V2 0,012 EE ES

” ab 0,000124

— 97 kg: mm?.

Ainsi la pression exercée par l'induit sur la crapaudine du compteur est de l’ordre de 10 t : cm?. Tous les compteurs à induction que nous avons examinés dans cette étude présentent d'ailleurs des pressions variant entre 8o et 120 kg : mm?; dans les compteurs à courant continu, on atteint même parfois 300 kg : mm?. Or, à cette pression, l'huile n’a plus aucune action utile puisqu'elle ne peut subsister entre les surfaces en contact d’où elle est immédiatement expulsée ; autrement dit, dans le cas qui nous occupe, on ne peut jamais

avoir frottement médiat, mais on a toujours un frottement immédiat (1).

D'autre part, non seulement l'huile est inutile, mais elle est nuisible. Fraiche, elleestla collectrice de toutes les poussières qui flottent autour du pivot, et ces poussières une fois fixées constituent sur le fond de la crapaudine un véritable enduit qui s'oppose au mouvement. Quand l'huile se dessèche, il se produit une sorte de résinification et la crapaudine se tapisse d’une pellicule solide facilement décelable au microscope et même détachable avec une fine pointe d’acier. Cette pellicule est entraïnée par le pivot et augmente naturellement le couple de frottement. Nous avons mis son action en évidence dans l'essai du compteur A. Ce compteur, muni d’une crapaudine huilée, a d’abord été essayé sortant de fabrication (courbe À, figure ro). Puis, nous avons provoqué artificiellement le dessèchement de la crapaudine et nous avons répété l'expérience. Les résultats de ces essais, consignés dans les tableaux A et A’ reproduits dans l'essai du compteur À, montrent que le couple de frottement dû au pivot est augmenté de 30 pour 100.

Indépendamment de cette action purement mécanique, l'huile peut agir chimiquement en attaquant les parties métalliques. Cette action est rapide quand les huiles sont légèrement acides, si bien qu’au bout de deux à trois ans, les frottements des organes lubrifiés se trouvent augmentés dans des proportions considérables.

Toutes ces considérations, bien qu'élémentaires, ont échappé encore jusqu'à présent à la plupart des constructeurs qui continuent à mettre de l'huile dans le palier inférieur. Certains prétendent qu'ainsi ils améliorent le démarrage, or cet argument est également inexact. Quand bien même la pression n'interviendrait pas pour expulser l'huile, celle-ci n'aurait absolument aucune action au démarrage, car, ainsi que l'a montré Hirn (?)et que l’a confirmé ensuite Marcel Desprez dans ses expériences de Creil, le frottement médiat est égal au frottement immédiat quand la vitesse est voisine de o.

La courbe M, figure 3, obtenue avec un disque quelconque de la série D;, montre qu'il n’en est pas de même en ce qui concerne l’action de Phuile dans le palier supérieur. [ci, les pressions sont à peu près nulles et, si on a eu soin de prévoir une réserve d'huile suffisamment importante et un dispositif approprié pour en réduire l'évaporation au minimum, Paclion du lubriliant peut améliorer sensiblement le fonctionnement.

De la courbe M', on déduit à l’origine un couple de frottement

Cr = 0,00108 cm-g.

(:) Signalons, en passant, que les très grandes pressions exercées sur les crapaudines ne sont nullement dangereuses pour celles-ci puisque, pour des pressions de 100 kg: mm?, le. coefficient de sécurité dépasse encore 10 pour le saphir. En ce qui concerne acier, c'est plutôt son indice de dureté qui intervient et, ici encore, ces nombres restent dans les limites admissibles pour éviter une usure prématurée des pivots en acier trempé. es

(2) Comptes rendus de l’Académie des Sciences, 1884,t. XCIX, pren

Comme avec le palier supérieur sec, on oblenait d'après la courbe M, un couple de frottement égal à 0,00169 em-g, le gain est donc de l'ordre de 0,0006 CM-8.

On peut remarquer que le couple donné par la courbe M' est égal, aux erreurs d'expérience près, à celui fourni par un disque D, parfaitement équilibré et dont le palier supérieur est sec.

L'huile ‘a donc pour effet de remédier, en diminuant les frottements développés dans le palier supérieur, aux inconvénients résultant d’un léger défaut d’équilibrage du disque.

Cependant, il faut noter qu'il 1 ne suffirait pas de huiler un palier mal conditionné pour rendre négligeables ses frottements; le tableau suivant, résultat d'un essai d’un disque de la série D, dans lequel on a provoqué volontairement un léger défaut dans le palier supérieur, en est la preuve.

Tableau.

Temps Vitesse (en secondes) (en tours par seconde) 0 x 0 10 120) 20 ee 30 0,92 40 0,85 50 x 0,784 60 - 0,752 70 0,654 80 0,072 90 0,50 100 0,435 110 0,37 120 0,922 130 0727 140 0,208 150 0,17 160 0,128 170 0,092 198 0

L'accroissement du couple de frottement à l’origine

est de 0,002 — 0,00125 — 0,00125 cm-g,

soit autant que pour le couple dû au frottement du pivot inférieur seul. Ainsi donc, dans ce cas, le mauvais état du palier supérieur, joint au déséquilibrage de l'induit, suffit à doubler la valeur du couple de frotment.

Î) Conczusions. — En résumé, on améliorera le frot-

tement de pivotement d'abord, en allégeant l'équipage .

mobile eten réduisant, autant que les possibilités mécaniques lé permettront, le rapport entre les rayons de courbure du pivot et de la crapaudine et en conditionnant convenablement le palier supérieur : dans cet ordre d'idées, les paliers supérieurs à aiguille-guide nous semblent donner les meilleurs résultats. Le minimum au-dessous duquel ilne faudra pas descendre

pour le rayon de courbure du pivot sera donné par le travail (pression spécifique) auquel sera soumis le pivot lui-même. Si l’on admet, pour un pivot trempé sec, une. dureté de 600 kg: mm?, il sera bon de ne pas dépasser une pression de 100 à 120 kg: mm”. Au delà, étant donné surtout que nous travaillons sans interposition de lubrifiant, il y aurait usure rapide des organes en contact et, par voie de conséquence, augmentation du couple de frottement. C’est donc commettre une hérésie que d'employer indifféremment le même pivot pour les compteurs à induction, à équipages légers, et pour les compteurs wattheuremètres à courant continu, considérablement plus lourds.

D'autre part, il sera primordial de réaliser des équipages dont le balourd sera réduit au minimum; il existe d’ailleurs des appareils à déceler les balourds et nous les avons vus fonctionner dans une usine étrangère que nous avons eu l'occasion de visiter, la correction du balourd s’effectuant simplement par adjonction, dans la matière du disque et en des points déterminés, de petites masses additionnelles constituées par un métal de densité différente.

Enfin, la question du polissage des pivotsest aussi de la plus haute importance. Il est nécessaire que le profil de ces pivots soit d’abord absolument correct (corps de révolution) ou que ceux-ci ne présentent aucune dyssymétrie appréciable. Il semble que l'indice de polissage 25 soit un minimum au-dessous duquel il ne faut pas descendre pour obtenir des démarrages francs sous charge très réduite. Au point de vue industriel, la vérification du polissage est du reste très facile et peu coûteuse : dans tous les cas. nous estimons qu'aucun constructeur sérieux ne peut s'en dispenser. Les photographies cicontre montrent la différence entre un pivot poli et uñ pivot brut mal conformé (fig. 4 et 5).

Quant aux pierres fines de crapaudines (saphirs ou rubis), les mêmes précautions devront être prises pour s'assurer de leur parfaite qualité. Nous avons remarqué que la plupart des constructeurs se bornaient à vérifier l’état des pierres des crapaudines en en faisant l’essai avec une pointe fine afin de déceler, s’il y a lieu, les fêlures qui ont pu se produire lors du sertissage ou dans tout autre phase de la fabrication. Ce mode de vérification est absolument insuffisant. L'examen au microscope des crapaudines d’un certain nombre de compteurs de constructions différentes nous a révélé que, dans près de la moitié des appareils contrôlés, la creusure du saphir était tapissée par une sorte de pellicule formée de débris d’abrasif et de limailles de laiton résidus du sertissage, le lout fixé le plus souvent par l'huile imprudemment ajoutée par le constructeur. Cette pellicule forme ainsi un frein excellent et ne contribue pas peu à fournir un mauvais démarrage. Il est évident que le pivot-le mieux poli tournant dans une telle crapaudine ne peut donner que de mauvais résultats. Il est d’ailleurs plus facile d'obtenir un polissage parfait de la crapaudine que du pivot lui-même, la creusure sphérique se prêtant aisément au polissage automatique, :

—— Dis

3. Frottements dus à l'air. — Nous avons vu plus haut que, dès que la vitesse du disque atteint 0,1 tour par seconde, le couple de frottement cesse d’être constant et augmente rapidement de valeur en raison de la résistance opposée par l'air.

Tenue pour négligeable par certains praticiens, celte influence de l'air est cependant prépondérante dans beaucoup d'appareils (!). Elle augmente d'importance, comme on pouvait s’y attendre, avec le rayon du disque. La forme du disque intervient également ; quand ce dernier comporte des stries ou des impressions deslinées à renforcer sa rigidité, l'entrainement de l'air est alors beaucoup plus important que dans le cas d’un

disque lisse, et à plus forte raison encore quand, au lieu d'être plan, il comporte de véritables ondulations. Nous verrons d’ailleurs plus loin un exemple typique d'essai de compteur muni d’un disque ondulé.

Le couple freinant dù à l’air est également augmenté quand le disque présente des trous ou des fentes destinés à annuler la marche à vide. Il est préférable, si l’on est obligé de conserver ce dispositif, de diminuer l’action de ces trous enlesallongeant dans une direction perpendiculaire à un rayon. Le tableau suivant, obtenu au moyen d'un disque de la série D, de 1 mm d'épaisseur et de 8o mm de diamètre, montre la loi de variation du couple dû à la résistance de l’air en fonction de la vitesse, le couple freinant étant obtenu en retranchant du couple total (pivots + air) à une vitesse déterminée, la valeur du couple représentant la somme des frottements dus aux pivois pour w voisin de zéro.

(!) Ajoutons même que l’on a utilisé la résistance de l'air pour{créer le couple amortisseur d'un ampèreheuremètre à induction,

Variation du couple du à la résistance de l'air en Jonction de lu vitesse.

Vitesse de Cf Lotal Couple ee dû à Pair RS dt en cm-mg en Cm-mg LRQ O,0121 120 0 0,2 0,0166 DAT 0,40 0,3 0,0194 2,00 0,79 0,4 0,024 De 25 0,9 0,028 2,89 1,64 0,6 0,033 3,40 DUO 07 0,037) 3,86 2,61 0,8 0,042 1130 3,08 0,9 0,046 4,64 3,39 she) 0,05 Bb 15 3,90

Fig. 5. — Pivot mal formé et strié.

La courbe déduite de ce tableau montre que le couple freinant dù à l'air n'a pas une allure parabolique. Etant donné que les vitesses développées dans les compteurs sont, somme toute, relativement faibles, le terme dû à la vitesse n'intervient qu'à la première puissance. Dans les compteurs à très grande vitesse (de l'ordre de 1ot6:5s,le terme du 2° degré apparaît, au contraire, très nettement.

Les résultats sont également influencés par les réactions des parois des compteurs ainsi que par l’action de laminage créée lors du passage du disque dans les entrefers des électroaimants. Il serait évidemment possible de déterminer la valeur de cette action, mais cette séparation n'offre aucun intérèt pratique.

a) INFLUENCE DE LA FORME DE L'AIMANT AU POINT DE VUE DU COUPLE DE FROTTEMENT. — Le disque, en tournant, entraine dans son mouvement les couches d’air voisines de sa surface et, au moment du passage de ces couches dans l’entrefer de l’'aimant amortisseur, il se produitun véritable laminage qui tend à s’opposer à la rotation. La valeur de ce laminage n’avail pas encore, jusqu’ici,

ns 1) Dr =— été mise en évidence. Afin de n'être pas gêné par l’ac- Essai n° 2. — Maquette d’aimant forme Y. tion des courants de Foucault, nous avons fait établir des maquettes en bois des différentes formes d'aimants utilisées dans l’industrie et nous avons mesuré, toujours | Temps Vitesse

Tableau et courbe Ÿ, figure 7.

par la méthode d'amortissement, la différence des cou- (en secondes) (en tours dE seconde) ples de frottement développés avec ou sans aimant ('). He ta Les formes d’aimants actuellement utilisées se ra- À 0:58

mènent à deux types principaux que nous désignons par . Re les lettres Y et Z(fig.6). Dans le premier, l’étranglement 40 0,475 que l'air, entrainé par le disque, est obligé de traver- bo 0,415

es È 0,182

Essai n° 3. — Maquette d’aimant forme Z.

7 Tableau et courbe Z, figure 7. .

Temps Vitesse (en secondes) (en tours par seconde) Fig. 6. — Types d'aimants amortisseurs. je Rite 10 0,894 : 20 0,74 ï ser, est beaucoup plus court que dans celui de la forme + 2666 Z. Ïl existe tout une série de formes intermédiaires 4o 0,572 présentant des étranglements plus ou moins Se 24 RER longs. =

Les résultats d'essais des types Yet Z sont consignés dans les 3 tableaux suivants et dans les courbes de la figure 5.

Essai n° 1. — Sans aimant.

Tableau el courbe X, figure 7.

Temps Vitesse (en secoudés) (en tours par seconde) à

Fou 0,664