tourillon peut être une pièce fixe ou mobile en rotation. Le centrage fin selon la verticale est particulièrement critique à cause de la géométrie et du poids des modules. De plus, cette opération de centrage fin peut être avantageusement précédée d’une opération de centrage préliminaire, faite avec des moyens conventionnels, tels qu’un réglet par exemple. Cette opération de centrage préliminaire entraîne que le centrage fin vertical aboutit à l’objectif de centrer correctement l’arbre pour permettre ensuite le passage sans contact des rouleaux et de la bague interne dans la bague externe préalablement dilatée par chauffage.

Avantageusement, la mesure de la position verticale de l’arbre par le dispositif se fait sur au moins une partie de l’arbre située entre la bague intérieure et la bague extérieure quand une extrémité de l’arbre a été engagée dans le tourillon.

De préférence le procédé comprend une étape de réglage dudit dispositif sur un mannequin d’étalonnage de manière à déterminer la position verticale de référence de l’arbre par rapport au dispositif lorsqu’il est installé sur le tourillon.

Cette étape d’étalonnage permet une précision importante, de l’ordre du centième de millimètre, sur le centrage de l’arbre par rapport au tourillon.

Brève description des figures :

La présente invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description d’un exemple non limitatif qui suit, en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 montre une turbomachine en cours de montage ; la figure 2 montre le détail du palier inter-arbres après le montage ; la figure 3a montre schématiquement la même zone que la figure 2 avant l’assemblage, avec les éléments correctement positionnés ; la figure 3b montre schématiquement la même zone que la figure 2 avant l’assemblage, avec les éléments non correctement positionnés ; la figure 4 montre un outillage selon l’invention utilisé pour le montage ; la figure 5 montre l’outillage de la figure 4 placé sur le tourillon présenté dans les figures 2 et 3 ; la figure 6 montre l’outillage de la figure 4 placé sur un mannequin pour une étape d’étalonnage ; la figure 7 montre l’outillage de la figure 4 placé sur le tourillon présenté dans les figures 2 et 3, agencé de manière à laisser passer un arbre dans le tourillon ; la figure 8 montre une étape de centrage préliminaire d’un arbre par rapport au tourillon ; et la figure 9 montre l’utilisation de l’outillage de la figure 4 pour centrer finement l’arbre montré dans la figure 8, avant l’assemblage complet de la turbomachine.

Description de plusieurs modes de réalisations :

La figure 1 montre une turbomachine 1 en cours de montage, au début de l’opération d’accostage définie précédemment. Il s’agit ici d’un turboréacteur double flux et double corps. Il comprend une soufflante avant 2 et un module 3, dit premier module, constitué par le corps haute pression avec son arbre, dit premier arbre, non visible sur la figure 1. Ces éléments sont déjà assemblés. On est ici en train de monter le module de turbine basse pression 4, dit deuxième module, dont l’arbre 5, dit deuxième arbre doit être engagé dans le corps haute pression en suivant la flèche F, parallèle à l’axe longitudinal X du premier module 3. Cet axe longitudinal X est horizontal lors de l’assemblage. La zone critique se situe au niveau de la zone 6 du palier inter-arbres, lequel est localisé généralement à l’intérieur d’un tourillon 11 du corps haute pression 3. La visibilité dans cette zone est nulle lors de l’assemblage.

Dans la suite de la description, on décrit donc le montage du deuxième module 4, le module de turbine basse pression, dans le premier module 3, le corps haute pression. L’amont et l’aval sont notés suivant l’axe longitudinal X en fonction du sens principal de l’écoulement des gaz, donc en allant du corps haute pression vers la turbine basse pression.

Sur la figure 2, on voit la zone critique plus en détail après assemblage. Le premier arbre, du corps haute pression 3, se prolonge par un tourillon 11 à son extrémité aval. L’axe longitudinal X du premier module 3 est également l’axe de symétrie du tourillon 11 et du premier arbre. Ici, un col 7 du premier arbre est situé en partie amont du tourillon 11 sur la figure. Le diamètre interne du tourillon 11 est supérieur à celui du col 7. On voit seulement une partie de turbine du corps haute pression 3.

Le deuxième arbre 5 est engagé dans le corps haute pression 3 et passe à l’intérieur du col 7. Le deuxième arbre 5 comprend en son extrémité, à droite sur la figure, un tourillon 8 pour le montage d’un palier qui peut être destiné, comme évoqué en introduction, à guider le deuxième arbre 5 par rapport à la structure fixe de la turbomachine. Une bride radiale 9 permet le montage des différents éléments constituant la partie mobile de la turbine basse pression 4.

Le palier inter-arbres, connu en soi, comprend une bague intérieure 13, fixée sur le deuxième arbre 5 avec les éléments de roulement, tels que des rouleaux 14, dont la cage 14’ est sertie sur la bague intérieure 13. La bague extérieure 15 est ici montée serrée à froid à l’intérieur du tourillon 11. Elle est avantageusement verrouillée en place par un écrou 16. Lorsque le palier inter-arbres est correctement assemblé, comme indiqué sur la figure 2, les rouleaux 14 sont en contact avec la bague extérieure 15 et la bague intérieure 13 de manière à rouler librement sur leurs surfaces.

La figure 3a montre schématiquement les éléments principaux de la zone 6 du palier inter-arbres avant assemblage lorsque l’arbre 5 du deuxième module 4 est correctement aligné avec l’axe X du premier module 3. L’assemblage est alors effectué par déplacement en translation du deuxième module 4 suivant l’axe X vers la gauche par rapport à la figure 3a, après dilatation par chauffage de l’ensemble formé par le tourillon 11 et la bague extérieure 15, le premier module 3 étant fixe. Après refroidissement, les rouleaux 14 se trouvent en contact avec les surfaces cylindriques des bagues intérieure 13 et extérieure 15, de manière à rouler librement sur elles.

On comprend qu’en raison des faibles tolérances, le risque est grand d’un contact entre les pièces 15, 16 et 14 du palier inter-arbres. Ce contact dur peut être la cause de griffures, rainures ou amorces d’écaillages, qui sont susceptibles de nuire à l’intégrité du roulement. La figure 3b illustre un tel cas. Un léger décalage de l’axe X” de l’arbre 5 par rapport à l’axe X du premier module 3, représenté par la flèche D, pourra occasionner un contact dur au point I lors du déplacement, même si la bague extérieure 15 a été préalablement dilatée par chauffage.

La société demanderesse a mis au point un procédé et un appareillage permettant un montage sécurisé du module basse pression dans cet environnement et la présente demande incorpore, à titre d’exemple, les éléments de la demande FR-A1-2890110. L’objet de la présente demande concerne plus particulièrement une étape de centrage précis du deuxième arbre 5 par rapport au tourillon 11 et un outillage adapté pour écarter les risques de contact sur la bague extérieure 15 ou son écrou 16 de fixation lors du passage de l’état de la figure 2 à celui de la figure 3.

De manière connue, l’appareillage de montage de la turbomachine comprend un bâti maintenant le premier module 3 et un support mobile maintenant le deuxième module 4. Ces éléments connus en soi ne sont pas représentés sur les figures. Le bâti maintient le premier module 3 en assurant l’horizontalité de l’axe X longitudinal. Le support mobile permet de déplacer le deuxième module 4, formé de la turbine basse pression avec le deuxième arbre 5, suivant les trois directions X, Y et Z, représentées sur la figure 1. Le support mobile permet également de bouger facilement le deuxième module 3 en rotation autour de l’axe vertical Z, de manière à présenter l’extrémité amont du deuxième arbre 5 à l’intérieur de l’extrémité aval du premier arbre et à l’introduire dans le col 7.

De manière connue également, par exemple, en référence à la demande FR-A1-2890110, l’appareillage comprend un dispositif de chauffage capable d’effectuer un chauffage homogène et maîtrisé du tourillon 11 avec la bague extérieure 15. Avantageusement, ce dispositif est conçu pour pouvoir être mis en position active, proche du tourillon 11, de manière à effectuer un chauffage homogène et maîtrisé du tourillon avec la bague extérieure, et une position retirée, de manière à laisser la place à d’autres dispositifs et, aussi, à permettre l’emboîtement des deux modules.

En référence aux figures 4 et 5, l’invention concerne plus particulièrement un outillage destiné à être fixé sur le tourillon 11 pour des mesures de centrage fin. Sur l’exemple de la figure 4, le dispositif comprend un anneau de maintien 17 dont la surface interne est dimensionnée pour enserrer la surface externe du tourillon 11. Avantageusement, l’anneau de maintien 17 est ici composé de deux parties mobiles 17a, 17b assemblées par un moyen de serrage et d’articulation 18, afin de faciliter la mise en place sur le tourillon 11 mais l’anneau de maintien 17 peut être formé d’un nombre différent de parties, voire être d’un seul tenant. Ici, le moyen de serrage et d’articulation 18 comprend d’un côté une charnière et de l’autre un écrou. Le moyen de serrage et d’articulation 18 est de préférence conçu pour être verrouillé soit avec un cran soit avec une force de serrage déterminée, ce qui permet d’assurer un placement reproductible du dispositif par rapport au tourillon 11.

Le dispositif comprend également un système 19 de mesure qui permet de définir la position de la surface d’une pièce selon une direction radiale Z’ par rapport à un axe X’ de symétrie de l’anneau de maintien 17. Par exemple, il s’agit d’un système 19 de mesure tactile qui comporte un doigt radial 20 ayant une extrémité intérieure destinée à appuyer sur la surface d’une pièce et un organe 21 de lecture de la position du doigt radial 20 suivant ladite direction radiale Z’. Le dispositif peut intégrer directement un moyen de vérification de la verticalité du doigt radial 20, par exemple sous la forme d’un niveau à bulle 22. Par ailleurs, comme on peut le voir sur la figure 4, le doigt radial 20 est décalé par rapport à l’extrémité axiale de l’anneau de maintien 17 d’une distance donnée D’ suivant l’axe X’, de manière à s’approcher de l’axe X’ à une distance inférieure au rayon intérieur de l’anneau de maintien 17. De plus, le support du doigt radial 20 et de l’organe de mesure 21 sur l’anneau de maintien 17 peut comprendre une rotule 23. Sur la figure 4, le doigt radial est positionné suivant la direction radiale Z’, dans le plan P’ transversal, prêt à effectuer une mesure. La rotule 23 permet de faire pivoter autour de la direction Y’, tangente à l’anneau de maintien 17 en cet endroit, pour le placer en position relevée, non représentée sur cette figure, et ainsi laisser passer une pièce sans toucher le doigt radial 20.

En référence à la figure 5, le dispositif ainsi décrit peut être installé sur le tourillon 11 en amenant latéralement l’anneau de maintien 17 avec ses deux parties mobiles 17a, 17b écartées, puis en rapprochant ces dernières de manière à ce qu’elles prennent appui sur la surface externe du tourillon 11. Le placement précis de l’anneau de maintien 17 de manière à ce que son axe X’ coïncide avec l’axe X du tourillon 11 et que la direction radiale de mesure Z’ corresponde à la verticale Z peut se faire avec le niveau à bulle 22. Le doigt de mesure 20 est ainsi en place pour mesurer le placement par rapport à l’axe X d’une portion du deuxième arbre 5 rentrant dans le tourillon 11, dans un plan transversal P à une distance déterminée D de l’extrémité aval du tourillon 11 sensiblement égale à la valeur D’.

On peut maintenant décrire le procédé d’assemblage des deux modules.

De manière connue, une première étape consiste à commencer l’accostage du deuxième module 4 avec le premier module 3 en plaçant le deuxième arbre 5 à une distance déterminée du tourillon 11. Le deuxième arbre 5 est disposé à l’horizontal parallèlement à l’axe X longitudinal du premier module 3 et son extrémité devant être introduite dans le premier arbre est présentée devant le tourillon 11. L’étape de centrage est effectuée ici en plusieurs temps, comme illustré sur les figures 6, 7, 8 et 9.

Elle comporte une opération préalable d’étalonnage du moyen de mesure 19 précédemment décrit. Comme illustré sur la figure 6, cette opération utilise un mannequin d’étalonnage 24 comportant une première partie 24a et une deuxième partie 24b, reproduisant respectivement la géométrie de la surface externe du tourillon 11 et la géométrie de la surface externe d’une portion du deuxième arbre 5, exactement centrée sur l’axe X du tourillon 11. La portion du deuxième arbre 5 est celle sur laquelle les mesures de centrage fin sont effectuées dans le procédé. Cette portion du deuxième arbre 5 où est effectuée la mesure est située en amont de la bague intérieure 13.

Comme représenté sur la figure 6, au cours de cette opération, l’outillage est installé sur la première partie 24a du mannequin à la place qu’il doit occuper sur le tourillon 11. Le calage du moyen de serrage 18 permet de s’assurer que l’outillage est en place exactement comme il le serait sur le tourillon 11, en faisant coïncider l’axe central X’ de l’outillage avec celui du mannequin 24. Le doigt radial 20 du moyen de mesure 19 est amené au contact de la surface de la deuxième partie 24b du mannequin. L’organe de mesure 21 est agencé de manière à enregistrer la position du doigt radial 20 suivant la direction radiale Z’, de manière à fournir une référence de positionnement très précise, par exemple de l’ordre du centième de millimètre. Cette position est destinée à servir de référence pour mesurer des écarts de positionnement du deuxième arbre 5 par rapport au tourillon 11.

Comme on peut le voir sur la figure 7, l’outillage de centrage fin est ensuite installé en position sur le tourillon 11 du premier module 3. Le niveau à bulle 22 est ici utilisé pour positionner le doigt radial 20 selon la verticale Z. Sur la figure 7, le doigt radial 20 est en position pour effectuer la mesure sur la portion du deuxième arbre 5 qu’il doit vérifier. Avantageusement, la rotule 23 est utilisée à la fin de cette opération pour relever le doigt radial 20 afin de faire passer le deuxième arbre 5 sans risquer d’endommager le moyen de mesure 19.

Ces opérations sont présentées ici à ce stade du procédé mais elles peuvent avantageusement être réalisées de manière préliminaire à ladite première étape du procédé. L’étape de centrage proprement dite commence par une opération de centrage préliminaire durant laquelle le deuxième arbre 5 est introduit dans le premier arbre jusqu’à présenter la portion de mesure du deuxième arbre devant le doigt radial 20 de l’outillage. Comme il a été dit précédemment, le diamètre intérieur du col 7 du premier arbre étant inférieur au diamètre de la bague extérieure 15, l’introduction du deuxième arbre 5 jusqu’à ce stade peut se faire avec une précision moyenne. En effet, la portion de mesure sur le deuxième arbre 5 est en amont de la bague intérieure 13 du palier. Donc, comme la portion de mesure du deuxième arbre 5 est placée à rentrée du tourillon 11, aucune portion du deuxième arbre 5, notamment la bague intérieure 13 et les rouleaux 14, susceptible de toucher la bague extérieure 15 ou l’écrou de serrage 16 à cause de son diamètre, n’a encore traversé le tourillon 11.

Comme illustré sur la figure 8, on peut utiliser les degrés de liberté en rotation et en translation du support mobile, non représenté, du module 4 de turbine basse pression pour insérer le deuxième arbre 5 en vérifiant le centrage avec des moyens simples, par exemple un réglet. A la fin de cette opération de centrage préliminaire, le deuxième arbre 5 est suffisamment centré horizontalement, suivant la direction Y. Par contre, il faut améliorer le centrage vertical, suivant la direction Z. L’opération de centrage fin utilisant l’invention effectue ledit centrage vertical. Comme illustré sur la figure 9, le doigt radial 20 est placé en position de mesure, au contact de ladite portion de mesure du deuxième arbre 5. L’organe de mesure 21 effectue une comparaison de la position du doigt radial 20 par rapport à la position de référence mesurée sur le mannequin d’étalonnage 24. En fonction de cette comparaison, la position verticale du module 4 de turbine basse pression est ajustée jusqu’à annuler la différence avec la référence mesurée sur le mannequin 24. Cette opération permet de centrer le deuxième arbre 5 avec une grande précision, de l’ordre du centième de millimètre, et ainsi, de s’assurer qu’il n’y aura pas de contact dur lorsque la bague interne 13 avec les rouleaux 14 sera introduite par translation suivant la flèche parallèle à l’axe horizontal X dans la bague extérieure 15 préalablement dilatée, non visible sur la figure.

Eventuellement cette opération de vérification du centrage fin peut être effectuée plusieurs fois, sur des portions de même diamètre du deuxième arbre 5, après des déplacements successifs du deuxième module 4 et avant que la bague interne 13 ne soit introduite dans le tourillon 11. A la fin de l’étape de centrage, lorsque le deuxième module est précisément centré, une étape de chauffage du tourillon 11, ensemble avec la bague extérieure 15, est effectuée pour dilater ladite bague extérieure 15 et permettre l’introduction des roulements 14. Pour cette étape, l’outillage de centrage fin est avantageusement retiré, en desserrant l’anneau de maintien 17 autour du tourillon 11. Avantageusement également, un dispositif connu, tel que décrit par exemple dans le document FR-A1-2890110, est installé autour du tourillon pour effectuer un chauffage homogène et maîtrisé de l’ensemble. Cette étape de chauffage s’arrête lorsque la bague extérieure 15 est correctement dilatée. L’accostage des deux modules est ensuite terminé par une translation du deuxième module le long de l’axe longitudinal X, en particulier de manière à mettre en correspondance la bague extérieure 15 et les rouleaux 14 sur la bague interne 13, pour réaliser le palier inter-arbres, et solidariser les brides des carters des deux modules.

Claims (10)

1. Revendications

   1. Dispositif pour l’assemblage d’une turbomachine, destiné à centrer un arbre (5) d’un deuxième module (4) par rapport à un axe longitudinal (X) d’un tourillon (11) d’un premier module (3), ledit arbre (5) devant être inséré suivant ledit axe longitudinal (X) par une extrémité dudit tourillon (11), caractérisé en ce qu’il comprend un anneau de maintien (17) configuré pour être fixé par serrage autour du tourillon (11) de manière à faire coïncider un axe central (X’) de l’anneau de maintien (17) avec l’axe longitudinal (X) du tourillon (11), et un moyen de mesure (19), porté par l’anneau de maintien (17) et configuré pour mesurer la position d’une surface externe dudit arbre (5) suivant une direction radiale (Z’) par rapport à l’axe central (X’) de l’anneau dans un plan transversal (P) décalé par rapport à l’anneau de maintien (17), de manière à se situer devant ladite extrémité du tourillon (11) lorsque le dispositif est installé sur le tourillon.
2. 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le moyen de mesure (19) comprend une pièce (20) mobile dans ladite direction radiale (Z), agencée pour contacter une surface externe de l’arbre (5), et un organe (21) de mesure de la position radiale de ladite pièce (20).
3. 3. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend un moyen (23) agencé pour basculer la pièce (20) mobile entre une première position où la pièce (20) est mobile suivant la direction radiale (Z’), destinée à effectuer la mesure, et une deuxième position où ladite pièce (20) est écartée de l’axe central (X’), de manière à faire passer l’arbre (5).
4. 4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un moyen (23) de positionnement pour aligner ladite direction radiale (Z’) selon une verticale (Z).
5. 5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’anneau de maintien (17) comporte au moins deux parties (17a, 17b) mobiles l’une par rapport à l’autre, de manière à pouvoir installer ou retirer le dispositif du tourillon (11) latéralement, par exemple lorsque l’arbre (5) est engagé dans le tourillon (11).
6. 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend un moyen (18) de serrage reproductible desdites parties mobiles (17a, 17b) de l’anneau de maintien, de manière à maîtriser la position de l’anneau de maintien (17) par rapport au tourillon (11 ).
7. 7. Ensemble formé d’un dispositif selon l’une des revendications précédentes, et d’un mannequin (24) d’étalonnage comprenant une première partie (24a) reproduisant la géométrie d’une surface externe du tourillon (11) et une deuxième partie (24b) reproduisant la géométrie d’une surface externe d’une portion cylindrique de l’arbre (5), centrée par rapport à l’axe longitudinal (X) de la première partie (24a).
8. 8. Procédé d’assemblage d’une turbomachine, la turbomachine comprenant au moins un premier module (3) avec un tourillon (11) et au moins un deuxième module (4) avec un arbre (5), l’arbre (5) et le tourillon (11) étant conçus pour être reliés par un palier comprenant une bague extérieure (15) montée à l’intérieur du tourillon (11) et une bague intérieure (13) montée en périphérie de l’arbre (5), comprenant les étapes suivantes pour engager l’arbre (5) du deuxième module (4) à l’intérieur du tourillon (11) par une extrémité de ce dernier : accostage du deuxième module (4) avec le premier module (3) jusqu’à positionner l’arbre (5) à une distance déterminée du tourillon (11); centrage de l’arbre (5) par rapport au tourillon (11) ; dilatation de la bague extérieure (15) par chauffage du tourillon (11); achèvement de l’accostage du deuxième module (4), de manière à mettre en correspondance la bague intérieure (15) avec la bague extérieure (13) pour former le palier ; caractérisé en ce que, l’étape de centrage comprend elle-même au moins une opération de centrage fin au cours de laquelle la position verticale de l’arbre (5) est ajustée sur une position verticale de référence en utilisant un dispositif selon l’une des revendications précédentes.
9. 9. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel la mesure de la position verticale de l’arbre par le dispositif se fait sur au moins une partie de l’arbre (5) située entre la bague intérieure (13) et la bague extérieure (15) quand une extrémité de l’arbre (5) a été engagée dans le tourillon (11).
10. 10. Procédé selon l’une des revendications 8 et 9, en dépendance de la revendication 7, comprenant une étape de réglage dudit dispositif sur un mannequin (24) d’étalonnage de manière à déterminer la position verticale de référence de l’arbre (5) par rapport au dispositif lorsqu’il est installé sur le tourillon (11)·