CHAPITRE n Matériaux et organes employés
Les matériaux employés sont : la fonte, l'acier, le fer, le bronze et le platine.
Fonte. — La fonte est un métal obtenu par fusion qui donne toute pièce mécanique par le coulage du métal en lusion dans un moule.
La fonte est peu résistante, cassante sous le choc, ou sous un effort faible, ne se travaille pas au marteau, mais au tour et à la lime.
Aspect. — L'aspect extérieur des pièces de fonte est généralement brut, noir et rugueux; les lignes y indiquent la trace du modèle ; les parties travaillantes sont seules polies.
La fonte est employée pour toutes les grosses pièces d'une machine, qui ont peu d'efforts à supporter relativement à leurs dimensions ; tels senties cylindres et les pistons de moteur, les bûtis, les supports, les gros engrenages, les poulies, les volants, les paliers ; elle ne sert jamais dans les pièces travaillant à la traction et à Textension.
Acier, — L'acier est également obtenu par fusion, mais il diffère de la fonte par sa grande résistance ; aussi l'emploie-t-on dans les pièces tra-
vaillantes et là où Pon veut obtenir une grande résistance sous un faible volume.
L'acier coulé brut a un aspect un peu différent de la fonte, le grain est plus fin, sa couleur moins noire tire plus sur le gris, et le son lorsqu'on le frappe plus clair.
L'acier résiste au choc et peut subir des efforts de traction et de compression sans se rompre, mais il est plus cassant que le fer, il se travaille au tour, à la lime et au burin»
On fait en acier des boulons^ des clavettes^ des arbres, des engrenages, des bielles, des chaineS) des câbles.
Fer, — Le for est obtenu par martelage, en soudant les uns avec les autres sous Pacttoti du marteau, les morceaux de fer porté au rouge.
L*aspect du fer est le même que celui de Pacier^ aussi il est difficile de les distinguer à première vue, au travail il est moins dur que ce dernier et se reconnaît alors facilement.
Il se travaille par la forge, c'est-ù-dire en portant les pièces au rouge et en leur donnant la forme voulue à Paide du marteau ; puis on les termine au tour, au burin et à la lime.
On exécute généralement en fer les boulons, les écrous, Ips clavptles, les arbres, les bagues, les manchons d'embrayage, les leviers, les pièces con-
tournées devant rôsisler à la traclion, les supports, les ressorts et toute la ferrure des voitures.
Bi'onze. — Le bronze est reconnalssable â son aspect jaune rouge, il se travaille par fusion.
Le bronze est plus ou moins résistant stlirant sa composition, et par suite plus ou moins sujet A se déformer ; il est plus résistant que la fonte et môme que certains aciers, car il ne casse pas sous le choc, aussi Pemploie-t-on pour remplacer ces derniers lorsqu^on ne regarde pas au prix .
Le bronze se coule, puis se tourne, se lime et se burine ; sous le choc du marteau la pièce se déforme.
Il sert surtout à réduire les frottements, et on remploie pour faire les coussinets des arbres et des bielles, les soupapes, les robinets, les engrenages que Ton désire très résistants, où pour diminuer le frottement de deux engrenages Pun sur Tautre.
Platine, — Le platine est un métal dit « précieux » vu son prix élevé, d'aspect blanc d'argent ; il se travaille par coulage à très haute température, se tourne et se lime, et résiste au choc du marteau ; sa propriété principale est de résister à la température du rouge blanc sans se déformer, ni se brûler.
Cette propriété le fait employer pour les tubes d*allumage des brûleurs de moteurs à pétrole.
Cuir. — Le cuir est la peau tannée des animaux. Il subit les variations atmosphériques, il est par-
ticulièremeiit sensible à rhumidité qui le contracte et le détruit.
Il sert comme courroie, joints de presse-étoupes, garnitures de pistons et de pompes.
Amiante. — L'amiante est une matière fibreuse d'origine minérale, incombustible et mauvaise conductrice de la chaleur.
On en forme un carton connu sous le nom de carton d'amiante, qui sert à faire les joints soumis à laction de la chaleur ou à empocher sa propagation.
On l'emploie également en forme de gros fil, et il sert dans les mômes conditions.
Caoutchouc. — Matière d'origine végétale qui a pour propriété principale son élasticité.
On l'emploie dans toutes les formes: en planches, en rubans, en tubes, en cylindres, etc.
Il sert pour les joints non soumis à l'action de la chaleur, tels que ceux de graisseurs, et surtout pour les bandages de roues, sous le nom de plein, de creux et de pneumatique suivant son mode d'emploi.
Organes des machines.
Boulons. — On appelle boulon une tige de fer ou d'acier, portant à l'une de ses extrémités un pas de vis ou filetage et à l'autre un renflement ou tête.
La partie filetée reçoit une sorte de bague filetée
inlérieurement el formée extérieurement par 4 ou 6 faces planen, laquelle porte le nom d'écrou.
Un boulon et son écrou servent à réunir d'une façon invariable, quoique pouvant être démontées, deux pièces de mécanique.
Les boulons se distinguent suivant la forme ai leur léte, en :
Boulons à 6 pans ou à léte hexagonale. (Fig. 12.)
— à 4 pans ouù tête carrée(n''l).(Fig. 14.)
— — ronde (n"' 3 et 5).
Boulons à 4 pans ou à tôte sphérique ou en goutte
de suif (n°2).
— — fraisée (n° 4).
La tige est généralement ronde, quelquefois
carrée.
Les boulons à têtes rondes ou ceux en gouttes de suif portent à leur base un ergot (Fig. 14 a) qui sert à les empêcher de tourner.
Les écrous sont à six pans (Fig. 13), exceplionneU lement à quatre (cas des boulons de carrosserie).
Desserrage des écrous. — Sous Pinfluence des
Fis 15.
TiK. IG.
trépidations les écrous tendent à se dévisser, et par suite le joint se trouve desserré ; pour remédier à ce défaut Ton emploie divers moyens.
Contre-écrou. — Pour empiiclier un écrou de se desserrer l'on place au<dessus de celui-ci un second écrou appelé contre-écrou (Fig. 15) ; celui de dessus est généralement de moindre tiauteur que le premier.
Goupille. — l' n autre moyen consiste à percer un trou dans la lige du boulon et à y placer une goupille. (Fig. 16.)
La goupille est un morceau de fer demi-rond plié en deux et muni d'un oeil à l'endroit du retournement. On entre la goupille dans le trou du I>oulon^ puis on écarte la partie des branches qui dépassent la tige. Do cette façon la goupille ne peut sortir et elle arrête en môme temps Técrou. Quelquefois les
Fin, IGbis.
petites goupilles sont formés par un i\\ de fer plié .
En voiture, l'on emploie pour les roues des écrous
très hauts, coupés sur la moitié de leur hauteur par
une série de fentes dans Tune desquelles l'on vient, après serrage, placer une goupille. (Fig. 16 bis.)
Goujon. — Le goujon est un boulon dont on a supprimé Pécrou, et qui se fixe dans le métal par un pas de vis. [Fig, 17.)
Vis. — Les vis sont des goujons sans léte
saillante qui se vibsentdans le métal; la tête est plate ou ronde axcc enroclie au milieu permettant de la visser.
Claoedes. — Les ctavL (tes sont des morceaux de fer ou d'acier mcplat (Fi^ 19), destinés à fixer sur un arlire une pièce de mécani(|ue, uiigronage ou poulie. (Fig. 18.)
Les clavettes ont une face légèrement inclinée par rapport à la face qui se place sur Parbre.
' Si la clavette est destinée à être démontée, elle porte une partie renflée appelée tète ou talon ; les clavettes fixes ne portent pas de talon.
Méplat, — La clavette est toujours placée sur une partie de Parbre rendue horizontale et appelée méplat ; pour éviter à la clavette de se déplacer, le méplat est souvent constitué par une rainure creusée dans Parbre.
Placement et déplacement des clavettes. — Les clavettes sont des parties délicates qu'il faut enlever et remettre avec précaution.
On enlève une clavette en plaçant entre la tète et la pièce qu'elle fixe, soit un chasse-clavette^ soit un
Jm'^ lu.
burin sur lequel on frappe à petits coups de marteau, jusqu'à ce que la clavette soit desserrée.
Si la clavette est à une extrémité d'arbre, il faut agir avec précaution, sans cela on fausse la clavctle ou on la casse très facilcinent par ParracliemeuL de la tète. (Fig. 19.)
L'on ne doit frapper sur les clavettes qu'à petits coups de marteau et de préférence en interposant entre elles et le marteau un morceau de bois dur.
Si une clavette se desserre c'est qu'elle est trop faible, on ajoute alors entre elle et Tarbre une plaque mince de métal, tôle ou cuivre.
Une clavette faussée lors du desserrage doit être redressée soigneusement.
Clavette encastrée. — Une mortaise rectangulaire terminée par deux parties circulaires est creusée dans Tarbre, dans cette mortaise Ton place une clavette ajustée de même forme.
Dans ce cas, la pièce coulisse sur la clavette et pour la retirer de l'arbre, il faut agir sur la pièce môme.
Si une clavette encastrée a été retirée et ne rentre plus, il faut la nettoyer parfaitement ainsi que sa mortaise ; si cela ne suffit, y donner un léger ajustage avec une lime douce.
Pour la sortir de sa mortaise on la retire avec des tenailles ; ou en frappant très légèrement sur les côtés avec un burin non coupant.
Clés.
Les clés sont des pièces en fer ou en acier formant fourches à une ou à leurs deux extrémités et servant à serrer ou à desserrer les écrous.
— soles clés sont dites droites (n° 1) lorsque les fourches sont dans l'axe de la clé, coudées (n° 2) si les fourches sont inclinées par rapport à Taxe, en S (n* 3) lorsqu'elles présentent la forme d'un S. (Fig. 20.)
Nol.
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La clé est fermée lorsque la fourche est fermée et présente la forme d'un écrou. (Fig. 21.)
Fig. 21.
Ces diverses clés servent suivant que l'espace dont on dispose pendant la manœuvre de la clé est plus
OU moins restreint ; chaque clé peut servir pour deux dimensions d'écrous.
Clés à usages multiples. — Pour réduire le nombre des clés et n'avoir qu'une seule clé servant pour plusieurs écrous, on a créé deux types :
La clé anglaise .
La clé à molette,
La clé anglaise se compose d'une tige portant à son extrémité une sorte de marteau et glissant dans
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Fig. 22.
une autre présentant également à son extrémité, en contact avec la première, cette même forme, (Fig. 22.)
Le mouvement est obtenu à l'aide d'une vis actionnée par une molette ou par le manche de la clé.
Cette clé est commode, mais coûteuse et très peu solide.
Clé à molette, — Dans la clé à molette, l'une des branches de la fourche est fixe et l'autre coulisse
sur le prolongement de la première à Paide d'une molette. (Fig. 23.)
Cette clé est plus légère, moins coûteuse, beaucoup plus solide et bien plus puissante que la précédente.
Je signalerai ici la clé à molette système Lagrelle, dont la tête mobile peut rendre de très grands services en automobilisme où l'espace est toujours réduit, car elle permet de saisir très facilement les écrous dans des parties inaccessibles aux clés à tête fixe ou aux clés anglaises et permet un mouvement de rotation facile de la clé.
Manœuvre de serrag^e et de desserrage
des écrous.
Pour placer un boulon et son écrou, on retire l'écrou, celui-ci se défait généralement à la main ; si cela est impossible, on place l'écrou dans un étau et la tète dans une clé, puis, agissant sur la clé, on dévisse la tige.
Avoir soin de serrer Tétau juste ce qu'il faut pour tenir Pécrou, mais de ne pas le forcer.
On entre ensuite la tige du boulon dans le trou destiné à la recevoir, celle-ci doit entrer sans effort, et s'il y a effort, quelques légers coups de marteau, frappés sur la tête, doivent en venir à bout ; si le boulon entre difficilement malgré le choc du marteau, c'est que le boulon est trop gros, on doit ou en prendre un autre ou agrandir le trou avec une queue de rat.
Nota. — Ne jamais employer le marteau pour placer un boulon dans de la fonte ; car le forçage du boulon ferait fendre la matière.
Placement de Vécrou. — On place Pécrou à la main, après lavoir graissé s'il est dur et avoir vérifié si le pas de vis tant de l'écrou que du boulon ne renferme pas de poussières quelconques ; puis on serre avec une clé jusqu'à ce que sous l'effort de la clé Pécrou résiste et ne bouge plus.
Il ne faut par vouloir pousser le serrage trop loin car Ton risque de casser la tige de boulon, laquelle se trouve coupée net.
Nota. — Il peut arriver lors du serrage ou du desserrage que le boulon tourne avec Pécrou ; dans ce cas Pon maintient la tôte avec une autre clé, ou à défaut avec un coin ou un outil quelconque interposé entre lui et une pièce voisine, ou encore avec un petit étau à main.
Déplacement d'un boulon.
Pour laire ce déplacement, on prend Técrou à l'aide d'une clé de dimensions appropriées et Ton tourne dans le sens nécessaire.
Souvent le boulon tourne au lieu de se desserrer, dans ce cas Ton maintient la tôte soit avec une seconde clé, soit par un artifice quelconque si Von n'a pas une clé appropriée.
On peut aussi maintenir fixe Tùcrou et agir avec la clé sur la tête.
Absence de clés. — Si Pon manque de clés, on
Kicr. O/j.
prend un burin non coupant ou une tige (Fig. 24) quelconque et un marteau, et l'on place le burin près de l'angle d'une face de l'écrou et formant avec cette face un angle de 30** environ, puis l'on frappe sur le burin par petits coups de marteau ; il est rare qu'un écrou résiste à ce moyen.
On peut, si l'on n'a pas de ])urin, agir à mémo sur
Tangle par petits coups de marteau chassant cet
angle dans le sens nôcessaire.
Rivets.
Le rivet est un boulon fixe dont les deux têtes sont pareilles, Tune d'elles ajant été formée sur place.
Les gros rivets se placent à chaud à Paide d'un outil appelé bouteroUc et d'un marteau.
Fig. 20.
Les petits rivets sans tête et ayant moins de 0,005 de diamètre sont placés à froid.
Il est quelquefois nécessaire de défaire un rivet ; dans ce cas l'on coupe la tête au ras du métal à l'aide d'un burin très coupant.
Arbre et palier.
Arbre. — Un arbre est une tige cylindrique de fer ou d'acier, pleine ou creuse, destinée à recevoir les divers organes du mouvement. L'arbre est porté par (les paliers.
Palier. — Le palier est une pièce de fonte de forme variable fixée sur un support et portunt vers son centre une partie cylindrii]ue creuse, dans laquelle Ton place uno portion de cylindre en bronze, fendue en deux suivant ses génératrices, et qui porte le nom de coussinet. ( Fig . 26 . )
Un chapeau mobile fixé par goujons ou boulons permet de retirer les coussinets.
Les coussinets portent à chacune de leurs extré-
Fi«. 3fl.
mités oajaecs des parties droites qui sont les^ow^^s du coussinet et qui viennent reposercontrc les parois verticales du palier.
Les coussinets reçoivent l'arbre et portent sur leur surface intérieure des rainures ou pattes d'araignées qui reçoivent Thuile d'un trou placé en un point correspondant à un graisseur.
Un arbre est maintenu, d'une façon invaria-
ble, dans les paliers, à Taide de deux bagues fixes ou quelquefois mobiles.
Ces dernières sont fixées sur Tarbre à Paide de deux vis ou d'une goupille.
Les arbres peuvent être soutenus sur leur longueur par des paliers, soit par de simples supports en fonte.
Les arbres verticaux reposent généralement à leur partie inférieure par un tourillon dans une sorte de palier appelé crapaudine.
Déplacement et placement d'un arbre.
Pour retirer un arbre, il faut commencer par enlever les chapeaux des paliers qui le supportent. Pour cela on dévisse les écrous de chaque palier à Paide d'une clé et on les range de façon à ce que, lors du remontage, chaque écrou soit remis à la place qu'il occupait primitivement ; ceci est souvent très important. Puis on enlève les chapeaux que l'on range également avec soin, en vérifiant les repères qui existent sur eux et les positions qu'ils occupent par rapport aux paliers.
Des repères sont souvent des chiffres, quelquefois des points ou un simple trait, que l'on retrouve également sur la partie fixe du palier.
On enlève ensuite les coussinets en faisant les
mêmes remarques et en prenant les mêmes pré eau tions.
Si les coussinets ne viennent pas à la main, on passe dans la fente des joues, le tranchant d'un burin ou d'une lame de façon à les écarter, puis on
Palierldi'inonb: el arbre enlcvi'. FiR. 27.
opère de même sur l'autre face et l'on continue jusqu'à ce que l'on utt obtenu ou le dégagement du coussinet iiupérieur ou la place nécessaire pourfaire coin avec un morceau de bois.
Onretire ensuite l'arbre ; puis la moitié inférieure du coussinet.
Remise en place.
On répare la partie pour laquelle on a déplacé l'arbre, puis on remet en place chaque pièce après l'avoir préalablement nettoyée — chaque pièce doit être comme si elle était neuve. On place d'abord le demi-coussinet inférieur de chaque palier en vérifiant si chaque face correspond bien aux repères :
généralement, tous les repères se trouvent sur la même face — et on le fait pénétrer à fond, en le frappant soit du manche d'un marteau, soit avec l'intermédiaire d'un morceau de bois, on replace Parbre bien en place dans ses coussinets ; il doit entrer sans nécessiter l'emploi du marteau ou entrer sous un choc très léger, tel que celui, produit, par le manche d*un marteau.
On vérifie s'il est bien en place, en le faisant tourner avec la main.
On replace les demi-coussinets supérieurs en tenant bien compte des repères et en les forçant, en frappant au centre de la partie supérieure à l'aide d'un manche de marteau ou avec intermédiaire d'un morceau de bois.
Vérifier si le coussinet en entrant est bien parallèle avec l'arbre ; sans cette précaution on le forcerait et on le déformerait, il faut le maintenir parallèle pendant sa descente.
Une fois en place, faire tourner Tarbre si cela est possible pour voir si le coussinet n'est pas trop descendu, dans ce cas, l'arbre serait dur à tourner à la main .
Placer les chapeaux, puis les écrous des boulons et serrer ces derniers.
Ce serrage doit être fait à fond, mais il ne doit pas être poussé jusqu'à refus, car dans ce cas, lo serrage serait tel que l'arbre ne tournerait plus.
On doit toujours pouvoir faire tourner l'arbre à la muii>, si celui-ci n'entrainc pas d'autres organes, et il ne doit pas pouvoir se déplacer si l'on cherche à le déplacer verticalement ou latéralement ; si, après serrage des paliers, ce fait se produit c'est qu'il n'est pas assez serré ou que les coussinets sont usés.
Arbre à bnijuc d'arrêt. — Dans le cas oii l'arbre est maintenu par des bagues d'arrêt, avoir soin de replacer les trous dos vis bien à leur position primitive et de serrer ces vis à refus avec l'aide d'un vilebrequin ou d'un tourno-vis.
Arbre coudé. — Lorsque l'arbre est contourné suivant un V en un point, l'arhre est dit couiU — ; ce coude sert de point d^attaclie aux bielles de piston.
Manicelle. — Lorsque la bielle s'attache à l'extrémité d'un arbre, celui-ci est à ce point muni
d'une portion droite perpendiculaire à sa qui porte le nom de manivelle. (Fig. 30.}
direction
Arbre à deux coudca.
Fig. 'X.
Celle-ci porte un axe de direction parallèle à l'arbre qui est le bouton de manioeUe el sert à attacher la bielle sur la manivelle.
FiR. au.
Un arbre en travail peut, s'il est trop iaible, se
fausser^ c'est-à-dire perdre sa forme rectiligne pour en prendre une courbe.
On s'en aperçoit en l'examinant ou bien en le vérifiant à Taide d'une règle.
Si un arbre déplacé entre très difficilement et de biais dans ses coussinets, c'est qu'il est faussé.
Tout arbre faussé doit être démonté et redressé par un mécanicien.
Embrayages.
On appelle embrayage tout organe destiné à rendre solidaire d'un arbre un organe mobile sur cet axe.
Les embrayages sont de deux sortes : soit par manchon à griffes, soit ^dxjriction.
L'embrayage par manchon à griffes est formé d'un manchon en deux parties, Tune fixe sur l'arbre et l'autre mobile sur cet arbre, coulissant sur une clavette fixe et se déplaçant sous l'influence d'un levier terminé par une fourche qui s'appuie sur des taquets que porte le manchon. (Fig. 32.)
Les deux portions en regard portent des dents qui forment griftes et qui, venant en contact les unes avec les autres, rendent ces deux pièces solidaires, et comme la partie fixe du manchon est solidaire de l'arbre par suite de son clavetage, il s'ensuit que la
