FR3124218A1 - LONG TONGUE SNAP SHEET FOR TURBOMACHINE ROTOR BLADE FOOT - Google Patents
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Abstract
CLINQUANT A LANGUETTE LONGUE POUR PIED D’AUBE DE ROTOR DE TURBOMACHINE L’invention concerne un clinquant (1) destiné à être monté sur un pied d’aube (21) d’une aube (2) d’un rotor (3) de turbomachine comprenant : une base (11),une première et une deuxième branches latérales (12c, 12d) reliées entre elles par la base (11) et distantes l’une de l’autre, les deux branches latérales (12c, 12d) sont symétriques l’une par rapport à l’autre par rapport à un plan A perpendiculaire à la base (11),des bords latéraux (15) opposés s’étendant chacun sur la base (11) et les branches (12c, 12d),des bords longitudinaux (16c, 16d) situés à l'extrémité des branches latérales (12c, 12d), le clinquant (1) comprend au moins une languette (17) s'étendant depuis un des bords longitudinaux (16c, 16d). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1The invention concerns a shim (1) intended to be mounted on a blade root (21) of a blade (2) of a rotor (3) of turbomachine comprising: a base (11), a first and a second lateral branches (12c, 12d) interconnected by the base (11) and spaced from each other, the two lateral branches (12c, 12d) are symmetrical with respect to each other with respect to a plane A perpendicular to the base (11), opposite side edges (15) each extending over the base (11) and the branches (12c, 12d), longitudinal edges (16c, 16d) located at the end of the lateral branches (12c, 12d), the foil (1) comprises at least one tab (17) extending from one of the longitudinal edges (16c, 16d). Figure to be published with abstract: Figure 1
Description
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTIONTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Le domaine technique de l’invention est celui des aubes de turbine.The technical field of the invention is that of turbine blades.
La présente invention concerne un clinquant pour une aube mobile de turbomachine ainsi qu’un ensemble comprenant une aube mobile dont le pied est muni dudit clinquant. L’invention concerne aussi un rotor d’une turbomachine.The present invention relates to a shim for a moving blade of a turbine engine as well as an assembly comprising a moving blade whose root is provided with said shim. The invention also relates to a rotor of a turbomachine.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTIONTECHNOLOGICAL BACKGROUND OF THE INVENTION
Classiquement, une turbine axiale de turbomachine se compose d’une succession d’étages axiaux (selon l’axe de circulation des flux de gaz) disposés les uns derrière les autres. Chaque étage comporte une roue mobile à aubes formant le rotor et un distributeur aubagé formant le stator. La roue mobile est mise en rotation en vis-à-vis du distributeur correspondant.Conventionally, an axial turbine of a turbomachine consists of a succession of axial stages (along the axis of circulation of the gas flows) arranged one behind the other. Each stage comprises a bladed impeller forming the rotor and a bladed distributor forming the stator. The mobile wheel is set in rotation vis-à-vis the corresponding distributor.
La roue mobile est classiquement constituée d’un disque annulaire centré sur l’axe de rotation de la roue, comprenant des alvéoles et une pluralité d’aubes mobiles comprenant chacune un membre d’attache appelé dans la suite un pied d’aube dans un logement en forme d’alvéole dédiée.The moving wheel is conventionally made up of an annular disc centered on the axis of rotation of the wheel, comprising cells and a plurality of moving blades each comprising an attachment member called in the following a blade root in a dedicated cell-shaped housing.
Dans les zones de contact entre le pied de chaque aube mobile et l'alvéole du disque logeant ce pied, ils s'exercent plusieurs types de contraintes.In the contact zones between the root of each moving blade and the cavity of the disc housing this root, several types of stresses are exerted.
On rencontre notamment le « fretting », c'est-à-dire l'usure de contact, qui est la conséquence du frottement répétitif d'une pièce sur une autre, les forces de friction résultantes pouvant engendrer un endommagement de la matière par différents processus de fatigue. Ce phénomène est particulièrement sensible dans le cas du contact entre deux pièces par exemple métalliques ou en CMC (Ceramic Matrix Composite).One encounters in particular "fretting", i.e. contact wear, which is the consequence of the repetitive friction of one part on another, the resulting friction forces being able to cause damage to the material by various fatigue process. This phenomenon is particularly sensitive in the case of contact between two parts, for example metal or CMC (Ceramic Matrix Composite).
Ces zones sont donc soumises à une importante tendance à l'endommagement du matériau, ainsi qu'à une usure des portées du pied d'aube qui sont les zones en contact avec la paroi de l'alvéole, voire une déformation de ces zones de contact.These zones are therefore subject to a significant tendency to damage the material, as well as to wear of the bearing surfaces of the blade root which are the zones in contact with the wall of the cell, or even a deformation of these zones of contact.
De plus, le niveau des contraintes locales est très élevé du fait du coefficient de frottement à l'interface entre les parois en contact du pied de l'aube et de l'alvéole, formée d'un contact métal/métal. Dans la suite, cette interface est appelée la portée du pied de l'aube et la portée de l'alvéole.In addition, the level of local stresses is very high due to the coefficient of friction at the interface between the walls in contact with the root of the blade and the cell, formed by a metal/metal contact. In the following, this interface is called the blade root span and the slot span.
Pour résoudre ces problèmes, on recherche notamment à renforcer la résistance à l'usure des surfaces en contact et à diminuer le coefficient de frottement.To solve these problems, the aim is in particular to reinforce the resistance to wear of the surfaces in contact and to reduce the coefficient of friction.
Pour ce faire, généralement on utilise une pièce de protection qui peut être un consommable, formée d'un ou de plusieurs clinquants métalliques chaussant le pied de l'aube.To do this, generally a protective part is used which can be a consumable, formed of one or more metal foils fitting the foot of the blade.
Avec ce type de solution, on parvient à diminuer le coefficient de frottement et l’on peut changer le clinquant à la place d’une aube entière.With this type of solution, we manage to reduce the coefficient of friction and we can change the foil instead of a whole blade.
Par exemple, le document EP2042689A1 déposée par la demanderesse propose de recourir à un montage avec un clinquant métallique entre un pied d’aube et un disque.For example, document EP2042689A1 filed by the applicant proposes using an assembly with a metal foil between a blade root and a disc.
Sur les aubes de turbine, des clinquants sont placés entre les pieds d’aubes et les alvéoles des disques pour empêcher l’usure de ces pièces. Ceux-ci garantissent l’intégrité mécanique des pièces avec lesquels ils sont en contact.On the turbine blades, foils are placed between the blade roots and the cells of the discs to prevent wear of these parts. These guarantee the mechanical integrity of the parts with which they are in contact.
Dans les clinquants de l’art antérieur, ceux-ci sont maintenus en position sur les pieds d’aubes par deux languettes pliées faisant saillie par rapport à la base du clinquant située en bas du pied d’aube.In the shims of the prior art, these are held in position on the blade roots by two bent tabs projecting from the base of the shim located at the bottom of the blade root.
Pendant le fonctionnement de la turbine, il a été constaté dans certaines situation de possibles déplacements axiaux des clinquants, ce qui peut endommager les languettes sensibles à la suite du pliage/dépliage de celles-ci pendant la phase de montage du clinquant. Cet endommagement peut dans certains cas entraîner une découpe et entraîner de possible désengagements axiaux des clinquants. En effet, dans ces situations une fois les languettes découpées, les clinquants peuvent alors se désengager des pieds d’aube partiellement ou totalement.During the operation of the turbine, it has been observed in certain situations of possible axial displacements of the shims, which can damage the sensitive tongues following the folding/unfolding of these during the mounting phase of the shim. This damage can in some cases lead to cutting and lead to possible axial disengagement of the shims. Indeed, in these situations, once the tabs have been cut, the shims can then disengage from the blade roots partially or totally.
Le désengagement des clinquants ne permet plus d’assurer l’intégrité mécanique du pied d’aube et du disque de turbine. Ce désengagement axial du clinquant entraîne donc au moins une portion du pied d’aube sans protection et donc une usure prématurée du pied d’aube à la place du clinquant produite par du « fretting ».The disengagement of the foils no longer ensures the mechanical integrity of the blade root and the turbine disc. This axial disengagement of the shim therefore causes at least a portion of the blade root without protection and therefore premature wear of the blade root in place of the shim produced by "fretting".
Les languettes découpées peuvent en outre dans certaines situations se retrouver dans une veine d’air et endommager des aubages sensibles aux chocs situés à l’aval de la turbine.The cut tabs can also in certain situations end up in an air stream and damage the blades sensitive to shocks located downstream of the turbine.
Il est connu aussi dans le document EP1764480A1 un clinquant dont la languette est formée par deux pattes s’étendant chacune des extrémités des branches, reliées ensemble par une pièce de liaison par soudage ou rivetage ou emboitement. Une telle languette entraîne un surcoût de production et en outre même si la pièce de liaison permet d’augmenter la résistance de la languette, elle n’empêche pas la rupture d’une des pattes de la languette au niveau de l’extrémité d’une des deux branches.It is also known in the document EP1764480A1 a foil whose tongue is formed by two tabs extending each of the ends of the branches, connected together by a connecting piece by welding or riveting or interlocking. Such a tongue entails additional production costs and, moreover, even if the connecting piece makes it possible to increase the resistance of the tongue, it does not prevent the breakage of one of the tabs of the tongue at the end of the one of the two branches.
Il est connu aussi des clinquants notamment dans le document EP2042689A1, comprenant une languette repliée vers le rotor plutôt que vers l’aube, cependant la languette est toujours susceptible de se déplier ou de se déchirer et d’entraîner l’usure d’au moins une portion de l’aube. En outre dans ce document, il existe une cale entre le clinquant et le fond de l'alvéole du disque. La base du clinquant est comprise entre la cale et une surface du pied d’aube. Un verrou est monté retenu entre un rebord amont de la cale et le pied d'aube, de sorte que la languette de maintien est retenue entre le verrou et le pied d'aube, ce qui permet d'empêcher le déplacement axial du clinquant par rapport au pied d'aube.Foils are also known, in particular in document EP2042689A1, comprising a tongue folded towards the rotor rather than towards the blade, however the tongue is always liable to unfold or tear and cause wear of at least a portion of dawn. Furthermore in this document, there is a spacer between the foil and the bottom of the cavity of the disc. The base of the shim is between the wedge and a surface of the blade root. A latch is mounted retained between an upstream edge of the wedge and the blade root, so that the retaining tongue is retained between the lock and the blade root, which makes it possible to prevent the axial displacement of the shim by compared to the foot of dawn.
Cependant, cette solution est difficile à mettre en place et n’est pas toujours possible pour des raisons d’encombrement et de résistance mécanique de l’aube ou du disque.However, this solution is difficult to implement and is not always possible for reasons of bulk and mechanical strength of the blade or the disc.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant aux clinquants de ne pas se désengager des pieds d’aubes et d’assurer l’intégrité mécanique du pied d’aube et du disque de turbine.The invention offers a solution to the problems mentioned above, by allowing the foils not to disengage from the blade roots and to ensure the mechanical integrity of the blade root and the turbine disk.
Un premier aspect de l’invention concerne un clinquant destiné à être monté sur un pied d'aube d'une aube d'un rotor de turbomachine comprenant :
- une base,
- une première et une deuxième branches latérales reliées entre elles par la base et distantes l’une de l’autre, les deux branches latérales sont symétriques par rapport à un plan A perpendiculaire à la base ;
- des bords longitudinaux situés à l’extrémité des branches latérales,
- a base,
- a first and a second lateral branches interconnected by the base and spaced from each other, the two lateral branches are symmetrical with respect to a plane A perpendicular to the base;
- longitudinal edges located at the end of the side branches,
Avantageusement, la languette s’étend dans une direction perpendiculaire à la base. La languette est destinée à être en contact avec une surface de l’aube. La languette bloque le clinquant suivant une direction axiale à l’axe du rotor quand le clinquant est monté sur l’aubeAdvantageously, the tab extends in a direction perpendicular to the base. The tongue is intended to be in contact with a surface of the blade. The tongue blocks the foil in an axial direction to the axis of the rotor when the foil is mounted on the blade
Avantageusement, la languette comprend une première surface plane, une deuxième surface plane parallèles entre elles et une première surface intermédiaire plane située entre la première et la deuxième surface plane. La première surface intermédiaire permet d’épouser un logement d’amortisseur d’un pied d’aube mobile.Advantageously, the tab comprises a first planar surface, a second planar surface parallel to each other and a first planar intermediate surface located between the first and the second planar surface. The first intermediate surface makes it possible to match a damper housing of a moving blade root.
Un deuxième aspect de l’invention concerne un ensemble pour rotor de turbomachine comportant un axe et :
- une aube mobile comprenant un pied d’aube et deux faces latérales,
- le clinquant monté sur le pied de l’aube mobile telle que les deux languettes sont en contact contre les surfaces des deux faces latérales d’une portion supérieure.
- a moving blade comprising a blade root and two side faces,
- the shim mounted on the root of the moving blade such that the two tabs are in contact against the surfaces of the two side faces of an upper portion.
Avantageusement, l’aube mobile comprend deux surfaces de butée en contact avec deux côtés latéraux de la languette. Ainsi, les languettes bloquent la translation du clinquant suivant une direction axiale à l’axe du rotor telle que les côtés latéraux de la languette viennent en butée sur les deux surfaces de butée de l’aube quand le clinquant est monté sur l’aube.Advantageously, the moving blade comprises two abutment surfaces in contact with two lateral sides of the tongue. Thus, the tongues block the translation of the shim in a direction axial to the axis of the rotor such that the lateral sides of the tongue come into abutment on the two abutment surfaces of the blade when the shim is mounted on the blade.
Un troisième aspect de l’invention concerne un rotor d’une turbomachine comportant :
- un disque comprenant une pluralité d'alvéoles et
- au moins un ensemble dans lequel le pied et le clinquant sont montés dans une des alvéoles.
- a disc comprising a plurality of cells and
- at least one assembly in which the foot and the shim are mounted in one of the cells.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURESBRIEF DESCRIPTION OF FIGURES
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.The figures are presented for information only and in no way limit the invention.
Claims (6)
- une base (11),
- une première et une deuxième branches latérales (12c, 12d) reliées entre elles par la base (11) et distantes l’une de l’autre, les deux branches latérales (12c, 12d) sont symétriques par rapport à un plan A perpendiculaire à la base (11) ;
- des bords longitudinaux (16c, 16d) situés à l’extrémité des branches latérales (12c, 12d),
- a base (11),
- a first and a second lateral branches (12c, 12d) interconnected by the base (11) and spaced from each other, the two lateral branches (12c, 12d) are symmetrical with respect to a plane A perpendicular to the base (11);
- longitudinal edges (16c, 16d) located at the end of the side branches (12c, 12d),
- une aube mobile (2) comprenant un pied d’aube (21) et deux faces latérales (22c, 22d),
- le clinquant (1) selon l’une des revendications 1 à 3, monté sur le pied (21) de l’aube mobile (2) telle que les deux languettes (17) sont en contact contre les surfaces des deux faces latérales (22c, 22d) d’une portion supérieure (21h).
- a moving blade (2) comprising a blade root (21) and two side faces (22c, 22d),
- the shim (1) according to one of claims 1 to 3, mounted on the root (21) of the moving blade (2) such that the two tabs (17) are in contact against the surfaces of the two lateral faces (22c , 22d) of an upper portion (21h).
- un disque (3) comprenant une pluralité d’alvéoles (31) et
- au moins un ensemble (100) selon une des revendication 4 ou 5, dans lequel le pied (21) et le clinquant (1) sont montés dans une des alvéoles (31).
- a disc (3) comprising a plurality of cells (31) and
- at least one assembly (100) according to one of claims 4 or 5, in which the foot (21) and the shim (1) are mounted in one of the cells (31).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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Effective date: 20221223 |
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