Brevet FR3073003A1 — publié le 20190503

Capuchon amovible anti-usure pour secteur de redresseur DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne les distributeurs de turbomachine, et une turbomachine comprenant de tels distributeurs. L'invention concerne la mise en place de matériau anti-usure sur des secteurs d'aubes fixes de distributeur, notamment de turbine. ETAT DE L'ART Dans une turbomachine, la turbine récupère une partie de l'énergie de la combustion des gaz pour le fonctionnement de la soufflante, du compresseur et des accessoires. Une des pièces constitutives de la turbomachine est le distributeur. La figure 1 est une représentation d'un secteur S1 de distributeur de l'art antérieur, en vue amont, et la figure 2 une représentation en vue aval, selon le sens d'écoulement du fluide gazeux dans le distributeur. Chaque secteur comprend une plate-forme externe (non représentée), une plate-forme interne S100, et une ou plusieurs pales S2 dont les extrémités radiales sont fixées respectivement à la plate-forme interne S100 et à la plate-forme externe. Les plates-formes externes des secteurs sont fixées à un carter de la turbomachine, qui permet de fixer la configuration du distributeur. Les différentes sollicitations de la turbine conduisent à des déplacements relatifs des secteurs adjacents du distributeur, selon l'axe longitudinal X-X. Ces déplacements, plus ou moins importants, entraîne une usure des pales du distributeur. Afin de limiter le déplacement relatif des secteurs adjacents du distributeur selon l'axe longitudinal, une protubérance S110 est prévue au niveau d'une extrémité de chaque plate-forme interne S100. Cette protubérance S110 s'étend selon l'axe longitudinal X-X et selon l'axe transversal Y-Y. Cette protubérance S110 est en contact avec une 2 surface S120 de contact, disposée au niveau d'une autre extrémité d'une plate-forme interne de la pièce adjacente. Un alliage de cobalt et de chrome est un matériau adapté aux sollicitations en jeu. 5 Pour cela, un procédé connu consiste à déposer, après fabrication de l'aube, un matériau anti-usure au niveau de certaines zones de frottement par brasage ou chargement, au niveau de la protubérance et au niveau de la surface de contact. Toutefois, ce procédé, qu'on appelle « stellitage », du nom commercial du matériau anti-usure généralement 10 employé, est compliqué et engendre des criques, des zones de fragilité à l'interface entre les deux matériaux et des manques de matière. De plus, ces zones, qui s'usent, doivent être réparées régulièrement. Typiquement, on enlève le reste de matériau anti-usure et on remet une 15 nouvelle couche. Le document FR2993002 décrit un autre type de fixation entre les secteurs, avec notamment un plot, logé dans une encoche et coincé entre deux surfaces opposées, qui fait office de matériau anti-usure. Un autre procédé connu consiste à placer un insert dans l'aube qui, après chauffage, faite partie intégrante de l'aube. Il génère néanmoins des difficultés à l'interfaçage, notamment dues au caractère bi-matériau de l'aube. Il existe ainsi un besoin d'amélioration pour simplifier le « stellitage » de segment de distributeur. PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention propose un ensemble comprenant : - un secteur d'aubes fixes pour distributeur de turbomachine comprenant à une extrémité circonférentielle une protubérance et à une 20 25 30 3 autre extrémité circonférentielle une surface de contact, de sorte que la protubérance d'un secteur vienne en regard de la surface de contact d'un autre secteur adjacent, - un capuchon amovible comprenant une surface avec un matériau anti5 usure, configuré pour être engagé de façon amovible sur la protubérance du secteur, de sorte que le matériau anti-usure soit en contact avec la surface de contact de l'autre secteur. L'invention peut comprendre les caractéristiques suivantes, prises seules 10 ou en combinaison : - le secteur comprend une plateforme interne comprenant un plateau supérieur, sur lequel sont fixées les aubes fixes et un plateau inférieur, relié au plateau supérieur par une entretoise, - la protubérance et la surface de contact se trouve en extrémités du 15 plateau supérieur ou du plateau inférieur, - le matériau anti-usure se présente sous la forme d'une plaquette qui définit alors la surface, - le capuchon est réalisé entièrement en un matériau anti-usure, - le matériau anti-usure comprend du cobalt ou un alliage de cobalt, 20 - le capuchon se présente sous la forme d'un bloc comprenant un évidement borgne formant une cavité apte à recevoir la protubérance, de sorte que la protubérance soit enveloppée par le capuchon, - la surface de contact comprend du matériau anti-usure. 25 L'invention concerne aussi une portion de distributeur de turbomachine comprenant au moins deux ensembles tel que décrits précédemment, définissant ainsi deux secteurs, dans lequel la protubérance d'un des deux secteurs comprend le capuchon amovible mis en place, ce dernier étant engagé avec la surface de contact (120) de l'autre secteur. 30 Enfin, l'invention propose un distributeur comprenant une pluralité de portions telles que décrites précédemment, les portions étant mises bout à bout. 4 PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront 5 de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels : - Les figures 1 et 2 représentent un secteur de distributeur tel qu'existant actuellement, - Les figures 3 et 4 illustrent différentes vues d'un capuchon selon 10 un mode particulier de l'invention, monté sur le secteur, - Les figures 5 et 6 illustrent différentes vues d'un capuchon selon un mode particulier de l'invention, en cours de montage sur un secteur, - Les figures 7 et 8 illustrent différentes vues d'un capuchon selon 15 un mode particulier de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE La description détaillée sera faite sur un secteur de distributeur, par 20 exemple au niveau des étages de turbine. Un distributeur 1 est réalisé par assemblage de plusieurs sections 1 mis bout à bout de manière circonférentielle autour d'un axe X-X de la turbomachine. 25 Chaque section comprend une plateforme interne 100 (qui porte un en général un matériau abradable et permet de réaliser l'étanchéité avec la roue mobile amont et/ou aval) une plateforme externe (non représentée), attachée à un carter, et une pluralité d'aubes 2 dont les 30 extrémités radiales sont attachées aux deux plateformes respectivement. L'aube 2 est la partie qui reçoit le flux d'air issue d'une veine d'air (veine primaire pour une turbine de turbomachine à double flux par exemple). Lorsqu'installée, l'aube 2 s'étend radialement vers 5 l'extérieur par rapport à l'axe longitudinal X-X de la turbomachine. La direction d'extension de la pale 110 définit sensiblement une direction Z- Z. Dans un mode de réalisation, le segment 1 comporte six aubes. 5 La plateforme interne présente une forme de type segment annulaire donc. Les surfaces des plateformes délimitent radialement un canal aérodynamique d'écoulement, appelé veine. 10 Comme illustré en figures 3 à 6, la plateforme interne 100 comprend à une extrémité circonférentielle une protubérance 110, qui s'étend selon la direction Y-Y, c'est-à-dire selon la circonférence. Cette protubérance 110 a la forme d'une saillie légèrement allongée. 15 A l'autre extrémité circonférentielle de la plateforme interne 100, une surface de contact 120 est définie (voir référence S120 sur les figures 1 et 2). Lorsque deux secteurs 1 sont mis côte à côte, la protubérance 110 est axialement en regard de la surface de contact 120 : cela signifie que la protubérance 110 et la surface de contact 120 sont disposées en 20 face l'une de l'autre selon la direction longitudinale X-X. Typiquement, la protubérance 110 est formée dans le prolongement de la plateforme interne 100 selon la direction Y-Y. De la même façon, la surface de contact 120 est typiquement formée par un renfoncement dans la plateforme interne 100, afin de générer le décalage axial 25 nécessaire. La plateforme interne 100 peut comprendre un plateau supérieur 102, séparé d'un plateau inférieur 104 par une entretoise 106. Le plateau supérieur 102 porte les aubes 2 et le plateau inférieur 104 sert par 30 exemple à porter le matériau abradable pour assurer l'étanchéité avec des roues amont et/ou aval. 6 Afin de mieux générer les frottements, un capuchon 200 est prévu. Il peut être emmanché sur (figures 3 et 4) ou enlevé (figures 5 et 6, illustré seul en figures 7 et 8) de la protubérance 110. Le capuchon 200 présente une surface 205 configurée pour être au contact de la 5 surface de contact 120 lorsqu'il est installé sur la protubérance. La surface 205 est réalisée en matériau anti-usure et frotte la surface de contact 120 de la plateforme 100. 10 La capuchon 200 sert donc de fourreau à la protubérance et permet d'installer un matériau anti-usure (appelé « stellite ») sur la plateforme interne rapidement et simplement. Le capuchon 200 enveloppe donc toute l'extrémité de la protubérance, ce qui lui assure une bonne tenue. Son seul degré de liberté est selon 15 l'axe Y-Y, où il vient en butée contre le segment adjacent. Dans un mode de réalisation, le matériau anti-usure 210 se présente sous la forme d'une plaquette rapportée qui définit alors la surface 205. Il suffit alors de changer la plaquette usée pour une nouvelle. 20 Dans un autre mode de réalisation, tout le capuchon 200 est en matériau anti-usure. Ce mode de réalisation a l'avantage d'offrir aussi une meilleure résistance à l'usure engendrée par des déplacements tangentiels, selon la direction Y-Y'. 25 Le capuchon 200 se présente sous la forme d'un bloc avec un évidement 202 borgne ayant un fond 204. L'évidement 202 crée une cavité à l'intérieur de laquelle se loge la protubérance 110. L'évidement 202 a une forme complémentaire à la protubérance 110, 30 afin d'avoir le moins de jeu possible entre les deux. En outre, comme la protubérance n'est généralement pas de section circulaire, l'évidement 202 ne l'est pas non plus et la rotation du capuchon 200 est naturellement empêchée. 7 Grâce au capuchon 200, il n'est pas nécessaire que la surface de contact 120 du segment comprenne un matériau anti-usure. Le « stellitage » est donc simplifié. Toutefois, la stellite étant un matériau très dur, il est 5 préférable d'avoir une surface de contact 120 elle-aussi réalisée dans un matériau anti-usure, généralement le même. Préférablement, la surface de contact 120 est portée elle-aussi par un capuchon. La mise en place du capuchon 200 se fait par insertion en translation 10 selon la direction Y-Y, ce qui est rapide et peu onéreux en main d'oeuvre. On préfère un simple emboitement, sans colle ni autre moyen de fixation. Il suffit d'un opérateur. Une fois le matériau 210 usé, seul le capuchon 200 ou la plaquette est remplacé. 15 En outre, un tel capuchon n'impose pas de revoir la structure du segment 1. En effet, l'épaisseur de stellite posée par brasage (par exemple) est remplacée par l'épaisseur du capuchon 200 et de la surface 205 de matériau anti-usure. 20 Comme matériau anti-usure, on utilise par exemple du cobalt ou un alliage de cobalt. Les figures 7 et 8 illustrent des dimensions, données à titre illustratifs. 25 Par exemple, l'épaisseur de la surface de contact est d'au moins un millimètre pour éviter l'apparition de crique sur le métal. La longueur selon la direction Y-Y doit être suffisante pour assurer le maintien, REVENDICATIONS1. Ensemble comprenant : - un secteur d'aubes fixes (1) pour distributeur de turbomachine comprenant à une extrémité circonférentielle une protubérance (110) et à une autre extrémité circonférentielle une surface de contact (120), de sorte que la protubérance (110) d'un secteur (1) vienne en regard de la surface de contact (120) d'un autre secteur adjacent, - un capuchon amovible (200) comprenant une surface (205) avec un matériau anti-usure (210), configuré pour être engagé de façon amovible sur la protubérance (110) du secteur, de sorte que le matériau anti-usure (210) soit en contact avec la surface de contact (120) de l'autre secteur. 2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le secteur (1) comprend une plateforme interne (100) comprenant un plateau supérieur (102), sur lequel sont fixées les aubes fixes et un plateau inférieur (104), relié au plateau supérieur (102) par une entretoise (106). 3. Ensemble selon la revendication 2, dans lequel la protubérance (110) et la surface de contact (120) se trouve en extrémités du plateau supérieur (102) ou du plateau inférieur (140). 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le matériau anti-usure (210) se présente sous la forme d'une plaquette qui définit alors la surface (205). 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le capuchon (300) est réalisé entièrement en un matériau anti- usure. 9 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le matériau anti-usure (210) comprend du cobalt ou un alliage de cobalt. 5 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le capuchon (200) se présente sous la forme d'un bloc comprenant un évidement borgne formant une cavité apte à recevoir la protubérance (110), de sorte que la protubérance soit enveloppée par le capuchon (200). 10 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la surface de contact (120) comprend du matériau anti-usure. 9. Portion de distributeur de turbomachine comprenant au moins deux 15 ensembles selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, définissant ainsi deux secteurs (1), dans lequel la protubérance (110) d'un des deux secteurs comprend le capuchon amovible (200) mis en place, ce dernier étant engagé avec la surface de contact (120) de l'autre secteur. 20 10. Distributeur comprenant une pluralité de portions selon la revendication 9, les portions étant mises bout à bout.