ilS
a.aiiî
Si nous prt:nons pour la dernièie année le lappoi l du nombre des ruplures au nombre total des essieux, on trouve les chilTres suivants :
16.0 par 1,000 pour lus essieux di-oibi. 111. 5 par 1,0U0 pour les essieui coudés.
CRiNCIPArX ORGANES DES MACHINES A VACtUR.
g 7. — Roues cl bandages.
Diraevl)^ qoF préarntr la fabrication deii ronea. — La forme
des roues n'a pas ilonnè lieu h uol- discussion semMoMc à ci'lle que nous avons mcnlioniiOe pour la forme des essieux. Il suffisail, en elTel. d'imiter, pour les véhicules appelés à roulor sur les rails, les formes admises pour les roues des véhicules employés sur les routes ordinaires, sauf à donner à chacune des parties dont se compose une roue, c'est-à-dire au moyeu, aux rais ul à la jante, une forme proportionelle aux poids que les roues devaieni supporter el aux résistances de toute nature qu'elles avaient â vaincre.
Malheureusement, ces poids et ces résistances sont considérables! e'i simple en apparence, la fabrication des roues a présenté des difïicullés si grandes que l'on a considéré comme un [H^grès sérieux la suppression de l'emmanchement du moyeu ïïcc les raies et de ceux-ci avec la jante, c'est-à-dire la confeclion de roues pleines semblables aux roues des chariots des peuples anciens.
Kooe* en tontr ponr wsKOonrta. — Les premiers véhlculcS circulant sur des rails ont été des wayoïmcls employés au transport des charbons; leurs roues étaient en fonte. On sait rimporlam e de la régularité du refroidissement dans les pièces moulées, et combien Is retrait se modifie avec la forme cl l'épaisseur ilu métal; or, une roue avec son moyeu massif, ses rais minces et sa circonférence épaisse, formait un ensemble sussi peu favorable que possible à la l'ègulorilé du refroidissement, el on a eu à déplorer des ruptures incessantes dans les roues de wagonnets; les rais surtont, d'une si mince épaisseur par rapport aux autres parties de la roue, -ne résistaient pas. ^nus avons vu fréquemmenl dans les wagons de terrassement
Ions les nis se briser à la fois à leor point de jonction a\ec k Borai OQ aTec la jante.
On a, dans beaucoup d'osines. renoncé à faire les nis et fbnie et on les a remplacés par des barres droites en fer fof]gé, dont ks eitrêmitês sont novées d*un cùté dans le nioveu. de Tantre dans la jante.
L'art du fondeur a donné également les moyens de régubrîser le refroidissement, et à laide du moulage en coquilk on est arrÎTé à donner aux janles des roues de wagonnets une dureté extraordinaire ; tandis que le moyeu et la masse de b jante sont en fonte grise, la oireonférence de b jante, sur une épaisseur de prés d'un centimètre, est transformée en fonte blanclie très-résistante.
Certaines forges françaises sont arrivées, pour les roues de nagonnets. à une perfection remarquable, et nous avons tq des roues qui, après un emploi de plusieurs années, wt présentaient aucune trace d'usure.
ca immtm pMV magM». État dte la légialart— fraa-
(. — Les fondeurs allemands et américains ont obtenu, pour les roues de wagons, des résultats semblables à ceux que nous venons d'indiquer pour les roues de petit diauiùtre, et si le même progrès n'a pas été réalisé en Franci», on peut en accuser la législation de notro pays.
L'article 10 de l'ordonnance du 15 novembre 1846 s'eiprime en ces termes :
« 11 est interdit de placer dans un convoi comprenant des voitures de voyageurs aucune locomotive, tendcr, ou autres voitures d'une nature quelconque montées sur des roues en foute.
« Toutefois, le ministre des travaux publics pourra, par exception, autoriser l'emploi des roues en fonte cerclées en fer, dans les trains mixtes de voyageurs et de marchandises marchant à la vitesse d'au plus 25 kilomètres à l'heure. »
L'exception prévue dans ce dernier paragraphe a dû être
PRINCIPAUX ORGANES DES MVCIllNES A VAPKLR W9
Eliicmmeni admise par l'administration supêrieuro, et chaque r, sans qu'il en résulte le moindre inconvénient, il entre en ince, por toutes les gares de la frontière de Dunkerque à îâle, des centaines de wagims avec roues en fonte. Il serait déûrable qu'une condition aussi restrictive disparût de nos lois, ■t avec elle toutes les autres mesures de protection légale qui l'onl qu'un résultat, celui de relarder le progrés del'induslrie. îue l'on stipule des conditions de solidité, de résistance, rien le plus légitime ; mais que l'on laisse au métallurgiste cl non m l^islateur le choix des moyens à employer pour obtenir tUe solidité et cette résistance.
- Bewf de nagona c( de vollnrrii. Mafra en Tonle, min et
to«ie es ter. — La grande masse des roues employées en htnce pour les wagons et les voitures, se compose :
D'un moyeu en fonte; I De rais en fer;
t D'une jante ou d'un faux cercle en fer. ' Lesrais, au lieu d'iHre formés de baiTesdroitca, sont conslituf 3 par la juxtajiosition de pièces ployées de manière à représenier On triangle isocèle ; tous les sommets de ces triangles convergent vers le centre de la roue, les bases formant, au contraire, la circonférence. Les angles du triangle sont souvent abattus Bit pan coupé pour éviter les angles aigus.
Tous les triangles une fois réunis au faux cercle par une fÎTure, on coule le moyeu en fonte de manière à empdter el réunir les sommets. Nous n'avons pas besoin de dire que des précautions sont nécessaires pour obtenir l'adhérence du fer à la fonle.
Ba«M« de tendcr et de moehlae. — LeS rOUCS de tcnder, leS
roues de petit diamètre des machines locomotives sont semblailcs à celles dont nous venons de parler. Le moyeu en fonte PsI seulement plus épais, de fui^on à recevoir sans fatigue un essieu d'un diamètre plus considérable que celui des essieux lieit voilures et des wagons.
L'iT^is»aUt»a du dtaBètre des essieux et de celui des raoB «fles^an^eies. qui attetnt ?.40 à ^,50. a conduit lesconsb» tnr^ à ter ter la CiliricatîoD de roaes entièrement en ferfaqt^ ni ioal aojoai^îlioî parfaiteineiit réussies et qui peuieotMe OMfisidêrâps oMome des chefe-d'œurre de fonri».
•>s iOQde d'ibord les barres droites destinées â devenir!» nîs de b ro'je à une bme destinée à former une partie conff* pwâanV de b jante. On a ainsi une série do T à longue ti^* Les losc-s de ces T sondées les unes aux autres constituent k £iiExcer:le: k?s extrémités des rais reliées entre elles parèl oxns >»]kQt p>>rtét> au rougp libnc et soudées ensemble des nîêffe : f>nDer le moyeu. Sans le marteau-pilon, de pareîM «nivres eussent été impossibles, tandis qu'avec ce puissÉl instrument elles s>xécutent aujourd'hui d*une manière c0^ rante.
WLmmm piiiafi «■ fer fi^f c« «■ acfer. — L>mploi joumlifl
du marteau-pilon et des laminoirs circulaires a permise réaliser un autre progrés, celui des roues pleines en fer (nf et on acier.
La substitution d*un disque plein à une succession de ni est tnL-^réconisée. On dit que ces roues pleines assurent ïïê ré[Kirtition pus régulière du poids des véhicules sur les raib qu'elles soulèvent moins de poussière que les roues ordinaires dont les bras agissent comn.e les aubes d'un ventilateur; enfii qu'elles ne renvoient pas, comme ces dernières, les escarbift qui sortent du foyer.
Sans nier ces axantages. surtout le dernier, qui est cerlait nous pouvons dire que le principal obstacle à la vulgarisatîc des nnies pleines en fer et en acier a èlè leur prix èle^è cor parativement à celui des roues ordinaires.
rii wiiiM éf cwiaffr. — > Les rouos des machines, des voitui et des wagons ne tournent pas autour des essieux, comme o a lieu pour K^ voitures onlinaires. Sur les chemins de ft l'essieu fait corps avec la roue et tourne avec lui ; il faut do
[■iiiNi.iPAUX OR(;^^■Es ms machiner a vAPtuii. ui
' union parfaite de ces deuv pièces ; on l'obtienL ii l'aide de
F sse hydraulique, qui permet d'exercer les efforts mesurés s chiffres suivants :
RouM de locomotives 70.000 kilog.
'~nies de lenders iO.OOO
'sdenagons 25.000
lulons de manivelles i5.000
nirefois une clef ou clavette était engagée à iiii-fer dans le
u et dans l'essieu pour prévenir un mouvement de rota-
i; avec les calages énergiques dont nous venons de doinicr
nir, cette précaution est devenue sans objet.
•««t* de* ronra. — Le bandogc Correspond au cercle de
tue ordinaire. Use compose d'un anneau circulaire parfai-
sé à l'intérieur et ajusté à chaud sur le faux cercle
I roue. Sa surface extérieure est la surface frottante; il
!e un raentonnel ou boudin saillarit du ciMé intérieur de la
bel qui empêche les roues de quitter les rails.
L'opi-ralion qui consiste a placer le bandage se nomme Vem-
Wc; elle s'effectue ii chaud. Le refroidissement détermine
M^on appelle le serrage proprement dil ; la mesure de la
lllion à donner, la rapidité dans le refroidissement, sont
lèes seloii la nature des métaux employés, et on ne peut
fec à cet égard que les indications de l'expérience.
■ exagérant le serrage, on s'expose h une rupture subite
Wndages, c'est-â-dire à un accident dont les conséquences
rDt Être très-graves, profil des bandages présente une certaine conîcilé. l'étKtir varie de 0°',OiU à O^-ÛfiO.
«saillie du boudin varie de 0"',03 à O^jO-i; elle augmenlil sans cesse av< c l'usure des bandages, si on n'iivait pas tde la maintenir en passant les bandages au tour. Une trop Irie saillie du boudin terail une cause de danger à la traite des changements et croisements des voies.
m DES lACHLXES A VAPETR.
Les bsndages soni fixés sur la jante par rintermcdiairf de rÎTels ou de bouloos dont la tète est noyée dans Têpaisseiirto bandages. Le fer des rivets ou boulons ne doit pas surpassera dureté celui des bandages, car il en résulterait une usure inégale.
WmhHmÊÊÊÊmm étm >— iagr», — Les procédés euiplovés pOUT h
fiibrication des bandages sont aujourd'hui très-nombreux. Xo« passerons en re\ue les principaux :
1* Barres droites. Des barres droites sont passées au liainoir et, après avoir obtenu le profil normal, courbées et sudées ; les roues motrices des machines à voyageurs ayant présde deux mèlres de diamètre, il faut employer des barres de phi de six mètres de longueur, et on conçoit toutes les difficulKi que présente d'abord la courbure parfaitement régulière de semblables pièces et surtout la soudure des extrémités. Pendiri bien des années, on n*a pas connu d'autre mode de fabricatioii et la fréquence des ruptures qui se produisaient au point k soudure faisait vivement désirer la découverte d'un prooèi meilleur. Quelques usines cependant ont conservé la fabricatin des barres dn>iles et elles sont arrivées à opérer la soudiA \ d'une manière irréprochable; nous croyons cependant quece n pn>cédè ne tardera pas à disparaître et que l'on ne se sonirt . plus que de bandages sans souduie.
2^ Bandages sans soudure. Ijd fabrication des l^andages de i cette nature comprend deux périodes : dans la première, oi forme une niasse métallique annulaire ; dans la seconde, î l'aide de laminoirs circulaires, on augmente successivemenll^ diamètre de col anno;iu en réduisant son épaisseur, et on arri^^ à une précision telle que le bandage ainsi formé peut être nn$ sur le faux oercle et employé sans èlre tourné.
Ce mode de laminage circulairr est commun à tous les procédés ; mais la masse annulaire s'obtient par des méthodes très différentes. On a commencé par rouler en anneau de longues barres de fer, en formant ainsi un paquet ayant de Vana*
PRWCirADX ORGANES DES MACllINF.S A VAPEUR. 413
lo^e avec les grosses boUcs de fil de fer ; cet anneau chauffé aa hlaiic soudant et marlelë devenait une masse compacte et lioinogènc.
la maison Krupp dëlnchc d'un bloc d'acier fondu une niasse ciirrespondanle au poids du bandage à fabriquer et ouvre cette ■nasse à l'aide de coins d'une épaisseur croissante, de manière k la convertir en anneau. Primitivement, on faisait à froid dans la masse une première fente longitudinale ; on perçait deux Irons circulaires de'2 à 3 centimètres de diamètre, que l'on réunissait par un sillon ouvert au moyen d'une scie circulaire. Ce procédé a été abandonné, et la fente est obtenue directement sous le marteau-pilon.
Fntin. dans diverses usines françaises, on coule, à l'aide du convertisseur Besseraer, un anneau régulier qui, repris sous le marteau-piton, rei:oit une première ébauche.
Dans toutes ces fabrications sans soudure, le marleau-pilon remplit le premier rôle, car lui seul peut donner par le martelage la cohésion nécessaire au métal.
Plusieurs brevets ont été pris pour la fabricalion des bandages sans soudure, cl il est difficile de dire à qui en revient l'honneur. Il existe un brevet au nom de Bourdon, et l'auteur <Ju marteau-pilon peut aussi revendiquer le bandage sans Soudure.
iiMia dm taéim\. — On emploie, ou plutûl on employait en l'rance des bandages de trois natures :
En fer aciéreui,
En acier puddlé.
En acier fondu.
L'acier fondu présente sur les deux autrL'S métaux une supériorilé telle que l'on peut prévoir le momeni où cette subilance sera seule employée pour les bandages des machines, des voitures et même des wagons.
La France est, à cel é{;ard, en rt'tard sur l'Angleterre et surloul sur l'Allemagne. La vulgarisation des procédés d'aciération
nous permeltra de nous mettre au ntvoau des oalioas toNPC
Nous nVnIrcruns {Kts dans lii quvstion des pris i\& h»ttia^, nous sommes à une ppo<pie de tran^irion cl les chidres nlfa une année ne liont pfu» vrais l'annûe suivante. U y a loulebM une observation à fiiirt! au sujet du |>rix du blindage.
Les bandages ont un'^ épaisseur d environ 55 à 60 milUmfctrcH ; mais on doit les rejeter quand relte épaisseur est n'duilr à *28 ou 51) miltimiMrcs. U n'y a donc li'ulitisable et d'utile i^ la première épaisseur du bandage, la seconde n'ayant qu'uitf valeur de matériaux de rebut. Il importe dé* lors d'examiner, non plus quel est le prix du bandu^'e lulul, uiats quel estleptii du centimètre d'épaisseur utile. A ce point de vue. les bœdagea en acier nuturcl ou en itcier puddlé ont orfcri Innulcmift un avantage marqué sur les bandantes en acier fondu.
Aekro miKioB- — Des cooNidèratinns Semblables avaient coiK duit les conslriictanrs à la fubricution des aciers mixtes. Cet aciers se coinposoient d'une lame d'acier Fondu soudée sur dn fer ordinnire et laminée de fa^-on que la surface rouknle ilii biindage fût en acinr, tandis que la partie intérieure restait en fer. Cette disposition répond tliéoriqucmenl aui véritaltlM données do la question : aNoir ime matière dure pour la partii; du bandage qui travaille et qui s'use ; avoir une matière iiiulns dure pour la pnrtic du bandage formant masse.
Les aciers mixtes ont été labriqués avec un grand sucw^s psr .MM, Verdie et C", de Finniny. Dans leur procédé de rabricalion. l'acier en fusion est coulé sur une lame de ter ou sur un anneau de for préalablement cliauffé au rouge blanc dans un four à réverbère, et au moment d'effectuer la coulée, on saupoudre de borax la surface du fer, de manière à dissoudre les oxydes qui tendent à se former.
Cette lame, mise au laminoir ou sous le marteau, ne porte uucu[ic trace de soudure, et la transition du fer à l'acier est complète et régulière.
Ces procédés ont élé employés pour la fabrication des es-
PBISCIPALIX ORGANES DES MACHINES A VAPElli. 415
taux fusées desquels un donnait une enveloppe en acier, et la l'obrication des rails dont la surface frottante était égain( faite à laide d'une mise en acier. Les ingénieurs charde l'exploitation des lignes du réseau Sud-Autrichien-Lomavaienl donné un grand développement à cette fabrication urd'hui abandonnée.
[Vulgarisation des procédés de fabrication de l'acier, l'awmeiil continu de sa valeur ont arrêté les recherches ives à l'emploi de ces matériaux mixtes, et tout le monde Itujourd'tiui d'accord sur les avantagea que présente l'ho- :ité dans la fabrication.
IdMIoD A observer entre le m^tal dca bandngea et celui de*
-Si on supposait à lu fois un rail cl un bnndage parfaiïoicnt durs et offrant l'un et l'autre des surfaces parfaitement olies et impénétrables, le phénomène de l'adhérence ne pourlîLsc produire, et les roues delà locomotive tourneraient sur t. Il existe donc une relation à observer entre la dureté ive des métaux à employer pour la fabrication des ban- I et la dureté des rails. L'emploi des rails en acier ne pré- BTa peul-étre pus sur les sections à fortes déclivités tous antagcs que l'on en espère, et il faudra probablement se ler à une usure rapide de ces voies.
wt de> bandase». — Les bandages périssent de deux maires différentes :
1* Par usure, 2* Par suite d'avaries.
On ne conserve pas un bandage quand son épaisseur est rélile h :
(t",030 ou O'-.Oâî pour les machines, «•,025 ou O-.OSO pour les Iciidcrs, O'.OSO ou O-iOSS pour les vuituies et les wagons. L'usure n'a point lieu d'une manière régulière : la surface minée du bandage, la croule, comme on dit dans les ateliers, liste bien plus longtemps que les surfaces données par le
4f6 DES 1IÂCI1C9ES À VAPEUR.
tour et qui correspondent à Tintéricur de la masse du bandip.
Les avaries les plus fréquentes sont :
La rupture à la soudure pendant les grands froids,
L'exfoliation de la surface frottante.
L'écrasement du métal sur quelques centimètres de !«>gueur,
La séparation du boudin du corps du bandage.
Ce n^est que par une surveillance incessante que roncwU le développement de ces avaries. Il est rare qu'elles se prodô* sent subitement ; elles s'annoncent par une fissure, par m altération de surface qui commandent la mise au rebat iamédiate du bandage.
L'usure des bandages ne provient pas seulement du tianl effectué. La nécessité de conserver aux roues accouplées datf une machine un diamètre mathématiquement le même,obligi souvent le mécanicien à faire mettre sur le tour des roues ptf^ faitement saines, mais qui doivent être ramenées au diaméiic d'une roue qui a dû être réduite pour une cause quelconque-
Wmretmrm des bandages, — La durée moyenne des bandifO varie avec la nature du métal employé et la nature du b»* ^ lériel.
Le tableau ci-après indique les résultats obtenus sur divers réseaux français :
AaiM JIATUMEL OC AOU RKU
Machines à voyageurs 95.000 ï 100.000*
Machines à marchandises 75.000 à 80.000
Tenders 100.000 à 110.000
Voitures et wagons 175.000 à 180.000
lallneace descoarbea mmr l'naare des bwidaccs. — 11 n*est ^
nécessaire d'insister beaucoup sur Tinflucnce que les courbes de faible rayon exercent sur l'usure des bandages. La machine ne reste sur la voie que par la présence des boudins des roues, et si les courbes sont roides, la pression des rails contre les Imhi-
PBI.TOPALIX ORG.V«ES DES MACHINRS A VAPKUR. 417
insdèlcrmine l'usure, nous dirons presque la desirur.liori de es derniei-s au bout d'un temps Irès-courl,
Sur les rampes du Brenner Iracécs avec des courbes de 285 mèlres de rayon, le bandage des roues d'avant de la machine tst hors de service après 30 ou 35,000 kilomètres. Comme le boudin seul est usé, on a pu prolonger la durée de ces bandages en metlant le premier essieu à la place du second et réciproquement i le second essieu, en effet, n'a presque pas à souffrir des réactions de la voie, et la présence d'un boudin Irès-aminci De comporte aucun danger.
g 8. — Accessoires Je lo mai;liiiie locomotive. — Caisses t eau. — Tenders.
Nous désignons, sous le nom d'accessoires de la machine locoinolive, les sabliers, le sifllet, les chasse-pierres, les robinets graisseurs, les purgeurs. iNous ne dirons que peu de mots de chacun d'eux.
Mabiien. PatiiMite. — Lorsque l'adhérence [ésultant du poids quidiargû les roues motrices n'est pas sufllsante, les roues, au lieu de tourner sur les rails et d'imprimer un mouvement de translation it la machine, tournent sur elles-mêmes et la machine reste immobile; on dit alors que la machine patine.
Le patinage se produit quand le rail est gras et mouillé par le lirouillard ; l'adhérence est pour ainsi dire nulle, et les roues loument sur elles-mêmes avec une grande rapidité; de plus, Id dépense de vapeur est considéiable et, sans produire un effet utile, toute l'eau approvisionnée est épuisée. Il arrivait souvent qn'une machine, prise par le patinage, restait sur ia voie, et que le mécanicien était obligé de jeter son leu.
Les feuilles mortes humectées produisent un patinage énergique.
Dans certaines saisons de Tannée, lorsque la terre est cou-
418 D^ MACHINES k YÂPEDK.
verte d'une poussière fine rendue humide, le patinage se produit périodiquement.
Sur un rail mouillé, mais propre, l'adhérence est parfaite. Les trains marchent parfaitement en temps de pluie.
Cette remarque avait fait proposer de nettoyer le rail par un jet de vapeur lancé en avant de la roue ; seulement la chaudièit se serait épuisée promplement. On n*a pas trouvé d'autre moyen de prévenir le patinage que de mettre du sable sur le rail.
Autrefois, en cas de patinage, le chauffeur descendait de la machine et jetait à la main le sable sur le rail; on conçoit la perte de temps et IMmperfection inhérente à ce procédé.
On a employé ensuite des boites à sable, qui avaient rinconvénient de jeter tout à coup une masse de sable en avant de la roue.
Aujourd'hui on se sert de sabliers munis d'aubes hélicoïdales ; le mécanicien meut cette hélice à la main, et à chaque tour une petite quantité de sable descend sur la voie par an petit tube vertical. Le sable est placé dans une boite fixtV an dôme de la machine et ainsi séché à peu de frais.
Il faut avoir soin d'employer du sable siliceux. Les sables calcaires en s écrasant forment mastic.
siniet * vap«ar. — Lc sifflct à vapeur est placé à l'arrière de la machine, à la portée du mécanicien qui s'en sert pour donner les différents signaux. 11 se compose d'un résenoir percé d'une fente annulaire très-étroite, au-dessus de laquelle esl placée une cloche en bronze à bords amincis. En ouvrant un robinet ou une valve, la vapeur vient frapper la cloche et la fait vibrer.
€iBM«e-pi«rre«. — tn chassc -pierres est une barre de fer de forte dimension placée à l'avant de chacune des roues et destinée à écarter les obstacles qui peuvent se trouver sur le rail Comme la machine obéit souvent à des mouvements d'oscillation, il est nécessaire de laisser la pointe du chasse-pierres i 5 centimètres au-dessus du niveau du raiL
PItl>ClPAUX ORGANES DES MACHINES A VAl'EUn. Itll
Le chasse- pi erres est soulcnu en son milieu par une barre de fer reiii'tc obliquement soit au chilssîs, soil aux plaques de garde des roues d'avant.
Quand une machine est appelée à faire un service dans les deiix sens, c'est-à-dire ii marcher tcnder en avant, l'aduiinistralîon supérieure a ordonné la pose de chasse-pierres près des roues d'arrière du tender.
En temps de neifte, on attache h chaque chasse-pierres de gros balais dont l'extrémité afïleure le rail. Cette disposition est suffisante pour dégager le rail lorsqu'il n'est tombé quede faibles quanlilés de neige. Dès que la neige devient abondante, il faut recourir à des moyens plus énergiques.
RoMbmh itr>iBMara. — Toutes les surfaces frottantes, boilcs de tiroirs, tiges de pistons, lôles de bielle dans tes glissières doivent constamment être lubriliées par de l'huile; les robinets graisseurs remplissent ce but. Il convient de multiplier f*s petits appareils et de ne pas demander à un seul de distribuer l'huile en deux ou trois points de la machine.
■nhinciB pnrfccuni. — La vapeuT se condense dans le cy tindres par diverses causes : entraînement mécanique de l'eau hors de la chaudière, refroidissement dans les temps d'arrêt condensation résuLtanI de la détente. Il esl indispensable do donner issue ù cette eau qui forme obstacle à la marche du piston ou qui, entraînée par la vapeur, retombe en pluie sur le mécanicien. Peux robinets placés à l'extrémité de chaque cylindre sont commandés par un levier à la main du mécanicien ; ils doivent être fréquemment ouverts pour assurer l'évacuation de l'eau, r CbImm * c«n. — Nous avons parlé des machincs-tendcrs et I des machines de gare, qui portent directement leur eau dans f des caisses latérales à la chaudière. Ici nous ne ferons qu'une observation, c'est qu'il importe de disposer ces caisses de façon que la charge d'eau soit uniformément réparlie sur les eîsieux moteurs -, s'il en était autrement, si, par exemple.
430 DES MICHCŒS À YAPEUR.
toute la charge d'eau reposait sur un seul essieu moteur, b répartition des poids varierait constamment avec la dépense d'eau et les roues accouplées marcheraient dans des conditions défavorables.
TiBjiii. — Le tender est le chariot portant le combustible, l'eau, les outils, les matières grasses nécessaires à raliment»ion et au service de la locomotive.
n est monté sur 4, 6 ou même 8 roues.
Sur les sections à profil ordinaire, les tenders à 4 roues sont très-sufSsants. Sur les sections à profil accidenté on peut trouver avantage à employer de lourds tenders à 6 roues qui fonctionnent comme freins.
riiâi et eftHf. — Le poids des tenders varie :
De 5,000 à 1:2,000 kilog.. vides;
De 10.000 à 20.000 kilog., pleins.
Ils peuvent porter, selon les modèles, de 5 à 8 mètres cube< dVau. et 1,000 à 4.000 kilog. de combustible.
Un tel approvisionnement de combustible dépasse les liesoins d'un voyage ordinaire : mais on a trouvé avanta^T à donner au mécanicien la quantité de combustible nécessaire a un double voyage, aller et retour; on diminue ainsi le nombre des lieux de dépôt des combustibles, celui des agents distributeurs, etc.. etc.
IVs coffres sont placés sur le tender : un grand, à rarricn*. contient les gros outils, pinces, crics, verrins, utiles en ca^ do déraillement ; d'autres, disposés à Tavant, renferment k*> approvisionnements de matières grasses, les outils à inain. quelques vêtements de rechange ou des provisions de boucha' |Hnir lo mécanicien et le chauffeur.
L'attelage du tender se fait avec la machine au moyen d'une barre dite à'atulagf, traversée à chaque extrémité par un trcsgn^s Umlon: deux chaînes de sûreté complètent ce mode d'attache.
La communication de Teau du tender avec la machine s*et-
PRINCIWIJX ORGANES OES MiClILNES A VAfEUK. J21
leclue à l'aide de boyaux en toile, ea cuir ou en caoutcfiouc, terminus par des vis ou par des appareils à rotules. 11 sufiil de jeter un coup d'œil sur ces appareils pour en comprendre le jeu.
PriMH d*van. — Les tenders s'emplissent en s'arrëtant devant les grues hydrauliques. La boite d'admission de l'eau dans le tender est percée de trous de faible diamètre, mais en grande quantité, de manière à retenir les corps solides qui pourraient être entraîné* dans les prises d'eau.
Freina anr In niMblnca. — NuUS u'avons p3S à examiner ici
la question générale de la répartition des l'reins dans un train. Nous avons déjà dit combien l'utilisation du poids de la machine comme force relardatrice remplissait un n'ile important dans celte question de la répartition des freins, et montré que le problème de l'utilisation de la machine était admirablement résolu par l'emploi de la contre-vapeur et la réalisation des idées de M. LeChatelier.
11 nous reste seulement à parler des appareils mécaniques dont l'installation a été faite ou proposée sur les machines et les tendei-s.
Sur les machines, cette installation a été longtemps considèrée comme dangereuse. On craignait que les réactions tangent iclles dues aux sabolsdes freins ne déterminassent des désordres dans le mécanisme de distribution. Pour les machines à roues libres, on supprimait toute difficulté en ne faisant agir les sabots que sur les roues libres; pour les machines à essieux conjugués, on a reporté l'action des sabots sur les rails, ou on s'est contenté d'agir sur les roues conjuguées dans le cas où les machines ne sont animées que d'une faible vitesse.
Le chemin de fer du Nord est le premier chemin qui, en France, ait adopté sur une grande échelle les freins sur les machines locomotives. Sur les machines Crampton, les freins agissent à la fois sur les 4 roues libres.
Sur les autres chemins de 1er, l'emploi des freins ^ur bs
42^ DES MACHINES i YAPEIR.
machines a été généralement limité aux machines de mtnœuvre ou de gare ; on a mis indifféremment des sabots sur 2 roues ou sur 4 roues. L'emploi de deux sabots a paru suffisant dans la plupart des cas, et leur installation est beaucoup plus simple que celle d'un frein à quatre sabots.
Tous ces freins sont des freins à main à la disposition do mécanicien et du chauffeur ; on a cherché à en commander la marche par de la vapeur prise à la chaudière, mais on n*a pas obtenu de bons résultats.
Dans la machine Steierdorf , dont nous avons longuement parlé, deux cylindres verticaux sont placés sous le corps cyUndrique de la chaudière, les pistons de ces cylindres agissant sur les leviers des freins des roues. Dès que le robinet d'introduction de la vapeur est fermé, les pistons retombent et le frein est desserré.
Enfin, les freins agissant directement sur les rails ont été et sont encore employés par les machines qui font le service de la rampe de Gènes. L'action de ces freins est très-énergique et ne détermine aucune réaction dans Torganisme de la machine ; mais elle est destructive pour les rails, et nous ne saurions conseiller Tadoption de cette disposition.
FrebM sur le» tendeni. — Jusqu'à la régularisation, par M. Le Cliatelier, de l'emploi de la contre-vapeur, le véritable frein, dans un train, a été le frein du tender, et, dans tous les cas, il jouera le rôle le plus important.
Nous ne décrirons pas les dispositions nombreuses proposées pour les freins ; plusieurs satisfont à la Condition qui nous parait devoir être réclamée avant toutes choses, la rapidité dans Taction. Il faut qu'en face d'un danger imminent, le mécanicien ait sous la main un moyen d'action énergique, mais surtout immédiat, sauf peut-être à perdre du temps pour desserrer le frein et rendre aux roues leur liberté de rotation.
Un a beaucoup discuté sur la préférence à donner aux sa-
PRINCIPAUX ORGANES DBS HACIUNES A YAPKUR. 483
[ïols en fer ou en foute, sur les sabots en bois. Pour une action ïnlermitlenle et de courte durée, les sabots en bois suffisent l^rruitemenl ; mais quand l'action du sabot doit être continue, est indispensable d'employer les sabols en fer. Sur les ram- B du Brenner, un sabot en bois était mis hors de service an bout d'un voyage, souvent même à moitié chemin ; ils ont été remplacés par des sabots en fer qui fonctionnent de la maxiOre la plus régulière.
g 9. — Slabililé des msdiines locomoliTes. — Conlro-poids. ÊaMNéTBIlo* des scllona p«n«wbBtrle«B. — On dit qu'Une
machine est stable quand, dans son mouvement de translation, toutes les parties qui la composent semblent glisser parallèlement à la voie. 11 n'en est ainsi que très-rarement, et au mouvement de translation général de la machine viennent s'ajouter des mouvements secondaires très-importants, dus à des actions Mterlurbatriecs dont il est dinicile d'apprécier la valeur, souvent pbême la nature.
On a cependant distingué dans ces actions perturbatrices quatre effets différents, et qui ont reçu les désignations suivantes:
i° Mouvement de lacet. — Oscillation autour d'un axe vertical passant ordinairement par le centre de gravité delà machine.
2" Mouvement de galop. — Oscillation autour d'un axe hori- "mtal transversal à l'axe de la voie sur laquelle circule la niachine.
.V Mouvement de roulis. — Oscillation autour d'un axe hori- "jntal parallèle à la voie.
4' MouvemetU de tangage. — Translationlongitudinaled'avant en arriére.
Les trois premiers mouvements sont des déplacements angu-
4i4 KS UCWNES Â TiPEUL
hifcs. Le demio', ainsi qae le mauTement général de b otchiiie, sont des translations.
Dans la marche ordinaire de la machine, ces actions pertarhatrices se ti^wifùiemi entre elles, et il en résulte une irrégulirilè fèutnie bien difficile à définir géométriquement.
Les moaTements aocidentek sont dus à trois causes diRe* rentes :
1* Cottstnidion et état de la Toie;
?* GHistniction et état d'entretien des machines;
5' Inertie et réactions des pièces de la machine qoi soat soumises i un mouvement propre, indépendant du rnooTenort général de la machine.
iini 4r Ia ««ie. — L'influence de la construction de hfoie
n*a pas besoin d'être discutée: les leçons sur les chemins de fer indiqueffi>nt les mesures à prendre pour obtenir une voie pirfNtement ^lideet un bon état d>ntretien. L'entretien est d'ailkm un tra^^ail de chaque jour, et une voie ne saurait jamais ilit abandonnée a elle-mème« Faction des machines ayant potf coQSïèquence d'aggraver rapidement les déformations qui peuvent se produire dans la voie : aussi celle>ci doit-elle être lobjel j d*une surveillance incessante. La gelée et le dégel sont, comine î agents physiques eitêrieurs^ les plus à redouter par suite des contractions et des dibtations qu'ails produisent et de la maoiêiv dont ils agissent sur le ballast.
On peut se rendre compte des principales réactions que réUt de la voie transmet aux machines :
!' Si la voie bien dre^;sêe en profil longitudinal est mal dressée en plan et que les rails forment une ligne ondulée latéralement, les roues étant coniques porteront Tune et Tautre sur des ranHis diflërents, il \ aura déviation du cùté où le ravoo de contact sora le plus petite jusqu'à ce que le boudin de cette roue, venant buter sur le raiU renvoie la machine de Tautre cAté, et ainsi de suite : il en résulte un mouvement de lacet.
i* Le jeu variable qu on laisse aux boudins sur les railsi
l'RW'ClPAUX ORGANES IlES MACHINES A VAPEUIt. «5
dans les parties courbes surtout, esl également une cause du mouvement de lacet.
3' Si la voie esl mal dressée en profil longitudinal, si les dépressions ne se reproduisent pas symétriques des deux eûtes, lien résultera un mouvement de lacel uni h un mouvement de
4* Si quelques traverses Réchissent tout d'une pièce, il en lésullera un mouvement de tangage.
5° Enfin, la construction de la voie, en la supposant même irfaitement exempte de ressauts brusques, influe encore par
surélévation du rail extérieur dans les courbes,
Celte surélévation qui, eu principe, ne devrait ûtre que juste ilUsanle pour empêcher le renversenienl des wagons par la irce centrifuge, peut être dil'licileineiit i^lculéc, à cause des nndes différences qui existent entre les vitesses de marche H divers trains,
ttmt de u machine. — La coustruction et l'étal d'entretien Ela machine ont, sur les mouvements, une inHucnccévi- Mile.
Les défauts de In macliine dont l'effet esl prépondérant, mt ;
Le non-parallêlisme des essieux ;
L'usure des boudins ;
L'inégalité du diamôlre des roues ;
L'usure inégale des bandages qui liientùt deviennent méplats ^r l'usage ;
Enfin, le jeu des boites à graisse.
Toutes ces causes de mouvement sont accrues par les réac- Boîis réciproques de la voie et des machines, qui accélèrent la ilérioration de l'une et des autres.
■aeMl« ilea pièces de lamAcblnc. — EnOn, en SUppOSaut Une
Toic en parfait état, une machine aussi parfaite que possible, on doit tenir compte des actions perturbatrices qui se développent par le mouvement même des pièces du mécanisme.
496 DES MAGHINK A YAmiR.
Que l'on suppose un liomme marchant à piiHl et en Upe droite, mais forcé de faire passer incessamment un poids de son bras gauche à son bras droit, et réciproquement, sa niirthe sera évidemment modifiée et retardée par une pareille sujètioQ. Il en est de môme d'une machine locomotive, elle ne se meut pas comme une masse inerte dont toutes les parties conservent d^une manière immuable leur position relative; les pistons des cylindres avancent et reculent ; placés à droite et h gauche de Taxe de figure longitudinal de la machine, ils donnent naissance à un couple qui tend à faire osciller la machine autour d^oi axe vertical qui se déplace avec la machine.
Pour les roues motrices, les choses se passent d'une antre manière : toutes leurs parties sont soumises à l'action de la foite centrifuge. Sur les parties symétriques il y a équilibre: mais là où cesse la symétrie cesse l'équilibre, et la force centrifuge agit sur le bouton de manivelle et sur les pièces qui sont itti* chées à celui-ci de manière à solliciter successivement en avant et en arrière l'essieu moteur. On a cherché à mesurer par le calcul l'intensité de cette force, et on a trouvé qu'elle était égale u colle qui serait exercée par une masse placée au centre du bouton , de la manivelle, et égale à la masse de la manivelle, de la bielle, de la tige du piston et du piston lui-roéroe.
Exp^riettccM de H. Koiiaa. — Ces indications théoriques ont été vérifiées par les expériences de M. Nollau, ingénieur à Altona, an moyen d'une machine suspendue à la charpente d'uD atelier. Dès que l'on introduisait la vapeur dans les cylindres il se produisait deux mouvements très-distincts :
V Un mouvement de va-et-vient en avant et en arrière, d'une amplilude totale de 4 pouces environ, oscillation comparable à celle d'un pendnle ;
ti*" Une oscillation horizontale transversale vers la boite à fumée.
EMipioi ét> goatrc poid». — M. Noilau chercha à faire disparaître ces effets au moyen de contre-poids convenablement
rnraciPArx organes des maciiinks a vapeur. *a7
disposés, prés de la jante des roues motrices, dans un rayun opposé à celui sur lequel se Irouvail le boulon de la manivelle.
Di's que ces contrepoids furent posés, le premier mouvement d'oscillation disparut, mais le mouvement de va-et-vient liorirontal persistait ; en augmentant les contre-poids. M, Noilau put annuler ce second mouvement, mais le premier reparut.
La conclusion à tirer de ces expériences anciennes et peu connues (1847} était que l'addition des conire-poids ne saurait contre-balancer la totalité des actions perlurbatijccs qui se dé- Tcloppenl dans une machine, dans le sens vertical et dans le sens horizontal. On peut déterminer par le calcul, au moins approximativement, l'importance des contre-poids qui annuleraient chacune de ces aciions perturbatrices. Mais en ajoutant tous ces contre-poids tes uns aux antres, on dépasse le but que l'on se propose, et on détermine de nouvelles causes d'trrùgu'arité dans la marche de la machine.
M. Le Chalelicr, ingénieur en cbef des mines, a publié des travaux trùs-intéressants sur la théorie des contre-poids cl sur la manière de les calculer; mais l'expérience n'a pas confirmé toutes les conséquences de ces calculs, et elle a démontré qu'il i'Liil prudent de s'arrêter aux contre-poids qui assurent l'équilitire vertical.
KsMEta p^paHIdoN d«B potda dam le» maeblitca, — La bonne
rùpartition des poids dans une machine locomotive a une trésgnmde impnrtance au point de vue de la stabilité. Nous avons cité des machines à roue motrice indépendante au milieu et dans lesquelles le centre de gravité tombait sur l'essieu même ; la machine était en équilibre instable sur cet essieu, et la moindre secousse imprimée aux roues d'avant suffisait pour mtralner la machine hors des voies. Sans arriver à celle situation extrême, une mauvaise répartition des poids peut entraîner une usure exceptionnelle d'un bandage et des réactions dans les bielles d'accouplement.
Dans d'autres circonstances, un jeu de deux à trois ccnti-
428 DES MACHINES A YAPEUR.
mètres donné à un essieu pour faciliter l'inscription dune machine dans une courbe de petit rayon, peut occasionner des dérangements dans le mécanisme général.
Aussi ne craignons-nous point de dire, non comme une btnalité, mais comme la conséquence de Texpérience, que rien n'importe plus à la stabilité d'une machine qu'une étude approfondie de la répartition des poids accompagnée d'une exécution assez parfaite dans Tajustage pour que rien en marche ne yicnne troubler cet équilibre.
La question de l'importance de la répartition des poids dans une machine locomotive a été récemment signalée en Allemagne par un ingénieur très-distingué, M. de Weber. U résistance transversale que présentent à Técartement deux rails parallèles maintenus par des chevillettes ou des coussinets n'est pas trèsgrande ; cette résistance n'acquiert une véritable valeur que si les rails sont chargés verticalement; or, si par suite de pe^tu^ bâtions intérieures un essieu vient a n'être plus chargé, il cesse d exercer sur le rail une action verticale salutaire, et ce dernier peut être déplacé transversalement sous un eflbrt assex n)édiocre. Ces considérations nouvelles donneraient rexpliaiion de déraillements survenus dans des conditions demeurées jusqu'à ce jour inexpli(iuées.
FI3f DU TOME PREMIER.
DES
fAAtt. — nr. tUfOX MAÇON ET OMP., M» »*llirOtlT«, t.
DES
HACHINES A VAPEUR
LEQONS FAITES EN 1869-1870
