CLASSIFICATION DES MACHINES A VAPEUR. S9I

croire que c'est là une limite qu'on ne se plairait pas à dépasser.

(709) En résumant ce qui précède, on dira que Télément à prendre en considération, quand on fait intervenir la notion de la fatigue que peuvent amener les forces d'inertie, n'est ni la vitesse linéaire maxima du piston ?'(i), ni la vitesse angulaire du volant o), mais bien le produit wV de ces deux quantités^ et que c'est ce produit qui doit rester pelit, si Ton veut que l'inertie ne joue pas un rôle important sur le piston, sa tige et la bielle.

Si l'on s'impose la condition que l'accélération centrifuge oiV ne dépasse pas l'accélération de la gravité pour les grandes machines, et trois ou quatre fois cette quantité pour les petites machines à grande vitesse, construites avec des matériaux de choix, on reconnaît que la grande machine pourrait être lancée à 24 tours par minute, ce qui donnerait au piston une vitesse de 2'",40, que la plupart des praticiens considéreraient comme déjà très-forte pour une machine de cette dimension, et que la petite devrait être réduite à 212 tours, ou à une vitesse moyenne de 4 ",40 pour le piston.

Ces nombres (2'",40 et 1",40) montrent, contrairement à une idée très-répandue, que c'est dans les grandes machines, et non dans les petites^ qu'on peut donner aux pistons les plus grandes vitesses linéaires.

Cela tient à ce que, pour une quantité donnée ro) = V, l'accéléra-

yt lion (oV est égale à — ; de sorte que, si Ton veut avoir la même accélération pour deux machines, il faut que les courses des pistons soient proportionnelles aux carrés de leurs vitesses linéaires. Les vitesses angulaires seront alors, comme il est facile de le voir, en raison inverse de ces vitesses linéaires. On aura en effet les trois égalités

D'où l'on déduit

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Ainsi, par exemple, si l'on considère deux pistons de 0",50 et de 2°* de course, et si l'on suppose que le premier fasse trente tours par minute avec une vitesse moyenne d'un mètre par seconde, le second pourrait marcher à la vitesse moyenne de 2" en faisant 15 lours par minute.

Ce qui précède suppose que les deux machines sont géométriquement semblables. 11 n'en serait plus de même si leur constitution géométrique était différente, si Tune, par exemple, était à balancier et l'autre à connexion directe. Dans ce cas une même accélération sur les pistons n'entraînerait pas nécessairement la môme fatigue pour les machines, s'il y avait sur Tune d'elles une pièce fatiguant plus que ces pistons.

C'est précisément ce qui aurait lieu le plus souvent pour le balancier dans les conditions où ces pièces sont habituellement établies, et l'on sait qu'une machine à balancier d'une force donnée ne comporte pas la môme vitesse de marche que si elle est à connexion directe.

(71 0) Constitution symétrique de la machine. — Coite constitution peut être examinée à deux points de vue :

A celui de l'appareil récepteur proprement dit ;

A celui des combinaisons cinématiques , à l'aide desquelles le mouvement du récepteur est transmis soit à l'opérateur, soit au moins, jusqu'à l'origine des transmissions qui servent spécialement à le commander.

Les appareils récepteurs se rattachent aux trois types suivants :

1** Les machines à piston^ qui forment l'immefise majorité de celles qu'emploie l'industrie.

2° Les machines rotatives, dont il a été fait quelques applications, qui peuvent théoriquement, comme on l'a vu au n** 645, présenter un léger avantage théorique, amplement compensé, du moins jusqu'ici, par des inconvénients pratiques d'autant plus marqués que les appareils sont plus importants.

3*^ Enfin les machines à réaction ou à force vive^ dont les inconvénients pratiques sont encore plus frappants, et qui n'ont eu jusqu'ici que quelques rares applications limitées à des opérations de-

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vant prendre de très-grandes vitesses de rotation (voir n*" 646).

IS'ous n'avons à nous occuper ici que du premier type. . Les machines à piston peuvent être {t un seul cylindre^ ou à deux ou plusieurs cylindre^. Le cylindre unique, ou les divers cylindres spnt ou fixes, ou oscillants ; enfin la position invariable des premiers, ou la position moyenne des derniers peut être verticale, hori* zontale, ou inclinée d'une manière quelconque. Cette diversité de position n'en entraine aucune dans l'effet de la vapeur sur le piston ; elle n^est habituellement motivée que par des sujétions de local.

Les cylindres verticaux ont, sur les cylindres inclinés ou horizoniaux, Tavanlage que l'usure du piston s'y fait d'une manière plus uniforme, et que, par suite, les cylindres n'ont pas tendance à s'ovaliser ; mais les cylindres horizontaux, qui prennent en longueur l'espace que les autres prennent en hauteur, facilitent la surveillance du mécanicien, et peuvent s'installer parfois à moindres frais^au moyen de plaques générales de fondation, dans des conditions convenables de solidité. Les cylindres oscillants tendent à être abandonnés parce qu'ils demandent plus de sujétion dans la construction et dans lentretien ; on ne les emploie plus que pour satisfaire à des sujétions impérieuses de local, lorsqu'on veut réduire absolument au minimum la distance du cylindre à l'arbre du volant.

Les machines à cylindres multiples ont de deux à quatre cylindres. On peut y faire les catégories suivantes :

(a) Les machines que j'appellerai à double cylindre, dans lesquelles il faut considérer qu'on a l'équivalent d'un cylindre unique de longueur double^ qui exigerait une manivelle deux fois plus longue, et une bielle et une manivelle en proportion. Cette disposition, qui s'applique à des machines horizontales pour bateaux, a pour but, accessoirement, de pouvoir réduire un peu la longueur occupée par la machine, principalement de reporter l'arbre du volant au milieu de l'espace occupé par la machine, et de répartir symétriquement les pièces à droite et à gauche de cet arbre.

{$) Les machines 5 cylindres conjugués^ sont composées, comme les précédentes,de deux cylindres égaux, dans chacun desquels la vapeur agit d'une manière identique ; mais avec celte différence entre les deux systèmes que les pistons, au lieu d'avoir des mouvements con-

cordants (de même sens ou deVns contraires), ont des mouvemenls croisés ; leurs manivelles sont à angle droit, au lieu de se confondre en une seule ou d'être à ISO"", ou bien ils ont une manivelle coin* mune, et ce sont leurs axes qui sont à angle droit.

L'objet de ce dispositif est accessoirement d'éviter les points morts et de régulariser l'action de la force motrice, mais principalement de permettre les manœuvres d'arrêt et de renversement de mouvement, dans toutes les positions de la machine.

L'emploi de ce dispositif est indiqué dans les divers cas où Ton a ces manœuvres à faire.

Ainsi l'on ne construit plus guère de machines de bateau ou de machines d'extraction, et l'on ne construit pas une seule locomotive qui ne soit à cylindres conjugués. On a commencé également d'appliquer le système à faire mouvoir des laminoirs à mouvements alternatifs.

(7). Les machines à cylindres accouplés^ ou machines à deux cylindres de Woolf ou d'Edwards, dans lesquelles, contrairement à ce qui vient d'être dit, les cylindres sont inégaux, pour produire do la détente par l'effet du passage de la vapeur du petit cylindre dans le grand.

Pour une quantité donnée de vapeur admise dans la machine, la détente définitive n'est pas théoriquement plus grande que si le grand cylindre existait seul, mais elle peut l'être pratiquement, par la suppression possible de l'influence de l'espace nuisible. En outre, celte détente se produit dans des conditions plus favorables, parce qu'il y a moins de refroidissements pendant qu'elle a lieu ; enfin, la machine prend une marche plus régulière, et elle fatigue moins que si le même degré de détente était réalisé avec un seul cylindre.

(3). EnHnles machines â cylindres combinés, qui sont aux ma*^ chines ordinaires de Woolf ce que sont les machines à cylindres conjugués aux machines ordinaires à un seul cylindre, ou aux machines à double cylindre ci-dessus mentionnées.

La vapeur, au lieu de passer directement du petit cylindre dans le grand, ce qui exige que les mouvements des pistons soient concordants, ou que CCS pistons arrivent ensemble à leurs points morts, passe par un réservoir intermédiaire, d'où elle est distribuée soit à