FR3108361A1 - TURBINE WHEEL FOR AN AIRCRAFT TURBOMACHINE - Google Patents
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Abstract
L’invention propose une roue mobile (302) de turbine pour une turbomachine d’aéronef s’étendant autour d’un axe (X) et, comprenant : - un disque (304), - des aubes (200) montées à la périphérie du disque, chaque aube comportant une pale (202) reliée par une plateforme (204) à un pied (208), - un flasque (306), ledit flasque (306) comportant une partie périphérique interne de fixation au disque (304) et une partie périphérique externe en appui axial contre le disque (304), ledit flasque (306) comportant au moins un becquet (328) orienté axialement, du côté opposé audit premier becquet (212), caractérisée en ce que chaque aube (200) comprend, une gorge orientée radialement vers l’intérieur et configurée pour recevoir un rebord (326) annulaire externe de la partie périphérique externe dudit flasque (306). Figure pour l'abrégé : Figure 3The invention proposes a mobile turbine wheel (302) for an aircraft turbine engine extending around an axis (X) and, comprising: - a disc (304), - blades (200) mounted at the periphery of the disc, each blade comprising a blade (202) connected by a platform (204) to a foot (208), - a flange (306), said flange (306) comprising an internal peripheral part for fixing to the disc (304) and an outer peripheral part bearing axially against the disc (304), said flange (306) comprising at least one spoiler (328) oriented axially, on the side opposite to said first spoiler (212), characterized in that each blade (200) comprises , a radially inwardly oriented groove configured to receive an outer annular flange (326) of the outer peripheral portion of said flange (306). Figure for abstract: Figure 3
Description
Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention
La présente invention concerne une roue de turbine pour une turbomachine d’aéronef, cette roue comprenant un disque portant des aubes dont les pieds sont engagés dans des rainures de la périphérie du disque.The present invention relates to a turbine wheel for an aircraft turbine engine, this wheel comprising a disc carrying blades whose roots are engaged in grooves in the periphery of the disc.
Arrière-plan techniqueTechnical background
Il est bien connu de la technique, notamment explicité dans les documents FR-A1-2 954 797, FR-A1-2 972 759, FR-A1-3 039 589, FR-A1-3 019 584, FR-A1-3 022 944 et FR-A1-3 020 408 au nom de la Demanderesse, que dans l’industrie aéronautique, une turbomachine d’aéronef est composée de plusieurs parties et en particulier d’une turbine, basse ou haute pression, comportant elle-même un ou plusieurs étages, chacun étant constitué d’une rangée d’aubes de stator suivie d’une rangée d’aubes de rotor. Une portion de turbine 100 est représentée en exemple sur la figure 1.It is well known in the art, in particular explained in the documents FR-A1-2 954 797, FR-A1-2 972 759, FR-A1-3 039 589, FR-A1-3 019 584, FR-A1-3 022 944 and FR-A1-3 020 408 in the name of the Applicant, that in the aeronautical industry, an aircraft turbomachine is made up of several parts and in particular of a turbine, low or high pressure, itself comprising one or more stages, each consisting of a row of stator vanes followed by a row of rotor vanes. A turbine portion 100 is shown as an example in Figure 1.
De manière classique, le rotor de la turbine 100 comporte des roues mobiles 102 assemblées les unes aux autres par des brides 104, 106 annulaires au moyen d’une fixation 108 de type vis-écrou. Chaque roue 102 comporte un disque 110 portant des aubes 112 individuelles, elles-mêmes comprenant chacune une pale 114 reliée par une plateforme 116 et l’intermédiaire d’une échasse 118 à un pied 120 engagé dans une rainure s’étendant axialement dans la périphérie externe du disque 110. Les rainures dans lesquelles sont engagés les pieds 120 définissent des dents recouvertes par les plateformes 116 des aubes.Conventionally, the rotor of the turbine 100 comprises mobile wheels 102 assembled to each other by flanges 104, 106 annular by means of a fixing 108 of the screw-nut type. Each wheel 102 comprises a disc 110 carrying individual blades 112, each comprising a blade 114 connected by a platform 116 and the intermediary of a stilt 118 to a foot 120 engaged in a groove extending axially in the periphery external of the disc 110. The grooves in which the feet 120 are engaged define teeth covered by the platforms 116 of the blades.
Classiquement, des becquets 122, 124, s’étendant axialement, sont situés en amont et en aval de la plateforme 116 et constituent des chicanes en coopérant avec d’autres rebords 126-130 amont et aval, situés par exemple dans le prolongement radial des aubes 132 du stator. Ces chicanes forment un joint d’étanchéité qui permet de limiter le passage des gaz de combustion, provenant de la chambre de combustion, radialement de l’extérieur vers l’intérieur.Conventionally, spoilers 122, 124, extending axially, are located upstream and downstream of the platform 116 and constitute baffles by cooperating with other flanges 126-130 upstream and downstream, located for example in the radial extension of the vanes 132 of the stator. These baffles form a seal which makes it possible to limit the passage of combustion gases, coming from the combustion chamber, radially from the outside to the inside.
Un flasque 134 annulaire est généralement fixé à la bride 104 amont du disque 110 et s’étend autour d’une paroi 136 tronconique afin de limiter l’exposition des dents du disque 110 à des gaz chauds provenant de la veine de turbine.An annular flange 134 is generally fixed to the upstream flange 104 of the disc 110 and extends around a tapered wall 136 in order to limit the exposure of the teeth of the disc 110 to hot gases coming from the turbine stream.
Afin d’augmenter les températures de veine, atteintes lors du passage des gaz de fonctionnement, des matériaux composites à matrice céramique (C.M.C.) avec une résistance à la température élevée ont été développés pour la fabrication des aubes. En outre, l’utilisation de tels matériaux simplifie la fabrication des aubes en diminuant notamment la hauteur d’échasse, ce qui permet, en outre, de diminuer la masse des aubes, et permet de modifier la structure des plateformes.In order to increase the stream temperatures, reached during the passage of the operating gases, ceramic matrix composite materials (C.M.C.) with a high temperature resistance have been developed for the manufacture of the blades. In addition, the use of such materials simplifies the manufacture of the blades by reducing in particular the height of the stilt, which also makes it possible to reduce the mass of the blades, and makes it possible to modify the structure of the platforms.
Une des modifications de structure apportée concerne en particulier le déplacement du becquet amont, comme évoqué dans la demande FR-A1-3 006 365 au nom de la demanderesse. Celui-ci est fixé directement sur le flasque amont et non plus à l’amont de la plateforme.One of the structural modifications made relates in particular to the displacement of the upstream spoiler, as mentioned in application FR-A1-3 006 365 in the name of the applicant. This is fixed directly to the upstream flange and no longer upstream of the platform.
Ceci présente l’avantage, comme évoqué précédemment, de diminuer la masse de l’aube mais permet également de réduire la charge mécanique portée par l’attache et le disque et, en conséquence, d’augmenter la capacité d’intégration.This has the advantage, as mentioned above, of reducing the mass of the blade but also makes it possible to reduce the mechanical load carried by the attachment and the disc and, consequently, to increase the integration capacity.
En revanche, le flasque nécessite d’avoir une tenue mécanique identique à celle du disque et est généralement composé d’un matériau métallique, différent du matériau constituant les aubages. De fait, la résistance thermique du flasque et des aubages est différente. En outre, cette configuration présente un risque d’échauffement du flasque, dû aux gaz de fonctionnement, et en particulier au niveau de sa périphérie externe.On the other hand, the flange requires having a mechanical strength identical to that of the disc and is generally made of a metallic material, different from the material constituting the blades. In fact, the thermal resistance of the flange and the blades is different. In addition, this configuration presents a risk of overheating of the flange, due to the operating gases, and in particular at its outer periphery.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne une roue mobile de turbine de turbomachine et un procédé de montage de cette roue, visant à protéger un flasque de contraintes mécaniques et thermiques pouvant nuire au fonctionnement de la turbomachine.The object of the present invention is to remedy these drawbacks and relates to a moving wheel of a turbomachine turbine and to a method of mounting this wheel, aimed at protecting a flange from mechanical and thermal stresses which may be detrimental to the operation of the turbomachine.
L’invention propose ainsi une roue mobile de turbine pour une turbomachine d’aéronef s’étendant autour d’un axe et, comprenant :The invention thus proposes a mobile turbine wheel for an aircraft turbomachine extending around an axis and comprising:
- un disque s’étendant autour de l’axe,- a disc extending around the axis,
- des aubes montées à la périphérie du disque, chaque aube comportant une pale reliée par une plateforme à un pied qui est engagé axialement dans une rainure de la périphérie du disque,- vanes mounted on the periphery of the disc, each vane comprising a blade connected by a platform to a foot which is engaged axially in a groove in the periphery of the disc,
- un flasque centré sur l’axe, le flasque comportant une partie périphérique interne de fixation au disque et une partie périphérique externe en appui axial contre le disque en regard des rainures,- a flange centered on the axle, the flange comprising an internal peripheral part for fixing to the disc and an external peripheral part resting axially against the disc facing the grooves,
caractérisé en ce que chaque aube comprend une gorge orientée radialement vers l’intérieur et configurée pour recevoir un rebord annulaire externe de la partie périphérique externe du flasque.characterized in that each vane comprises a radially inwardly oriented groove configured to receive an outer annular flange of the outer peripheral part of the flange.
Ainsi, grâce à l’invention, on assure une protection d’une partie du flasque qui est sensible à la température, en particulier la périphérie externe du flasque. En effet, le rebord de la plateforme recouvrant la périphérie externe du flasque, la plateforme de l’aube, qui est en un matériau avec une meilleure tenue à la température que le matériau du flasque, remplit le rôle d’écran thermique. L’échauffement subit par la périphérie externe du flasque est ainsi diminué, ce qui permet en outre de limiter les contraintes tangentielles et donc de déformation du flasque.Thus, thanks to the invention, protection is provided for a part of the flange which is sensitive to temperature, in particular the outer periphery of the flange. Indeed, the edge of the platform covering the outer periphery of the flange, the blade platform, which is made of a material with better temperature resistance than the material of the flange, fulfills the role of heat shield. The heating undergone by the outer periphery of the flange is thus reduced, which also makes it possible to limit the tangential stresses and therefore the deformation of the flange.
En outre, grâce à l’invention, on assure un gain de masse pour la roue de turbine. En effet, le rebord de la plateforme permet un arrêt axial de l’aube vers l’amont et l’aval, rendant superflue la présence d’un crochet formant une butée axiale en sommet de dent de disque pour retenir le pied. Ces crochets sont notamment complexes à concevoir et demandent des opérations d’usinage supplémentaires. L’invention permet donc de réduire les opérations d’usinage sur le disque.In addition, thanks to the invention, a gain in mass is ensured for the turbine wheel. Indeed, the edge of the platform allows an axial stop of the blade upstream and downstream, making superfluous the presence of a hook forming an axial stop at the top of the disc tooth to retain the foot. These hooks are particularly complex to design and require additional machining operations. The invention therefore makes it possible to reduce the machining operations on the disc.
La roue mobile de turbine selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :The mobile turbine wheel according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken separately from each other or in combination with each other:
- la plateforme comporte un premier becquet orienté axialement, et/ou le flasque comporte au moins un becquet orienté axialement, du côté opposé audit premier becquet ;- the platform comprises a first spoiler oriented axially, and/or the flange comprises at least one spoiler oriented axially, on the side opposite said first spoiler;
- le flasque et la gorge de chaque aube s’étendent à l’amont par référence à l’écoulement des gaz de fonctionnement, le long de l’axe ;- the flange and the throat of each blade extend upstream with reference to the flow of operating gases, along the axis;
- la gorge est délimitée axialement par un rebord, le rebord étant globalement plan et s’étend dans un plan radial vis-à-vis de l’axe ;- the groove is delimited axially by a rim, the rim being generally flat and extending in a radial plane with respect to the axis;
- le rebord est porté par la plateforme de l’aube ;- the rim is supported by the blade platform;
- le rebord est venu de matière avec la plateforme ou est soudé à la plateforme de sorte à former la gorge ;- the rim is integral with the platform or is welded to the platform so as to form the groove;
- le flasque et les aubes sont réalisées dans des matériaux différents ;- the flange and the blades are made of different materials;
- le rebord annulaire du flasque a une épaisseur axiale inférieure à celle du reste du flasque ;- The annular flange of the flange has an axial thickness less than that of the rest of the flange;
- la partie périphérique interne du flasque comprend une portion cylindrique engagée axialement dans une rainure annulaire du disque, cette portion cylindrique comportant un rebord annulaire radialement interne qui est configuré pour être intercalé axialement entre le disque et un jonc annulaire fendu de verrouillage dans une gorge annulaire du disque ;- the internal peripheral part of the flange comprises a cylindrical portion engaged axially in an annular groove of the disc, this cylindrical portion comprising a radially internal annular flange which is configured to be interposed axially between the disc and a split annular locking ring in an annular groove of the disc;
- la portion cylindrique du flasque comprend une surface cylindrique externe de centrage configurée pour coopérer avec une surface cylindrique interne de la rainure du disque.- The cylindrical portion of the flange comprises an external cylindrical centering surface configured to cooperate with an internal cylindrical surface of the groove of the disc.
La présente invention concerne également une turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins une roue de turbine telle que décrite précédemment.The present invention also relates to a turbomachine, characterized in that it comprises at least one turbine wheel as described above.
La présente invention concerne également un procédé de montage d’une roue de turbine telle que décrite ci-dessus, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes consistant à :The present invention also relates to a method for mounting a turbine wheel as described above, characterized in that it comprises the steps consisting of:
a) monter les aubes les unes après les autres sur la partie périphérique externe du flasque de façon à ce que les rebords des aubes recouvrent axialement le rebord externe du flasque, de manière à former un ensemble ;a) mounting the vanes one after the other on the outer peripheral part of the flange so that the edges of the vanes axially cover the outer rim of the flange, so as to form an assembly;
b) monter l’ensemble sur le disque en engageant simultanément les pieds des aubes dans les rainures du disque ; etb) mount the assembly on the disc by simultaneously engaging the roots of the blades in the grooves of the disc; And
c) fixer la périphérie interne du flasque au disque.c) fix the internal periphery of the flange to the disc.
Le procédé selon l’invention peut comprendre la caractéristique suivante :The method according to the invention may comprise the following characteristic:
- l’étape c) comprend l’engagement axial de la portion cylindrique du flasque dans la rainure du disque, puis le montage du jonc annulaire dans la gorge du disque.- step c) includes the axial engagement of the cylindrical portion of the flange in the groove of the disc, then the assembly of the annular ring in the groove of the disc.
Brève description des figuresBrief description of figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear during the reading of the detailed description which will follow for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which:
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
Bien que l’exemple décrit concerne une turbine basse pression, il est clair que cet exemple n’est pas limitatif et donc que la roue de turbine pourrait être utilisée dans toute structure utilisant des roues mobiles.Although the example described relates to a low pressure turbine, it is clear that this example is not limiting and therefore that the turbine wheel could be used in any structure using moving wheels.
La figure 1 a été décrite dans ce qui précède.Figure 1 has been described above.
Afin de répondre aux contraintes liées à la modification de la structure d’une roue mobile de turbine, comme décrit dans ce qui précède, l’invention propose une structure de roue mobile de turbine telle qu’illustrée aux figures 2 et 3.In order to meet the constraints linked to the modification of the structure of a mobile turbine wheel, as described in the foregoing, the invention proposes a mobile turbine wheel structure as illustrated in FIGS. 2 and 3.
On se réfère d’abord à la figure 2 qui illustre une vue schématique en perspective d’une aube 200 de rotor de turbine de turbomachine.Reference is first made to FIG. 2 which illustrates a schematic perspective view of a turbomachine turbine rotor blade 200.
Comme décrit précédemment pour la figure 1, une aube 200 comporte une pale 202 reliée par une plateforme 204 à une échasse 206, s’étendant radialement et prolongée radialement par un pied 208. Le pied 208 est configuré pour être monté dans une rainure de la périphérie d’un disque.As previously described for FIG. 1, a blade 200 comprises a blade 202 connected by a platform 204 to a stilt 206, extending radially and extended radially by a root 208. The root 208 is configured to be mounted in a groove of the periphery of a disc.
La plateforme 204 comporte une paroi 210 principale tronconique prolongée à l’aval par un becquet 212 orienté axialement vers l’aval. La plateforme 204 est en outre dépourvue de becquet amont comme le becquet de la figure 1. En revanche, la plateforme 204 est pourvue d’un rebord 214 radial amont, orienté vers l’intérieur. Le rebord 214 est sensiblement plan et définit avec une seconde paroi 216 une gorge d’insertion destinée à recevoir un rebord annulaire d’un flasque. Autrement dit, le rebord 214 et la paroi 216 sont sensiblement parallèles et à distance l’un de l’autre. Le rebord 214 peut être venu de matière avec la plateforme 204, donc fabriqué dans un même matériau, ou bien être ajouté à la plateforme 204 par soudage.The platform 204 comprises a tapered main wall 210 extended downstream by a spoiler 212 oriented axially downstream. The platform 204 also has no upstream spoiler like the spoiler in FIG. 1. On the other hand, the platform 204 is provided with an upstream radial rim 214, facing inwards. The flange 214 is substantially flat and defines with a second wall 216 an insertion groove intended to receive an annular flange of a flange. In other words, the rim 214 and the wall 216 are substantially parallel and at a distance from each other. The rim 214 can be integral with the platform 204, therefore made from the same material, or else be added to the platform 204 by welding.
Les aubes 200 sont conçues pour être fabriquées dans un matériau présentant des caractéristiques particulières. Ce matériau doit répondre à des critères de résistance mécanique, de résistance thermique et être léger, comme par exemple un matériau composite à matrice céramique (C.M.C.).The blades 200 are designed to be made of a material having particular characteristics. This material must meet criteria of mechanical resistance, thermal resistance and be light, such as a composite material with a ceramic matrix (C.M.C.).
On se réfère à présent à la figure 3 qui est une demi vue schématique d’une portion de turbine 300 de turbomachine comprenant une roue 302 de turbine selon l’invention.Reference is now made to FIG. 3, which is a schematic half view of a turbine engine turbine portion 300 comprising a turbine wheel 302 according to the invention.
Les éléments de la figure 3 déjà décrits en référence à la figure 2 sont désignés par les mêmes références.The elements of Figure 3 already described with reference to Figure 2 are designated by the same references.
Cette roue 302 comporte des aubes 200, situées en périphérie et décrites à la figure 2, un disque 304 et un flasque 306 annulaire. La roue 302 mobile du rotor est comprise entre deux parties fixes du stator 308.This wheel 302 comprises vanes 200, located on the periphery and described in FIG. 2, a disc 304 and an annular flange 306. The mobile wheel 302 of the rotor is between two fixed parts of the stator 308.
Le disque 304 est centré sur l’axe de rotation du rotor et comporte en outre une bride 310 aval annulaire reliée au disque par une paroi 312 tronconique. Cette bride 310 aval peut être fixée à une bride amont, non représentée, d’un autre disque.The disc 304 is centered on the axis of rotation of the rotor and further comprises an annular downstream flange 310 connected to the disc by a tapered wall 312. This downstream flange 310 can be attached to an upstream flange, not shown, of another disc.
Le disque 304 comporte en outre au moins une léchette 314, située sur la face externe de la paroi 312, qui coopère avec un ou plusieurs blocs 316 de matériau abradable, placés dans le prolongement radial d’une aube du stator 308, de manière à former un joint d’étanchéité permettant de limiter l’écoulement des gaz en fonctionnement.The disc 304 further comprises at least one wiper 314, located on the outer face of the wall 312, which cooperates with one or more blocks 316 of abradable material, placed in the radial extension of a blade of the stator 308, so as to form a seal to limit the flow of gases in operation.
Le disque 304 comporte également une rainure 318 annulaire ainsi qu’une gorge 320 annulaire, ménagées dans la face amont du disque 304. La rainure 318 et la gorge 320 se trouvent au droit l’une de l’autre. La rainure 318 et la gorge 320 sont respectivement destinées à recevoir une portion cylindrique 322 du flasque 306 et un jonc 324 annulaire de verrouillage.The disc 304 also comprises an annular groove 318 as well as an annular groove 320, formed in the upstream face of the disc 304. The groove 318 and the groove 320 are located opposite each other. The groove 318 and the groove 320 are respectively intended to receive a cylindrical portion 322 of the flange 306 and an annular locking ring 324.
Le disque 304 est généralement constitué en un matériau métallique pouvant être par exemple à base de nickel.The disk 304 is generally made of a metallic material which may for example be nickel-based.
Le flasque 306 annulaire est monté en partie amont du disque 304 dans l’exemple représenté. Le flasque 306 est conçu en un matériau similaire ou identique à celui constituant le disque 304.The annular flange 306 is mounted in the upstream part of the disc 304 in the example shown. The flange 306 is made of a material similar or identical to that constituting the disc 304.
Le flasque 306 comporte un rebord 326 annulaire situé sur la périphérie externe du flasque 306. L’épaisseur axiale de ce rebord 326, qui s’étend radialement, est inférieure à l’épaisseur du reste du flasque 306 de sorte que le rebord 326 puisse s’engager radialement dans la gorge d’insertion définit par le rebord 214 et la paroi 216 de la plateforme 204 de l’aube 200. Le montage du rebord 326 dans la gorge d’insertion est ajusté de sorte qu’aucun jeu axial ne subsiste entre le rebord 326 et le rebord 214 d’une part et d’autre part entre le rebord 326 et la paroi 216. Le rebord 326 est ainsi recouvert par le rebord 214, ce qui permet d’assurer une protection thermique du rebord 326, en particulier une protection contre les gaz chauds traversant la turbine. En effet, le rebord 326 du flasque 306 et le rebord 214 de la plateforme 204 sont réalisés en des matériaux différents qui ont des propriétés de tenue à la température différentes. Il est préféré que le matériau constituant la plateforme 204, et par conséquent le rebord 214, possède une meilleure tenue à la température que le matériau du flasque. En d’autres termes, le rebord 214 remplit le rôle d’un écran thermique pour le rebord 326 du flasque 306. L’échauffement subit par la périphérie externe du flasque 306 est ainsi diminué, ce qui permet en outre de limiter le risque d’avoir un gradient thermique trop élevé au niveau du flasque 306 ainsi que les contraintes de cisaillement et donc de déformation du flasque 306.The flange 306 includes an annular flange 326 located on the outer periphery of the flange 306. The axial thickness of this flange 326, which extends radially, is less than the thickness of the rest of the flange 306 so that the flange 326 can engage radially in the insertion groove defined by the flange 214 and the wall 216 of the platform 204 of the blade 200. The mounting of the flange 326 in the insertion groove is adjusted so that no axial play remains between the rim 326 and the rim 214 on the one hand and on the other hand between the rim 326 and the wall 216. The rim 326 is thus covered by the rim 214, which makes it possible to ensure thermal protection of the rim 326 , in particular protection against hot gases passing through the turbine. Indeed, the rim 326 of the flange 306 and the rim 214 of the platform 204 are made of different materials which have different temperature resistance properties. It is preferred that the material constituting the platform 204, and consequently the rim 214, has better temperature resistance than the material of the flange. In other words, the rim 214 fulfills the role of a heat shield for the rim 326 of the flange 306. The heating undergone by the outer periphery of the flange 306 is thus reduced, which also makes it possible to limit the risk of have too high a thermal gradient at the flange 306 as well as the shear stresses and therefore the deformation of the flange 306.
En outre, la coopération entre le rebord 326 et le rebord 214 permet un arrêt axial de l’aube 200 vers l’amont et vers l’aval.In addition, the cooperation between the flange 326 and the flange 214 allows an axial stop of the blade 200 upstream and downstream.
Le rebord 326 peut comporter à sa périphérie externe une surépaisseur axiale destinée à supprimer tout jeu axial, comme évoqué dans ce qui précède.The flange 326 may comprise at its outer periphery an axial extra thickness intended to eliminate any axial play, as mentioned above.
Le flasque 306 comporte en outre un becquet 328 orienté axialement vers l’amont. Autrement dit, le becquet 328 du flasque est localisé du côté opposé au becquet 212 de l’aube 200.The flange 306 further comprises a spoiler 328 oriented axially upstream. In other words, the spoiler 328 of the flange is located on the opposite side to the spoiler 212 of the blade 200.
Le becquet 328 est positionné de telle sorte qu’il coopère avec une première cavité 330 axiale ménagée dans une aube 308 du stator. Le becquet 328 et la cavité 330 formant une chicane permettant de limiter le passage des gaz en fonctionnement.The spoiler 328 is positioned such that it cooperates with a first axial cavity 330 made in a blade 308 of the stator. The spoiler 328 and the cavity 330 forming a chicane making it possible to limit the passage of gases in operation.
Similairement, le becquet 212 de la plateforme 204 coopère avec une seconde cavité 332 axiale ménagée dans une aube 308 du stator de sorte à former une chicane.Similarly, the spoiler 212 of the platform 204 cooperates with a second axial cavity 332 provided in a vane 308 of the stator so as to form a baffle.
La première cavité 330 est située en aval de l’aube 308 et la seconde cavité 332 en amont de cette même aube 308.The first cavity 330 is located downstream of the blade 308 and the second cavity 332 upstream of this same blade 308.
Le flasque 306 comporte également une gorge 336 annulaire sur sa face aval. La gorge 336 est configurée pour loger un joint 338 annulaire d’étanchéité venant en appui sur le flasque 306 et la paroi amont des dents du disque 304. En fonctionnement de la turbine 300, la force centrifuge liée à la rotation du rotor permet de maintenir le joint 338 en place et ainsi assurer une étanchéité entre le flasque et le disque.The flange 306 also includes an annular groove 336 on its downstream face. The groove 336 is configured to house an annular seal 338 bearing on the flange 306 and the upstream wall of the teeth of the disc 304. In operation of the turbine 300, the centrifugal force linked to the rotation of the rotor makes it possible to maintain the seal 338 in place and thus ensure a seal between the flange and the disc.
La portion 322 cylindrique située sur la périphérie interne du flasque 306 est destinée à être engagée dans la rainure 318 du disque 304 et comprend en outre un rebord 334 annulaire radialement interne et une surface 340 cylindrique externe de centrage. Cette surface 340 de centrage permet de centrer le flasque 306 par rapport au disque 304 en coopérant, par un montage ajusté, avec une surface 342 cylindrique interne de la rainure 318 tandis que le rebord 334 est configuré pour être intercalé axialement entre le disque 304 et le jonc 324.The cylindrical portion 322 located on the internal periphery of the flange 306 is intended to be engaged in the groove 318 of the disc 304 and further comprises a radially internal annular rim 334 and an external cylindrical surface 340 for centering. This centering surface 340 makes it possible to center the flange 306 with respect to the disc 304 by cooperating, by an adjusted assembly, with an internal cylindrical surface 342 of the groove 318 while the flange 334 is configured to be inserted axially between the disc 304 and the ring 324.
Le jonc 324 de verrouillage est un joint annulaire fendu afin de pouvoir être logé dans la gorge 320 du disque 304. Le jonc 324 permet de maintenir axialement le rebord 334 annulaire du flasque 306 au fond de la rainure 318. De la sorte, le flasque 306 est maintenu en place contre le disque 304.The locking ring 324 is a split annular seal so that it can be housed in the groove 320 of the disc 304. The ring 324 makes it possible to axially hold the annular rim 334 of the flange 306 at the bottom of the groove 318. In this way, the flange 306 is held in place against disc 304.
On comprend à la lecture de ce qui précède que le flasque 306 annulaire est solidaire du disque 304 au niveau de sa périphérie interne grâce au jonc 324 et est maintenu contre les dents du disque 304 au niveau de sa périphérie externe grâce à la gorge formée par le rebord 214 et la paroi 216. Ainsi maintenu, le flasque 306 limite l’exposition des dents du disque 304 aux gaz chauds circulant dans la turbine 300.It is understood from reading the foregoing that the annular flange 306 is integral with the disc 304 at its internal periphery thanks to the ring 324 and is held against the teeth of the disc 304 at its external periphery thanks to the groove formed by the flange 214 and the wall 216. Thus maintained, the flange 306 limits the exposure of the teeth of the disc 304 to the hot gases circulating in the turbine 300.
Dans un autre mode de réalisation, non représenté ici, le flasque 306 comporte une bride annulaire s’étendant vers l’amont de la turbine. Cette bride peut être fixée à une bride amont du disque 304 au moyen d’une fixation de type vis/écrou.In another embodiment, not shown here, the flange 306 includes an annular flange extending upstream of the turbine. This flange can be fixed to an upstream flange of disc 304 by means of a screw/nut type fixing.
La Demanderesse a également mis au point un procédé permettant le montage d’une roue de turbine de turbomachine d’aéronef.The Applicant has also developed a method for mounting an aircraft turbomachine turbine wheel.
On se réfère à présent à la figure 4 illustrant les étapes du procédé 400 mis en œuvre pour monter une roue 302 de turbine telle que décrite dans ce qui précède.Reference is now made to FIG. 4 illustrating the steps of the method 400 implemented to mount a turbine wheel 302 as described above.
Au cours d’une étape 401, les aubes 200 sont montées les unes après les autres sur la partie périphérique externe du flasque 306 de façon à ce que les rebords 214 des aubes 200 recouvrent axialement le rebord 326 externe du flasque 306. L’association des aubes 200 et du flasque 306 constitue un ensemble.During a step 401, the vanes 200 are mounted one after the other on the outer peripheral part of the flange 306 so that the edges 214 of the vanes 200 axially cover the outer rim 326 of the flange 306. The association blades 200 and the flange 306 constitutes a set.
Au cours d’une étape 402, l’ensemble est monté sur le disque 304 en engageant simultanément les pieds 208 des aubes 200 dans les rainures situées en périphérie du disque 304.During a step 402, the assembly is mounted on the disc 304 by simultaneously engaging the feet 208 of the blades 200 in the grooves located on the periphery of the disc 304.
Au cours d’une étape 403, la périphérie interne du flasque 306 est fixée au disque 304. Dans cette étape, la portion 322 cylindrique du flasque 306 est insérée dans la rainure 318 du disque 304. Le jonc 324 annulaire fendu est alors monté dans la gorge 320 du disque 304. Un outil est utilisé axialement pour faire pression sur le jonc 324 de sorte que la surface 340 cylindrique externe de centrage de la portion 322 coopère avec la surface 342 cylindrique interne de la rainure 318. En d’autres termes, le montage est ajusté. Le jonc 324 coopère en outre avec le rebord 334 annulaire radialement interne de la portion 322 pour retenir axialement le flasque dans la rainure 318.During a step 403, the internal periphery of the flange 306 is fixed to the disc 304. In this step, the cylindrical portion 322 of the flange 306 is inserted into the groove 318 of the disc 304. The split annular ring 324 is then mounted in the groove 320 of the disc 304. A tool is used axially to put pressure on the ring 324 so that the external cylindrical surface 340 for centering the portion 322 cooperates with the internal cylindrical surface 342 of the groove 318. In other words , the assembly is adjusted. The ring 324 also cooperates with the radially internal annular rim 334 of the portion 322 to retain the flange axially in the groove 318.
À l’issue du procédé 400 de montage, les aubes 200, le disque 304, le flasque 306 et le jonc 324 sont assemblés ensemble. Ils forment alors la roue 302 de turbine et sont aptes à se mouvoir en rotation autour de l’axe du rotor de la turbine 300.At the end of the assembly process 400, the blades 200, the disc 304, the flange 306 and the ring 324 are assembled together. They then form the wheel 302 of the turbine and are able to move in rotation around the axis of the rotor of the turbine 300.
En outre, à l’issue du procédé 400, la périphérie externe du flasque 306, en particulier le rebord 326, est protégée thermiquement contre les gaz chauds circulant dans la turbine 300.In addition, at the end of the process 400, the outer periphery of the flange 306, in particular the rim 326, is thermally protected against the hot gases circulating in the turbine 300.
À l’issue du procédé 400, les aubes 200 sont également retenues axialement par l’interaction entre le rebord 326 du flasque 306 et le rebord 214 des aubes 200. Autrement dit, les aubes sont retenues par le flasque tant vers l’amont que vers l’aval.At the end of the process 400, the blades 200 are also retained axially by the interaction between the rim 326 of the flange 306 and the rim 214 of the blades 200. In other words, the blades are retained by the flange both upstream and downstream.
Un tel procédé peut être reproduit plusieurs fois afin de monter successivement plusieurs roues contribuant à la fabrication d’une turbine de turbomachine.Such a process can be repeated several times in order to successively mount several wheels contributing to the manufacture of a turbomachine turbine.
Claims (12)
- un disque (304) qui s’étend autour de l’axe (X),
- des aubes (200) montées à la périphérie du disque (304), chaque aube (200) comportant une pale (202) reliée par une plateforme (204) à un pied (208) qui est engagé axialement dans une rainure de la périphérie du disque (304),
- un flasque (306) centré sur l’axe (X), ledit flasque (306) comportant une partie périphérique interne de fixation au disque (304) et une partie périphérique externe en appui axial contre le disque (304) en regard desdites rainures,
- a disc (304) which extends around the axis (X),
- blades (200) mounted on the periphery of the disc (304), each blade (200) comprising a blade (202) connected by a platform (204) to a foot (208) which is engaged axially in a groove of the periphery of the disc (304),
- a flange (306) centered on the axis (X), said flange (306) comprising an internal peripheral part for fixing to the disc (304) and an external peripheral part bearing axially against the disc (304) facing said grooves,
- monter les aubes (200) les unes après les autres sur la partie périphérique externe du flasque (306) de façon à ce que les rebords (214) des aubes recouvrent axialement le rebord (326) externe du flasque (306), de manière à former un ensemble ;
- monter l’ensemble sur le disque (304) en engageant simultanément les pieds (208) des aubes (200) dans les rainures du disque (304) ; et
- fixer la périphérie interne du flasque (306) au disque (304).
- mount the blades (200) one after the other on the outer peripheral part of the flange (306) so that the flanges (214) of the vanes axially cover the external flange (326) of the flange (306), so as to form a whole;
- mounting the assembly on the disc (304) by simultaneously engaging the roots (208) of the blades (200) in the grooves of the disc (304); And
- attaching the inner periphery of the flange (306) to the disk (304).
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