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MACHINES A VAPEUR
305. Observation sur la valeur a donner au nombre régulateur n. Watt, dans sa pratique et pour les cas ordinaires, avait adopté pour ses volants une règle qui revenait à la formule précédente dans laquelle on aurait fait n = 32, et l’on pourra aussi adopter cette valeur de n dans tous les cas ordinaires pour les autres genres de machines. Mais quand la nature des produits exigera une très-grande régularité, ainsi que cela arrive pour les filatures en fin, les machines à papier, etc., il faudra augmenter la valeur de ce nombre, et la porter à n = 50 ou n — 60.
Exemples. Quel devrait être le poids de l’anneau du volant de la machine à vapeur à basse pression de la force de quarante chevaux de la filature du Logelbach/près Colmar, dont le volant fait 18 à 20 tours en l' î
Les cotons filés étant des numéros 40 à 60, le diamètre moyen étant pris égal à 6m.10, la vitesse à cette circonférence sera pour 19 tours en 1'
Le tableau nous donne pour la formule où n = 32 p — 4647 x X 40 — §527 kil
X J9 x (6 06jt — kil.
Quel doit être le poids du volant d’une machine h vapeur de la force de 30 chevaux, sans balancier, h détente, commençant au cinquième de la course à un seul cylindre avec condensation, fonctionnant avec de la vapeur à 5 atmosphères de pression?
Si l’on se contente de la régularité ordinaire des machines de Walt, on fera n = 32. D’après le tableau du n° 284, le nombre de tours de l’arbre du volant doit être en l'«i=28.7. Le tableau donne K=6665.5. La course du piston doit être de lm.20. Par conséquent le diamètre moyen du volant doit être d’environ 4.50 fois cette course ou 5m.40. La vitesse à sa circonférence moyenne sera donc
On a donc
VOLANTS-
306. Diamètre des volants. — Machines a basse ou a haute pression. Le diamètre moyen est compris entre 3.00 et 3.50 fois la longueur de la course du piston.
Machines a deux cylindres, détente, condensation et balancier. Le diamètre moyen est égal à 3.5 à 4.0 fois la longueur de la course du piston.
Machines a un seul cylindre , a haute pression avec on sans détente, sans balancier. Le diamètre moyen est égal à 4.00 à 4.50 fois la course du piston.
Cette dimension du volant doit être limitée par la condition de ne pas augmenter démesurément l’espace occupé par la machine, et de ne pas donner à la circonférence de l’anneau une trop grande vitesse.
307. Volant pour un marteau frontal. Les marteaux frontaux battent ordinairement 70 à 80 coups en 1', et leur poids, y compris celui du manche, varie, suivant la qualité des fontes employées à les faire et suivant la nature de la fabrication, de 3000 à 4000 kilogrammes.
On calculera le poids de l’anneau du volant à monter sur l’arbre à cames par les formules suivantes :
Marteaux de
3000 à 3500kil,
qui reviennent à la règle suivante :
Pour déterminer le poids de l’anneau du volant à monter sur l'arbre à cames d’un marteau frontal ,
Par le carré du rayon moyen de cet anneau divisez le nombre
20000 pour les marteaux de 3000 à 3500,
30000 pour les marteaux de 4000 à 4900;
Le quotient sera le poids cherché en kilogrammes.
Exemple. Quel doit être le poids de l’anneau du volant de l’arbre h cames pour un marteau qui pèse , avec son manche, 3165 kilogrammes, et dont le rayon moyen est de 2m.15ï
VOLANTS
La formule donne
= 4329kil.
Le volant d’un marteau frontal établi à Framont, qui marche avec une régularité suffisante, et dont le rayon est de 2m.15, ne pèse que 4230 kil.
508. Volant pour un marteau a l’allemande conduit par un engrenage. Les marteaux à l’allemande pèsent de 600 à 800 kilogrammes, y compris le poids du manche, de la hurasse et des ferrures. Ils battent ordinairement, à leur plus grande vitesse, 100 à 110 coups en 1'.
On calculera le poids de l’anneau du volant à monter sur l’arbre à cames par la formule
qui revient à la règle suivante :
Pour déterminer le poids de Vanneau du volant à monter sur l'arbre à cames d'un marteau à l' allemande,
Divises 15000 par le carré du rayon moyen de l anneau :
Le quotient sera le poids cherché en kilogrammes.
Exemple. Quel doit être le poids de l’anneau du volant à monter sur l’arbre à cames d’un marteau à l’allemande , le rayon moyen de cet anneau étant de lm.65?
La formule donne
5509kil.
L’anneau du volant d’un marteau à en grenage établi à Moulin- Neuf, près Moyeuvre, dont le rayon moyen est de lm.65, pèse 5150 kilogrammes environ.
509. Volant pour un martinet a engrenage. On emploie dans les forges des martinets de diverses grosseurs, selon l’usage auquel on les destine. Ils battent ordinairement de 150 à 200 coups à la minute.
VOLANTS
On déterminera le poids de l’anneau du volant à monter sur l’arbre à cames par la formule suivante :
Martinets de
Nota. Dans les poids indiqués ci-dessus on comprend celui du manche et de toutes les ferrures.
Ces formules reviennent à la règle suivante :
Pour déterminer le poids de l'anneau du volant d'un martinet à engrenage ,
Par le carré du rayon moyen de l'anneau divisez le nombre
9000 pour les martinets de 500kil, 6000 pour les martinets de 360k;1 :
Le quotient sera le poids cherché de l'anneau en kilogrammes. Exemple. Quel doit être le poids de l’anneau du volant d’un martinet de 360 kilogrammes, le rayon moyen de cet anneau étant de lm.50?
La formule donne
= 2667liI.
310. Volant pour les moulins a poudre a pilons. Les pilons des moulins à poudre pèsent 40 à 42 kilogrammes et battent 56 coups à la minute, h raison de deux coups par tour de l’arbre à cames. L’expérience a prouvé que des volants de 2m 50 de diamètre moyen, avec un anneau de 0ra.17 de largeur dans le sens de l’axe et 0"’.18 dans le sens du rayon , produisaient une régularité bien suffisante pour la conservation des engrenages et la diminution des ébranlements de la charpente.
Par conséquent, on pourra adopter ces proportions, et si quelque circonstance locale obligeait à employer un diamètre plus petit, on se servirait de la formule
kil.
pour calculer le poids de l’anneau dont on se serait donné le diamètre.
VOLANTS
311. Volant pour une scierie. Pour les scieries à une lame, destinées au débit des gros bois et donnant de 80 à 90 coups' en 1', il suffira que le poids du volant placé sur l’axe de la manivelle soit déterminé par la formule
en nommant V la vitesse moyenne de la circonférence du milieu de l’anneau.
Ce poids peut être réparti entre deux volants placés de chaque côté du châssis.
Il faut en outre ajouter à l’anneau du volant, dans le prolongement du rayon qui correspond à la manivelle, une masse de fonte ou de plomb destinée à former contre-poids au châssis pendant sa descente. Lorsqu’il s’agira d’une scierie à une seule lame dont le châssis ne pèsera pas plus de 400 kilogrammes, ce contre-poids pourra être déterminé avec une approximation suffisante par la formule
dans laquelle
p représente le poids à donner au contre-poids , r la distance à laquelle son centre de gravité se trouve de Taxe du volant.
Exemple. Quel doit être le poids du volant d’une scierie à une seule lame, son rayon moyen étant de 0n,.76 et sa vitesse de 88 tours en 1'?
» On a
V= — 6n’.28X0m.76 = 7ra.02.
La formule donne
Les deux volants d’une scierie établie à Metz depuis dix à douze ans et qui marche avec toute la régularité désirable, ne pèsent que 512 kilogr. Cependant on fait ordinairement ces volants plus forts, et nous pensons que la règle précédente ne conduit pas à un poids exagéré.
VOLANTS
Le contre-poids à placer à la circonférence moyenne de l’anneau du volant sur le prolongement du rayon correspondant à la manivelle sera, d’après la formule précédente, égal à
312. Observations relatives aux scieries a plusieurs lames. Lorsque les châssis doivent recevoir plusieurs lames, le volant et le contre-poids peuvent être d’autant plus légers qu’il y a plus de lames. Mais, comme la scierie sera nécessairement quelquefois armée d’une seule lame, il conviendra de déterminer le volant dans tous les cas par la règle du numéro précédent.
515. Laminoir pour les grandes tôles et l’étirage des fers en barres. Pour ces usines on déterminera le poids de l’anneau du volant par la formule
.. 130 000 NK
“ «..Art >
dans laquelle on représente par P le poids cherché ,
N la force en chevaux transmise par le moteur à l’arbre du volant ,
V la vitesse moyenne de la circonférence milieu du volant, m le nombre de tours des cylindres ou du volant 1',
K un coefficient numérique.
On prendra
K = 20 pour les machines de 80 à 100 chevaux faisant marcher à la fois 6 à 8 équipages de cylindres à tôle ou pour le fer en barres,
K = 25 pour lés machines de 60 chevaux faisant marcher 4 à 6 équipages de cylindres pour l’étirage des fers,
K = 80 pour les machines de 30 à 40 chevaux ne faisant marcher à la fois qu’un seul équipage de cylindres à grosses tôles, ou deux équipages de cylindres ébaucheurs et finisseurs pour les petits fers.
Premier exemple. Quel doit être le volant d’une usine dont le moteur a la force de 60 chevaux et fait marcher 6 équipages de
VOLANTS
cylindres ébaucheurs et finisseurs pour l’étirage des fers en
barres, dans le cas des données suivantes?
Diamètre du volant.. 5m. 84
Nombre de tours du volant et des laminoirs
Vitessedela circonférence moyenne de l’anneau. V= 18m.4 La formule donne , en faisant K = 25 ,
L’anneau de volant de l’usine de Fourchambaull , dont les dimensions et la vitesse sont celles de l’exemple précédent, et dont la machine conduit :
4 équipages de cylindres ébaucheurs | 4 id. de cylindres finisseurs I
3 équipages de cylindres ébaucheurs i 3 id. de cylindres finisseurs I
pour les gros fers, pour les petits fers,
dont 6 environ pouvant être en train en même temps , ne pèse que 8000 kilogrammes.
Deuxième exemple. Quel doit être le poids de l’anneau du volant d’une usine à fer mue par une roue hydraulique de la force de 36 chevaux et qui conduit un équipage de cylindres pour les gros fers, et un autre pour les petits fers , dans le cas des don-
nées suivantes?
Diamètre du volant 9™
Nombre de tours du volant et des cylindres en 1' 60
Vitesse à la circonférence moyenne de l’anneau. V = 28m . 26 La formule donne , en faisant K = 80 , •
7813kil.
Une usine qui se trouve dans les circonstances des données précédentes a un volant du poids de 9000 kilog., mais il y a lieu de croire qu’il est un peu plus fort qu’il n’est nécessaire.
VOLANTS
Nota. On concevra facilement que le volant doit être d’autant moins lourd que le moteur est plus puissant, attendu que dans le nombre d’équipages de cylindres qu’il conduit il n’v en a qu’un ou deux qui travaillent précisément au môme instant.
La formule précédente peut aussi s’employer lorsque le moleur doit conduire alternativement un équipage de cylindres et un marteau frontal.
314. Observation sur l’emploi de cette formule. Les valeurs précédentes du coefficient K conviennent pour les laminoirs conduits par des machines à vapeur, des roues à augets et des roues de côté ; mais lorsque la roue motrice sera à aubes courbes ou à aubes planes , recevant l’eau par la partie inférieure, ces roues marchant ordinairement à de plus grandes vitesses et contenant moins d’eau que les autres, on pourra donner à ce coefficient K une valeur un peu plus faible.
COMMUNICATIONS DU MOUVEMENT
