Brevet FR2581333A1 — publié le 19861107

machine d'usinage al o > yva.l polyvalante adaptée pour effectuer sur site des opérations d'usinage de e sjs awnuia oeuvre cette machine". La presell-e invention concerne une machine d'usinage evlyvalente adaptee pour effectuer sur site des operations d'usinage, ou autres operations, sur des corps annulaires, en particulier sur des corps annulaires de turbines. La machine d'usinage polyvalente selon la presente invention est telle quelle comprend une poutre allongee dont les extrémités sont munies de tourillons coaxiaux et qui porte des uni tes d'usinage mobiles, des supports annulaires intermediaires dont lesquels lesdits tourillons sont montes en rotation, des supports annulaires principaux montes sur des bâtis fixes situes de part et d'autre du corps annulaire à usiner et entourant a distance lesdits supports annulaires intermédiaires, des moyens intermédiaires de maintien et de réglage reliant les supports intermédiaires annulaires et les supports annulaires principaux et adaptés de manière a permettre le positionnement de l'axe de ladite poutre selon l'axe du corps annulaire à usiner, et des moyens d'entraînement en rotation de ladite poutre. Selon la présente invention, lesdits moyens de maintien et de réglage comprennent de préférence des systèmes de coins inferieurs s'étendant entre les supports annulaires principaux et les supports annulaires intermediaires, dans l'espace inferieur les separant, et des paires de coins lateraux ss'étendant entre les supports annulaires principaux et les supports annulaires intermediaires, dans les espaces lateraux les separant, lesdits coins étant déplaçables sensiblement longitudinalement à l'axe de ladite poutre de maniere à pouvoir déplacer verticalement et lateralement cette dernière en vue de son positionnement. Selon la presente invention, lesdits moyens de maintien et de reglage comprennent de preference des vis de pression montees sur lesdits supports annulaires principaux et agissant sur lesdits supports annulaires intermédiaires sensiblement radialement. Selon la presente invention, lesdits moyens de maintien et de reglage comprennent de preference des verins disposes entre lesdits supports annulaires intermediaires et lesdits supports annulaires principaux, dans l'espace inférieur les separant, et agissant du bas vers le haut, de manière à en particulier soulager l'effort de positionnement de ladite poutre lors de son idylace ent vers le haut. Selon la présente invention, au moins l'un desdits supports annulaires intermédiaires comprend, de préférence, une bague intérieure et une bague extérieure présentant des surfaces sphériques en contact, de manière à constituer une rotule. Selon la présente invention, au moins l'un desdits tourillons est monté sur son support annulaire intermédiaire par l'intermédiaire d'un roulement à rotule. Selon la présente invention, lesdits moyens d'entrainement en rotation de ladite poutre comprennent de préférence un moteur électrique et une transmission, qui sont portés par l'extrémité de l'un des tourillons, au moins un bras de reprise de couple étant prévu entre leur carter et une partie fixe. Selon la présente invention, au moins l'un desdits tourillons porte, à son extrémité, un bottier formant collecteur électrique, un bras de reprise de couple étant prévu entre son carter et une partie fixe. Selon la présente invention, ladite poutre est de préférence de section hexagonale, au moins l'une de ses faces présentant des glissières longitudinales pour au moins une unité d'usinage. La présente invention consiste également en un procédé d'usinage ou de reprise d'usinage de corps de turbine. Selon la présente invention, ce procédé consiste à démonter la demi-partie supérieure des deux carters de paliers du rotor de la turbine, à extraire le rotor de la turbine ainsi que ses paliers, à monter, à la place du rotor et de ses paliers, la machine d'usinage ci-dessus, ses supports annulaires principaux étant adaptés pour être montés et fixés dans la demi-partie inférieure des carters des paliers de la turbine, à remonter la demi-partie supérieure du corps de turbine, et à effectuer, à l'aide de ladite machine d'usinage, des opérations d'usinage, ou autres opérations souhaitées, sur le corps de turbine. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'une machine d'usinage sur site de corps annulaires de turbines décrite à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel - la figure 1 montre une vue de dessus de la machine d'usinage, le corps de turbine étant en coupe ; - la figure 2 montre une coupe radiale, dans sa partie médiane} de la machine d'usinage représentée sur la figure 1 ; - la figure 3 montre une coupe radiale verticale du palier gauche de la machine d'usinage représentée sur la figure I - la figure 4 montre une vue extérieure du palier représenté sur la figure 3, vu selon l'axe de la machine d'usinage, sur son coté intérieur - et la figure 5 représente une coupe radiale du palier de droite de la machine d'usinage représenté sur la figure 1. La machine d'usinage représentée- sur les figures et repérée d'une manière générale par la référence 1 est destinée à effectuer des opérations de soudage et des opérations de tournage dans la paroi intérieure périphérique d'un corps annulaire de turbine repéré d'une manière générale par la référence 2 et est montée, pour celà, à la place du rotor de turbine et des paliers de ce dernier comme on le verra plus loin, cette turbine comprenant aux deux extrémités du corps de turbine 2 des demi-parties inférieures de carters de paliers du rotor. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, la machine d'usinage 1 comprend une poutre allongée 5 qui s'étend au travers du corps annulaire 2 à usiner et qui présente, sur toute sa longueur située en vis-à"is du corps 2 à usiner une partie Sa de section hexagonale, cette poutre 5 étant creuse. La poutre 5 présente, à ses extrémités, des tourillons 6 et 7 coaxiaux qui sont reliés à sa partie centrale hexagonale 5a grâce à des parties d'extrémité tronconiques 5b et 5c, ces tourillons 6 et 7 étant montés tournant sur les demi-parties inférieures 3 et 4 des carters de paliers de rotor de la turbine, par l'intermédiaire de paliers repérés d'une manière générale par les références 8 et 9. En se reportant aux figures 3 et 4, on va maintenant décrire le palier 8 de montage du tourillon 6 sur le demi-carter de palier 3. Le palier 8 comprend tout d'abord un support annulaire principal 10 qui s'adapte dans le demi-carter de palier 3, qui est réglé angulairement grâce à une clavette 11 qui pénètre dans la rainure inférieure du carter de palier 3 et qui est maintenu grâce à deux brides 12 et 13 qui sont fixées sur la face supérieure du demi-carter de palier 3 de chaque côté et qui agissent sur le support annulaire principal 10 du haut vers le bas. En outre, le support annulaire principal 10 est maintenu dans le sens axial grâce à des brIdes axiales 14 fixées sur les faces axiales du demi-carter de palier 3. Le palier de pontage du tourillon 6 comprend en outre un support annulaire intermédiaire 15 qui s'étend à l'intérieur du support annulaire principal 10 et à distance pour ménager un espace entre eux. Ce support intermédiaire 15 comprend une bague extérieure 16 en deux parties séparées radialement et fixées entre elles ainsi qu'une bague intérieure 17, ces bagues 16 et 17 étant mutuellement en appui par l'intermédiaire d'une surface sphérique 18 de telle sorte que ce support intermédiaire annulaire 15 forme une rotule. En outre, le support annulaire intermédiaire 15 est monté sur le tourillon 6 grâce à deux roulements à rouleaux coniques opposés qui sont disposés entre la bague intérieure 17 et le tourillon 6, ces roulements faisant partie intégrante d'un montage de roulement classique repéré d'une manière générle par la référence 19. On voit également que le support annulaire intermédiaire 15 est maintenu axialement grâce d'une part à un épaulement intérieur 20 du support annulaire principal 10 et grâce à des brides 21 montées sur l'autre face de ce dernier. On voit sur la figure 4 que le palier 8 comprend également un système de coins inférieures repéré d'une maniere gené- rale par la référence 22 qui est disposé entre le support annulaire principal 10 et le support annulaire intermédiaire 15, dans la partie inférieure de l'espace les séparant, ainsi que deux systèmes de coins latéraux repérés d'une manière générale par les références 23 et 24 qui sont également disposés entre le support annulaire principal 10 et le support annulaire intermédiaire 15 et qui sont situés dans les parties latérales opposées de l'espace les séparant. Ces trois systèmes de coins 22, 23 et 24 sont construits de la même manière. En particulier, on voit bien sur la figure 3 que le système de coins inférieurs 22 comprend un premier coin 25 qui est fixé sur la face inférieure du support annulaire principal 10 ainsi qu'un second coin 26 qui est en appui d'une part sur la face extérieure horizontale du support annulaire intermédiaire 15 et d'autre part sur le premier coin 25 par une surface inclinée 27, ce second coin 26 étant déplaçable longitudinalement grâce à une vis 28 qui est engagée dans un prolongement radial 29 du coin 25. r is nt Fo -ner la tourner vis de réglage 28, on peut coins dop longitudinalemment : I.e second coin 26 entre le premier 25 n 25 et 1^ zuppctt an ulaire intermédiaire 15 de telle sorte que ce dernier peut monter G-s descendre et en conséquence déplacer vers ie haut ou vers le bas l'extrémité de la poutre 5 portant le tourillon 6. En agissant sur les vis de réglage correspondantes des systèmes de coins latéraux 23 et 24, on peut également déplacer latéralement d'un côté ou de l'autre le support annulaire intermédiaire 15 et en conséquence déplacer l'extrémité de la poutre 5 portant le tourillon 6 latéralement d'un coté ou de l'autre. En se reportant à la figure 4, on voit également que le palier 8 présente deux vérins 30 et 31 qui sont disposés de part et d'autre du système de coins inférieurs 22, entre le support annulaire principal 10 et le support annulaire intermédiaire 15, de manière à agir verticalement. Ces vérins 30 et 31 ont pour but de soulager l'effort vertical de poussée vers le haut du système de coin inférieur 22. En outre, le palier 8 comprend une vis de pression 32 qui s'étend au travers- de la partie supérieure du support annulaire principal 10 et qui est destiné à agir sur le support annulaire inter médiaire 15 vers le bas en direction du système de coins inférieurs 22. En se reportant à la figure 5, on va maintenant décrire le palier 9 de montage du tourillon 7 de l'autre extrémité de la poutre 5 sur la demi-partie inférieure du carter de palier 4. Comme précédemment, le palier 9 présente un support annulaire principal 33 qui est adapté pour être monté dans le demicarter de palier inférieur 4, un support annulaire intermédiaire 34 dans lequel est monté tournant le tourillon 7 ainsi que trois systèmes de coins dont seul le système de coins inférieurs 35 est visible sur cette figure 5, ces systèmes de coins étant disposés et agissant entre le support annulaire principal 33 et le support annulaire intermédiaire 34. Comme précédemment, ce palier 9 présente une vis de pression verticale 37 montée sur la partie supérieure du support annulaire principal 33 pour agir sur le support annulaire intermédiaire 34 vers le bas. Le support annulaire principal 33 et les systèmes de coins dont le système de coins 35 présentent la même structure et sont montés de la même manière que précêdemment. Dans ce palier 9 cependant, le support annulaire intermédiaire 34 est formé d'une seule pièce et le tourillon 7 est monté dans ce support annulaire intermédiaire 34 par l'intermédiaire d'un roulement à rotule 36 présentant deux rangées de rouleaux, roulement à rotule qui fait partie d'un montage de roulement classique 36a. En se reportant de nouveau aux figures 1 et 2, on voit que les faces planes de la partie centrale hexagonale Sa de la poutre allongée 5 sont particulièrement adaptées pour recevoir des unités d'usinage. On voit en particulier que l'une de ses faces présente des glissières longitudinales 38 sur lesquelles est montée une unité de tournage 39 qui présente un chariot 40 déplaçable le long des glissières longitudinales 38 et sur lequel est déplaçable un chariot 41, sensiblement radialement, qui porte à son extrémité extérieure un outil de tournage 42.Une autre face de la partie hexagonale Sa de la poutre allongée 5 porte une unité de soudage 43 qui présente un support radial 44 sur lequel est monté, coulissant radialement, un chariot 45 qui porte à son extrémité des moyens de soudage, cette unité de soudage 43 présentant également des bras 46 mobiles sensiblement radialement et portant à leur extrémité extérieure des galets de guidage 47 dont les axes s'étendent dans le sens des bras 46. On voit sur la figure 1 que la machine d'usinage 1 comprend également un moteur électrique 48 d'entraînement en rotation de la poutre 5 par l'intermédiaire d'une transmission 49, le moteur électrique 48 étant monté sur le carter de la transmission 49 qui est ellemême portée par l'extrémité du tourillon 6, l'ensemble formé par le moteur électrique 48 et la transmission 49 étant ainsi suspendu. Pour empêcher cet ensemble de tourner, le carter de la transmission 49 est relié au demi-carter inférieur de palier 3 grace à un système de bras de reprise de couple 50. En outre, l'extrémité du tourillon 7 de la poutre 5 porte un boîtier suspendu 51 formant collecteur électrique qui est relié au demi-carter de palier inférieur 4 grâce à un système de bras de reprise de couple 52. Comme on le voit en traits pointillés sur la figure 1, le boîtier formant collecteur électrique 51 et le tourillon 7 présentent un passage axial 53 qui permet de mettre en communication l'intérieur de la poutre hexagonale 5 avec l'extérieur. Ce passage peut par exemple être utilisé pour ltextraction de copeaux lors de l'usinage. Lorsque iton souhaite usiner par l'intérieur le corps de turbine 2 grâce à la machine d'usinage 1, on peut avantageusement procéder de la manière suivante. Tout d'abord, on démonte la demipartie supérieure du corps de turbine 2 ainsi que les demi-parties supérieures des carters de palier, on extrait le rotor ainsi que ses paliers, on dispose la machine d'usinage I comme décrit ci-dessus et on remonte la demi-partie supérieure du corps de turbine 2. La poutre hexagonale 5 se trouve donc à la place du rotor extrait et les paliers 8 et 9 se trouvent à la place des paliers du rotor. Afin de disposer l'axe de la poutre 5 selon l'axe du rotor, ou l'axe du corps de turbine 2 à usiner, on déplace dans le sens souhaité les coins mobiles des différents systèmes de coins prévus dans les paliers 8 et 9, en s'aidant éventuellement des vérins inférieurs de poussée jusqutà amener la poutre 5 dans sa bonne position de réglage, les systèmes de bras de reprise de couple 50 et 52 se déformant en conséquence. Dans sa position de réglage, les systèmes de coins ainsi que les vis de pression 32 et 35 des paliers 8 et 9 maintiennent solidement la poutre 5. La poutre 5 étant convenablement réglée et solidement maintenu grâce à la structure des paliers 8 et 9, on peut alors à l'aide des unités d'usinage qui sont prévus à la périphérie de la poutre 5, en particulier itunite de tournage 40 et ltunite de soudage 43, effectuer les opérations d'usinage souhaitées en faisant tourner cette poutre 5 gracie au moteur d'entraînement 48 via la transmission 49, Ifénergie électrique ainsi que les transmissions d'informations nécessaires pour effectuer les usinages étant transmises par le boîtier formant collecteur électrique 51. Lorsque les opérations d'usinage sur le corps de turbine 2 sont effectuées, il suffit de démonter la demi-partie supérieure de ce corps de turbine 2, extraire la machine d'usinage 1, remonter le rotor et ses paliers, remonter la demi-partie supérieure du corps de turbine 2 ainsi que les demi-parties supérieures des carters de paliers. La présente invention ne se limite pas à 11 exemple ci-dessus décrit. Bien des variantes de réalisation sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIDNS 1. Machine d'usinage polyvalente (1) adaptée pour effectuer sur site des opérations d'usinage ou autres apératons, sur des corps annulaires, en particulier. sur des corps annulaires de turbine (2), caractérisée par le fait qu'elle comprend - une poutre allongée (53 dont les extrémités sont munies de tourillons coaxiaux (6, 7) et qui porte des unités d'usinage mobiles (39, 43), - des supports annulaires intermédiaires (15, 34) dans lesquels lesdits tourillons (6, 7) sont montés en rotation, - des supports annulaires principaux (10, 33) montés sur des bâtis fixes (3, 4) situés de part et d'autre du corps annulaire à usiner et entourant à distance lesdits supports annulaires intermédiaires (15, 34), - des moyens intermediaires de maintien et de réglage (22, 23, 24, 35) reliant lesdits supports annulaires intermédiaires (15, 34) et lesdits supports annulaires principaux (10, 33) et adaptés de manière à permettre le positionnement de l'axe de ladite poutre allongée (5) selon l'axe du corps annulaire à usiner (2), - et des moyens d'entraînement (48, 49) en rotation de ladite poutre. 2. Machine d'usinage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que lesdits moyens de maintien et de réglage comprennent - des systèmes de coins inférieurs (22, 35) s'étendant entre lesdits supports annulaires principaux (10, 33) et lesdits supports annulaires intermédiaires (15, 34), dans l'espace inférieur les séparant, - etdessystèmes de coins latéraux s'étendant entre lesdits supports annulaires principaux (10, 33) et lesdits supports annulaires intermédiaires (15, 34)dans les espaces latéraux lesséparant, lesdits coins étant déplaçables sensiblement longitudinalement à l'axe de ladite poutre (5) de manière à pouvoir déplacer cette poutre dans le sens vertical et dans le sens latéral. 3. Machine d'usinage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que lesdits moyens de maintien et de réglage comprennent des vis de pression (32, 37) montées sur lesdits supports annulaires principaux (10, 33) et agissant sur lesdits supports annulaires intermédiaires (15, 34) sensiblement radialement. 4. Machine d'usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits moyens de maintien et de réglage comprennent des vérins (30, 31) disposés entre lesdits supports annulaires principaux (10, 33) et les supports annulaires intermédiaires (15, 34) et agissant sur ces derniers du bas vers le haut. 5. Machine d'usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'au moins l'un desdits supports annulaires intermédiaires (15) comprend une bague extérieure (16) et une bague intérieure (17) qui présentent des surfaces sphériques (18) en contact de manière à constituer une rotule. 6. Machine d'usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'au moins l'un desdits tourillons (7) est monté sur son support annulaire intermédiaire (34) par l'intermédiaire d'un roulement à rotule (36). 7. Machine d'usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits moyens d'entraînement en rotation de ladite poutre (5) comprennent un moteur électrique (48) et une transmission (49) qui sont portées par l'exté- mite de l'un desdits tourilons (6), un système de bras de reprise de couple (50) étant prévu entre leur carter et une partie fixe. 8. Machine d'usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que l'un desdits tourillons (7) porte à son extrémité un boîtier formant collecteur électrique (16, 51), un système de bras de reprise de couple (52) étant prévu entre son carter et une partie fixe. 9. Machine d'usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ladite poutre (5) est de section hexagonale, au moins l'une de ses faces présentant des glissières longitudinales pour au moins une unité d'usinage. 10. Procédé d'usinage ou de reprise d'usinage de corps de turbine (2) caractérisé par le fait qu'il consiste - à démonter la demi-partie supérieure du corps de turbine, ainsi que la demi-partie supérieure des deux carters de paliers du rotor de la turbine - à extraire le rotor de la turbine ainsi que ses paliers, - a monter, à la place du rotor et de ses paliers, la machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, ses supports annulaires principaux étant adaptés pour être montés et fixés dans la demi-partie inférieure des carters da paliers de la turbine, - à remonter la demi-partie supérieure du corps de turbine, - et à effectuer à l'aide de ladite machine les opérations d'usinage, ou autres opérations souhaitées, sur le corps de turbine.