FR3128248A1 - Assemblage d’une soufflante de turbomachine à aubes - Google Patents

Assemblage d’une soufflante de turbomachine à aubes Download PDF

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Abstract

Le présent document concerne un assemblage pour turbomachine comprenant un disque de soufflante (102) rotatif autour d’un axe longitudinal et un arbre basse pression (110) apte à entrainer un rotor de compresseur basse pression autour de l’axe longitudinal, dans lequel le disque de soufflante (102) comprend une virole radialement externe (104) configurée pour recevoir des aubes de la soufflante, une virole radialement interne (106) configurée pour être emmanchée sur l’arbre basse pression (110) et un moyeu (108) reliant la virole radialement interne (106) à la virole radialement externe (104). Figure à publier avec l’abrégé : [Fig. 2]

Description

Assemblage d’une soufflante de turbomachine à aubes
Domaine technique de l’invention
La présente invention est relative à un assemblage sur un arbre de turbomachine d'au moins un disque aubagé par exemple de soufflante et d'un arbre relié à un compresseur basse pression.
Etat de la technique antérieure
Classiquement, le disque aubagé de la soufflante d'une turbomachine et le rotor de son compresseur basse pression sont fixés sur l'arbre du compresseur basse pression par différents systèmes de brides. Cet assemblage est configuré pour transmettre la rotation de l’arbre de compresseur à la soufflante et au rotor du compresseur basse pression.
Par exemple, le document FR3066552 décrit une turbomachine, dont la partie amont est représentée sur la , comprenant un disque aubagé 1 qui comporte une pluralité d'aubes A qui sont d'une pièce avec une partie disque D. Ladite partie disque D comprend un corps profilé 4 et des pattes de brides de fixation 5 qui s'étendent en amont dudit corps 4. La turbomachine comprend un flasque de fixation 6 s'étendant à l'intérieur du corps 4, vers l'aval et en direction de l'arbre basse pression 3.
Le flasque de fixation 6 se termine par une virole cylindrique 8 à cannelures qui est engagée sur une zone 9 de la partie amont de l'arbre 3 qui comporte des cannelures complémentaires.
Les cannelures de la virole 8 qui termine le flasque de fixation 6 du disque aubagé et celles de la zone 9 de l'arbre 3 coopèrent pour assurer la liaison en rotation du disque aubagé 1 et de l'arbre basse pression 3. Le rotor 2 du compresseur basse pression comporte un flasque amont 10 qui définit un disque de rotor et qui porte plusieurs étages d'aubes mobiles 11.
Le compresseur basse pression comporte en outre plusieurs étages d'aubes 12 de redresseur. Les différents étages d'aubes de redresseur 12 et d'aubes mobiles 11 sont disposés à la suite les uns des autres, en alternance, pour définir ledit compresseur basse pression.
Ce flasque 10 se termine au niveau de l'arbre 3 par une virole de fixation cylindrique 13 à cannelures engagée sur une deuxième zone 14 à cannelures que ledit arbre basse pression 3 présente en amont de la zone 9.
Les cannelures du cylindre 13 et celles de la zone 14 coopèrent pour assurer une liaison cannelée qui bloque en en rotation relative le rotor 2 et l'arbre basse pression 3.
Cette liaison à cannelures nécessite l’usinage de deux centrages 15 et 17 pour assurer la coaxialité entre le disque aubagé 1 et le compresseur basse pression.
Les centrages 15 et 17 sont soumis à une cotation complexe à réaliser en fabrication. De plus, l’opération de taillage des cannelures est complexe et coûteuse. Enfin, cette liaison par cannelures est une zone critique pour la durée de vie de la turbomachine.
Le présent document vise à remédier à ces inconvénients.
Le présent document propose un assemblage pour turbomachine comprenant un disque de soufflante rotatif autour d’un axe longitudinal et un arbre basse pression apte à entrainer un rotor de compresseur basse pression autour de l’axe longitudinal, dans lequel le disque de soufflante comprend une virole radialement externe configurée pour recevoir des aubes de la soufflante, une virole radialement interne configurée pour être emmanchée sur l’arbre basse pression et un moyeu reliant la virole radialement interne à la virole radialement externe,
ladite virole radialement interne comportant une partie de centrage et une partie d’engrenage, s’étendant le long de l’axe longitudinal,
ladite partie de centrage est en appui cylindre/cylindre contre l’arbre basse pression pour assurer la coaxialité du disque de soufflante et le rotor de compresseur, et
ladite partie d’engrenage comprend des cannelures en prise avec des cannelures complémentaires prévues sur l’arbre basse pression, de sorte à bloquer la rotation relative entre le disque de soufflante et l’arbre basse pression, et
dans lequel la partie de centrage présente une dimension longitudinale supérieure à une dimension longitudinale de la partie d’engrenage.
Le dimensionnement de la partie de centrage permet de simplifier la réalisation de l’assemblage.
La partie de centrage peut s’étendre en amont du moyeu du disque de soufflante et la partie d’engrenage peut s’étendre en aval du moyeu du disque de soufflante.
Alternativement, la partie de centrage peut s’étendre en aval du moyeu du disque de soufflante et la partie d’engrenage peut s’étendre en amont du moyeu du disque de soufflante.
Alternativement, la partie de centrage peut s’étendre en aval du moyeu du disque de soufflante et la partie d’engrenage s’étend en amont du moyeu du disque de soufflante.
La dimension longitudinale de la partie de centrage peut être comprise 1.1 fois et 4 fois la dimension longitudinale de la partie d’engrenage.
Le diamètre externe de la partie de centrage peut être égal au diamètre externe de la partie d’engrenage.
L’assemblage peut comprendre un organe de serrage apte à être monté sur l’arbre basse pression en amont de la virole radialement interne du disque de soufflante et venir longitudinalement en butée contre ladite virole radialement interne du disque de soufflante pour bloquer axialement le disque de soufflante par rapport à l’arbre basse pression.
L’assemblage peut comprendre un palier de guidage dans lequel est monté l’arbre basse pression. La virole radialement interne du disque de soufflante peut être longitudinalement en butée contre ledit palier de guidage.
Par exemple, le palier de guidage peut comprendre une bague interne montée serrée autour de l’arbre basse pression, ladite virole radialement interne du disque de soufflante étant en butée contre la bague interne du palier de guidage.
L’assemblage peut comprendre des moyens d’étanchéité, agencés en aval du moyeu du disque de soufflante, comprenant un flasque d’étanchéité et une cage d’étanchéité. Ledit flasque d’étanchéité peut comprendre une première partie d’extrémité formant un joint dynamique avec une partie correspondante de la virole radialement interne du disque de soufflante et une seconde partie d’extrémité formant une retenue d’une partie élastiquement déformable de la cage d’étanchéité laquelle est reliée à une bague externe du palier de guidage en rotation de l’arbre basse pression.
La virole radialement interne du disque de soufflante peut comprendre des léchettes d’abradable agencés sur sa surface radialement externe.
Le flasque d’étanchéité peut être agencé en amont de la cage d’étanchéité et la seconde partie d’extrémité du flasque d’étanchéité peut être agencée radialement à l’extérieur de la première partie d’extrémité du flasque d’étanchéité.
L’amont et l’aval sont définis en fonction de la circulation de l’air dans la turbomachine.
Le compresseur basse pression peut être agencé en aval de la soufflante.
Le rotor de compresseur basse pression peut comprendre au moins deux étages d’aubes mobiles alternés avec des étages d’aubes de stator.
Le présent document concerne aussi une turbomachine comprenant un assemblage tel que précité.
Brève description des figures
représente une partie amont d’une turbomachine selon l’art antérieur,
représente une vue schématique d’une partie amont d’une turbomachine selon le présent document.

Claims (9)

  1. Assemblage pour turbomachine comprenant un disque de soufflante (102) rotatif autour d’un axe longitudinal et un arbre basse pression (110) aptes à entrainer un rotor de compresseur basse pression autour de l’axe longitudinal, dans lequel le disque de soufflante (102) comprend une virole radialement externe (104) configurée pour recevoir des aubes de la soufflante, une virole radialement interne (106) configurée pour être emmanchée sur l’arbre basse pression (110) et un moyeu (108) reliant la virole radialement interne (106) à la virole radialement externe (104),
    ladite virole radialement interne (106) comportant une partie de centrage (120) et une partie d’engrenage (122), s’étendant le long de l’axe longitudinal,
    ladite partie de centrage (120) est en appui cylindre/cylindre contre l’arbre basse pression (110) pour assurer la coaxialité du disque de soufflante (102) et le rotor de compresseur, et
    ladite partie d’engrenage (122) comprend des cannelures en prise avec des cannelures complémentaires prévues sur l’arbre basse pression (110), de sorte à bloquer la rotation relative entre le disque de soufflante (102) et l’arbre basse pression (110), et
    dans lequel la partie de centrage (120) présente une dimension longitudinale supérieure à une dimension longitudinale de la partie d’engrenage (124).
  2. Assemblage selon la revendication 1, dans lequel la partie de centrage (120) s’étend en amont du moyeu (108) du disque de soufflante et la partie d’engrenage (122) s’étend en aval du moyeu (108) du disque de soufflante.
  3. Assemblage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la dimension longitudinale de la partie de centrage (120) est comprise entre 1.1 fois et 4 fois la dimension longitudinale de la partie d’engrenage (122).
  4. Assemblage selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le diamètre externe de la partie de centrage (120) est égal au diamètre externe de la partie d’engrenage (122).
  5. Assemblage selon l’une des revendications précédentes, comprenant un organe de serrage (118) apte à être monté sur l’arbre basse pression (110) en amont de la virole radialement interne (106) du disque de soufflante (102) et venir longitudinalement en butée contre ladite virole radialement interne (106) du disque de soufflante pour bloquer axialement le disque de soufflante (102) par rapport à l’arbre basse pression (110).
  6. Assemblage selon l’une des revendications précédentes, comprenant un palier de guidage en rotation (114) dans lequel est monté l’arbre basse pression (110), la virole radialement interne (106) du disque de soufflante étant longitudinalement en butée contre ledit palier de guidage en rotation.
  7. Assemblage selon l’une des revendications précédentes, comprenant des moyens d’étanchéité, agencés en aval du moyeu (108) du disque de soufflante, comprenant un flasque d’étanchéité (126) et une cage d’étanchéité (128), ledit flasque d’étanchéité comprenant une première partie d’extrémité (125) formant un joint dynamique avec une partie correspondante (130) de la virole radialement interne (106) du disque de soufflante et une seconde partie d’extrémité (127) formant une retenue d’une partie élastiquement déformable (132) de la cage d’étanchéité laquelle est reliée à une bague externe du palier de guidage en rotation de l’arbre basse pression.
  8. Assemblage selon la revendication précédente, dans lequel le flasque d’étanchéité (126) est agencé en amont de la cage d’étanchéité (128) et la seconde partie d’extrémité du flasque d’étanchéité (127) est agencée radialement à l’extérieur de la première partie d’extrémité (125) du flasque d’étanchéité (126).
  9. Turbomachine comprenant un assemblage selon l’une des revendications précédentes.
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