Machine pour le finissage des surfaces d'aubes de turbine. La présente invention a pour objet une machine pour le finissage des surfaces d'aubes de turbine, notamment de turbine utilisant des gaz de combustion ou de la vapeur.
Les surfaces de telles aubes ont habituelle ment une forme complexe. Dans l'exposé d'in vention N 278667, il est décrit un procédé et un appareil grâce auxquels il est possible de fabriquer de ces aubes.
Le but de la présente invention est de fournir une machine qui soit agencée de ma nière à faciliter l'exécution du procédé sus mentionné.
Selon l'invention, la machine comprend un support d'aube, un support de matrice, des moyens pour déplacer une bande abrasive entre les deux supports et des moyens portant les deux supports pour déplacer la surface d'aube sur l'un des supports par rapport à la surface de matriçage sur l'autre support, et en coïncidence avec cette surface, un méca nisme hydraulique pour effectuer un tel mou vement,
et des moyens de commande pour ré gler ledit mécanisme de telle façon que les supports subissent un déplacement relatif l'un vers l'autre d'une position de chargement d'aube tout d'abord à une certaine vitesse jusqu'à ce que les supports atteignent une po sition de travail avec l'aube et la surface de matriçage l'une près de l'autre et ensuite à une vitesse réduite qui est maintenue pendant toute l'opération de finissage pour laquelle les deux surfaces sont en contact avec les deux faces de la bande abrasive.
Le mécanisme hydraulique pourrait être commandé de telle manière que lorsque les deux supports (ou plus précisément les deux surfaces de la matrice et de l'aube) atteignent une position prédéterminée représentant la fin de l'opération de finissage, ledit méca nisme hydraulique soit obligé d'impartir une action de retour rapide pour ramener les sup ports à la position de chargement en vue de recommencer l'opération sur une autre aube.
Tout type de soupape hydraulique peut être utilisé pour effectuer différents degrés de mouvement relatif des supports, et on pré fère disposer les soupapes de commande en vue -de fonctionner électriquement sous la commande d'interrupteurs sensibles à l'arri vée des supports en des positions relatives prédéterminées.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la ma chine faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est -une vue en perspective schématique illustrant le procédé utilisé pour finir des surfaces d'aubes de turbine.
Les fig. 2 à 7 montrent la forme d'exécu tion de la machine utilisée pour mettre en aeuvre le procédé.
La fig. 2 est une vue en élévation en. bout de la machine.
La fig. 3 est une vue en coupe verticale d'un détail montrant des moyens pour coin- mander le soulèvement et l'abaissement d'un cylindre portant un support pour l'aube de turbine.
La fig. 4 est une vue en coupe verticale d'un détail montrant des moyens pour amor tir la partie finale du mouvement dudit cylin dre représenté à la fig. 3.
La fig. 5 est une vue schématique de la machine avec les dispositifs de commande et les connexions représentés partiellement en coupe.
La fig. 6 est une vue schématique du sup port de la pièce à travailler, de la matrice destinée à fournir la forme désirée à l'aube de turbine, et d'organes associés, réglés de façon â produire une aube de forme diffé rente de celle représentée à la fig. 2.
La fig. 7 est une vue partielle en élévation d'un détail montrant le serrage d'une aube dans son support. g la fig. 1, une aube de turbine est indi quée en 3 et doit être finie à la forme désirée. On utilise un support de matrice 1 ayant une surface de matriçage 2 qui est préalablement façonnée à la forme inverse de celle qui doit être produite dans l'une ou l'autre des faces de l'aube 3. Une surface abrasive mobile passe entre la surface de matriçage 2 et la surface de l'aube 3, cette surface abrasive mobile ayant la forme d'une bande 4 avec sa face non abrasive présentée à la surface de matri çage 2.
La surface de l'aube 3 et la surface de matriçage 2 sont rapprochées l'une par rap port à l'autre et sont amenées en coïncidence exacte,- de sorte que la surface abrasive mobile vient en contact avec la surface de l'aube 3. En exerçant une pression. entre l'aube et le support de matrice 1, la surface abrasive qui est soutenue par la surface de matriçage 2 oblige cette dernière à reproduire sa forme (mais inversée) sur la surface de l'aube 3 et permet ainsi de finir rapidement et de façon précise l'aube .à la forme désirée. Le procédé permet évidemment de répéter l'opération avec précision pour obtenir des aubes se conformant exactement les unes aux autres.
La machine représentée à la fig. 2 est :des- tinée à la finition de la face convexe et celle de la fig. 6 à la finition de la face concave d'une aube de turbine 3, c'est-à-dire de la sur face supérieure, respectivement inférieure de l'aube représentée à la fig. 1. Dans cette cons truction particulière, le support de matrice 1 est fixé en position, et un support 90 auquel est fixé une aube 3 est porté par l'extrémité inférieure d'un cylindre hydraulique 91 qui peut coulisser sur un piston 92 fixé sur le bâti 93 de la machine.
Un fluide, habituelle ment de l'huile, est admis au cylindre 91 d'un côté du piston 92 pour provoquer un dépla cement du cylindre et avec lui du support 90 vers le bas en vue de présenter l'aube à la bande 4 et ensuite, lorsque la bande a effectué l'opération de finissage, du fluide est admis au cylindre 91 de l'autre côté du piston pour soulever le support 90 et le ramener à sa po sition d'origine en vue de permettre à l'aube finie. d'être enlevée et remplacée.
L'aube 3 est placée dans son support 90, et la ligne de mouvement du cylindre 91 est fixe par rap port au support de matrice 1, de sorte que l'aube 3 est présentée juxtaposée à la surface de matriçage 2 et en coïncidence exacte avec celle-ci, le mouvement du support 90 ayant lieu dans ce cas suivant une ligne droite nor male à la surface générale de la matrice.
La bande abrasive 4 passe sur des rouleaux de guidge 41 et entre trois rouleaux 42 entraî nés par un ruban 44 pasasnt sur deux des rouleaux 42, dont l'un est moteur, de sorte que la bande abrasive 4 est entraînée par coincement entre la surface rotative du troi sième rouleau 42 et du ruban mobile 44. La La bande abrasive 4 est guidée lorsqu'elle s'approche de la matrice par une plaque de guidage 43.
Le fait que l'aube est poussée vers le sup port de matrice 1 par une pression de liquide assure un avancement uniforme de cette aube 3 pendant l'opération de finissage, ce qui per-, met de réaliser un haut degré de fini avec bien entendu la précision qui est assurée par le procédé utilisé.
Pour la production rapide d'aubes finies, des moyens permettent de faire descendre le cylindre 91 rapidement de sa position de cher- gercent supérieur à une position dans laquelle l'aube 3 est près du support de matrice 1, après quoi la vitesse de mouvement est réduite pour faire avancer l'aube 3 à la vitesse re quise pendant l'opération de finissage exécu tée par la bande 4.
Ceci est effectué grâce à la présence, dans la fourniture de liquide au cylindre, d'une soupape de- commande qui est actionnée par la descente du cylindre pour diminuer la vi tesse d'alimentation de liquide au moment voulu; la soupape est ensuite actionnée lors que la profondeur requise d'avancement a été atteinte pour renverser l'alimentation de li quide au cylindre 91, de façon à le soulever rapidement vers sa position de rechargement.
En se référant à la fig. 5, la soupape de commande est représentée schématiquement, les pièces étant indiquées de façon générale à la fig. 2. Dans ce schéma, les tuyauteries de liquide sont indiquées en trait plein et les lignes électriques en pointillé. Les éléments de commande électrique et autres sont de forme connue et ne sont par conséquent pas repré sentés en détail.
La partie du cylindre 91 au-dessus du pis ton 92 est munie d'une conduite d'alimenta tion et de décharge 94. La partie du cylindre au-dessous du piston 92 est de même munie d'une conduite d'alimentation et de dé charge 95.
Le cycle d'opérations est amorcé par un interrupteur 96 à bouton-poussoir qui, par l'intermédiaire d'une ligne 96', ferme un cir cuit électrique d'un solénoïde 97 dont l'excita tion actionne une soupape 122 pour relier la conduite 95, connectée à l'extrémité inférieure du cylindre 91,à une conduite d'alimentation 98 de liquide sous pression par l'intermédiaire d'une conduite 98', la conduite 98 étant ali mentée en liquide sous pression par une pompe 99 entraînée par un moteur aspirant le liquide à travers une conduite 99' et un filtre 992.
A ce moment, la conduite 94 reliée à l'ex trémité supérieure du cylindre 91 est connec tée à l'ensemble régulateur 119 présentant un canal 100 communiquant avec la conduite 94. Une soupape 1.09 de l'ensemble 119 s'ouvre alors, de sorte que le canal 100 et la conduite 94 sont en communication avec un canal 11l' qui est relié par une conduite 112 à la sou pape 122 qui, à ce moment, met en communi cation la conduite 112 et, par conséquent, l'extrémité supérieure du cylindre 91 avec une conduite de décharge 113.
La partie inférieure du cylindre 91 étant alimentée en liquide sous pression par la con duite 95, et la partie supérieure étant reliée à la conduite de décharge 94, le cylindre 91 est déplacé rapidement vers le bas.
Pendant ce temps de descente rapide, la soupape 109 est maintenue ouverte par le li quide sous pression déchargé à partir de l'ex- trémité supérieure du cylindre par la con duite 94 et le canal 100. Cette action rapide continue jusqu'à ce qu'un bloc 107 se dépla çant avec le -cylindre 91 ferme un micro- interrupteur 108 qui est normalement -ouvert.
Cet interrupteur ferme un circuit d'éxcitation d'un solénoïde 105 par l'intermédiaire d'une ligne 108', une soupape 104 étant actionnée par ledit solénoïde: L'excitation :du soléndide 105 oblige la soupape 104 à relier la conduite 98 à la soupape 109 par l'intermédiaire d'une conduite 103. La soupape est maintenant fer mée par du liquide sous pression agissant sur elle, de sorte que le canal 100 -est fermé et qu'une décharge libre de liquide provenant de l'extrémité supérieure du cylindre 91 est em pêchée.
Cependant, un canal 111 branché sur le canal 100 est relié par un embranchement 110' à une soupape à pointeau 110 réglable, au canal 111' et de là à la conduite 112. Le réglage de la soupape 110 commande la vi tesse à laquelle du liquide peut être déchargé à partir :de l'extrémité supérieure du cylindre 91 par la conduite 94, lé canal 111, l'embran chement 110', la soupape 110, le canal 111' et de là par la conduite 112 à l'échappement.
Ainsi, la soupape 109 est fermée par l'ex-, citation du solénoïde 105 effectuée par l'ac= tionnement de l'interrupteur 108 lorsque le cylindre 91 .(et par conséquent l'aube 3) a été déplacé rapidement dans une position dans laquelle l'aube 3 -est près du support de ma-, trice 1. A cet endroit, le liquide provenant de l'extrémité supérieure du cylindre ne peut être déchargé qu'au-delà de la soupape à poin teau 110 et celle-ci est réglée pour réduire la vitesse de décharge à une valeur telle qu'.àlle produise le mouvement ultérieur lent requis du cylindre 91 pendant l'avancement réel, alors que la bande abrasive 4 agit sur l'aube 3.
Cette action de réglage de l'avancement continue jusqu'à ce qu'un second bloc de came 114 ouvre un second micro-interrupteur 1.15 qui est normalement fermé. Lorsque cet inter rupteur est ouvert, il désexcite le solénoïde 97 par l'intermédiaire d'une ligne 115'. Le solé noïde 97 actionne la soupape,#.122 pour relier la conduite 95 à la conduite 113, de sorte que l'extrémité inférieure du cylindre 91 est re liée à la décharge. En même temps, la sou pape 122 relie la conduite 112 et 1a conduite 98 par l'intermédiaire de la conduite 98'.
Le canal 111' présente un embranchement 11.6 qui est Normalement fermé par une soupape 1.17 pressée par un ressort. Cette soupape est ouverte par l'application de la pression à tra vers les canaux 111' et 116, @de sorte que le li quide sous pression est amené à travers un ca nal 118 et les canaux 110' et 111 à la conduite 94 et ainsi à l'extrémité supérieure du cylin dre 91.
Ainsi, l'extrémité supérieure<B>du</B> cylindre 91 est alimentée en liquide sous pression et l'extrémité inférieure est ouverte à la dé charge, ce qui a pour résultat de déplacer ra pidement le cylindre vers le haut dans sa po sition d'origine, prête pour un cycle d'opé rations suivant amorcé à l'aide de l'interrup teur 96.
La fig. 3 représente de façon détaillée le régulateur 119 de la fig. 5, les mêmes parties ayant les mêmes signes de référence.
Le réglage de 1a soupape à pointeau 110 est commandé par une vis 120 comportant un bouton d'actionnement 121 qui peut être gra dué en fonction .du degré d'avancement.
Les blocs d'actionnement 107 et 114 pour les micro-interrupteurs 108 et 115, sont régla bles pour .fonctionner en des points qui con viennent le mieux pour chaque cas particulier. Ceci peut être effectué en montant les blocs de faon à coulisser sur un support 131 et en plaçant pour chaque bloc une vis de réglage ; 132, comme indiqué aux fig. 2 et 3.
Pour amortir la partie finale du mouve ment rapide descendant du cylindre 91, on peut utiliser un amortisseur hydraulique (dash-pot) tel qu'indiqué aux fig. 4 et 5. Le; cylindre est muni d'un bras 133 qui se dé place pour venir en prise avec la tête d'un plongeur 123 monté dans un cylindre 124 dont le liquide qui s'échappe de ce cylindre est réglé par une soupape à pointeau 125 ré glable. Le liquide déchargé passe dans une chambre 126 qui est reliée par une conduite 127 et une soupape à sens unique 128 au cy lindre 124.
Le plongeur 123 est poussé vers l'extérieur par un ressort 129, de telle sorte que, lorsque le bras 133 est soulevé en s'écar tant du plongeur 123, le ressort le déplace et du liquide est ramené dans le cylindre 124 à travers la conduite 127 et au-delà de la sou pape 128 à partir de la chambre 126, de sorte crue le dash-pot constitue un ensemble à auto- récupération.
Un jet 130 est représenté à la fig. 2 pour fournir @de l'huile sur la bande 4 lorsqu'elle passe sur le support de matrice 1.
Comme il a déjà été dit, la fig. 2 repré sente l'utilisation .d'une matrice ayant la forme requise pour finir la surface convexe d'une aube de turbine, c'est-à-dire la surface supé rieure de l'aube 3 représentée à la fig. 1. A la fig. 6, les parties de la même machine entrant en ligne de compte sont représentées avec un support de matrice 1 façonné pour finir la surface concave d'une aube telle que repré sentée dans le support 90 de cette figure.
La plaque de guidage 43 représentée aux fig. 2 et 6 est prévue pour le finissage de la surface convexe, respectivement concave de l'aube 3. Ce guide est agencé comme repré senté, de manière à exercer une résistance suffisante sur la bande abrasive 4 en vue de fournir un mou qui puisse être pressé contre la surface de matriçage 2 par l'aube 3 lors qu'elle est déplacée contre le support de ma trice 1. Le support d'aube 90 peut être agencé de toute manière appropriée pour recevoir une aube.
Comme indiqué à la fig. 7, l'extrémité inférieure du cylindre 91 présente une patte 134 portant un dispositif de fixation 135 pré sentant à une extrémité une douille de fixa tion 136 dans laquelle une extrémité de l'aube 3 est logée, l'autre extrémité étant retenue par une pince oscillante 137 dégageable, du type habituel, qui peut être bloquée par une vis 138 butant contre une face du dispositif de fixation 135.
On comprendra que la machine décrite permet d'exécuter le procédé de finissage d'une manière qui assure la disposition cor recte de l'aube 3 sur le support de matrice 1, la. présentation douce de la surface de l'aube 3 à la surface abrasive de la bande 4 est .en même temps l'action .rapide à répétition de l'opération de finissage sur des aubes succes sives, le tout étant réalisé sans nécessiter d'habileté particulière de la part de l'opéra teur.