FR2882577A1 - Actuating ring`s centering adjusting device for rotary blade of turbomachine, has brake shoe comprising rod with longitudinal groove, and washer comprising radial pin engaged in groove and radial slots engaged in slots of cavity of ring - Google Patents
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Abstract
Description
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Arrière-plan de l'invention La présente invention se rapporte au domaine général des dispositifs de réglage du centrage d'un anneau de synchronisation de commande d'aubes pivotantes de turbomachine sur l'axe de celle-ci. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the general field of devices for adjusting the centering of a control synchronization ring of turbine engine pivoting vanes on the axis thereof.
Dans une turbomachine, il est connu d'utiliser un ou plusieurs étages d'aubes de stator pour ajuster le flux et la direction d'écoulement des gaz traversant la section de compression en fonction du régime de fonctionnement de la turbomachine. Ces étages d'aubes de stator comportent une pluralité d'aubes (appelées aubes à calage variable) qui peuvent pivoter autour de leur axe de liaison au stator de manière à ce que leur angle de calage puisse être modifié en fonction du régime de fonctionnement de la turbomachine. In a turbomachine, it is known to use one or more stages of stator vanes for adjusting the flow and the flow direction of the gases passing through the compression section as a function of the operating speed of the turbomachine. These stator vane stages comprise a plurality of blades (called variable pitch vanes) which are pivotable about their stator connection axis so that their stall angle can be varied according to the operating speed of the stator. the turbomachine.
Les dispositifs connus pour la commande des aubes à calage variable comportent habituellement un organe de commande sous forme d'un anneau entourant un carter de la turbomachine et une pluralité de leviers ou biellettes, chaque biellette ayant une première extrémité reliée à l'anneau de commande par une articulation et une deuxième extrémité montée sur le pivot d'une aube respective. La modification synchronisée de la position angulaire des aubes est ainsi réalisée par rotation de l'anneau autour de l'axe de la turbomachine. Known devices for controlling the variable pitch vanes usually comprise a control member in the form of a ring surrounding a casing of the turbomachine and a plurality of levers or links, each link having a first end connected to the control ring by a hinge and a second end mounted on the pivot of a respective blade. The synchronized modification of the angular position of the blades is thus achieved by rotation of the ring around the axis of the turbomachine.
Afin d'améliorer le rendement des turbomachines, il est nécessaire d'augmenter la précision de l'angle de calage des aubes de stator. Pour ce faire, il est connu de chercher à assurer une excellente coaxialité entre l'anneau de commande de ces aubes et une surface circulaire de la turbomachine telle que l'enveloppe du carter. Cette coaxialité est généralement obtenue à l'aide de patins liés à l'anneau de commande par des dispositifs de montage et venant entourer l'enveloppe du carter avec un jeu très faible. In order to improve the efficiency of the turbomachines, it is necessary to increase the precision of the angle of adjustment of the stator vanes. To do this, it is known to seek to ensure excellent coaxiality between the control ring of these blades and a circular surface of the turbomachine such as the casing of the casing. This coaxiality is generally obtained using pads connected to the control ring by mounting devices and surrounding the casing housing with a very low clearance.
Les dispositifs de montage des patins sur l'anneau de commande doivent donc permettre le réglage des patins en direction radiale. On connaît ainsi le document US 5,387,080 qui divulgue un dispositif réglage de la coaxialité d'un anneau de commande utilisant des 2882577 2 patins dont la position radiale est réglée grâce à une vis double dont les deux portions ont des angles d'hélice différant légèrement. The mounting devices of the pads on the control ring must therefore allow the adjustment of the pads in the radial direction. Document US Pat. No. 5,387,080 discloses a device for adjusting the coaxiality of a control ring using two pads whose radial position is adjusted by means of a double screw, the two portions of which have slightly different helix angles.
Avec ce type de dispositif, il a été constaté que pendant les différentes phases de fonctionnement de la turbomachine certains patins ne sont plus en contact avec l'enveloppe du carter, ce qui entraîne des vibrations provoquant une usure complète du filetage de la vis double. Il en résulte que le réglage du jeu entre les patins et l'enveloppe du carter n'est alors plus possible. With this type of device, it has been found that during the various phases of operation of the turbomachine some pads are no longer in contact with the casing of the casing, which causes vibrations causing complete wear of the thread of the double screw. As a result, adjustment of the clearance between the pads and the housing casing is then no longer possible.
Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant un dispositif simplifié et fiable de réglage du centrage d'un anneau de commande. OBJECT AND SUMMARY OF THE INVENTION The main object of the present invention is thus to overcome such drawbacks by proposing a simplified and reliable device for adjusting the centering of a control ring.
A cet effet, il est prévu un dispositif de réglage du centrage d'un anneau de commande d'aubes pivotantes de turbomachine, comportant une pluralité de patins réglables destinés à venir en contact d'une surface circulaire coaxiale à l'anneau, les patins étant solidaires chacun d'un porte-patin muni d'une tige s'étendant sensiblement perpendiculairement à ladite surface circulaire, la tige présentant un filetage externe et étant destinée à être vissée dans un passage taraudé prévu à travers l'anneau, le dispositif comportant en outre un écrou de blocage destiné à être serré sur une extrémité de la tige opposée à celle du porte-patin, le dispositif étant caractérisé en ce que la tige présente au moins une rainure longitudinale et en ce qu'il comporte en outre une rondelle destinée à venir s'interposer entre l'écrou de blocage et une empreinte circulaire formée sur une surface externe de l'anneau, la rondelle comportant au moins un ergot radial destiné à venir s'engager dans la rainure de la tige et une pluralité de cannelures radiales destinées à venir engrener une pluralité de cannelures complémentaires formées dans l'empreinte de l'anneau. For this purpose, there is provided a device for adjusting the centering of a turbomachine pivoting blade control ring, comprising a plurality of adjustable pads intended to come into contact with a circular surface coaxial with the ring, the pads each being secured to a shoe holder provided with a rod extending substantially perpendicular to said circular surface, the rod having an external thread and being intended to be screwed into a threaded passage provided through the ring, the device comprising in addition a locking nut intended to be clamped on one end of the rod opposite to that of the shoe holder, the device being characterized in that the rod has at least one longitudinal groove and in that it further comprises a washer intended to be interposed between the locking nut and a circular imprint formed on an outer surface of the ring, the washer comprising at least one radial lug for to engage in the groove of the rod and a plurality of radial grooves for engaging a plurality of complementary grooves formed in the imprint of the ring.
Le réglage de la position radiale des patins s'effectue en vissant plus ou moins la tige porte-patin dans l'anneau de commande. L'antirotation de la tige par rapport à l'anneau est obtenue au moyen des cannelures prévues sur la rondelle qui viennent engrener celles de l'empreinte de l'anneau, ainsi qu'au moyen de l'ergot de la rondelle qui vient s'engager dans la rainure de la tige. Le verrouillage de l'ensemble est 2882577 3 réalisé à l'aide de l'écrou de blocage. La précision du réglage de la position radiale des patins est donc fonction du nombre de cannelures réalisées sur la rondelle. The adjustment of the radial position of the pads is done by screwing more or less the shoe-bearing rod in the control ring. The antirotation of the rod relative to the ring is obtained by means of the grooves provided on the washer which meshes with those of the imprint of the ring, and by means of the lug of the washer which comes engage in the groove of the rod. The locking of the assembly 2882577 3 is achieved with the aid of the locking nut. The accuracy of the adjustment of the radial position of the pads is therefore a function of the number of grooves made on the washer.
Ainsi, il n'existe plus de risque de dégrader le dispositif de réglage du jeu entre les patins et la surface circulaire coaxiale à l'anneau. Ce dispositif est par ailleurs fiable et simple car il ne comporte que très peu de pièces, ce qui présente également comme avantage de réduire ses coûts de fabrication et d'entretien. Thus, there is no longer any risk of degrading the device for adjusting the clearance between the pads and the circular surface coaxial with the ring. This device is also reliable and simple because it has only very few parts, which also has the advantage of reducing its manufacturing and maintenance costs.
Selon une disposition particulière de l'invention, la rainure de la tige présente une section droite sensiblement rectangulaire, l'ergot de la rondelle ayant une section droite de forme sensiblement complémentaire à la rainure. According to a particular embodiment of the invention, the groove of the rod has a substantially rectangular cross section, the lug of the washer having a cross section of substantially complementary shape to the groove.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures: - la figure 1 représente schématiquement un étage d'aubes 20 pivotantes à anneau de commande; - la figure 2 est une vue en perspective et en éclaté du dispositif de réglage selon l'invention avant son assemblage; et - la figure 3 est une vue en coupe du dispositif de réglage de la figure 2 après son assemblage. Other features and advantages of the present invention will emerge from the description given below, with reference to the accompanying drawings which illustrate an embodiment having no limiting character. In the figures: FIG. 1 schematically represents a stage of pivoting vanes 20 with a control ring; - Figure 2 is a perspective view and exploded of the adjustment device according to the invention before assembly; and - Figure 3 is a sectional view of the adjusting device of Figure 2 after assembly.
Description détaillée d'un mode de réalisation Detailed description of an embodiment
La figure 1 représente partiellement un compresseur de turbomachine d'axe X-X. Le compresseur comporte une enveloppe de stator 10 qui est centrée sur l'axe X-X de la turbomachine et qui entoure un rotor 12 de manière à définir une veine annulaire 14 d'écoulement des gaz. FIG. 1 partially represents a turbomachine compressor of axis X-X. The compressor comprises a stator envelope 10 which is centered on the X-X axis of the turbomachine and which surrounds a rotor 12 so as to define an annular stream 14 of gas flow.
Le compresseur comporte en outre une pluralité d'aubes qui forment plusieurs étages dans la veine d'écoulement 14, dont certains sont formés d'aubes à calage variable 16. Ces aubes à calage variable 16 sont pivotantes autour d'un axe 18 qui traverse l'enveloppe de stator 10. The compressor further comprises a plurality of blades which form several stages in the flow channel 14, some of which are formed of variable-pitch vanes 16. These variable-pitch vanes 16 are pivotable about an axis 18 which passes through the stator casing 10.
2882577 4 Chaque axe (ou pivot) 18 des aubes à calage variable 16 est relié à une extrémité d'une biellette ou levier de commande 20 par l'intermédiaire d'un embout 22. L'autre extrémité des biellettes 20 est articulée autour de tourillons 24 disposés radialement sur un anneau de commande 26 qui entoure une surface circulaire 28 centrée sur l'axe X-X de la turbomachine et à laquelle il doit être coaxial. Each axis (or pivot) 18 of the variable-pitch vanes 16 is connected to one end of a connecting rod or control lever 20 via a nozzle 22. The other end of the rods 20 is articulated around pins 24 arranged radially on a control ring 26 which surrounds a circular surface 28 centered on the axis XX of the turbomachine and to which it must be coaxial.
L'invention vise un dispositif permettant de régler le centrage de l'anneau de commande 26 par rapport à l'axe X-X de la turbomachine. Plus précisément, un tel dispositif doit être capable de maintenir un espacement radial fixe entre l'anneau de commande 26 et la surface circulaire 28 qui est centrée sur l'axe X-X. The invention relates to a device for adjusting the centering of the control ring 26 relative to the axis X-X of the turbomachine. More specifically, such a device must be able to maintain a fixed radial spacing between the control ring 26 and the circular surface 28 which is centered on the X-X axis.
Comme illustré sur les figures 2 et 3, le dispositif de réglage du centrage de l'anneau de commande 26 selon l'invention comporte notamment une pluralité de patins réglables 30 destinés à venir en contact de la surface circulaire 28. Chaque patin 30 est solidaire d'un porte-patin 32 sur lequel il est par exemple serti. As illustrated in Figures 2 and 3, the device for adjusting the centering of the control ring 26 according to the invention comprises in particular a plurality of adjustable pads 30 intended to come into contact with the circular surface 28. Each shoe 30 is secured a shoe holder 32 on which it is for example crimped.
Chaque porte-patin 32 est muni à son extrémité opposée au patin 30 d'une tige 34 qui s'étend sensiblement perpendiculairement à la surface circulaire 28. Cette tige 34 présente un filetage externe 36 et est destinée à être vissée dans un passage taraudé 38 prévu à travers l'anneau de commande 26. Une fois vissée dans l'anneau de commande, la tige 34 dépasse radialement par rapport à l'anneau (figure 3). Each shoe holder 32 is provided at its end opposite the shoe 30 of a rod 34 which extends substantially perpendicular to the circular surface 28. This rod 34 has an external thread 36 and is intended to be screwed into a threaded passage 38 provided through the control ring 26. Once screwed into the control ring, the rod 34 protrudes radially relative to the ring (Figure 3).
Un écrou de blocage 40 est destiné à être serré sur l'extrémité de la tige 34 opposée à celle du porte-patin 32, contre une surface externe 26a de l'anneau de commande 26. L'écrou 40 permet de verrouiller le dispositif de réglage sur l'anneau. A locking nut 40 is intended to be clamped on the end of the rod 34 opposite that of the shoe holder 32, against an outer surface 26a of the control ring 26. The nut 40 makes it possible to lock the device setting on the ring.
Le dispositif de réglage comporte en outre une rondelle 42 destinée à venir s'interposer entre l'écrou de blocage 40 et une empreinte circulaire 44 formée à la surface externe 26a de l'anneau de commande 26. La rondelle est dimensionnée pour permettre le passage en son centre de la tige 34. The adjusting device further comprises a washer 42 intended to be interposed between the locking nut 40 and a circular imprint 44 formed on the outer surface 26a of the control ring 26. The washer is sized to allow the passage in its center of the stem 34.
La rondelle 42 est munie d'au moins un ergot 46 s'étendant de façon radiale vers l'intérieur de celle-ci. Cet ergot 46 est destiné à venir s'engager dans au moins une rainure longitudinale 48 formée dans la tige 34. Cette rainure longitudinale 48 s'étend sensiblement longitudinalement 2882577 5 entre les deux extrémités de la tige. Ainsi, l'ergot 46 permet d'assurer un blocage en rotation de la rondelle 42 par rapport à la tige 34. The washer 42 is provided with at least one lug 46 extending radially inwardly thereof. This lug 46 is intended to engage in at least one longitudinal groove 48 formed in the rod 34. This longitudinal groove 48 extends substantially longitudinally 2882577 5 between the two ends of the rod. Thus, the lug 46 makes it possible to lock the washer 42 in rotation with respect to the rod 34.
A titre d'exemple, la rainure longitudinale 48 de la tige 34 peut présenter une section droite sensiblement rectangulaire. Dans ce cas, l'ergot 46 de la rondelle 42 présente une section droite de forme sensiblement complémentaire à cette rainure. For example, the longitudinal groove 48 of the rod 34 may have a substantially rectangular cross section. In this case, the lug 46 of the washer 42 has a cross section of substantially complementary shape to this groove.
Par ailleurs, on peut aussi envisager que la rondelle comporte deux ergots ou plus (qui sont par exemple équidistants sur la circonférence de la rondelle) destinés à venir s'engager respectivement chacun dans une rainure longitudinale de la tige. Furthermore, it can also be envisaged that the washer has two or more lugs (which are for example equidistant around the circumference of the washer) intended to engage each respectively in a longitudinal groove of the rod.
La rondelle 42 comporte également une pluralité de cannelures radiales 50 destinées à venir engrener une pluralité de cannelures complémentaires 52 formées dans l'empreinte circulaire 44 de l'anneau de commande 26. Les cannelures 50 de la rondelle sont tournées vers la surface externe 26a de l'anneau, tandis que celles formées dans l'empreinte 44 sont dirigées vers l'extérieur. The washer 42 also comprises a plurality of radial splines 50 intended to come into mesh with a plurality of complementary splines 52 formed in the circular imprint 44 of the control ring 26. The splines 50 of the washer are turned towards the outer surface 26a of the ring, while those formed in the cavity 44 are directed outwards.
Ainsi, les cannelures 50 de la rondelle 42 engrenant les cannelures complémentaires 52 formées dans l'empreinte 44 de l'anneau de commande 26 permettent d'assurer un blocage en rotation de la rondelle par rapport à l'anneau, et donc de la tige 34 par rapport à l'anneau par l'intermédiaire de l'ergot 46 de la rondelle. Quant à l'écrou de blocage 40, il permet de réaliser un verrouillage de l'ensemble sur l'anneau de commande 26. Thus, the splines 50 of the washer 42 meshing with the complementary splines 52 formed in the cavity 44 of the control ring 26 make it possible to lock the washer in rotation with respect to the ring, and therefore the rod. 34 relative to the ring via the lug 46 of the washer. As for the locking nut 40, it makes it possible to lock the assembly on the control ring 26.
Le réglage de la position radiale du patin 30 s'effectue de la manière suivante. La tige 34 du porte-patin 32 est vissée dans le passage taraudé 38 prévu à travers l'anneau de commande 26. Une fois que la tige 34 dépasse radialement par rapport à l'anneau, la rondelle 42 est enfilée sur celle-ci avec son ergot 46 engagé dans la rainure 48 formée dans la tige. Le réglage de la position radiale du patin 30 par rapport à la surface circulaire 28 est ensuite réalisé en vissant plus ou moins la tige dans le passage 38 de l'anneau de commande. The adjustment of the radial position of the pad 30 is carried out as follows. The rod 34 of the shoe holder 32 is screwed into the threaded passage 38 provided through the control ring 26. Once the rod 34 protrudes radially relative to the ring, the washer 42 is threaded onto it with its lug 46 engaged in the groove 48 formed in the rod. The adjustment of the radial position of the pad 30 relative to the circular surface 28 is then achieved by more or less screwing the rod in the passage 38 of the control ring.
Lorsque la position radiale du patin 30 est optimale par rapport à la surface circulaire, l'écrou de blocage 40 est serré sur l'extrémité libre de la tige, verrouillant ainsi la position du patin. En réalisant cet ajustement de la position radiale par rapport à la surface circulaire pour 2882577 6 chaque patin associé à une aube à calage variable, il est alors possible de centrer l'anneau de commande 26 sur l'axe X-X de la turbomachine. When the radial position of the shoe 30 is optimal relative to the circular surface, the locking nut 40 is clamped on the free end of the rod, thereby locking the position of the pad. By making this adjustment of the radial position relative to the circular surface for each pad associated with a variable-pitch blade, it is then possible to center the control ring 26 on the X-X axis of the turbomachine.
On remarquera que la précision de réglage de la position radiale du patin 30 est fonction du nombre de cannelures 50 pratiquées sur la rondelle 42. A titre d'exemple, il peut ainsi être prévu 36 cannelures sur la rondelle, ce qui correspond à un réglage de la position radiale du patin par tranches de 10 . De même, une rondelle ayant 48 cannelures permet une précision de réglage à 7,5 près. Note that the adjustment accuracy of the radial position of the pad 30 is a function of the number of grooves 50 made on the washer 42. For example, it can thus be provided 36 grooves on the washer, which corresponds to a setting the radial position of the pad in increments of 10. Similarly, a washer with 48 splines allows a precision of adjustment to 7.5 near.
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