X l.MO

9iO— 1.499 — 2 X 1.829

Coarse

Tours

Vitesse

des

par

moyenne

pistons

minote

de piston

Obserfations

Vapeur surchauffée.

Deux manivelles à 180**.

Surchauffe, à soupapes.

à soupapes, manivelles à

à soupapes.

Tiroirs à grille.

Obturateurs pistons-valves.

Manivelles à 180».

Surchauffe modérée.

Trois manivelles à 120o.

Surchauffe modérée.

Horizontal-vertical (1).

Horizontal-vertical (2).

Trois manivelles à 120°

Vapeur surchauffée à 300° (3)

"f un grand cylindre vertical. Le calage est fait à ISO®.

«(Qf e de 6500 chevaux indiqués est le maximum, correspondant à l'admission de 0,50 au petit

80 FORCES d'inertie DU MÉCANISME

est de réduire la pression effective sur le piston d^ui certain nombre de kilogrammes par centimètre carré, cette réduction sera lu même pour toutes les machines quelle que soit leur course, pourvu que la vitesse du piston soit la même, et que les bielles soient semblables.

La môme remarque s^applique aux pièces à mouvement alternatif telles que le piston et sa tige.

On conçoit que la similitude ne saurait être rigojreuse; le mode de construction et le taux de travail admis pour la matière ont de Pinfluence sur le poids des pièces; mais en supposant ces facteurs les mêmes de part et d'autre, les règles de la construction des organes, règles basées sur la résistance élastique, ainsi que la résistance à réchauffement et a Tusure, conduisent effectivement à la similitude lorsque la pression initiale est la même par unité de surface du piston (^).

Lorsque la pression s'élève à dimensions égales de cylindre, les sections transversales des tiges et des bielles augmentent un peu moins rapidement que la pression, il en est de même de leur poids et de la force d'inertie ; les machines à haute pression admettent d'ailleurs une vitesse linéaire de piston supérieure.

Les pièces à mouvement alternatif comprennent encore le piston de la pompe à air et ses organes de commande ; quelles que soient les dispositions adoptées, l'inertie de ces organes s'ajoute à celle des pièces déjà considérées, et elle suit la même loi, sous la réserve qu'il faut calculer les accélérations en tenant compte des liaisons.

28. - Les considérations développées ci-dessus justifient la règle adoptée au n** 21 et qui est exprimée par l'équation (5) ; on ne doit pas perdre de vue que, par l'allégement des pièces mobiles dû à remploi de métaux plus résistants et de formes spéciales (tiges creuses, bielles plates, pistons en acier coulé à âme simple, crosses évîdées), il est possible d'augmenter la vitesse linéaire moyenne.

(1) Ce n'est pas ici le lieu de démontrer cette similitude, qui s'étend jusqu'aux pivots des articulations et aux crossettes, et qui n'a rien d'empirique ; elle est assez léelle pour que les dessinateurs habitués au tracé des machines à vapeur déterminent, pour ainsi dire au simple coup d'œi!, certaines dimensions d'organes. Dans certains cas, on a pu se servir des mêmes plans pour deux machines de dimensions différentes, en altérant simplement l'échelle.

FOR€ES d'inertie DU MÉCANISME

Le tableau (pages 78-79) renferme quelques données relatives à des machines de marche rapide, à l'exclusion des machines marines.

29. — Poids des organes à mouvement alternatif. — Pour une première étude, on pourra approximativement tenir compte, à l'avance, des forces d'inertie au moyen de formules qu'il est facile d'établir pour des types donnés de construction ; on a, par exemple, pour le poids en kilogramaies des pièces à mouvement alternatif y compris la bielle :

P = 0,006 à 0,010 cf»

d étant le diamètre du piston en centimètres.

Cette formule convient pour des machines monocylindriques dans lesquelles la course est environ deux fois le diamètre; le coefficient doit être augmenté quand la pompe à air est commandée par la crosse ou par la tige du piston prolongée. Elle ne s'applique pas aux cylindres à basse pression des machines compound, pour lesquels elle donnerait des poids environ trois fois trop forts. Il y a d'ailleurs entre les systèmes de construction des pistons et des crosses de grandes divergence^, on ne pourra donc trop compter sur les formules du genre de celle donnée ici.

30. — Sollicitation du bâti. — Lorsque l'on ne tient pas compte des forces d'inertie, et en supposant toutes les pièces dans le même plan, condition dont on se rapprocherait en amincissant, autant que

possible, la manivelle et la bielle dans le sens perpendiculaire au plan d^aclion, ou en faisant usage d^un coude ayant le même plan de symétrie que la bielle, on voit facilement que les seules forces sollicitant le

MAGHtlISS A VAPEUR

82 FORGES d'inertie DU MtCANISME

bâti se réduisent, pour la position représentée dans la figure 59 : l"" à une force d'extension H, égale à Peffort de la vapeur sur le fond du cylindre, agissant vers Parrière et transmise par les attaches du cylindre; la réaction équilibrant oetle force agit vers l'avant sur le palier de l'arbre moteur; 2° au couple Va, égal et de sens contraire à celui transmis à Varbre moteur.

Pour la course rétrograde, le bâti est comprimé, mais le couple Va ne change pas de sens. Les bâtis doivent être constitués pour résister sans déformation appréciable à l'effort H, et ils doivent former avec la fondation un ensemble qui résiste, par son équilibre statique, au couple Va, lorsqu'il prend sa valeur maximum.

Il est facile de donner à la fondation un poids suffisant pour que l'application du couple Va ne détermine qu'un léger déplacement vers la gauche, de la résultante des réactions du sol, qui, lorsque la machine ne fonctionne pas, agit suivant la verticale passant par le centre de gravité du massif et de la machine. Lorsque la machine se meut, la réac* tion se déplace périodiquement. Ce raisonnement s'applique également aux machines verticales ; pour ces dernières, l'assiette étant beaucoup plus réduite, le déplacement de la réaction modifie dans une plus forte mesure les pressions supportées par la base de la fondation. Cependant, on constate par Texamen des machines existantes que cet effet est peu considérable.

Pour les machines à grande vitesse, l'inertie des pièces modifie plus ou moins profondément l'état de sollicitation du bâti; c'est surtout pour les machines non directement assises sur une fondation qu'il peut être nécessaire d'étudier l'effet des forces d'inertie à ce point de vue : telles sont les locomotives et les machines marines. Quelques machines fixes spéciales, par les vitesses excessives qu'elles doivent prendre, nécessitent également des dispositions propres à soulager les attaches de leurs bâtis.

31. — Eff^t des forces dHnertie sur le bâti. — Les organes soumis à ces forces d'inertie sont :