PI
On fait généralement l — 4r, de soile qu'il est facile, à laide des formules précédent^, de déterminer P, si l'on connaît /et/, ou, inversement, de déterminer /• et L si l'on connaît P.
En prenant les essieux de l'exemple précédent, et en admettant que l'on fasse travailler le métal à .-. kilogrammes par millimètre carré pour la petite vitesse et à a''ï.500 pour la grande vitesse, ce qui donne toute sécurité, on aurait :
p 3ii4 X 0 X ^" 4 901 kilogrammes en petite vitesse ;
p, — '■'' -^ •^ •^" zn 3.434 kilogrammes en grande vitesse.
Dans chaque cas, on choisit le plus petit des deux nombres Pi ou P3 et Po ou P4; en i)etite vitesse, l'essieu en question sera chargé à 4.90rkilogrammes (on a trouvé 5.100 pour la résistance au chauffage), et, en grande vitesse, à 3.400 kilogrammes (au lieu de 3.404, chiffre trouvé pour la résistance à la flexion).
Pour les essieux supportant une charge variant entre h et 10 tonnes, cest-à-dire 2t,5 à 5 tonnes par fusée, les dimensions des fusées varient entre 8ô milliméties et 130 millimètres de diamètre sur 170 à '280 millimètres de longueur ; le diamètre au milieu varie entre 120 et 160 millimètres : le diamètre à la portée de calage varie entre 150 et 200 millimètres.
Écartement des essieux. — L écartement des essieux descend rarement au-dessous de 3 mètres ; il atteint b'^.bO et 5",70 pour les voitures à deux essieux de dimensions ordinaires.
Pour les voitures à trois essieux, dont le nombre se développe, sinon en France, du moins à l'étranger et notamment en Angleterre, l'espacement varie entre .î^.OO, l^.ToU et S™. 300.
p:nfin, lorsqu il s'agit de voitures très longues qui nécessitent l'emploi de quatre essieux et plus, on a recours aux bogies, au centre de chacun desquels repose la caisse. Chaque truck ou bogie se compose de
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deux ou trois essieux et peut pivoter autour de son centre eu permettant alors aux essieux de prendre la position radiale. Dans ce cas, respacenient des essieux extrêmes i)eut atteindre 14 mètres et même 17"', 70, comme dans les voitures à bogies de la Compagnie Paris- Lyon-Méditerranée dont la longueur de caisse est de 20"", 56.
Dans le matériel à marchandises, le nombre des essieux est également réduit à deux, sauf pour certains transports spéciaux exigeant, par leur masse intlivisible, plus de quatre points d'appui sur la voie; pour la facilité des manœuvres ,^ijU' plaques tournantes dans les gares, leur écartement extrême varie en général de 2"", 50, minimum accepté parla Conférence de Berne pour le matériel en construction, à 3™, 50; mais il dépasse notablement cette cote sur les wagons de grande capacité que l'on construit de plus en plus aujourd'hui. Ces wagons ne pouvant pas tovu'uer sur les jdaques, leur longueur n'est plus limitée par le diamètre de celles-ci.
Essieux couverfjeiits. — Divers systèmes plus ou moins ingénieux, mais aussi plus ou moins compliqués, ont été étudiés pour faciliter la circulation dans les courbes de ces longues voitures à essieux parallèles. Les Allemands ont étudié les Lenkachsen, où la convergence des essieux est obtenue par différents systèmes de balanciers reliant ensemble les essieux jiour les obliger à prendre une position radiale'. Ce système, adopté par le Verein, est appliqué à un certain nombre de voitures du réseau allemand ; mais, à la suite d'expériences faites en Hollande et sur le réseau de lAlsace-Lorraine, il a été reconnu qu'en laissant un certain jeu entre les boites à huile et les plaques de garde on obtenait une radialité suffisante et une très grande stabilité des voitures même aux très grandes vitesses.
Cest à ce dernier système qu'on s'arrête généralement aujourd'hui en ménageant un jeu parallèle et transversal à l'essieu.
Lorsqu'il s'agit de voitures à trois essieux, l'essieu du milieu seul a du jeu et les deux essieux extrêmes sont fixes.
'^ i. — Roues.
La roue se comi)ose, le iilus souvent, d'un corps de roue calé sur l'essieu et d'un bavdat/e ayipliqué sur le corps de roue avec ou sans interposition d'un faux cercle entre le bandage et la jante du corps de roue.
Bandarjes. — Le bandage des roues d'une épaisseur variant entre 55 et 75 millimètres porte une saillie, mentonnet ou boudin, de 0°',030 environ de hauteur, suffisante pour les maintenir sur la voie.
' Voir liemie des Clietnins de fer, août el septembre 1888.
Les bandagps sont en acier fondu Bessenier ou Martin. Le métal doit résister à un elïort de traction qui varie entre 50 et 55 kilogrammes par millimètre carré avec allongement de 18 à 20 0/0. Daprèa M. Vicker, un acier plus dur serait préférable, il indique l'acier résistant à 75 kilogrammes. Au moment de la réception, on soumet les bandages à une épreuve par choc qui coîisiste à laisser tomber dune certaine hauteur sur le l)andage un mouton. Le poids du mouton varie entre GOO et 1.000 kilogrammes et la hauteur de chute entre 4"\50 et 5 mèti'es. Le bandage doit supporter ce choc un c^ii^tarih nombre de fois sans rupture, ni criques, ni fissures. On soumet enfin celui-ci à des essais de trempe.
En prévision du passage dans les courbes, les bandages sont coniques, de manière à atténuer la différence de parcours fait par les deux roues et à corriger les effets du déplacement latéral dû à la foi-ce centrifuge. La conicité est ordinairement de 1/20.
. La question de la conicité des bandages est encore très' controversée. En Amérique, les bandages ont été longtemps cylindriques et, récemment encore, différents essais ont été faits en Europe avec ce type. Mais, aujourd'hui, les ingénieurs américains font usage de bandages légèrement coniques et les autres essais ne paraissent pas avoir donné de résultats bien concluants. La conicité paraît cependant préférable, au moins dans les courbes.
Pose des bandages. — Le bandage est fretté à chaud : le serrage, c'est-à-dire l'excès du diamètre de la jante sur le bandage, à la température ordinaire, est de 1/7.000 pour le fer; un serrage i)lus considérable ferait naître une tension qui pourrait déterminer la rupture du bandage ; pour l'acier, le serrage est même de 75/100.000.
Il existe une grande variété de systèmes de fixation dos bandages sur les jantes i. Le mode de fixation par attaches ou agrafes continues se développe de plus en plus.
Corps de roues. — Plusieurs systèmes de roues sont en présence. Sur le matériel à marchandises ancien, on voit encore des roues à moyeu en fonte avec rayons plies (Kelcom), mais les roues généralement employées aujourd'hui sont à moyeu et rayons en fer soudés au pilon (Arbef) ou à la presse hydraulique (Brunon), ou encore des roues pleines en fer ou acier. Les roues en fonte coulées en coquille, longtemps proscrites par quelques Compagnies de chemins de fer, ont été admises, sous ceitaines réserves, par la Conférence de Berne L Sur le matériel à voyageurs, les roues à rayons ayant l'inconvénient de soulever des tourbillons de poussière, on leur préfère des roues pleines, en fer ou en acier fondu, avec àme plane ou ondulée. On a
1 Voir, dans la Revu? des Chemins de fer d'avril 1891, une étude complète sur ce sujet.
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reproché aux roues pleines leur poids et leurs vibrations bruyantes ; sur les chemins de fer anglais, on remédie à ces inconvénients par remploi des roues Mansell, à centres en bois de teck. En France, ces inconvénients sont évités avec les roues à rais et à toile plane dites antipoussières.
L ecartement des roues des essieux, la largeur et lépaisseur des bandages, récartemeut extérieur des boudins, leur hauteur, le jeu qu'ils présentent dans la voie sont soumis à des mnxima et à des minima adoptés par la Conférence de Berne.
Le diamètre des roues au roulement, c est-à-dire non compris le boudin, est généralement de 1 mètre.
Les roues sont toujours calées sur les essieux, malgré l'inconvénient d'une usure plus rapide des bandages ; on évite ainsi que les roues ne glissent et que l'essieu ne prenne une position oblique à l'axe.
§ 5. — Ressorts.
La suspension des caisses sur ressorts, indispensable pour les voilures à voyageurs, au point de vue de la conservation de la voie, des véhicules et des essipux. est également appliquée aux wagons à marchandises, malgré la faible vitesse de leur marche habituelle. Leur emploi est, d'ailleurs, rendu obligatoire par les dispositions arrêtées l)ar la Conférence de Berne.
IjC ressort repose en son milieu sur la boîte à graisse et est chargé à son extrémité par les longerons du châssis. Les ressorts sont formés de lames d'acier superposées, dont le nombre est variable et dépend de la flexibilité qu'on veut avoir.
Généralement, on réalise une deuxième suspension des caisses, en interposant entre elles et le châssis des rondelles en caoutchouc ou quelquefois des ressorts à boudins.
Les ressorts des voitures de 1" classe, très flexibles, ont de {'^,80 à 2™, 30 de longueur; ceux des wagons ont environ 1 mètre. La flexibilité des ressorts est très variable ; on peut compter qu'elle est de :
00 à 145 millimctres par tonne pour les voilures; 30 à 40 — pour les lourg-ons;
14 à 20 — pour les wagons.
La section de l'acier servant à la fabrication des re.ssorts a généralement 7 à 8 centimètres de largeur sur 9 à 12 millimètres d'épaisseur ; on en rencontre assez souvent de 9 à 10 centimètres de largeur et de 12 à 14 millimètres d'épaisseur.
Le poids d'un ressort ordinaire est de 100 à 140 kilogrammes pour les voitures et de 50 à 70 kilogrammes pour les wagons.
i36 MATÉRIEL DE TRANSPORT
La théorie dos ressorts a étt- ilonnée par M. Philips, donl on suit toujours les formules i.
g G. — Graissage.
Les fusées des essieux des véhicules ont besoin d"ètre fréquemment lubritîées et mises à l'abri de la poussière soulevée par le passage du train ; de là la nécessité de les enfermer dans des boîtes à graisse ou à huile dont les types sont extrêmement variés '-.
Dune manière générale, on diminue la largeur des coussinets, c està-dire la longueur de l'arc cylindrique embrassé par le coussinet sur la fusée, et on fait les coussinets en métal blanc ou en bronze garni de métal blanc 3.
On emploie presque partout aujourd'hui pour le graissage des fusées d'essieux des véhicules, des huiles minérales (mazout, schiste, naphle, huiles américaines), soit pures, soit comme au P.-L.-M. et au Nord, mélangées avec de l'huile de colza.
Depuis quelques années, on essaie de remplacer les coussinets ordinaires, à surface frottante, par des coussinets à surfaces roulantes, combinés avec l'emploi de rouleaux, de galets, de billes, etc.: mais ces disjtositifs ne se sont pas encore généralisés.
§ 7. — Attelages.
Les chocs produits par les différences de vitesse dont sont animés les véhicules, pendant leur marche et lors de leur démarrage, sont amortis par des appareils élastiques, qui doivent être résistants et très flexibles lorsqu'il s'agit de voitures à voyageurs.
11 n'y a plus guère d'exemi)les de wagons à tampons secs, formés par les saillies des brancards eu bois, et les véhicules de cette catégorie sont à peu près exclusivement réservés au transi)ort du ballast. Il est, d'ailleurs, interdit de les admettre dans la composition des trains renfermant des voyageurs.
Les appareils élastiques consistent, suivant le système emjdoyé :
1" En ressorts indépendants et spéciaux pour le choc et pour la traction ;
1 Annales des Mines, 1852, t. I".
2 Consulter à ce sujet : Notes sur In construction des voitures et wagons de chemin de fer. par .l.-F^. Personne {Revue t/énérule des Chemins de fer, août 1883).
3 Note sur le meilleur mode de graissage et le meilleur système de boîte à yrdisse (Comptes rendus dit Congrès de Milan. 1887).
