IMPROVEMENT IN THE RETENTION CAPACITY OF AN ASSYMETRIC HAMMER ATTACHMENT BLADE

AMELIORATION DE LA CAPACITE DE RETENTION D'UNE AUBE A ATTACHE MARTEAU DISSYMETRIQUE

Abrégé français

L'invention concerne un procédé pour améliorer la capacité de rétention d'une aube (1) à attache marteau asymétrique qui s'étend dans une veine conique et dont le pied (2) est retenu dans une gorge périphérique (7) d'un disque (12), ladite gorge comportant une lèvre amont (5) et une lèvre aval (6) présentant des portées (4a, 4b) qui s'étendent dans les plans asymétriques par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation dudit disque et sur lesquelles les surfaces (3a, 3b) des flancs amont et aval dudit pied sont en appui, la portée (4a) de ladite lèvre amont (5) étant raccordée au fond (8) de ladite gorge (7) par une surface arrondie (9a) et le flanc amont comportant au voisinage de ladite surface arrondie un talon (11) situé à l'intérieur d'un cercle géométrique (C) de rayon (R) centré sur l'axe de pivotement possible de ladite aube (1) par suite d'une sollicitation axiale, ledit cercle géométrique (C) découpant dans la lèvre amont (5) un croissant d'épaisseur e, caractérisé par le fait que : a) l'on modifie le raccord entre la portée (4a) de la lèvre amont (5) et le fond (8) de la gorge (7) par enlèvement de matière dudit disque, et b) on équipe ledit disque avec des aubes (3a) dont le flanc amont (3a) présente un talon (31) plus volumineux afin d'augmenter la valeur du rayon (R) et la valeur de la distance e.

Abrégé anglais

The invention relates to a method of improving the retention capacity of a blade (1) having an asymmetrical hammerhead connection and extending in a conical stream, with the root (2) of the blade being retained in a peripheral groove (7) in a disk (12), said groove having an upstream lip (5) and a downstream lip (6) presenting respective bearing surfaces (4a, 4b) that extend in planes that are asymmetrical relative to planes perpendicular to the axis of rotation of said disk, and against which the surfaces (3a, 3b) of the upstream and downstream flanks of said root come to bear (4a), the bearing surface of said upstream lip (5) being connected to the bottom wall (8) of said groove (7) via a rounded surface (9a), and the upstream flank presenting, in the vicinity of said rounded surface, a heel (11) situated inside a circle (C) of radius (R) centered on the axis about which said blade (1) tends to pivot when axial stress is applied thereto, said circle outlining, in the upstream lip, a crescent shape of thickness e, wherein: a) the connection between the bearing surface (4a) of the upstream lip (5) and the bottom wall of the groove (7) is modified by removing material from said disk; and (b) said disk is fitted with blades (3a) in which the upstream flanks (3a) present respective heels (31) of greater volume so as to increase the value of the radius (R) and the value of the thickness e.

Revendications

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REVENDICATION
1. Procédé pour améliorer la capacité de rétention d'une
aube (1) à attache marteau asymétrique qui s'étend dans une veine
conique et dont le pied (2) est retenu dans une gorge périphérique (7)
d'un disque (12), ladite gorge comportant une lèvre amont (5) et une
lèvre aval (6) présentant des portées (4a, 4b) qui s'étendent dans les
plans asymétriques par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de
rotation dudit disque et sur lesquelles les surfaces (3a, 3b) des flancs
amont et aval dudit pied sont en appui, la portée (4a) de ladite lèvre
amont (5) étant raccordée au fond (8) de ladite gorge (7) par une surface
arrondie (9a) et le flanc amont comportant au voisinage de ladite surface
arrondie un talon (11) situé à l'intérieur d'un cercle géométrique (C) de
rayon (R) centré sur l'axe de pivotement possible de ladite aube (1) par
suite d'une sollicitation axiale, ledit cercle géométrique (C) découpant
dans la lèvre amont (5) un croissant d'épaisseur e, caractérisé par le fait
que:
a) l'on modifie le raccord entre la portée (4a) de la lèvre amont
(5) et le fond (8) de la gorge (7) par enlèvement de matière dudit disque,
et
b) on équipe ledit disque avec des aubes (30) dont le flanc
amont (3a) présente un talon (31) plus volumineux afin d'augmenter la
valeur du rayon (R) et la valeur de la distance e.

Description

CA 02472299 2004-06-22
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Amélioration de la capacité de rétention d'une aube ~ attache marteau
dissymétrique
L'invention se rapporte aux disques aubagés de turbomachine,
disposés dans une veine conique, tels que ceux formant les derniers
étages d'un compresseur basse pression d'un turboréacteur double corps
double flux à grand taux de dilution.
Dans les turboréacteurs à grand taux de dilution, le rayon de la
veine du flux primaire diminue de l'amont vers l'aval dans le compresseur
basse pression. La conicité de cette veine est très élevée au niveau des
derniers étages. Les aubes de ces étages s'étendent obliquement dans la
veine par rapport au plan perpendiculaire à l'axe de rotation du
compresseur, c'est-à-dire obliquement par rapport à la direction de la
force centrifuge.
L'invention concerne plus précisément les disques aubagés de
ce type dans lesquels les aubes sont retenues par une attache de type
marteau dans une gorge périphérique du disque, cette gorge étant
délimitée par une lèvre amont et une lèvre aval, dont les surfaces
raccordées au fond de la gorge forment des portées sur lesquelles les
flancs des pieds d'aube sont en appui lors du fonctionnement de la
turbomachine, ces portées supportant des efforts de réaction dont la
résultante est de préférence dans le plan des forces centrifuges.
Pour obtenir ce résultat, EP 0 695 856 a proposé une attache
marteau asymétrique, c'est-à-dire que l'angle de la portée de la lèvre
avant, qui a le plus grand diamètre, par rapport à un plan perpendiculaire
à l'axe de rotation, est supérieur à l'angle formé entre la portée de la lèvre
aval et ledit plan. La figure 4B de ce document montre la liaison aube-
disque dans le cas où l'aube, soumise à des sollicitations axiales
importantes, pivote autour du centre de rotation C, constitué par
l'extrémité de la portée de la lèvre aval. La figure 1 reprend la figure 4A
de EP 0 695 856. On a représenté par la référence 1 une aube dont le
pied 2 en forme de queue d'aronde comporte un flanc amont 3a et un
flanc aval 3b dont des surfaces sont en appui sur des portées 4a, 4b des
faces internes d'une lèvre amont 5 et d'une lèvre aval qui délimitent une
gorge 7 formée à la périphérie d'un disque 12 et dont le fond 8 se
raccorde aux portées 4a et 4b par des surfaces arrondies respectivement
9a et 9b.
En cas de sollicitations axiales importantes par suite d'un choc
d'un débris sur la partie aérodynamique de l'aube 1, celle-ci a tendance à

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pivoter autour de l'extrémité amont C de la portée 4b de la lèvre aval 6.
L'extrémité 10 du talon amont 11 du pied de l'aube 1, la plus éloignée du
centre de rotation C, est sollicitée à décrire un cercle géométrique (C).
La portée 4a de la lèvre amont 5 est située à l'intérieur du cercle
géométrique (C), et les surfaces communes au cercle géométrique (C) et
à la section de la lèvre amont 5, par un plan contenant l'axe de rotation
du disque, se présentent sous la forme d'un croissant ayant une épaisseur
maximale e.
On conçoit aisément que si l'épaisseur e est faible et si l'angle A
formé par la portée 4a et la tangente au cercle (C) à l'extrémité 10 est
faible, les déformations de la lèvre amont 5 et du talon 11, par suite de
sollicitations axiales importantes, peuvent entraîner l'échappement de
l'aube 1.
Le but de l'invention est d'améliorer la capacité de rétention
d'une aube à attache marteau asymétrique du type décrit ci-dessus.
L'invention concerne plus précisément un procédé pour
améliorer la capacité de rétention d'une aube à attache marteau
,asymétrique qui s'étend dans une veine conique et dont le pied est retenu
dans une gorge périphérique d'un disque, ladite gorge comportant une
lèvre amont et une lèvre aval présentant des portées qui s'étendent dans
des plans asymétriques par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de
rotation dudit disque et sur lesquelles les surfaces des flancs amont et
aval dudit pied sont en appui, la portée de ladite lèvre amont étant
raccordée au fond de ladite gorge par une surface arrondie et le flanc
amont comportant au voisinage de ladite surface arrondie un talon situé à
l'intérieur d'un cercle géométrique (C) de rayon (R) centré sur l'axe de
pivotement possible de ladite aube par suite d'une sollicitation axiale, ledit
cercle géométrique (C) découpant dans la lèvre amont un croissant
d'épaisseur e.
Le procédé selon l'invention est caractérisé par le fait que ;
a) l'on modifie le raccord entre la portée de la lèvre amont et le
fond de la gorge par enlèvement de matière dudit disque, et
b) on équipe ledit disque avec des aubes dont le flanc amont
présente un talon plus volumineux afin d'augmenter la valeur du rayon R
et la valeur de la distance e.

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D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront
à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en
référence aux dessins annexés, dans lesquels
la figure 1, déjà décrite, représente, en coupe selon un plan
contenant l'axe de rotation, une liaison aube/disque de l'état antérieur,
dans une veine fortement conique, dans le cas où l'aube a tendance à
pivoter hors de la gorge du disque par suite d'une sollicitation axiale,
la figure 2, semblable à la figure 1, montre les modifications
apportées à la gorge du disque selon l'invention, et
la figure 3 montre les modifications apportées au pied de l'aube
selon l'invention.
Sur la figure 2, on a représenté par la référence 20 la section de
la matière enlevée du disque 12 dans la zone de raccordement 9a entre la
portée 4a de la lèvre amont 5 et le fond 8 de la gorge 7. Cette matière
peut être enlevée par exemple par fraisage, ou par meulage.
Cet enlèvement de matière augmente l'espace disponible sous le
talon 11 de l'aube selon l'art antérieur et permet de remplacer l'aube
montrée sur la figure 1 par une nouvelle aube 30 montrée sur la figure 3
qui présente un talon 31, plus volumineux que le talon 11 de l'aube selon
fart antérieur. Cette aube 31 est, en dehors du talon 31, identique à
l'aube 1. La ligne pointillée sur la figure 3 montre la section de l'aube
selon l'art antérieur.
Le point 32 du talon 31, le plus éloigné du centre de rotation C
est distant de ce centre d'une distance R1 supérieure à R, et le cercle
géométrique (Ci) de centre C et de rayon Ri découpe dans la lèvre 5 un
croissant qui a une épaisseur ei supérieure à celle du croissant montré
sur la figure 1, ce qui améliore de manière très substantielle la capacité de
rétention de l'aube modifiée 1 dans la gorge modifiée du disque 12.
On voit aussi sur la figure 3 que l'angle A1 formé par la
tangente au cercle (Ci) au point 32 et la portée 4a de la lèvre amont 5 est
plus grand que l'angle correspondant A de l'art antérieurCette figure 3
montre clairement que les faibles modifications apportées au disque 12 et
à l'aube permettent d'augmenter de manière appréciable la valeur de
l'angle A et l'épaisseur e du croissant.

Dessin représentatif