ES2314167T3 - Sistema de control de la posicion axial de un alabe de soplante. - Google Patents

Sistema de control de la posicion axial de un alabe de soplante. Download PDF

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Abstract

Rotor de soplante de turborreactor que comprende un disco (2) cuya llanta comprende una pluralidad de ranuras (5) sensiblemente axiales y repartidas angularmente de modo regular, una pluralidad de álabes (3) desmontables que se extienden radialmente hacia el exterior en la periferia del citado disco (2), comprendiendo cada álabe (3) un pie de álabe (4) que se aloja en una ranura (5), una placa lateral aguas abajo solidaria del citado disco (2) y una placa lateral aguas arriba (12) desmontable solidaria del citado disco (2) y destinada a retener los pies de álabe (4) dentro de las ranuras (5), caracterizado por el hecho de que la citada placa lateral aguas abajo contra la cual hacen tope las caras aguas abajo de los pies de álabe, está fijada al citado disco y la placa lateral aguas arriba (12) lleva antes del montaje, en su cara aguas abajo (13), medios elásticos (17) destinados a ejercer sobre las caras aguas arriba de los pies de álabe, después del montaje, esfuerzos suficientes para impedir cualquier desplazamiento axial de los álabes (3) durante el funcionamiento normal del turborreactor.

Description

Sistema de control de la posición axial de un álabe de soplante.
La invención se refiere a un sistema de control de la posición axial de los álabes desmontables de un soplante de turborreactor.
Ésta se refiere, de modo más preciso, a un rotor de soplante que comprende un disco cuya llanta comprende una pluralidad de ranuras sensiblemente axiales y repartidas angularmente de modo regular, una pluralidad de álabes desmontables que se extienden radialmente hacia el exterior en la periferia del citado disco, comprendiendo cada álabe un pie de álabe que se aloja en una ranura, una placa lateral aguas abajo solidaria del citado disco y una placa lateral aguas arriba desmontable solidaria del citado disco y destinada a retener los pies de los álabes dentro de las ranuras, como se define en el preámbulo de la reivindicación 1. Un rotor de este tipo es conocido por el documento US-A-4 033 705.
En la presente memoria, la cara aguas arriba designa la cara dirigida hacia la parte delantera del motor y la cara aguas abajo designa la cara dirigida hacia la parte trasera.
La placa lateral aguas arriba de un rotor de soplante es generalmente desmontable con el fin de permitir la sustitución de un álabe en caso de avería. Esto puede producirse en caso de ingestión de cuerpos extraños, tales como pájaros, esencialmente durante las fases de despegue y de aproximación de la aeronave equipada con turborreactores.
Por razones de montaje, el ensamblaje de los álabes en el disco comprende una holgura axial. El posicionamiento axial aleatorio de los álabes de soplante en el interior de esta holgura, desequilibra el rotor y genera vibraciones durante el funcionamiento. Esto es tanto más importante cuanto que los álabes de soplante comprendan palas de gran cuerda.
Las fuerzas centrífugas considerables soportadas por las palas de las álabes en funcionamiento pueden provocar igualmente un desplazamiento axial aleatorio de los álabes en el interior de esta holgura de montaje.
El documento US 4.033.705 desvela un sistema de retención axial de los álabes que comprende en cada extremidad de un pie de álabe un tetón que coopera con dos mortajas oblicuas dispuestas en la llanta del disco a una y otra parte de la ranura que recibe este pie de álabe. Los tetones previstos en cada cara del disco son retenidos radialmente por un anillo solidarizado al disco. Este documento prevé entre cada cara terminal del pie de álabe y el tetón adyacente una chapa que forma un muelle cuya función es inmovilizar el tetón durante el montaje de los álabes, antes de la colocación y la fijación del anillo de retención. Estos muelles originan una holgura de montaje en cada extremidad de álabe, como se muestra en la figura 7 de este documento, que no está controlada.
El documento US 5 282 720 prevé intercalar entre las placas laterales de retención y las extremidades de los pies de los álabes, elementos en nido de abeja destinados a absorber una parte de la energía en caso de ingestión de pájaros. Durante la ingestión, el nido de abeja se deforma progresivamente y disipa, así, una parte de la energía. Los elementos en nido de abeja deben conservar su integridad durante el montaje de las placas laterales, existe también, inevitablemente, una holgura axial después del montaje, y es posible un desplazamiento axial aleatorio en funcionamiento de la soplante.
El objeto de la invención es proponer un rotor de soplante tal como el descrito en la introducción, en el cual la posición axial de los álabes está controlada por un dispositivo simple y barato, sin crear problemas en el montaje y el desmontaje de los álabes en caso de una eventual reparación.
Este objeto se consigue de acuerdo con la invención por el contenido de la reivindicación 1. Por funcionamiento normal del motor, hay que entender que se trata del funcionamiento fuera de acontecimientos excepcionales, tipo ingestión de cuerpos extraños o pérdida de álabes.
Así, estos medios elásticos, después del montaje del rotor, ejercen sobre los pies de los álabes un esfuerzo suficientemente importante para que estos últimos sean mantenidos positivamente apoyados contra la placa lateral aguas arriba, eliminando, así, cualquier holgura de montaje axial, cualesquiera que sean las tolerancias de fabricación de los álabes.
Ventajosamente, están previstos medios elásticos apropiados para cada pie de álabe. Estos medios elásticos independientes están constituidos, preferentemente, por peones de elastómero retenidos en un orificio dispuesto en la placa lateral.
Cuando el rotor de soplante comprende, además, una cala interpuesta entre cada pie de álabe y el fondo de la ranura correspondiente, comprendiendo esta cala un talón radial apoyado contra la cara aguas arriba del citado pie de álabe, los medios elásticos se apoyan, ventajosamente, contra los citados talones.
Otras ventajas y características de la invención se deducirán de la lectura de la descripción que sigue hecha a título de ejemplo y refiriéndose a los dibujos anejos, en los cuales:
- la figura 1 es un corte esquemático de un rotor de soplante;
- la figura 2 es una vista detallada de la disposición de la placa lateral aguas arriba y de un álabe, que muestra la holgura de montaje;
- las figuras 4a y 4b son vistas en perspectiva de un peón; y
- la figura 5 muestra en perspectiva la cara aguas abajo de la placa lateral aguas arriba equipada con estos peones.
La figura 1 muestra un rotor de soplante 1 de eje X que comprende un disco 2 y una pluralidad de álabes 3 espaciados angularmente de modo regular alrededor del eje X, que se extienden radialmente hacia el exterior en la periferia del disco 2. Cada uno de los álabes 3 comprende un pie de álabe 4 que está retenido en una ranura o alveolo 5 sensiblemente axial dispuesta en la llanta del disco 2. Los pies de álabe 4 tiene una forma en cola de milano, y las ranuras 5 tienen una forma complementaria. Bajo la acción de las fuerzas centrífugas, cuando la soplante está en funcionamiento, los pies de álabe 4 son retenidos en las ranuras 5 por paredes radialmente externas de estas ranuras 5.
Entre la base de cada pie de álabe 4 y el fondo de la ranura 5 está dispuesta una cala 6. Esta cala 6 comprende, en el lado de la cara aguas arriba 7 del disco 2, un tetón 8 que se apoya contra la cara aguas arriba 9 del pie 4 del álabe 3. La función de la cala 6 es impedir que el álabe 3 caiga en la ranura 5, durante la parada del soplante y absorber una parte de la energía durante un choque sobre la pala del álabe a consecuencia, por ejemplo, de la ingestión de un cuerpo extraño o la rotura de un álabe contiguo.
A la cara aguas abajo 10 del disco 2 está fijada una placa lateral aguas abajo, no mostrada en los dibujos, contra la cual hacen tope los pies 4 de los álabes 3.
En la cara aguas arriba 7 del disco 2 está prevista igualmente una placa lateral aguas arriba 12 cuya función es impedir que los pies 4 de los álabes 3 se escapen de las ranuras 5 por deslizamiento después del montaje del rotor 1. Esta placa lateral aguas arriba 12 está fijada a bridas del disco 2 por tornillos, con el fin de permitir su desmontaje, en caso de necesidad de sustitución de un álabe 3.
En la figura 2, se ve la holgura de montaje J que existe entre el talón 8 y la cara aguas abajo 13 de la placa lateral aguas arriba 12. Así pues, el pie 4 del álabe 3 puede desplazarse una distancia axial J en su ranura 5, lo que puede provocar un desequilibrado del rotor 1 y generar vibraciones durante el funcionamiento.
De acuerdo con la invención, la placa lateral aguas arriba 12 comprende delante de cada pie de álabe 4 un orificio 15 que retiene el fuste 16 de un peón 17 de elastómero, comprendiendo este peón 17 una cabeza 18 de mayor diámetro que el del orificio 15, y que tiene un grosor al menos igual a la holgura J. Como está mostrado en la figura 3, la cabeza 18 del peón 17 está dispuesta en la cara aguas abajo 13 de la placa lateral aguas arriba 12, y esta cabeza 18 está comprimida entre la cara aguas abajo 13 de la placa lateral aguas arriba 12, y la cara aguas arriba del talón 8 de la cala 6.
El peón 17 ejerce, así, fuerzas elásticas sobre el talón 8 en una dirección axial. Como el talón 8 se apoya contra el pie de álabe 4 adyacente, este último está solicitado permanentemente hacia la placa lateral aguas abajo, contra la cual hace tope. Esta disposición simple, permite controlar la holgura axial de los álabes 3 e impedir un desplazamiento axial aleatorio de los álabes 3.
Las figuras 4a y 4b muestran en perspectiva vistas del peón 17 y la figura 5 muestra en perspectiva la cara aguas abajo 13 de la placa lateral aguas arriba 12.
Evidentemente, los peones 17 se montan en la placa lateral aguas arriba 12 antes del montaje de esta última en el disco 2. La referencia 20 designa un orificio dispuesto en la placa lateral aguas arriba 12 y que sirve para la fijación de esta última a las bridas del disco 2 por medio de tornillos. El apriete de estos tornillos ejerce sobre las cabezas 18 de los peones 17 un esfuerzo de compresión suficiente para impedir cualquier desplazamiento axial posterior de los álabes 3, en función de la diferencia entre los grosores de las cabezas 18 en reposo y la holgura de montaje J de origen. Este esfuerzo de compresión podrá variar de un álabe a otro de acuerdo con las tolerancias de fabricación de los álabes 3 y de los peones 17.

Claims (4)

1. Rotor de soplante de turborreactor que comprende un disco (2) cuya llanta comprende una pluralidad de ranuras (5) sensiblemente axiales y repartidas angularmente de modo regular, una pluralidad de álabes (3) desmontables que se extienden radialmente hacia el exterior en la periferia del citado disco (2), comprendiendo cada álabe (3) un pie de álabe (4) que se aloja en una ranura (5), una placa lateral aguas abajo solidaria del citado disco (2) y una placa lateral aguas arriba (12) desmontable solidaria del citado disco (2) y destinada a retener los pies de álabe (4) dentro de las ranuras (5),
caracterizado por el hecho de que la citada placa lateral aguas abajo contra la cual hacen tope las caras aguas abajo de los pies de álabe, está fijada al citado disco y la placa lateral aguas arriba (12) lleva antes del montaje, en su cara aguas abajo (13), medios elásticos (17) destinados a ejercer sobre las caras aguas arriba de los pies de álabe, después del montaje, esfuerzos suficientes para impedir cualquier desplazamiento axial de los álabes (3) durante el funcionamiento normal del turborreactor.
2. Rotor de soplante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que están previstos medios elásticos (17) apropiados para cada pie de álabe (4).
3. Rotor de soplante de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que los medios elásticos apropiados para cada pie de álabe (4) están constituidos por un peón (17) de elastómero retenido en un orificio (15) dispuesto en la placa lateral aguas arriba (12).
4. Rotor de soplante de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que éste comprende, además, una cala (6) interpuesta entre cada pie de álabe (4) y el fondo de la ranura (5) correspondiente, comprendiendo esta cala (6) un talón (8) radial que se apoya contra la cara aguas arriba (9) del citado pie de álabe (4), y por el hecho de que los medios elásticos se apoyan contra los citados talones (8).
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