Brevet FR2517772A1 — publié le 19830610

La présente invention concerne une structure de centrage mécanique et d'amortissement à huile combi- née pour un palier'd'arbre, en particulier, dans le do- maine des turbines à gaz à haut rendement. Avec les structures d'amortissement à huile classiques pour un arbre rotatif, l'amplitude des vi- brations est réduite par l'amortisseur, mais aucune structure mécanique n'est associée à cet amortisseur pour centrer le rotor sur son propre axe Il s'agit là d'une caractéristique souhaitable pour que le rotor su- bisse un fléchissement minimum suite au déséquilibre. Pour réaliser cet objet, on doit incorporer une struc- ture mécanique qui sert à centrer l'arbre sur son axe sans altérer l'effet d'amortissement de la structure d'amortissement à huile. Une caractéristique de l'invention réside dans un dispositif mécanique de soutien et de centrage ser- vant à centrer l'arbre et dont la force d'élasticité est étudiée de façon à ne pas altérer la structure de l'amortisseur à huile associé. Une autre caractéristique réside dans une structure de centrage qui agit en série avec l'amortis- seur à huile entre l'arbre et la structure support sta- tique environnante. Suivant l'invention, l'amortisseur à huile est localisé entre le palier d'arbre et la structure support tandis que, entre cet amortisseur et le palier, est montée une structure support mécanique comprenant plusieurs tiges qui entourent le palier, ces tiges étant assujetties à une partie fixe de la structure par une extrémité et, par l'autre extrémité, à une ba- gue entourant le palier et située entre ce dernier et la structure d'amortissement à huile; cette bague a, de préférence, une section transversale en I et elle sup- porte avantageusement, sur son aile extérieure, l'élé- ment intérieur de la structure d'amortissement à huile. Les objets, caractéristiques et avantages précités de la présente invention, ainsi que d'autres apparaîtront plus clairement à la lecture de la des- cription détaillée ci-après des formes de réalisation préférées de cette dernière, donnée en se référant à l'unique dessin annexé qui est une vue en coupe d'une structure support de palier suivant l'invention. Comme le montre ce dessin, l'arbre 2 est sup- porté par un palier à billes 4 comportant une voie de roulement intérieure 6 formée sur l'arbre et une voie de roulement extérieure 8 fixée à une bague 10 entou- rant le palier La voie de roulement extérieure peut être maintenue en place contre la bride 12 par un écrou de serrage 14 Cette bague 10 a une section transversale en I et elle comporte une partie centrale en forme de disque 16 qui s'étend radialement, ainsi que des ailes cylindriques solidaires 18 et 20 espa- cées radialement La voie de roulement 8 est définie sur la surface intérieure de l'aile 18 La surface extérieure de l'aile extérieure 20 comporte des rondelles d'étanchéité 22 espacées l'une de l'autre dans une position leur permettant de venir s'engager sur une surface cylindrique 24 d'un support annulaire 26 L'espace défini entre la surface de cette aile et la surface 24 forme un amortisseur à huile, de l'huile sous pression étant acheminée à cet espace Le support 26 comporte également une surface cylindrique extérieure 28 s'étendant radialement vers l'extérieur par rapport à la surface 24 et venant s'adapter contre une surface correspondante 30 d'une structure support fixe statique 32 Le support 26 com- porte une section tronconique 34 s'étendant axialement et sur l'extrémité de laquelle est prévue une bride 36 s'étendant vers l'intérieur, bride dans laquelle sont 3- pratiqués plusieurs trous axiaux 38. Ces trous 38 sont en alignement axial avec des trous correspondants 40 pratiqués dans la partie en forme de disque 16 de la bague 10, tandis que plusieurs tiges 42 s'étendent en un anneau à travers ces trous, parallèlement l'une à l'autre et à l'axe de l'arbre. Chacune de ces tiges 42 comporte une bride 44 venant s'engager sur la surface intérieure de la bride 36 et elle est maintenue fermement dans le trou associé 38 par un écrou de serrage 46 A l'autre extrémité, une bride 50 vient s'engager sur la partie en forme de disque 16 contre laquel- le elle est maintenue par un écrou de serrage 52 Pour obtenir des résultats optima, chaque boulon comporte deux surfaces d'appui espa- cées 54 et 56 venant s'engager dans le trou associé Une surface 54 est proche de la bride adjacente et est adaptée à force dans le trou qui lui est destiné L'autre surface 56 est adjacente à-l'autre extrémité du trou dans lequel elle est adaptée avec un ajustage lâ- che Ce système permet d'éviter une usure des tiges entre les brides, ainsi que de la partie associée à travers laquelle s'étendent ces tiges L'utilisation conjointe de cette série de ti- ges et de l'amortisseur à huile sert à minimiser le flé- chissement du rotor suite à des déséquilibres momenta- nés de ce dernier, de façon à éviter un contact entre les têtes des aubes de la turbine et le carter qui les entoure Les tiges maintiennent également la concen- tricité du rotor par rapport à la structure support en- vironnante lorsque la turbine n'est pas en service et lors du démarrage avant que l'amortisseur à huile soit opérant L'amortisseur à huile réduit l'amplitude des vibrations engendrées par une charge non équilibrée, tandis que les tiges parallèles agissent pour centrer le rotor La force d'élasticité des tiges est avantageuse- ment faible, de telle sorte que la charge dynamique d'amortissement soit supportée principalement par l'amor tisseur à huile pour une efficacité maximum de celui-ci. Evidemment, on peut faire varier la force d'élasticité mécanique dans un large intervalle en modifiant la lon- gueur, le diamètre et le nombre des tiges, ainsi que les matières dont elles sont constituées. Bien que l'invention ait été illustrée et dé- crite en se référant à une forme de réalisation préfé- rée, l'homme de métier comprendra que diverses autres modifications et omissions peuvent être envisagées tant dans sa forme que dans ses détails, sans se départir de son esprit et de son cadre. REVENDICATIONS 1 Structure support de palier comprenant: une structure support fixe; un arbre monté dans cette structure; un palier pour cet arbre, ce palier comportant une voie de roulement extérieure; une bague support pour cette voie de roulement ex- térieure; une structure d'amortissement à huile entourant cette bague et comprenant un organe annulaire compor- tant une surface cylindrique intérieure et sur lequel est prévue une bride de montage; cette bague support comportant une surface cylin- drique extérieure située à proximité de la surface cy- lindrique intérieure en en étant espacée radialement vers l'intérieur pour définir unespace d'amortisse- ment à huile entre elles; l'organe annulaire comportant une bride s'éten- dant vers l'intérieur à l'extrémité éloignée de la sur- face cylindrique; et plusieurs tiges s'étendant de cette bride à la ba- gue support en étant fixées aux deux. 2 Structure de palier suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que les tiges sont disposées en un anneau autour de l'arbre parallèlement à ce der- nier - 3 Structure de palier suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que la bride et sa bague support comportent des trous alignés axialement pour re- cevoir les tiges. 4 Structure de palier suivant la revendica- tion 3, caractérisée en ce que les tiges sont adaptées à force dans les trous qui leur sont destinés. Structure de palier suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que des rondelles d'étanchéi- té espacées sont adaptées sur la surface cylindrique extérieure de la bague support en vue de définir l'es- pace d'amortissement à huile. 6 Structure de palier suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que la bague support a une configuration en I et comporte une partie en forme de disque destinée à recevoir les tiges, ainsi que des ailes cylindriques solidaires dont une supporte la voie de roulement extérieure, tandis que l'autre comporite la surface cylindrique extérieure pour l'amortisseur à huile.