Brevet FR2544855A1 — publié le 19841026

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DE PRECISION DE LA HAUTEUR DES AUBES D'UN ROTOR L'invention concerne un procédé de mesure de précision par laser de la hauteur des aubes d'un rotor tournant A grande vitesse. On connaît déjà par le brevet français 2 287 677 un pro- cédé du type précité. L'objet d'un tel procédé est de mesurer la hauteur d'aubes lorsque cellesci sont dans la position qu'elles auront en fonctionnement: aussi fait-on tourner le rotor a une vitesse suffisante pour centrifuger toutes les aubes et caler leur pied contre la paroi de retenue des alvéoles du rotor. Le but de l'invention est de proposer un nouveau procédé du type précité, ne demandant qu'un appareillage relative- ment simple pour sa mise en oeuvre. Ce but est atteint selon l'invention du fait que l'on illumine avec un faisceau laser l'extrémité d'une aube déterminée, on dispose sur le chemin du faisceau laser, au-delà de l'extrémité de l'aube illuminée, une cellule photo-électrique à signal analogique susceptible de rece- voir une partie du faisceau laser non interceptée par l'extrémité de l'aube au moment de la mesure et on re- cueille ce signal en tant qu'indication de la hauteur de l'aube illuminée. Selon une caractéristique très avantageuse de l'invention, la mesure est associée à une opération de rectification à grande vitesse, ce qui permet d'obtenir en sommet d'aube une tolérance aussi faible que possible (inférieur è 2/100 e de mm) par rapport à des références de centrage. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention Outre un laser et des moyens d'entraînement du rotor à grande vitesse, ce dispositif comprend: des moyens de stroboscopie pour permettre la mesure aube par aube et identifier l'aube mesurée, une cellule photo-électrique à signal analogique disposée sur le chemin du faisceau laser au-delà de l'extrémité de l'aube illuminée, un analyseur-enregistreur pour recueillir le signal analogique délivré par la cellule. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription qui va suivre d'un mode de réalisation de l'in- vention, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels: les figures 1 et 2 sont des vues schématiques, respec- tivement de face et de droite, d'une installation associant la rectification des aubes et la mesure de leur hauteur, la figure 3 est une vue à plus grande échelle montrant un détail de la figure 2, Sur un bâti 1 sont montés des paliers 2 et 3 dans lesquels peut tourner un rotor 4 entrainé à environ 3000 tr/mn par un moteur à courant continu 5 de 45 k W au travers d'un accouplement 6. Le bâti 1 comporte également un dispositif de rectifica- tion des aubes 7 du rotor 4 Ce dispositif se compose de meules 8 adaptées â la nature des aubes et tournant a une vitesse d'environ 1250 tr/mn et de dispositifs 9 de tail- lage des meules 8 à la conicité d 4 sirée. Un laser 10, place à hauteur fixe,-envoie un faisceau laser 11 de largeur K sur l'extrémité d'une aube dêter- minée grâce à un fonctionnement stroboscopique commandé par une commande manuelle 12 de phasage reliée à un codeur électronique 13 associé au dispositif d'entraînement La commande manuelle 12 permet à l'opérateur de mesurer 'a chaque tour une aube determinee. Sur le chemin du faisceau laser 11, une cellule photo- électrique 14 reçoit la partie du faisceau 11 ' non inter- ceptée par l'extrémité de l'aube, dans une proportion pouvant varier de O à 100 % du faisceau 11 selon la hauteur de l'aube. Le signal analogique délivré par la cellule 14 est re- cueilli par un analyseur-enregistreur 15. Comme on le voit plus en détail sur la figure 3, au moment de la mesure de l'aube 7 de hauteur H, l'extrémité de la- dite aube intercepte partiellement le faisceau 11, si bien que la cellule 14 reçoit une partie il' du faisceau et transmet à l'enregistreur 15 un signal analogique corres- pondant à l'intensité lumineuse reçue, et donc fonction directe de la hauteur H Un étalonnage préalable de l'ap- pareil permet de déterminer la correspondance exacte entre les hauteurs d'aube et les signaux analogiques délivrés. Le dispositif de l'invention permet donc de fournir une mesure précise des hauteurs des aubes, lorsque celles-ci se trouvent dans une plage réduite d'étendue K (largeur du faisceau 11), entre les hauteurs H 1 et H 2 Si la hau- teur d'aube est égale ou supérieure à Hl, la cellule 14 ne reçoit pas le faisceau laser Si la hauteur d'aube est égale ou inférieure à H 2, la cellule 14 reçoit L'inté- gralité du faisceau. Le dispositif de-l'invention permet de contrôler avec précision le processus de rectification des aubes d'un rotor Le faisceau laser 11 est disposé en général paral- lèlement a un plan perpendiculaire a l'axe de rotation du rotor de façon à pouvoir intercepter l'aube 7 à la hauteur finale désirée Lorsque la rectification commence, il se peut que la hauteur d'aube soit supérieure à la hauteur H 1 du bord supérieur du faisceau laser 11 Puis, au fur et à mesure que la rectification s'opère, la hauteur d'aube décroît, jusqu'à atteindre une valeur comprise dans la plage Hi H 2 L'opérateur peut alors suivre et en- registrer les mesures de façon continue. La commande manuelle 12 peut être remplacée par une com- mande automatique de phasage pour illuminer a tour de rôle les différentes aubes, tandis que l'enregistreur 15 peut effectuer un traitement statistique des signaux délivrés et commander la rectification. Bien que l'invention n'ait été décrite qu'en application aux aubes des rotors, il est clair qu'elle peut s'utiliser pour la mesure de la hauteur de tous les éléments disposés radialement à l'extérieur d'un corps tournant à grande vitesse. REVENDICATIONS 1 Procédé de mesure de précision par laser de la hauteur des aubes ( 7) d'un rotor ( 4) tournant à grande vitesse, la hauteur des aubes se trouvant au moment de la mesure dans une plage réduite (K) prédéterminée de hauteurs possibles (H 1 H 2), caractérisé en ce que: on illumine avec un faisceau laser ( 11) l'extrémité d'une aube déterminée ( 7), on dispose sur le chemin du faisceau laser ( 11), au- delà de l'extrémité de l'aube illuminée ( 7), une cellule photoélectrique ( 14) à signal analogique susceptible de recevoir une partie ( 11 ') du faisceau laser ( 11) non interceptée par l'extrémité de l'aube, au moment de la mesure, et on recueille ce signal en tant qu'indication de la hauteur de l'aube illuminée ( 7). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on associe la mesure à une opération de rectification à grande vitesse. 3 Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on fait tourner le rotor ( 4) à environ 3000 tr/mn/ 4 Dispositif de mesure de précision de la hauteur des aubes ( 7) d'un rotor ( 4) du type comportant un laser ( 10) et des moyens ( 5, 6) pour faire tourner le rotot ( 4) à grande vitesse, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de stroboscopie ( 12, 13) pour permettre la mesure aube par aube et identifier l'aube ( 7) mesurée, une cellule photoélectrique ( 14) à signal analogique disposée sur le chemin du faisceau laser au-delà de l'extrémité de l'aube illuminée ( 7), un analyseurenregistreur ( 15) pour recueillir le signal analogique délivré par la cellule ( 14). Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est associe à des moyens ( 8, 9) de rectification à grande vitesse.