Brevet FR2831624A1 — publié le 20030502

L'invention concerne un support d'arbre cassant à l'apparition d'un balourd. Elle concerne plus précisément un agencement d'arbre tournant portant un équipement à un bout et s'étendant en arrière à partir de l'équipement, l'arbre étant soutenu par un premier palier en arrière de l'équipement et par un deuxième palier en arrière du premier palier, le premier palier étant porté par une enveloppe entourant l'arbre et s'étendant en arrière du premier palier jusqu'à une structure de stator, à laquelle l'enveloppe est bridée par des vis parallèles à l'arbre et fusibles en traction. Un tel agencement est décrit dans FR 2 752 024. L'équipement est par exemple une soufflante de turboréacteur entraînée et supportée par l'arbre d'une turbine à basse pression. Si une aube de la soufflante se rompt, un balourd important se produit sur l'arbre de support de la soufflante, ce qui génère des charges cycliques et des vibrations que le premier palier de support de l'arbre communique aux parties fixes de la machine avec d'importants risques de détériorations. La rupture des vis fusibles en traction entraîne un découplage de l'enveloppe au bout d'un nombre restreint de tours de rotation de l'arbre, dès la présence d'un balourd important, dû par exemple à la rupture d'une aube de soufflante. Dès le découplage de l'enveloppe, le premier palier ne soutient plus la soufflante, et l'arbre de soufflante n'est plus soutenu que par le deuxième palier qui se met à son tour à transmettre les charges cycliques et les vibrations à la structure de stator via son support. FR 2 752 024 prévoit un mode de réalisation dans lequel le support annulaire du deuxième palier est relié à l'enveloppe de support du premier palier. Dans le cas de rupture des vis fusibles en traction, l'extrémité avant de la ligne d'arbre à basse pression devient flottante, et peut osciller assez fortement en direction radiale et éventuellement frotter sur la ligne d'arbre à haute pression qui lui est coaxiale et tourne à une vitesse nettement supérieure, ce qui peut entraîner des dommages pour les deux lignes d'arbres. FR 2 752 024 a également prévu de limiter les débattements de la ligne d'arbre à basse pression après la rupture des vis fusibles en traction, en montant une nervure sur le stator autour de l'enveloppe pour contenir son mouvement, ou une autre nervure fixée au stator, et terminée par des patins situés à l'arrière du deuxième palier et entourant la ligne d'arbre à basse pression à peu de distance d'elle. La nervure entourant l'enveloppe se trouvant à une distance axiale élevée du premier palier, l'enveloppe désolidarisée du stator subit un mouvement giratoire important qui génère des forces axiales sur les deux paliers ce qui ne permet pas de maîtriser les déplacements radiaux de l'arbre à basse pression au niveau du deuxième palier afin d'éviter le frottement entre les deux arbres. Lorsque le débattement de l'arbre à basse pression est limité par les patins de l'autre nervure, situés à peu de distance de l'arbre, il se produit évidemment un frottement entre l'arbre à basse pression et les patins qui peut endommager l'arbre à basse pression. Le but de l'invention est de proposer un agencement d'arbre tel que défini en introduction, qui pallie les inconvénients mentionnés cidessus. L'invention atteint son but par le fait que le deuxième palier est disposé avec un jeu radial dans un alésage d'un support annulaire solidaire de la structure de stator et est bridé audit support annulaire par des vis parallèles à l'arbre et fusibles en cisaillement, grâce à quoi le deuxième palier est susceptible de prendre appui sur ledit support annulaire en cas de rupture desdites vis. Très avantageusement, le jeu radial est calibré de manière à éviter des frottements entre l'arbre et d'autres éléments fixes ou mobiles. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue générale de l'invention, et, la figure 2 montre à plus grande échelle le montage du palier arrière de l'arbre. la figure 1 montre l'extrémité avant d'un arbre 1 d'une turbine à basse pression d'un turboréacteur à double flux d'axe X, qui est supportée par un palier avant 2 et par un palier arrière 3. Cet arbre 1 supporte en porte à faux à l'avant du palier avant 2 une soufflante d'axe X non montrée sur les dessins. Le palier avant 2 est porté par une enveloppe 4 qui entoure l'arbre 1 et qui s'étend en arrière du palier avant 2 jusqu'à une structure de stator 5, sur laquelle elle est unie par une pluralité de vis 6, disposées parallèlement à l'axe X et qui sont fusibles en traction. Ces vis 6 comportent une portion médiane de section réduite qui se rompt lorsque le palier avant 2 subit des charges cycliques en cas de présence d'un balourd par suite de la rupture d'une aube de soufflante. Le palier arrière 3 est disposé dans un alésage 7 d'axe X d'un support 8 rigide, fixé à la structure de stator 5, ou intégré dans la structure de stator 5, et est bridé sur ce support 8 au moyen de vis 9 d'axe X susceptibles de se rompre par cisaillement, lorsque le palier arrière 3 est soumis à des charges cycliques importantes. Ainsi que cela est montré sur la figure 2, l'alésage 7 du support 8 a un diamètre supérieur au diamètre externe de l'élément périphérique externe 10 du palier arrière 3, et cet élément périphérique externe 10 présente une bride annulaire radiale 11 dirigée vers l'extérieur et qui est en appui contre une face latérale du support 8 grâce aux vis 9. Il existe ainsi un jeu radial J entre la paroi périphérique externe 10 et la paroi radialement interne 12 du support 8 qui délimite l'alésage 7. En cas de rupture des vis 9 par cisaillement, le débattement radial du palier arrière 3 est délimité par le jeu radial J, la paroi périphérique externe 10 du palier arrière 3 étant alors en appui contre la paroi radialement interne 12 du support 8. Lorsque la soufflante crée un balourd important, le palier avant 2 subit des charges cycliques, qui sont compensées par des efforts axiaux sur les vis 6 fusibles en traction qui se rompent les uns après les autres au bout d'un très petit nombre de tours de rotation de l'arbre 1. Le palier avant 2 ne porte plus la soufflante, et le palier arrière 3 subit à son tour des charges cycliques qui peuvent entraîner la rupture par cisaillement des vis 9 fusibles en cisaillement. Mais le palier arrière 3 est maintenu en appui radial contre la paroi radialement interne 12 du support 8. Le jeu J est calibré de telle manière que l'arbre 1 de la turbine à basse pression ne frotte pas contre des éléments fixes ou mobiles du turboréacteur et notamment contre l'arbre à haute pression qui relie la turbine à haute pression au compresseur à haute pression, qui est coaxial et extérieur à l'arbre 1 à basse pression, et qui tourne à une vitesse nettement supérieure. Le jeu J sera limité par exemple à 4 mm et de préférence à 3 mm, afin de diminuer très fortement les risques de contact entre les arbres à haut régime du turboréacteur, et de diminuer les efforts à bas régime. REVENDICATIONS 1. Agencement d'arbre tournant portant un équipement à un bout et s'étendant en arrière à partir de l'équipement, l'arbre (1) étant soutenu par un premier palier (2) en arrière de l'équipement et par un deuxième palier (3) en arrière du premier palier (2), le premier palier (2) étant porté par une enveloppe (4) entourant l'arbre (1) et s'étendant en arrière du premier palier (2) jusqu'à une structure de stator (5), à laquelle l'enveloppe (4) est bridée par des vis (6) parallèles à l'arbre (1) et fusibles en traction, caractérisé par le fait que le deuxième palier (3) est disposé avec un jeu radial (J) dans un alésage (7) d'un support annulaire (8) solidaire de la structure de stator (5) et est bridé audit support (8) annulaire par des vis (9) parallèles à l'arbre (1) et fusibles en cisaillement, grâce à quoi le deuxième palier (3) est susceptible de prendre appui sur ledit support (8) en cas de rupture desdites vis (9). 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le jeu radial (J) est calibré de manière à éviter des frottements entre l'arbre (1) et d'autres éléments fixes ou mobiles. 3. Agencement selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le jeu radial (J) est au plus de 3 mm. 4. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'équipement est une soufflante d'entrée de turboréacteur.