Brevet FR3043774A1 — publié le 20170519

Montage d'essai pour palier à roulement de turbomachine Domaine de l'invention La présente invention concerne le domaine des essais de machines ou de pièces dont elles font partie. Elle vise un dispositif permettant la calibration de jauges collées sur la bague extérieure souple d'un palier de turbomachine, notamment d'un palier de moteur à turbine à gaz. Etat de la technique La figure 1 montre un exemple de palier visé par l'invention. Il s'agit d'un palier supportant un rotor de turbine dans un moteur à turbine à gaz du domaine aéronautique. L'arbre de turbine et la turbine elle-même ne sont pas représentés. Le palier 1 comprend une bague intérieure 10, qui vient sur l'arbre de turbine dont elle est solidaire, une bague extérieure 12, montée à l'intérieur d'un porte palier statorique 3 dont elle est solidaire, et, entre les deux bagues, une cage de roulements 11 permettant la rotation de la bague intérieure par rapport à la bague extérieure. Les roulements peuvent être à billes ou à rouleaux. Pour assurer le contrôle en fonctionnement des efforts auquel le palier est soumis, des jauges de contraintes sont placées sur la bague extérieure 12. Ces jauges de contraintes doivent être calibrées au cours du montage de la machine. A cet effet, on utilise une installation de calibration dans laquelle on reproduit les efforts appliqués par l'arbre en rotation sur la bague extérieure. L'ensemble que forment la bague extérieure et le support de palier est placé dans un montage de calibration. Ce montage représenté sur la figure 2 comprend une platine 20, fixée au châssis de la machine de calibration et sur 3043774 2 laquelle repose le support de palier 3 avec la bague extérieure 12 du palier 1, la bague intérieure et la cage de roulement ayant été ôtés au préalable. Un crochet 22 est mobile parallèlement à la platine 20 au moyen d'un vérin 23. Ce crochet 22 comprend un axe 21, de forme cylindrique et perpendiculaire à l'axe du 5 crochet 22, qui est engagé dans l'espace intérieur à la bague 12 du palier coaxialement à celle-ci. Une pièce cylindrique 31, que l'on désigne par la suite faux roulement, est disposée entre le crochet et la bague 12. Quand le vérin 23 est mis en pression, le crochet exerce un effort contre la piste intérieure de la bague extérieure 12 par le biais du faux roulement. Cet effort correspond ainsi à 10 la charge appliquée par l'arbre de la turbine sur la bague extérieure 12 et les jauges qui lui sont solidaires. De cette façon il est possible de calibrer ces dernières. Il se pose cependant le problème suivant lorsque l'entreprise qui assure le montage de la turbine n'est pas celle qui fabrique le palier 1. La première 15 entreprise communique à la seconde des spécifications sur le palier 1 comportant, entre autres, le diamètre intérieur de la bague intérieure 10 pour le montage de l'arbre de la turbine et le diamètre extérieur pour la bague extérieure 12 pour le montage dans le support de palier. Ces spécifications sont nécessaires au montage du palier que la première entreprise reçoit de son 20 fournisseur. Le diamètre intérieur de la bague extérieure 12 n'en fait pas partie dans la mesure où l'appairage de la bague extérieure avec l'ensemble formé du roulement et de la bague intérieure revient à la seconde entreprise, le fournisseur. Il s'ensuit que la première entreprise ne dispose pas de cette information lorsqu'elle doit procéder à ce montage. 25 En outre les mesures effectuées font apparaître une dispersion relativement importante de la valeur du diamètre de la piste intérieure de la bague 12, de l'ordre du 2/10ème de millimètre. Pour respecter le jeu de 3043774 3 montage de l'essai, il est alors nécessaire de prévoir une pièce spécifique à chaque calibration. De ce fait, pour chaque pièce testée il est nécessaire de caractériser le diamètre de la piste intérieure de la bague extérieure avant de pouvoir usiner le 5 diamètre extérieur du faux roulement. Ces opérations ont un impact sur la durée de mobilisation de la pièce testée avant le montage sur moteur. La présente invention vise à réduire le temps dévolu à cette opération de calibration des jauges de paliers. 10 Exposé de l'invention On parvient à réaliser cet objectif avec un montage d'essai pour palier à roulement de turbomachine comprenant un faux roulement guidé par un crochet, apte à être engagé dans une bague extérieure d'un palier et exercer un 15 effort radial sur celle-ci, le palier étant dépourvu de bague intérieure et de roulement. Ce montage est caractérisé par le fait que le faux roulement est agencé pour être extensible radialement de façon à permettre l'ajustement de son diamètre extérieur au diamètre d'une piste intérieure de ladite bague extérieure. 20 En rendant la pièce, formant le faux roulement, extensible radialement on résout simplement le problème d'adaptation ; il n'est pas besoin de procéder à la mesure précise du diamètre de la piste intérieure de la bague ni à usiner le diamètre extérieur du faux roulement. Conformément à un mode de réalisation le faux roulement est 25 cylindrique et comprend au moins deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre. Plus particulièrement, le faux roulement est en deux parties avec interposition d'au moins une cale de réglage. Il suffit ainsi de choisir une cale à 3043774 4 la bonne épaisseur pour obtenir le diamètre requis ou d'avoir des cales d'épaisseur standard et de superposer les cales pour obtenir le diamètre requis. Pour faciliter le montage, le faux roulement est monté entre deux couronnes et, notamment, les couronnes comportent des orifices agencés pour 5 permettre le réglage en extension des parties du faux roulement. Ils sont par exemple de forme oblongue. Conformément à une autre caractéristique, le faux roulement comprend une surface d'appui interne du crochet, notamment en forme de bourrelet, agencée pour réduire des moments (appliqués par le crochet) sur la bague 10 extérieure. Cet agencement permet de ne pas introduire d'effort parasite sur la bague extérieure souple pendant l'opération de calibration. Conformément à une autre caractéristique, l'une des couronnes comprend deux tiges. Cette disposition permet de positionner correctement la partie mobile du faux roulement par rapport au crochet du vérin en faisant 15 office de détrompeur. Le vérin est agencé de façon que l'effort exercé par le crochet soit orienté perpendiculairement à l'axe du palier. La présente demande vise enfin à protéger l'utilisation du montage présenté ci-dessus pour calibrer des jauges de contraintes disposées sur la bague 20 extérieure de roulement d'un palier de turbomachine. Présentation des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et 25 avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés. 3043774 5 Sur ces dessins : - La figure 1 montre un palier formant support de turbine d'un moteur à turbine à gaz auquel s'applique l'invention ; - La figure 2 montre le montage d'essai pour la calibration de jauges 5 de contrainte de la bague extérieure du palier selon la figure 1 ; - La figure 3 montre l'installation avec le montage d'essai de la figure 2; - La figure 4 montre le faux roulement de l'invention avant son montage tel que représenté sur la figure 2 ; 10 - Les figures 5a 5b, 5c, 5d montrent les éléments constituant le faux roulement de la figure 4. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention. 15 En se reportant à la figure 4 et aux figures 5a à d, le faux roulement 30 comprend deux demi faux roulements 31 à bourrelet, deux cales 32, une couronne inférieure 33 une couronne supérieure 35 et deux tiges filetées 37. Les deux demi faux roulements à bourrelet 31, en forme de demi-anneau cylindrique, forment ensemble une surface extérieure 31a cylindrique de 20 diamètre correspondant au diamètre de la piste intérieure de la bague extérieure 12. Ils présentent à l'intérieur un bourrelet annulaire 3 lb de diamètre suffisant pour y permettre l'introduction du crochet 21. Le bourrelet annulaire 3 lb est situé au niveau de l'application de la charge sur la piste intérieure de la bague extérieure lorsque l'ensemble est en place dans le montage. Deux cales 32 25 viennent combler l'espace entre les deux demi faux roulements à bourrelet 31. Ces deux cales sont formées d'un empilement de films et sont pellables. Leur épaisseur peut être ainsi ajustée. D'autres solutions pour ajuster les cales sont possibles. 3043774 6 Les demi faux roulements à bourrelet 31 sont retenus ensemble par deux couronnes, l'une inférieure 33, l'autre supérieure 35. Des orifices 31c, 33c et 35c sont prévus pour des vis. Ces orifices sont oblongs de manière à pouvoir ajuster l'écartement des deux demi faux roulements à bourrelet 31. 5 Cet ensemble est mis en oeuvre de la façon suivante : Le faux roulement à bourrelet 31 est d'abord usiné à la cote minimale connue des différentes bagues souples disponibles du fournisseur. On déduit au diamètre un jeu donné, par exemple 0,02 mm. La présence du bourrelet 3 lb au niveau du point de contact des rouleaux sur le vrai roulement permet le passage 10 de l'effort de calibration sans transmettre de moment. Le faux roulement est ensuite séparé en deux demi faux roulements pour permettre son extension suivant une direction. Les deux demi faux roulements à bourrelet sont disposés entre les deux couronnes et maintenus par des vis dans les orifices respectifs sans serrage. Le 15 réglage de l'extension est permis par la forme oblongue des orifices sur les couronnes. Ce réglage est effectué à partir du relevé de cote du diamètre réel de la piste intérieure de la bague extérieure souple. Une fois le diamètre souhaité obtenu, les cales pellables 32 sont placées entre les deux demi faux roulements à bourrelet. Leur épaisseur est ajustée par enlèvement de films le composant. 20 Les vis sont serrées pour figer l'assemblage. Ensuite on dispose le faux roulement dans la bague souple extérieure 12 avec le support de palier 3 et ce dernier est fixé à la platine 20. L'ensemble est posé sur le châssis et l'axe 21 du crochet 22 est introduit dans l'espace ménagé à l'intérieur du faux roulement. Les deux tiges 37 25 solidaires de la couronne supérieure de façon indémontable servent de détrompeur. Ils permettent de garantir le bon positionnement en azimut de la bague extérieure par rapport au chargement par le crochet (voir la figure 3 qui montre une vue générale du montage d'essai). 3043774 7 Une fois en place, il est possible de procéder aux opérations de calibration des jauges montées sur la bague extérieure souple. REVENDICATIONS1) Montage d'essai pour palier (1) à roulement de turbomachine comprenant un faux roulement (31) guidé par un crochet (21, 22), apte à être engagé dans une bague extérieure (12) d'un palier et exercer un effort radial sur celle-ci, le palier étant dépourvu de bague intérieure et de roulement, caractérisé par le fait que le faux roulement (31) est agencé pour être extensible radialement de façon à permettre l'ajustement de son diamètre extérieur au diamètre d'une piste intérieure de ladite bague extérieure (12). 2) Montage selon la revendication 1 dont le faux roulement est cylindrique en au moins deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre. 3) Montage selon la revendication 2 dont le faux roulement est en deux demi-faux roulements avec interposition d'au moins une cale (32). 4) Montage selon l'une des revendications 1 à 3 dont le faux roulement est monté entre deux couronnes (33, 35). 5) Montage selon les revendications 3 et 4 prises ensemble dont les couronnes comportent des orifices (33c, 35c) agencés pour permettre le réglage en extension des parties du faux roulement (31). 6) Montage selon l'une des revendications précédentes dont le faux roulement comprend une surface d'appui interne du crochet, notamment en forme de bourrelet (3 lb), agencée pour réduire des moments sur la bague extérieure. 7) Montage selon l'une des revendications précédentes dont le faux roulement est monté avec un moyen avec détrompage. 8) Montage selon la revendication précédente dont l'une des couronnes comprend deux tiges (37) formant moyen de détrompage. 3043774 9 9) Montage selon l'une des revendications précédentes dont le crochet (21) est actionné par un vérin (23) perpendiculairement à l'axe du palier. 10)Utilisation du montage selon l'une des revendications précédentes pour calibrer des jauges de contraintes disposées sur la bague extérieure de 5 roulement d'un palier de turbomachine.