Brevet FR2990240A1 — publié le 20131108

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention porte sur le démontage d'un moteur à turbine à gaz, notamment sur le démontage de l'écrou de liaison du rotor haute pression au palier avant dans un turboréacteur à double corps et à soufflante avant. ETAT DE LA TECHNIQUE Un turboréacteur à double corps et à soufflante avant comprend deux rotors coaxiaux supportés par des paliers logés dans les moyeux de deux éléments de carter structuraux : désignés dans le domaine carter intermédiaire et carter d'échappement. A l'avant du moteur, les paliers sont montés dans le carter intermédiaire et à l'arrière un ou plusieurs paliers sont logés dans le carter d'échappement. Dans un moteur tel que le CFM56, les ensembles tournants sont ainsi montés sur cinq paliers : trois à l'avant et deux à l'arrière. A l'avant, l'arbre de soufflante et l'arbre du rotor basse pression, BP, sont montés respectivement dans les deux premiers paliers. Le rotor haute pression, HP, est supporté par le palier N°3, en aval des deux premiers. A l'arrière, ce même rotor HP est supporté par un palier inter-arbre et l'arbre du rotor BP est supporté par un palier monté dans le moyeu du carter d'échappement. Chaque moteur, après une période de fonctionnement, est envoyé à l'atelier pour une révision complète par exemple, où il est démonté entièrement et où chaque pièce est nettoyée, réparée ou bien remplacée le cas échéant. Le démontage comprend plusieurs étapes dont celle du module de turbine BP à l'arrière puis celle du module constitué par le corps HP. Le rotor du corps HP comprend un tourillon à l'amont qui est retenu dans le palier N°3 par un écrou de liaison qu'il faut dévisser. Cette opération présente en soi une certaine difficulté en raison de la position centrale dans le moteur et la faible accessibilité de cette pièce. L'écrou de liaison est une pièce cylindrique, filetée, dont la fonction est d'immobiliser l'extrémité amont du rotor HP par rapport à la bague interne du roulement à billes du palier. Cet écrou de liaison comprend quatre dents découpées dans la paroi cylindrique, et situées dans le prolongement amont de la partie filetée. La procédure standard passe par le démontage du module de turbine BP à l'arrière et l'extraction de l'arbre BP par l'arrière également. On accède à l'écrou de liaison par le passage central, libéré par l'arbre BP. Après mise en place d'un dispositif se substituant au palier qui a été enlevé et d'un tube de guidage interne, un outil de forme appropriée, pourvu de deux ergots amovibles en extrémité d'un tube cylindrique est introduit dans ce passage jusqu'au niveau de l'écrou de liaison puis les deux ergots sont déployés radialement de manière à ce qu'ils viennent en prise contre deux des quatre dents de l'écrou. Le rotor HP étant immobilisé en rotation par une cale, la rotation de l'outil autour de son axe permet le dévissage de l'écrou. Cette opération est délicate dans la mesure où il ne faut pas endommager les dents de l'écrou de liaison ni déformer ce dernier. Les directives du constructeur de la machine prescrivent l'application d'un couple maximum dans ce but. Si l'écrou de liaison ne peut être dévissé par ce moyen, la procédure consiste alors à démonter l'ensemble de la soufflante avec le compresseur basse pression pour avoir accès à l'écrou de liaison par l'avant du moteur. Une fois cet accès dégagé, un outil de forme appropriée est introduit le long de l'axe du moteur jusqu'à atteindre l'écrou. La tête de l'outil est adaptée à la forme de l'ensemble des dents de l'écrou ce qui permet d'appliquer un couple plus important que précédemment et augmenter les chances de parvenir à le desserrer. Cependant, si l'écrou de liaison ne peut toujours être extrait par cette opération, il est alors nécessaire de le couper. On cherche à éviter la découpe de l'écrou qui est onéreuse, car non seulement il faut remplacer ce dernier mais les copeaux et la limaille produits risquent de venir polluer l'engrenage situé dans l'environnement immédiat ce qui impliquerait un démontage et un nettoyage de ces pièces. Cet engrenage, désigné IGB, a pour fonction d'entrainer le bras radial relié à la boîte d'engrenages, AGB, supportant les accessoires. Avec l'augmentation de la durée ou du nombre de cycles de fonctionnement des moteurs, et l'utilisation de ceux-ci, le cas échéant, dans un environnement agressif, on constate que le démontage conduit maintenant plus souvent à la découpe de l'écrou de liaison en raison du grippage de l'écrou. Le grippage de l'écrou est dû à plusieurs facteurs : - Cokéfaction de la graisse résultant d'un échauffement de la pièce, - Déformation de l'écrou au desserrage, due aux efforts de torsion générés par le dépassement de la limite du couple toléré, - Oxydation des parties de l'écrou formant les pistes de centrage avec le tourillon et la bague interne du roulement du palier. Le présent déposant s'est fixé comme objectif la mise au point d'un procédé de démontage d'un moteur, évitant autant que possible d'en venir à la découpe de l'écrou. EXPOSE DE L INVENTION L'invention concerne un turboréacteur à double corps et à double flux comportant une soufflante avant, un carter intermédiaire, un module HP avec un rotor HP et un module de turbine BP. Le carter intermédiaire ayant un palier support du rotor HP, ce dernier est retenu dans le palier par un écrou de liaison. Le procédé comporte une étape d'introduction d'un outil de dévissage de l'écrou de liaison après avoir dégagé l'accès à l'écrou, avec une étape de chauffage préalable de l'écrou avant la mise en action de l'outil de dévissage. La présente invention porte ainsi sur un procédé pour chauffer une pièce cylindrique logée à l'intérieur d'un espace tubulaire de turbomachine, l'espace tubulaire étant ouvert à une extrémité. Ce procédé est caractérisé par le fait que l'on dispose à l'intérieur de l'espace tubulaire en l'introduisant par ladite extrémité jusqu'à l'intérieur de la pièce cylindrique, un élément tubulaire présentant un moyen de production de gaz chaud et une ouverture radiale à proximité de la pièce cylindrique. On met en action ledit moyen pour produire un gaz chaud qui est guidé dans l'élément tubulaire et dont li sort radialement par l'ouverture en direction de la pièce cylindrique. Ce procédé entre dans le cadre du procédé de démontage de l'écrou de liaison, la pièce cylindrique étant l'écrou de liaison du rotor HP au palier logé dans le carter intermédiaire et l'élément tubulaire étant introduit par l'extrémité du côté turbine, le long de l'espace annulaire libéré par le module BP que l'on a au préalable démonté. On chauffe l'écrou de liaison jusqu'à une température limite tolérée par les matériaux environnants l'écrou et de manière à éviter la dilatation des autres pièces moteurs. Un chauffage préalable à température modérée permet de ramollir les huiles cokéfiées collant ensemble le filetage de l'écrou à celui du tourillon et aussi de permettre une dilatation différentielle entre les éléments cylindriques en contact l'un avec l'autre par des portées ajustées serrées. La présente invention porte aussi sur le dispositif de chauffage permettant la mise en oeuvre du procédé. Il comprend un chariot sur lequel est monté un élément tubulaire apte à être introduit dans ledit espace tubulaire avec d'un côté un moyen pour produire un gaz chaud dans l'élément tubulaire et une ouverture latérale à distance dudit côté. Conformément à une autre caractéristique, l'élément tubulaire est solidaire d'une plateforme mobile verticalement permettant un ajustement en hauteur. De préférence, l'élément tubulaire est mobile en rotation autour d'un axe horizontal entre une position verticale inactive et une position horizontale active. Il comporte par ailleurs un moyen de calage et de repérage. Le dispositif permet ainsi un chauffage efficace tout en répondant aux impératifs de sécurité pour le moteur et les personnes. Il est à noter que l'utilisation de cet outillage se fait à l'aveugle, et que malgré cela toutes les opérations peuvent être menées de manière sécurisée pour le personnel le servant. Le procédé de démontage de l'écrou de liaison comprend quant à lui les étapes selon lesquelles on introduit un outil de dévissage arrière. L'outil comporte de préférence un tube et une pluralité de doigts escamotables entre une position où ils sont logés dans le tube permettant l'introduction du tube jusqu'au niveau de l'écrou et une position où ils sont déployés radialement pour venir en contact avec les dents de l'écrou. On applique ensuite un couple de dévissage sur l'outil, le couple étant maintenu à une valeur inférieure à celle où les efforts sur les dents de l'écrou risqueraient de les endommager. Selon une autre manière d'effectuer le démontage, soit après une tentative infructueuse par l'arrière, soit directement, on procède au démontage de la soufflante de manière à dégager ledit écrou de liaison à l'avant et à la mise en place d'un outil de dévissage avant pour l'application d'un couple de dévissage de l'écrou. De préférence l'outil de dévissage avant comprend un élément tubulaire pourvu de dents de forme complémentaire à celle des dents de l'écrou de liaison ; on met en place l'élément tubulaire sur l'écrou et on applique un couple de dévissage. On dispose avantageusement l'élément tubulaire dans un support rapporté sur le carter du moteur, le dit support formant un appui pour l'application du couple de dévissage. Il est nécessaire également d'immobiliser le rotor du module HP. Dans ce but, le module de turbine BP étant démonté, on immobilise en rotation le rotor HP par un élément tubulaire engagé dans l'espace dégagé par le module BP et fixé par une extrémité au carter du module HP et à l'autre extrémité rendu solidaire en rotation du rotor HP. Par mesure de sécurité, lorsqu'une résistance au dévissage est constatée, on vérifie au moyen d'une clé dynamométrique à cassure, calibrée au couple maximal toléré si l'écrou n'est pas grippé. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES On décrit maintenant plus en détail le procédé de démontage de l'écrou de liaison intégrant le chauffage selon l'invention, selon une mise en oeuvre donnée à titre d'exemple non limitatif, la description étant faite en référence au dessins joints en annexe et sur lesquels La figure 1 est une représentation en coupe axiale d'un moteur auquel s'applique le procédé de l'invention ; La figure 2 est une vue en demi coupe axiale montrant in situ l'écrou de liaison du rotor HP au palier avant et qu'il faut démonter. La figure 3 est une vue schématique de côté du moteur en cours de démontage ; Les figures 4 et 5 représentent un exemple de réalisation du dispositif de chauffage de l'écrou. DESCRIPTION DETAILLEE DE L INVENTION La coupe de la figure 1 représente un turboréacteur 1 à double corps et soufflante avant. De la droite vers la gauche de la figure, c'est-à-dire de l'amont vers l'aval dans le sens des flux gazeux, on distingue le rotor de la soufflante 2 à l'intérieur du carter de soufflante 2'. Le canal de soufflante délimité par le carter se divise en deux canaux annulaires concentriques, l'un pour le flux primaire traversant le moteur, l'autre pour le flux secondaire qui est éjecté sans avoir été réchauffé. Le flux primaire est comprimé dans le compresseur de gavage basse pression puis dans le compresseur HP 3. Il est admis dans la chambre de combustion 4 où il est chauffé par combustion d'un carburant. Les gaz chauds qui en sont issus sont distribués successivement dans la turbine HP 5 et la turbine BP 6 avant d'être éjectés. Les rotors sont supportés dans les deux carters structuraux que sont le carter intermédiaire 7 - auquel est fixé à l'amont le carter de soufflante - et le carter d'échappement 8 à l'arrière. Le rotor de soufflante 2 avec le compresseur de gavage et la turbine BP 6 sont reliés par un arbre de turbine BP 6'. L'arbre de turbine 6', la turbine 6 avec son carter forment avec le carter d'échappement 8, le module de turbine BP 60. Le compresseur HP 3 et la turbine HP 5 forment le rotor HP 35 à l'intérieur du corps ou module HP 40. Celui-ci comprend également la chambre de combustion 4. Le rotor HP 35 est monté à l'amont dans le palier P3 qui est supporté dans le moyeu du carter intermédiaire 7. A ce niveau se trouve également la boite d'engrenages dite IGB pour l'entraînement de la boîte à engrenages des accessoires, dite AGB, par l'intermédiaire d'un arbre radial logé dans un bras du carter intermédiaire. La figure 2 montre plus en détail cette partie du moteur ; l'extrémité amont du rotor 35 est logée dans la bague intérieure P3i du roulement du palier P3 avec interposition du corps cylindrique du pignon 9 de l'engrenage IGB. L'écrou de liaison 20 est vissé en 21 à l'extrémité du rotor 35 et immobilise axialement ce dernier par rapport au carter intermédiaire. L'écrou de liaison 20 est ainsi une pièce cylindrique avec un filetage intérieur 21, une piste de centrage extérieure 23 et des dents 22 dans le prolongement axial vers l'amont de sa paroi cylindrique. Le démontage du module HP 40 comprend la dépose préalable du module BP 60 pour libérer l'accès à l'écrou 20 et la mise en place d'un disque 70 de retenue du rotor HP dans son carter. Ce disque vient se substituer au palier inter-arbre aval qui a été enlevé avec le module BP 60. L'état du moteur est représenté schématiquement sur la figure 3. L'avant, carter de soufflante et carter intermédiaire, est fixé à un bâti et la partie arrière qui est à détacher du carter intermédiaire est le module HP 40. Il est accroché à une poutre 90 suspendue à un palan. L'étape suivante consiste à introduire dans le tube de guidage 41 mis en place dans l'espace central libéré par l'arbre de la turbine BP, le moyen de chauffage de l'écrou de liaison 20. Ce moyen 100, conforme à l'invention, est décrit ci-après. Il comprend un chariot 101 monté sur roulettes et avec une paroi verticale 103, pourvue de rails 105 verticaux guidant une plate forme 107 mobile verticalement. La plate forme est suspendue à un filin qui est relié par un jeu de poulies à un treuil 109 à commande manuelle permettant d'en régler la hauteur. La plateforme 107 supporte l'ensemble chauffant composé d'un moyen de production d'un gaz chaud tel qu'une chaufferette 110 et d'un élément tubulaire creux 112. La chaufferette est disposée à l'extrémité proximale du tube pour produire un flux d'air chaud dans le tube 112 creux dirigé vers son autre extrémité. Celle-ci est ouverte latéralement avec des lumières 114 découpées dans la paroi du tube 112 autour de son axe. L'ensemble chauffant comprend aussi un moyen de repérage et de calage en position du tube lorsqu'il est introduit dans le moteur. Ce moyen est formé ici de deux saillies 113 sur une plaque transversale qui coopèrent avec des encoches ménagées dans le disque de retenue 70. L'ensemble chauffant est monté sur la plateforme par l'intermédiaire d'un axe 115 de rotation horizontal de manière à ce qu'on puisse l'orienter dans une position verticale de rangement, où il est escamoté dans le chariot, ou bien dans une position active horizontale. La position angulaire de l'ensemble chauffant est commandée par un volant 116 disposé latéralement sur le chariot Un mécanisme approprié transmet le mouvement de rotation du volant à la rotation de l'ensemble chauffant autour de l'axe horizontal 115. Pour chauffer l'écrou 20 on place le chariot face au moteur dans l'axe de celui-ci, l'élément de chauffage est mis à l'horizontale et introduit dans le tube de guidage 41 jusqu'à ce que les saillies 113 viennent en butée dans leur logement respectif ménagé dans le disque de retenue 70. L"extrémité du tube est alors à la hauteur de l'écrou On met la chaufferette en service et l'air chaud est insufflé au travers des lumières 114 du tube en direction de l'écrou. On contrôle la montée en température de l'écrou, elle ne doit pas dépasser 130°C. Lorsque la température est atteinte, la chaufferette est désactivée et le chariot retiré et remisé. Après le chauffage de l'écrou, la seconde étape vise le dévissage de l'écrou soit au moyen d'un outillage spécifique de démontage par l'arrière du moteur soit au moyen d'un outillage spécifique de démontage par l'avant. . Le procédé de l'invention est ainsi une amélioration par rapport à la technique antérieure car le chauffage de l'écrou 20 ne faisait pas partie des opérations de démontage. REVENDICATIONS1. Procédé pour chauffer une pièce cylindrique (20) logée à l'intérieur d'un espace tubulaire de turbomachine, l'espace tubulaire étant ouvert à une extrémité, caractérisé par le fait que l'on dispose à l'intérieur de l'espace tubulaire en l'introduisant par ladite extrémité jusqu'à l'intérieur de la pièce cylindrique, un élément tubulaire (112) présentant un moyen (110) de production de gaz chaud et une ouverture latérale (114) à proximité de la pièce cylindrique (20) et on met en action ledit moyen pour produire un gaz chaud qui est guidé dans l'élément tubulaire dont il sort radialement par ladite ouverture en direction de la pièce cylindrique. 2. Procédé selon la revendication précédente, la pièce cylindrique (20) étant l'écrou de liaison du rotor HP au palier du carter intermédiaire d'un turboréacteur à double corps et soufflante avant, le module BP du turboréacteur ayant étant démonté, selon lequel l'élément tubulaire est introduit par l'extrémité du côté turbine, le long de l'espace annulaire libéré par ledit module. 3. Procédé selon la revendication précédente, selon lequel on chauffe l'écrou (20) de liaison jusqu'à une température limite tolérée par les matériaux environnants l'écrou. 4. Dispositif de chauffage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comprenant un chariot (101) sur lequel est monté un élément tubulaire (112) apte à être introduit dans ledit espace tubulaire avec d'un côté un moyen (110) pour produire un gaz chaud dans l'élément tubulaire et une ouverture latérale (114) à distance dudit côté. . Dispositif de chauffage selon la revendication 4 dont l'élément tubulaire (112) est solidaire d'une plateforme (107) mobile verticalement permettant un ajustement en hauteur. 6. Dispositif de chauffage selon la revendication 5 dont l'élément tubulaire (112) est mobile en rotation autour d'un axe horizontal (115) entre une position verticale inactive et une position horizontale active. 7. Dispositif de chauffage selon l'une des revendications 4à 6 dont l'élément tubulaire comporte un moyen de calage et de repérage (113).