L'invention concerne une roue de rotor de turbomachine comportant des aubes verrouillées radialement par leur pied dans des rainures axiales prévues dans la jante du disque de rotor, et axialement par des premiers et seconds moyens de verrouillage coopérant avec les pieds d'aubes et le disque de rotor.
De nombreux dispositifs de verrouillage axial d'aube nécessitent un usinage assez complexe soit de la jante, soit du pied d'aube et quelquefois des deux. Généralement, on prévoit sur la face amont du disque et perpendiculairement à celle-ci des dents munies de gorges. Des pièces de verrouillage sont disposées dans les gorges contre le pied d'aube pour empêcher les mouvements axiaux.
Le brevet français 1 037 572 décrit un dispositif relativement simple, dans lequel le pied d'aube est prolongé en amont par un talon dans la semelle duquel est usinée, parallèlement à la face du disque, une gorge triangulaire dissymétrique. Le disque de rotor porte sur sa face amont une bride axiale. La surface latérale supérieure de la bride est munie d'une gorge triangulaire dissymétrique, inverse de celle prévue dans le talon. Lorsque l'aube est en place dans sa rainure, on introduit dans l'espace compris entre les deux gorges une pièce de verrouillage approximativement parallélépipédique prolongée à ses extrémités longitudinales par une partie de faible épaisseur formant des languettes que l'on recourbe contre les faces du talon d'aube. Les déplacements axiaux, tant vers l'aval que vers l'amont, sont empêchés par la coopération des faces correspondantes des gorges avec la pièce de verrouillage.
Ce dispositif fait appel à des aubes à talon et à un disque de rotor à bride, éléments coûteaux tant du point de vue de l'usinage que du poids. De plus, l'élément de verrouillage, lui-même coûteux, doit être considéré comme une pièce consommable, du fait que, pour retirer une aube, on doit obligatoirement déplier au moins une des parties rabattues du montage. Les allongements en dehors du domaine élastique dûs au rabattement et dépliage successifs d'au moins une partie rendent dangereux pour un nouvel usinage l'emploi des pièces de verrouillage décrites dans le brevet français 1 037 572.
L'invention se propose de réaliser à partir d'aubes sans talon et d'un disque de rotor classique, c'est-à-dire ne comportant pas d'appendice compliqué autre que celui nécessaire au maintien axial des aubes, des moyens de verrouillage utilisant des surfaces d'usinage simple, et moins coûteux en pièces de rechange pour la maintenance.
Selon l'invention en effet chaque premier moyen de verrouillage axial comporte une portée conique prévue sur le bord de la jante du disque de rotor, le plus grand rayon de la portée étant au moins égal au rayon de la circonférence passant par le fond des rainures axiales de maintien des aubes, une entaille prévue dans la partie inférieure et à une extrémité du pied d'aube située du côté de la portée conique et surplombant au moins une partie de celle-ci, l'axe de l'entaille étant parallèle au plan du disque, et des moyens de verrouillage comprenant une pièce de verrouillage conformée de manière à coopérer, d'une part, avec l'entaille du pied d'aube et, d'autre part, avec la portée conique, ladite pièce de verrouillage étant maintenue par un élément d'immobilisation. De préférence le deuxième moyen de verrouillage axial est avantageusement identique au premier.
Les explications et figures données ci-après à titre d'exemple permettront de comprendre comment l'invention peut être réalisée.
Un disque 1 de rotor de turbine ou de compresseur comporte (fig. 1 de manière connue, dans sa jante 2, des rainures axiales de maintien 3, en queue d'aronde. L'aube 4 présente un pied 5 de forme sensiblement complémentaire de celle de la reinure 3. Selon la forme de réalisation des moyens de verrouillage représentés, on usine sur les bords de la jante 2 une portée 6 conique faisant, par exemple, par rapport au plan du disque de rotor un angle de l'ordre de 40 à 45°. Le plus grand rayon 61 de la portée est au moins égal au rayon 62 de la circonférence passant par les fonds des rainures axiales de maintien des aubes. Les extrémités amont et aval des pieds d'aube sont dégagées de la rainure 3 et surplombent au moins en partie la portée conique.
La partie inférieure du pied d'aube 5 (fig. 2) porte, à au moins une de ses extrémités, une entaille 7, 8 d'axe parallèle au plan du disque du rotor à la périphérie duquel elle est fixée. Cette entaille a une section droite en forme de triangle rectangle isocèle dont un des côtés de l'angle droit est parallèle à une génératrice de la portée conique 6.
Une pièce de verrouillage 9, parallélépipédique rectangle, vient s'inserer entre la portée 6 et l'entaille correspondante 7, 8 et est maintenue longitudinalement par un élément d'immobilisation constitué de languettes 10, 11 qui sont rabattues contre le pied d'aube.
Selon le réalisation particulière représentée, les languettes sont formées par les extrémités d'une lame 12 de longueur supérieure à celle de la pièce de verrouillage, maintenue dans une fente longitudinale de la pièce de verrouillage 9. La lame a une largeur supérieure à la profondeur de la fente, et, de ce fait, la partie de lame saillant longitudinalement, vient se loger dans une fente 13 correspondante prévue dans le côté de l'entaille parallèle à la portée 6.
Ces lames ont une double fonction: empêcher les déplacements longitudinales de la pièce de verrouillage et maintenir cette pièce en place contre la portée et le pied d'aube lorsqu'elle n'est plus soumise à la force centrifuge.
Selon l'exemple de réalisation représentée, on a prévu un décrochement 14 entre le bord de la portée conique 6 et les faces radiales 15 et 16 de la jante, afin d'éviter que la corrosion de contact ne fasse une empreinte sur la jante du disque.
Le souci d'éviter la corrosion de contact serait compatible avec une variante où la portée conique 6 serait raccordée aux faces radiales 15 et 16 de la jante par un congé, ce qui présenterait en outre l'avantage d'éviter les concentrations de contraintes.
L'usinage de portées coniques sur les bords de la jante a pour conséquence la création d'un coefficient de forme très favorable du comportement du disque en fatigue d'où il resulte une réduction des risques de criques de fatigue en bordure de la jante.
La mise en place de l'aube et de son verrouillage s'opère comme décrit ci-après.
On glisse axialement le pied d'aube 5 dans la rainure 3 en laissant dépasser largement d'une des faces du disque et de la portée la partie de pied portant l'entaille 7 ou 8. On introduit la pièce de verrouillage 9 dans l'entaille de manière que la lame 12 pénètre dans la fente 13. On pousse alors le pied d'aube dans la rainure jusqu'à ce que la pièce de verrouillage s'applique contre la portée 6. On rabat les extrémités 10 et 11 de la lame contre le pied d'aube en direction de disque. On introduit dans l'autre entaille une deuxième pièce de verrouillage munie de sa lame 12 et on fait glisser l'ensemble contre la portée. On immobilise enfin l'ensemble en place dans l'entaille, par rabattement des extrémités contre le pied d'aube.
Le dispositif prévu avec deux pièces de verrouillage amovibles permet la mise en place ou le démontage de l'aube à partir d'une face ou de l'autre du disque.
Il faut noter qu'en cas de démontage, la pièce de verrouillage 9 est réutilisable à pluisieurs reprises. Seule la lame 12 doit être changée pour un nouveau montage. La seule pièce qui doit être rebutée est une pièce de faible valeur, puisqu'il s'agit d'un morceau de tôle rectangulaire plan.
Selon une autre méthode de montage, une des pièces de verrouillage est placée dans l'entaille du pied d'aube est elle est maintenue par la lame 12. Le pied d'aube est ensuite poussée dans la rainure 3. L'aube doit alors être obligatoirement introduite à partir d'une face définie du disque du rotor.
Lorsqu'une telle méthode de montage ou de démontage est acceptable, la pièce de verrouillage peut être fixée à demeure et d'origine dans l'entaille ou peut être constituée par une partie saillante prévue lors de l'usinage du pied d'aube. Les moyens de verrouillage ne comportent plus alors qu'une seule pièce de verrouillage amovible.