Brevet FR2630496A1 — publié le 19891027

DESCRIPTION La présente invention concerne un dispositif de correction de balourd d'un rotor de turbomachine comprenant deux masselottes déplaçables. Malgré tout le soin apporté à la fabrication des éléments de rotor, comportant éventuellement un équilibrage individuel de ces éléments, notamment des disques, il s'avère souvent nécessaire de corriger des balourds résiduels qui subsistent après assemblage d'un rotor de turbomachine. De tels balourds sont en effet générateurs de vibrations qui peuvent être préjudiciables au confort des passagers dans les applications aéronautiques ou qui induisent des résonances dans des éléments de structure, préjudiciables à la durée de vie du matériel et pouvant éventuellement entrainer des avaries graves se répercutant sur les conditions de sécurité. FR-A-1 477 752 décrit un dispositif permettant de déterminer le balourd résiduel en utilisant pour la mesure deux masselottes montées dans un bottier cylindrique fixé provisoirement sur le tourillon du rotor. Les masselottes comportent des dentures coopérant avec des dentures correspondantes de la paroi du bottier, un outil spécial étant utilisé pour déplacer lesdites masselottes et régler leur écartement jusqu'à l'annulation du balourd. EP-A-0153 887 propose une solution selon laquelle deux masselottes crantées sont disposées à l'intérieur d'un arbre de rotor. Dans ce cas, les masselottes correctrices sont introduites à demeure et le réglage permettant d'annuler le balourd est effectué en introduisant un outil par l'intérieur de arbre. Cette solution avantageuse pour certaines applications ne peut pas toutefois être retenue chaque fois oU le rotor ne présente pas d'accès par l'intérieur. FR-A-2 358 545 décrit un rotor de machine tournante dont les aubes ont des pieds insérés dans des rainures d'un disque et dans lequel des masselottes d'équilibrage sont placées au voisinage d'un pied d'aube dans une rainure. FR-A 2 404 212 concerne un dispositif d'équilibrage dans lequel des masselottes sont fixées notamment par rivet, sur une collerette à faces planes formée sur le rotor. Des dispositions complémentaires assurent le maintien en place de la masselotte en cas de rupture de son moyen principal de fixation. Ces solutions connues ne donnent pas toutefois entière satisfaction. Dans certains cas, il s'agit d'une solution d'application spécifique limitée, par exemple lorsque la masselotte est associée à la rétention d'un pied d'aube. Lorsqu'une fixation à l'extérieur du rotor est prévue, comme, par exemple, lorsqu'on utilise une rangée d'écrous sertis sur une bride annulaire du rotor, sur lesquels on peut fixer de l'extérieur des vis, à têtes de différentes longueurs, constituant des masselottes d'équilibrage, ce type de solution présente également des inconvénients, notamment, outre le risque de perte des vis, la création, en fonctionnement, d'un phénomène de "barratage" dans l'air de l'enceinte qui devient inacceptable, notamment dans des parties chaudes de turbomachine, comme, par exemple, dans l'application à une partie du rotor située dans l'enceinte de chambre de combustion. Le dispositif de correction de balourd d'un rotor de turbomachine conforme à l'invention -épondant à ces différents problèmes, tout en évitant les inconvénients précédemment rencontrés, est caractérisé en ce que chaque masselotte comprend deux parties susceptibles d'être réunies par un moyen de solidarisation S vis et est disposée dans un logement annulaire,. ménagé sur ledit rotor et comportant une ouverture d'introduction de chacune desdites parties de masselottes ainsi qu'une pluralité d'encoches régulièrement réparties et susceptibles de coopérer avec un élément de verrouillage porté par chaque masselotte. Avantageusement ledit élément de verrouillage -est constitué par un ergot ou un téton porté par une languette élastique solidaire d'une face latérale ou d'une face radialement extérieure de masselotte et au droit de laquelle une fente annulaire est ménagée dans la paroi dudit logement. Avantageusement aussi, ledit élément de verrouillage est susceptible de coopérer avec l'extrémité d'une tige de réglage in situ qui est introduite par des trous de passage ménagés dans les carters de turbomachine au niveau du dispositif. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente, dans une vue en coupe longitudinale par un plan passant par l'axe de rotation de la turbomachine, une partie de turbomachine comportant un dispositif de correction de balourd selon un premier mode de réalisation de i'invention appliqué à l'arbre du rotor haute-pression de la turbomachine:: - la figure 2 représente, dans une vue en perspective, une masselotte d'équilibrage appartenant au dispositif de correction de balourd représenté à la figure 1 - la figure 3 représente, dans une vue partielle en perspective, les éléments de l'arbre de rotor hautepression formant le logement des masselottes du dispositif de correction de balourd représenté à la figure 1 - la figure 4 représente, dans une vue analogue à la figure 1, en coupe longitudinale par un plan passant par l'axe de rotation de la turbomachine, une partie de turbomachine comportant un dispositif de correction de balourd selon un deuxième mode de réalisation de l'invention appliqué à l'arbre du rotor haute-pression de la turbomachine - la figure 5 représente, dans une vue partielle e perspective, analogue à la figure 2, une masselotte d'équilibrage appartenant au dispositif de correction de balourd représenté à la figure 4 - la figure 6 représente, dans une vue partielle en perspective, analogue à la figure 3, les éléments de l'arbre de rotor haute-pression formant le logement des masselottes du dispositif de correction de balourd représenté à la figure 4. Selon un premier mode de réalisation d'un dispositif de correction de balourd conforme à l'invention, représenté sur les figures 1 à 3, un arbre 1 appartenant au rotor haute-pression de la turbomachine comporte notamment une bride annulaire 2, située dans l'exemple représenté aux dessins, au niveau longitudinal de la chambre de combustion de la turbomachine. Dans-ladite bride 2 est ménagé un logement annulaire 3, limité, de son côté aval, défini par rapport au sens normal de circulation des gaz dans la turbomachine, par une paroi annulaire latérale 4 qui ménage, du côté radialement interne, une fente annulaire 5, comme elle est plus clairement visible sur la figure 3. Ledit logement 3 présente en section une forme générale rectangulaire.Ladite paroi latérale 4 comporte une pluralité d'encoches 6 régulièrement réparties dans le sens périphérique ainsi qu'une ouverture 7 plus longue, toutes s'ouvrant sur ladite fente 5. Dans ledit logement 3,-sont placées deux masselottes 8. Comme représenté plus en détails sur la figure 2, chaque masselotte 8 est constituée de deux parties- de masselottes 8a et 8b qui sont réunies par des vis telles que 9. Une partie de masselotte 8a porte une languette élastique 10 munie, notamment à une extrémité, d'un ergot 11, voisin d'une oreille 12 dans laquelle est ménagé un perçage 13. Une masselotte 8 présente une forme générale parallélépipédique, prolongée par la languette 10. Pour le montage, chaque partie de masselotte, respectivement 8a et 8b, est introduite par l'ouverture 7 dans le logement 3 de l'arbre haute pression 1 puis les deux parties sont réunies solidairement par les vis 9, rendant, à partir de ce moment, impossible une sortie accidentelle de la masselotte 8 par l'ouverture 7 moins longue que ladite masselotte. Le dispositif de correction de balourd conforme à l'invention comporte, en vue de faciliter la mise en oeuvre de l'équilibrage, un moyen complémentaire constitué par une tige de réglage 14 qui passe à travers un perçage 15 ménagé dans le carter externe 16 de l'enceinte de chambre de combustion et à travers un perçage 17 du carter interne 18 de l'enceinte de chambre de combustion et dont l'extrémité 19 est susceptible de coopérer avec le perçage 13 de la languette 10 de masselotte. Pour placer les masselottes 8, respectivement chacune dans une position périphérique déterminée de manière à obtenir la correction du balourd en fonction des résultats de mesures effectuées par ailleurs et selon une méthode et en utilisant des moyens, respectivement connus en soi, par exemple en captant les vibrations in situ, on appuie l'extrémité de la tige 14 s* la languette élastique 10 de manière à libérer l'ergot 11. On fait ensuite tourner le rotor manuellement jusqu'a placer la masselotte 8 dans la position recherchée et la pression exercée sur la languette 10 est alors relachée et ladite languette 10 enreprenant élastiquement sa position initiale enclenche l'ergot ll dans une encoche 6, verrouillant ainsi les masselottes 8 respectivement dans leur position angulaire recherchée.L'écart entre deux encoches 6 est déterminé en fonction de la précision recherchée et peut être, par exemple, de 10 à 15 degrés. De même, la masse d'une masselotte 8 est également choisie en fonction des autres paramètres de l'application concernée, notamment le rayon sur lequel les masselottes sont placées. Le deuxième mode de réalisation du dispositif de correction de balourd conforme à l'invention, représenté sur les figures 4 à 6, sera décrit en donnant aux éléments identiques ou analogues à ceux utilisés dans le premier mode une référence augmenté d'une centaine. On retrouve ainsi par conséquent un arbre 101 de rotor haute-pression comportant une bride 102 et son logement annulaire 103 qui présente une section en queue d'aronde, ouverte à sa partie radialement extérieure par une fente 105 qui relie une ouverture 107 d'introduction de chaque partie de masselotte et des encoches 106. Les deux masselottes 108 sont également en deux parties 108a et 108b qui sont réunies solidairement par une vis 109 et elles présentent en section transversale la forme générale complémentaire dudit logement 103, leur face de base 108c radialement intérieure étant rectangulaire. Une partie de masselotte 108a a sa face radialement extérieure 108d prolongée par une languette élastique 110 portant à son extrémité un téton 111. L'autre partie de masselotte 108b comporte sur sa face radialement extérieure un évidement ouvert 108e dans lequel ladite languette 110 est susceptible d'être abaissée, de manière à libérer le téton de verrouillage 111 de l'encoche 106. Le montage des masselottes est similaire au premier mode de réalisation précédemment décrit. Chaque partie de masselotte, respectivement 108a et 108b, est introduite par l'ouverture 107 dans le logement 103 de l'arbre hautepression 101 puis les deux parties sont réunies solidairement par la vis 109. De même, la mise en oeuvre de l'équilibrage s'effectue de manière similaire à ce qui a été décrit pour le premier mode de réalisation. Une tige 114 passe par des perçages 115 et 117 respectivement ménagés sur le carter externe 116 et le carter interne 118 de l'-enceinte de chambre de combustion et on appuie l'extrémité 119 de la tige 114, présentant une forme complémentaire de celle du téton 111, sur ledit téton 111 pour le libérer de l'encoche 106 et on fait tourner le rotor manuellement jusqu'à donner à chaque masselotte la position angulaire qui a été précédemment déterminée de manière connue afin d'obtenir la correction recherchée du balourd. On relache alors le téton 111 et la languette 110, en reprenant élastiquement sa position de repos, enclenche-le téton 111 dans une encoche 106, verrouillant ainsi les masselottes 108, respectivement dans leur position angulaire recherchée. Il ressort de cette description que la correction de balourd obtenue présente une grande simplicité de manoeuvre. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de correction de balourd d'un rotor de turbomachine, comprenant deux masselottes (8 ; 108) déplaçables, caractérisé en ce que chaque masselotte (8 ; 108) comprend deux parties (ta, 8b ; lOSa, 108b) susceptibles d'être réunies par un moyen de solidarisation à vis (! ; 109) et est disposée dans un logement annulaire (3 ; 103), ménagé sur ledit rotor et comportant une ouverture (7 ; 107) d'introduction de chacune desdites parties (8a, 8b ; 108a, 10bu) de masselotte ainsi qu'une pluralité d'encoches (6 ; 106) régulièrement réparties et susceptibles de coopérer avec un élément de verrouillage (11 ; 111) porté par chaque masselotte (8 ; 108). 2 - Dispositif de correction de balourd selon la revendication 1 dans lequel une (8a) des deux parties de chaque masselotte (8) porte une languette élastique (10) munie d'un ergot (11) qui constitue ledit élément de verrouillage et coopère avec une desdites encoches (6) ménagées sur une paroi annulaire (4), latérale, orientée radialement dudit logement (3), ladite paroi latérale (4) comportant également ladite ouverture d'introduction (7) et ménageant une fente annulaire (5) à travers laquelle déborde ladite languette (10). 3 - Dispositif de correction de balourd selon la revendication 1 dans lequel ledit logement annulaire (103) a la forme d'une gorge présentant une section en queue d'aronde, ouverte à sa partie radialement extérieure par une fente annulaire (105) qui relie lesdites encoches (106) et ladite ouverture d'introduction (107), et ledit élément de verrouillage est constitué d'un téton (111) porté par une languette élastique (110) solidaire de l'une (108a) des deux parties de chaque masselotte, sur sa face radialement extérieure (108d). 4 - Dispositif de correction de balourd selon la revendication 2 dans lequel ladite languette (10) de masselotte comporte une extrémité et au voisinage dudit ergot (11) une oreille (12) dans laquelle est. ménagé un perçage (13) susceptible de coopérer avec l'extrémité (19) d'une tige t14) de réglage in situ qui est introduite par des trous de passage (15, 17) ménagés dans les carters (16, .18) de turbomachine au niveau dudit dispositif. 5. Dispositif de correction de balourd selon la revendication 3 dans lequel ledit téton (lll) est susceptible de coopérer avec l'extrémité (119) d'une tige (114) de réglage in situ qui est introduite par des trous de passage (115, 117) ménagés dans les carters (116, 118) de turbomachine au niveau du dispositif.