WO2015111999A1

WO2015111999A1 - Mandril de sujeción de una carcasa para turbinas y procedimiento de trabajo de dicha carcasa

Info

Publication number: WO2015111999A1
Application number: PCT/MX2014/000025
Authority: WO
Inventors: Luis Fernando TINAJERO AGUIRRE
Original assignee: Tinajero Aguirre Luis Fernando
Priority date: 2014-01-27
Filing date: 2014-01-27
Publication date: 2015-07-30

Abstract

Mandril de sujeción de una carcasa para turbinas y procedimiento de trabajo de dicha carcasa. El mandril consta de: una pieza base que puede ir montada en una máquina-herramienta; tres piezas de fijación con el contorno de la carcasa, que van fijadas a la pieza base; tres piezas deslizables, con el contorno de la carcasa; y tres piezas de detención y posicionamiento de las tres piezas deslizables. El procedimiento presenta los pasos de: colocación de la pieza base en la máquina-herramienta; colocación de las tres piezas de fijación en la pieza base; colocación de la carcasa alrededor de la pieza base y de las piezas de fijación; colocación de las piezas deslizables y las piezas de detención y posicionamiento; rotación del mandril y del casco; deformación deseada del borde del casco mediante otra herramienta; y desensamble en orden inverso. del casco; deformación deseada del borde del casco mediante otra herramienta; y desensamble en orden inverso.

Description

MANDRIL DE SUJECIÓN DE UNA CARCASA PARA TURBINAS Y PROCEDIMIENTO DE TRABAJO DE DICHA CARCASA

CAMPO TÉCNICO La presente invención se aplica en la formación de cascos de turbina por su alta precisión dimensional pero lento proceso de manufactura.

ANTECEDENTES

La presente invención se refiere en general a un método y herramental de manufactura de alta precisión y control dimensional del casco de contención de una turbina utilizada en aeronaves. Las turbinas utilizadas en estos aparatos disponen de un ventilador y múltiples aspas del ventilador dispuestas para girar alrededor de un eje central. Daño catastrófico puede ocurrir a la aeronave y sus ocupantes en caso de un aspa del ventilador roto es impulsado radialmente hacia fuera desde el eje de rotación por la fuerza y los impactos en la centrífuga de aviones de fuselaje.

Para evitar estos daños, es común incluir un casco generalmente cilindrico sobre la periferia para contener las aspas del ventilador. Para los motores de menor diámetro, capacidad de contención adecuada se puede lograr con un casco metálico simple, lo suficientemente grueso para resistir la penetración de fragmentos de cuchilla. Sin embargo, para los motores de mayor diámetro, un caso metálico suficientemente gruesa como para resistir la penetración es virtualmente imposible por el peso que ello implica. Más aún, estos cascos cuentan con geometrías complicadas y que demandan muy alta precisión y control dimensional.

Los cascos de pared suave, utilizan estructuras ligeras de alta resistencia, de varias capas alrededor de la estructura. Así, una vez en operación, un fragmento de la hoja o cuchilla de la turbina penetrará localmente la estructura de soporte y golpeará pero no cortará la tela. Las capas de tejido capturan y contienen el fragmento. Estructuras de soporte convencionales pueden ser fabricados de aluminio por consideraciones de peso. La estructura de soporte puede incluir estructuras de panal de abeja de aluminio. Patente de EE.UU.. N ⁰ 6.053.696 propone un casco de material composito para la turbina. El cascarón o casco de composito incluye dos aros de apoyo estructuralmente unidos a una porción central que tiene una estructura de celosía abierta. Otros ejemplos de fibras reforzadas estructuras de materiales compuestos y métodos de fabricación se proporcionan en las siguientes patentes de EE.UU. : EE. UU. Pat. N ⁰ 4.086.378 a Kam et al muestra cilindrica estructura compuesta con helicoidal, axial y nervios circunferenciales de refuerzo que forman una retícula interior; Pat EE.UU.. N ⁰ 4.012.549 a Slysh describe una estructura de material compuesto de alta resistencia con una celosía isorreticular de triángulos equiláteros, y la patente de EE.UU.. N ⁰ 4, 137,354 a Mayes, Jr. y otros describe un material compuesto acanalado cilindrica estructura y proceso de fabricación.

Por consiguiente, sería deseable disponer de un proceso de manufactura que garantice alta precisión dimensional para mantener una alta resistencia mecánica del caso de la turbina sin recurrir a gruesas láminas para el formado del casco.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

Descripción Breve de las Figuras

Figura 1 . Vista en isométrico de la invención completa

Figura 2. Vista en Isométrico de pieza dé 'fijación al casco cilindrico con perfil de formado deseado

Figura 3. Vista en isométrico de la base del objeto

Figura 4. Vista lateral de la base de la invención

Figura 5. Vista superior de la base de la invención

Figura 6. Vista Inferior de la base del objeto

Figura 7. Vista en isométrico de pieza deslizable de soporte estructura

Figura 8. Vista en isométrico de pieza de detención del cuerpo deslizable Figura 9. Corte transversal del cuerpo, casco cilindrico de turbina y herramienta presionando el área del caso de turbina a ser moldeada.

Figura 0. Casco de turbina moldeada. Descripción

La presente invención describe una novedosa herramienta, ver Figura 1 , y método de manufactura de casco de turbina para aeronaves caracterizado por: una pieza base (4) cuyo contorno inferior (ver Figura 6) permite montarse en un aparato de maquinado capaz de girar alrededor de un eje de rotación perpendicular a la cara inferior de esta pieza; tres piezas de fijación (ver Figura 2) cuyo contorno (1) coincide con la superficie actual del casco cilindrico y con el contorno deseado (ver Figura 10) en dicho casco cilindrico, cuenta además con perforaciones de fijación de alta precisión dimensional para posicionarse por medio de pines (3) y tornillos (2) de fijado en la superficie superior de la pieza base; tres piezas deslizables (5) con el mismo contorno actual y deseado del caso cilindrico que busca moldearse; tres piezas de detención y posicionamiento (6) de las tres piezas deslizables (5); la novedosa herramienta se ensambla mediante una primer colocación de la pieza base a un aparato de maquinado de alta torca, colocación de las tres piezas de fijación por medio de pines y tornillos a la parte superior de la pieza base, colocación alrededor de la pieza base y piezas de fijación del casco cilindrico cuyo perfil desea formarse, colocación de las tres piezas deslizables y los tres bloques de detención y posicionamiento hasta alcanzar la sujeción mecánica del casco cilindrico por presión de esta herramienta en la superficie interna del casco cilindrico, rotación de la herramienta y el casco mientras una pieza con el perfil y alineación deseada entra en contacto con el borde del casco cilindrico y ejerce baja presión pero suficiente para deformar lentamente (ver Figura 9), permitiendo la liberación de estrés mecánico, y finalmente se desensambla el casco herramienta en orden inverso.

Claims

REIVINDICACIONES La presente invención describe una novedosa herramienta y método de manufactura de casco de turbina para aeronaves caracterizado por:

1. Una pieza base cuyo contorno inferior permite montarse en un aparato de maquinado capaz de girar alrededor de un eje de rotación perpendicular a la cara inferior de esta pieza; tres piezas de fijación cuyo contorno coincide con la superficie actual del casco cilindrico y con el contorno deseado en dicho casco cilindrico, cuenta además con perforaciones de fijación de alta precisión dimensional para posicionarse por medio de pines y tornillos de fijado en la superficie superior de la pieza base; tres piezas deslizables con el mismo contorno actual y deseado del caso cilindrico que busca moldearse; tres piezas de detención y posicionamiento de las tres piezas deslizables; la novedosa herramienta se ensambla mediante una primer colocación de la pieza base a un aparato de maquinado de alta torca, colocación de las tres piezas de fijación por medio de pines y tornillos a la parte superior de la pieza base, colocación alrededor de la pieza base y piezas de fijación del casco cilindrico cuyo perfil desea formarse, colocación de las tres piezas deslizables y los tres bloques de detención y posicionamiento hasta alcanzar la sujeción mecánica del casco cilindrico por presión de esta herramienta en la superficie interna del casco cilindrico, rotación de la herramienta y el casco mientras una pieza con el perfil y alineación deseada entra en contacto con el borde del casco cilindrico y ejerce baja presión pero suficiente para deformar lentamente, permitiendo la liberación de estrés mecánico, y finalmente se desensambla el casco y herramienta en orden inverso.