AU
.OMS
La flèche sous charge èst généralement moitié de la flèche
de fabrication, et cette flèche est toujours faible.
M. Phillips, ingénieur en chef des mines cl membre de l'Institut, a fuit sur les ressorts des études très-intéressantes auxquelles nous ne pouvons que renvoyer les personnes qui voudront approfondir les questions relatives ù la résistance de ces pièces importantes. Nous ne pouvons donner ici que des indications pratiques.
Position de* rcMMort* dans leii machlnca. — La pOSition dcS
ressorts dans les machines, ainsi que leur mode d'action, est trèa-variable. Les ressorts sont placés tantôt au-dessus, tantôt au-dessous des longerons, et ces deux dbpositions sont quelquefois employées simultanément dans une même machine.
Le plus souvent, la concavité du ressort est au-dessus de Thorizontale, le milieu du ressort est fixe, et la machine est suspendue par des tiges et des écrous aux extrémilés du ressort. Dans d'autres machines, au contraire, le ressort est renversé, les eitrémités glissent sur des plans* fixes, et la machine est suspendue au milieu. Cette derniisre disposition est assex répandue en Angleterre et en Allemagne, très-peu en France.
Enfin, dans une même machine, les ressorts peuvent être disposés parallèlement à l'axe longitudinal de la machine, ou transversalement. Dans la machine Crampton, les ressorts des roues d'avant sont |)arallèles à Taxe de la chaudière, tandis que le ressort aor l'essieu moteur est d*équerre à la voie. Des dis-
PRINCIPAUX ORGANES DK8 MAGBINES i VAKDR. SM
positions semblables onl été adoptées dans les derniers modèles de grosses machines de montagne.
■«■■ori» êm éhoe «I ë» motiM. — Les ressorts dont nous Tenons de parier sont des ressorts de suspension. On emploie également des ressorts pour diminuer les réactions dans l*atte* lage des voitures avec la machine et des voilures entres elles, et ils sont désignés sous le nom de ressorts de choc et de traction. Les uns et les autres sont disposés horizontalement sous les châssis des tenders et des véhicules.
Dans les ressorts de traction, le crochet d'attelage est attaché au centre du ressort dont les extrémités s'aplatissent sur des plans tlxes.
Dans les ressorts de choc, au conlraire, l'action des tampons est transmise aux extrémités du ressort, dont le milieu est fixe.
Le crochet de traction et les tampons n'agissent jamais simultanément sur leurs ressorts : cette remarque a conduit à
l'emploi d'un seul ressort à lames, de dimensions suffisantes pour recevoir la tige du crochet de traction el celles des tampons; il n'est fixé invariablement en aucun de ses points, mais sa course est réglée par des taquets convenablement placés au milieu et aux extrémités.
Ces ressorts en acier, composés de lames hien éprouvées au moment de la fabrication, répondent parfaitement aux données du problème; ils n'ont qu'un inconvénient, celui de coûter cher. On a essayé le caoutchouc vulcanisé sous forme de rondelles placées sur une tige commune et séparées par des lames en télé mince; mais au bout d'un certain temps, le caoutchouc s'altère et on ne peut "plus compter sur une élasticité égale à celle obtenue au moment du montage. Il a fallu revenir à l'emploi de 1 acier, mais sous des foruies autres que celles des lames.
En tournant en spirale une lame d'acier de hauteur décroissante on a obtenu sous un faible volume un ressort d'une extrême
400 DBS MACHOIES A VàPEOR.
énergie; mais il est assez difficile' d'évaluer la manière dont travaille ime lame ainsi disposée, et on a eu à conslater d as^ez fréquentes ruptures qui ont le grave inconvénient d^entrainer la mise au rebut et la perte de tout le ressort. Depuis quelques années cependant, on est arrivé^ surtout en Allemagne, à fiU>riquer des ressorts en spirale qui résistent parfaitement et qui remplacent tous les ressorts en caoutchouc.
On a expérimenté des ressorts à rondelles, dits systèine BelleviUe^ et qui se composent de disques ou rondelles d'acier de 0*,20 de diamètre asseï semblables à des assiettes et placées sur une tige commune comme les rondelles en caoutchouc, mais disposées allernalivement de façon que deux ronH^îHes voisines se présentent muluelleincnl leur concavité en formant ainsi une espèce de couple. Quand le ressort fonctionne, les deux rondelles se rapprochent l^une de Tautrc, et elles arrivent à leur limite d'élasticité lorsqu'elles s'aplatissent complètement et se touchent sur toute leur surface. Le jeu du ressort est donc égal à la somme des flèches de toutes les rondelles dont il se compose.
En faisant varier le nombre des couples on modifie à son gré la puissance du ressort; on en emploie 2, 6, 8 ou 10. Lorsqu'une rondelle vient à casser, il est Irés-aisé de la remplacer et le surplus du ressort est conservé. Des expériences faites au
chemin de fer de l'Est, à la fin de l'année 4867, n*ont pas cependant donné un résultat entièrement satisfaisant, pour l'appareil de traction il n'y a pas eu de rupture ; mais pour les appapareils de choc, les ruptures ont été assez fréquentes.
La question du choix à faire entre les essieux droits et les essieux coudés, ou, en d'autres termes, celle du choix à faire entre
les cylindres extérieurs et les cylindres intérieurs, divise les ingénieurs.
Les cylindres intérieurs exigent des essieux coudés. Les cylindres extérieurs permettent les essieux droits.
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PRINai*AUX ORGANES DES HACHINKS A TAPEUR. 401
Si la lahrication (les essieux cuihIl's élail facile, si ces pièces ne présentaient pas des cliances de rupture bien plus fjrandes que les essieux droits, il est probable que la question serait tranchée en faveur des cylindres intérieurs, dans lesquels les pistons développent une action perturbatrice moindre que dans les machines à cylindres extérieurs. Dans toutes les locomotives, chaque coup de piston tend à faire tourner la machine autour d'un axe vertical imaginaire ; mais l'intensité de cette action croit avec la distance qui sépare l'axe du cylindre de la verlicale passant par le centre de gravité de la machine, et elle est, par conséquent, plus forte avec les cylindres placés aux extrémités de la traverse d'avant qu'avec deux cylindres conjugués à l'intérieur et presque au centre de la traverse du châssis.
Les cylindres intérieurs sont aussi, en cas de choc, moins exposés que les cylindres extérieurs.
Par contre, les cylindres extérieurs, avec tout leur mécanisme, sont bien plus à la vue et à la main du mécanicien que
les cylindres intérieurs ; enfin, les essieux droits sont beaucoup plus faciles à construire, et ils durent beaucoup plus que les essieux coudés.
En résumé, les constructeurs anglais donnent la préférence aux essieux coudés, les conslructeurs français aux essieux droits.
La vulgarisation de l'acier fondu modifiera peut-être cette situation; mais nous devons constater la préférence accordée, au moins en ce moment, en France et en Allemagne, aux essieux droits.
BmImb ërét^m, «mm ée v^mtÊem, — Nous Considérerons d'abord les essieux droits destinés aux
Voitures et wagons, Tenders,
Roues porteuses ou petites roues des machines. Boues motrices ou grandes roues des machines, t. )6
m DE8 MACHINES à TAPBUR.
Tout essieu, droit ou coudé, préseate trois parties distinctes :
Le corps de l'cssiou, La portée de calage, La fusée.
La portée de calage est la partie de Tessieu qui entre dans le moyeu de la roue à frottement dur et sous la pression énergique des machines à caler. L'assemblage est consolidé par des
claveltcs eu acior engagées dans deux rainures tracées l'une dans l'essieu, l'autre dans le moyeu.
Les fusées sont les parties sur lesquelles repose le châssis de la machine ou du véhicule par T intermédiaire des boites à graisse et des coussinets.
Les fusées sont intérieures, lorsque le châssis est intérieur. Dans ceeas, «dlcs ont le même (li;iim''(re (juc; lecorp> de l'essitm. Elles sont extérieures, quand le châssis est extérieur. Dans ce cas, elles ont un diamètre plus petit que le corps de l'essieu, et elles se terminent par un bourrelet destiné i prévenir le déplacement latéral de la boite à graisse.
Les portées de calage et les fusées sont tournées.
Les constructeurs en vue d'olttenir une plus grande perlection dans l'ajustage, séparaient autrefois ces diverses parties par des angles vifs. L'expérience a démontré que les ruptures avaient toujours lieu à ces angles, qui sont Aujourd'hui remplacés par des raccordements ou congés tracés avec un rayon de plus en plus grand.
La meilleure forme à donner au corps de l'essieu a fait Tobjet de nombreuses discussions.
Théoriquement, on a considéré Tessieu comme formant 1 enveloppe de deux barres coniques ayant chacune la base du cône à une roue el la pointe à Tautre roue. On a expliqué ainsi Tha* bitude de diminuer un peu l'épaisseur de l'essieu au milieu de sa longueur. Cette diminution s'expliquediiue autre façon : elle a pour but de permettre une légère flexion de l'essieu, quand les véhicules entrent dans une courbe.
l'AIMClPAUX OHGANES D£S MACUIKKS A ymm, 403
D'autres constructeurs ont considéré Tessieu comme un
solide d'i'jîale rt'sistance posé entre deux appuis, et ils ont proposé d'augmenter son épaisseur au milieu. Ce syslôme n'a pas élé accueilli, et nous n'avons Jamais vu celle disposition réalisée dans la pratique.
Enfin, un grand nombre d'ingénieurs, et notamment les ingénieurs allemands, ont adopté la forme complètement cylindri()no sans renflement ni diminution de diamètre au milieu.
Fabricalioa et réception dc« ci»wlcn:v droi(M. — Les eSsi(>UX
doivent être en Ter à grain fin, homogène, el soumis dans leur fabrication à un martelage énergique. On proscrit générale* ment en France l'emploi du laminoir pour les essieus.
La mesure la plus importante est le choix du fer, et l'cxpériencc seule peut donner à chaque clieniiii de fer tles indications précises sur la nature des pioduils que lui offrent les usines qui se disputent sa clientèle. Dans celle question, comme dans toutes celles qui se rapportent à la résistance des fers et des tôles, la nature des minerais et des combustibles employés a une grande influence, et les meilleurs procédés de fabrication ne feront point disparaître entièrement une cause d'infériorité en quelque sorte native.
Le prix du métal pour des pièces aussi importantes devient une question secondaire, et il n'y aurait pas d'économie plus déplorable que celle qui porterait sur la qualité des essieux.
Au moment de la réception, les essieux sont soumis 6 des épreuves de clioc et de flexion. On prend un essieu an hasard : on le place entre deux appuis et on le soumet au choc d'un mouton; il faut qu'il puisse être plié, redressé et recourbé en sens inverse de la première courbure, sans que cette double flexion donne naissance à une fente ou à une crique.
Il importe toutefois de faire une réserve. Ces essais ne doivent pas être f;iits sur des essieux ((ni vieinient de subir raclion du froid : les meilleurs fers placés dans ces conditions ne résistent pas à un choc relativement faible. Des rails d acier
404 DBS MACHIISES A YAl>£UR.
d'excellente qualité ont été brisés au moment où, par un temps de gelée, on les faisait tomber du haut d'un wagon pour les décharger sur le sol .
On a quelquefois qualifié (l'exagérées les épreuves que l'on fait subir aux essieux. Nous ne partageons pas cel avis, et nou> pensons qu'en présence des chocs incessants auxquels sont soumis les essieux en roulant sur des voies qui ne sont pas toujours bien dressées, il n'y a pas lieu de renoncer aux expériences dont nous avons fait connaître le principe.
Le tableau ci-aprés indique les dimensions données aujourd'iiui aux diamètres des essieux :
OÊSIGNAf 109 un E88IBDX {
Anciens enSeux de wagons. . .
Nouveaux essieux de wegoos. . '
Essieu d(> petit tender
Es^^i^n^ de {jros tonder ,
Essieu de petite roue de machine
Essieu de grande roue de m»cliine '
C'est au sujet des essieux qu'on a le plus invoqué la question de l'altération moléculaire du fer. Ainsi que nous l'avons déjà dit, aucune expérience directe ne prouve que les vibrations les plus réitérées produisent une altération semblable à celle que
Ton obtient eu modifiant à plusieurs reprises la température du métal.
ENsieax eoodéa. — Si la fulihcatiou dcs ossieux droits présente des difficultés, on reconnaîtra que celle d'un essieu portant deux coudes à angle droit Tun sur Tautre est impossible pour un s^rand nombre d^établissements. Il faut des moyens de mar*
telage puissants pour aborder la construction de pièces de
âo ntiiv
