CHAPITRE I

Machines fixes.

Les machines fixes avaient été, comme od Ta vu, appliquées par Watt et par Murdoch, son collaborateur et son élève, aux divers mécanismes employés dans Pindustrie; avant même la mort de Watt, les rivaux du célèbre ingénieur, en Angleterre et au dehors, avaient réalisé des progrès considérables dans l'adaptation de la machine à vapeur à ces usages. Aux États-Unis, Olivier Evans avait introduit la machine fixe à haute pression sans condensation, d'où est sorti le type aujourd'hui de beaucoup le plus usité. Ces machines étaient d'abord assez grossièrement établies, mal proportionnées et construites sans précision; elles dépensaient sans profit une grande quantité de combustible. Peu à peu, les bons constructeurs arrivèrent à leur donner des formes élégantes, solides, des proportions heureuses; on y mit des matériaux d'excellente qualité, et on réduisit beaucoup les pertes de chaleur et de combustible.

Un des types les meilleurs et les plus satisfaisants pour les machines fixes de faible puissance est celui de la figure 90, qui représente une machine verticale à connexion directe, établie sur socle, disposition favorite de beaucoup d'ingénieurs.

Cette machine se compose de deux parties principales : le cylindre et le bâti. Ce dernier a la forme d'une colonne conique, ouverte sur les côtés, pour permettre le libre accès de tous les organes qu'elle contient. Les glissières et les paliers sont fondus d'un seul bloc avec la colonne, de sorte que leur fixité et leur ajustement sont invariablement

MACHJKES ACTUELLES.

assurés : les surfaces frottantes sont laides et faciles à lubrifier. Gn\ce à la position verticale de l'ensemble, il n'y a

aucune tendance au déplacement latéral du cylindre ou du ' piston. Les secteurs qui forment la garniture s'ajustent d'eux-mêmes ; ils jouent librement, tout en restant étanches.

La maDiTelle est équilibrée ; le bouton de manivelle, l'axe

Oc la tête de bielle, la tige du piston, celle du tiroir, etc., sont en acier. Toutes les surfaces d'appui sont très étendues et ajustées avec le plus grand soin ; les supports de coussinets sont en mélal-Babbitt de la meilleure qualité.

Les petits numéros de ces machines, de 2 à 10 chevaux

de force, ont deux paliers venus de fonte avec le bâti et formant ainsi support de part et d'autre du vilebrequin. Dans quelques usines, ces machines sont construites par séries et les organes sont travaillés par des machines spéciales, à la façon des pièces d'armes à feu osi de machines il coudre, ce qui assure la précision et l'uniformité des produits, et permet de remplacer promptemenl et à peu de frais une partie quelconque de la machine usée ou brisée

accidentellement. La figure précédente représente une cbupe verticale d'une machine de même système (flg. 91).

Les machines avec paliers rigides ordinaires ont besoin d'être étabhes sur une fondation très solide et leurs pièces doivent être parfaitement alignées. Si, par le tassement des fondations ou pour toute autre cause, une déviation se produit, il en résulte Péchauflfement, le cisaillement ou le marlellement de divers organes. Pour remédier à cet inconvénient, les machines modernes sont souvent munies de coussinets à ajustage automatique. On leur donne ainsi une grande flexibilité et de la liberté dans les articulations. La coupe ci-dessus montre clairement comment s'obtient ce résultat. Le corps du coussinet est formé d'une sphère tournée et ajustée exactement dans une enveloppe présentant en creux la même forme, ce qui permet un léger déplacement angulaire dans tous les sens. La bielle est forgée d'une seule pièce, sans clavettes, brides ni goujons; elle présente à chaque extrémité une mortaise sphérique pour recevoir des coussinets de bronze de même forme, qui s'ajustent eux-mêmes exactement sur les tourillons, dans le plan de symétrie de la bielle. On rattrape l'usure au moyen de coins et de vis, disposés de façon qu'il ne se produise entre les différentes parties de la machine aucun jeu pouvant amener une rupture. La crosse du piston porte de chaque côté des coulisseaux ajustables et tournés de façon à s'emboîter exactement dans les glissières, qui font corps avec le bâti lui-même et sont évidées suivant une surface pro- * longeant exactement celle du cylindre; elle peut ainsi tourner librement sur son axe; et ce mouvement combiné avec la disposition des coussinets donne un ajustement automatique exact par rapport à l'arbre de couche. Le coussinet extérieur peut se déplacer d'un pouce ou même plus dans une direction quelconque sans gêner en rien la marche de la machine, les supports s'accommodant parfaitement d'eux-mêmes à toutes les positions que l'arbre peut prendre.

Les lumières sont proportionnées comme dans les locomotives. La glace est disposée pour l'emploi du tiroir simple

ordinaire ou de la soupape en D, si on le préfère; mais le tiroir cylindrique équilibré fonctionne également bien, que la pression de la vapeur soit de 10 ou de 100 livres; et en même temps il ouvre un double orifice d'admission et de sortie, ce qui facilite beaucoup l'entrée et Téchappement de la vapeur. On arrive ainsi à réduire la perte de pression à l'admission et la contre-pression à l'échappement, et l'on diminue le travail absorbé par la distribution et l'usure du tiroir.

Tel est le type de machine qu'on rencontre fréquemment aux États-Unis, mais plus rarement en Europe, et qui constitue un dispositif excellent. Ces machines verticales à connexion directe sont quelquefois établies sur de très grandes dimensions, et lé plus souvent, dans ce cas, elles servent à actionner des laminoirs.

Lorsque l'on a besoin de beaucoup de force, on se sert généralement de la machine à connexion directe horizontale, avec détente plus ou moins prolongée, suivant la grandeur de la machine et le prix du combustible. On peut citer comme le type le plus simple de celte espèce la petite machine horizontale à tiroir, avec détente obtenue par un tiroir indépendant glissant sur le dos du tiroir principal, combinaison généralement connue des ingénieurs sous le nom de distribution Meyer. Ce type est excellent et fait un fort bon service quand la machine est bien proportionnée au travail qu'on lui demande. Il convient parfaitement à une détente de quatre à cinq fois le volume primitif. Ses inconvénients sont la difficulté qu'on éprouve à commander la détente variable par le régulateur, à cause de la résistance considérable qu'il devrait surmonter et du peu de souplesse de cette distribution. Les meilleures machines de cette sorte sont montées sur une solide plaque de fondation ; le cylindre et autres organes sont dessinés avec soin ; la distribution fonctionne avec douceur, le tiroir de détente se règle au moyen de deux vis à pas opposés, et l'uniformité du mouvement est assurée par la connexion du régulateur avec une soupape à gorge

La machine représentée dans le dessin (pi. X) est un

excelleut spécimen de machine fixe anglaise. Elle est simple, solide et puissante. Le bâti, le fond antérieur du cylindre, les glissières et le palier forment un tout venu de fonte d'une seule pièce, suivant la méthode depuis longtemps employée par quelques constructeurs américains. Le cylindre s'assemble à l'extrémité de ce bâti, disposition que Corliss fut le premier à mettre en usage. Le bouton de manivelle est fixé sur un disque équilibré. L'appareil distributeur est simple, le régulateur très puissant et muui d'un dispositif de sûreté, pour parer aux accidents que pourrait entraîner la rupture de la courroie qui le commande. Une machine de ce genre, dont le cylindre a 10 pouces de diamètre et 20 pouces de course de piston, est donnée par les constructeurs pour environ 25 chevaux. La même, avec un cylindre de 30 pouces de diamètre, développerait une puissance de 225 â 250 chevaux. Dans l'exemple ici donné, tous les organes sont amenés à leurs dimensions exactes au moyen de gabarits, établis conformément aux formes adoptées par Whitworth.

Dans les machines américaines (fig. 92), deux supports sont habituellement placés, l'un sous le palier, l'autre sous le cylindre, pour soutenir le poids de l'ensemble et le rattacher aux fondations. Comme dans la machine verticale déjà décrite, on fait parfois usage d'un tiroir formé de deux pistons reliés par une tige et manœuvré par un excentrique ordinaire. Par une disposition très simple, ces pistons supportent toujours la même pression sur leurs faces opposées, ce qui empêche toute espèce de fuites; on prétend qu'ils fonctionnent aussi bien et sans plus de frottement lorsque la pression est de 150 livres que lorsqu'elle est de 10 livres seulement, et qu'ils n'ont besoin d'aucun ajustage. Il est plus fréquent toutefois de rencontrer, dans ces machines , le tiroir à trois lumières employé sur les locomotives, accompagné souvent d'un autre tiroir placé au-dessus pour produire la détente, dont l'étendue est réglée soit à la main, soit par le régulateur.

Grâce à leur simplicité, â leur petit volume, â leur solidité, les machines de la classe que nous venons de décrire

portions de ses organes sont spécialement calculées pour obtenir une grande douceur de mouvement et une pression uniforme sur l^arbre et ses coussinets; conditions nécessaires dans une machine qui doit fonctionner à des vitesses telles, que Finerlie des organes animés d'un mouvement de va-et-vient constitue un élément d'une sérieuse importance dans le calcul de la distribution des efforts et de leur effet sur la dynamique de la machine.

Dans le système Allen *, le cylindre et le bâti sont réunis comme dans la machine représentée plus haut; et le disquemanivelle, les coussinets de Tarbre et autres principaux détails ne présentent pas de différences essentielles. La distribution 2 comporte quatre distributeurs, un d'admission et un d'échappement à chaque extrémité, tous équilibrés et qu'un très petit effort suffit à faire fonctionner. Ces distributeurs sont manœuvres par un excentrique calé sur l'arbre. Le point où la tige du distributeur se rattache à la barre d'excentrique est déterminé par le régulateur; de sorte que le degré de détente est ainsi proportionné au travail de la machine. La course du piston est généralement faible et ne dépasse pas le double diamètre du cylindre. Sa vitesse est très considérable; elle atteint en moyenne de 600 à 800 pieds par minute^ Cette grande vitesse du piston et la brièveté de sa course donnent une rotation extrêmement rapide. Il en résulte un mouvement d'une douceur exceptionnelle et la possibilité d'employer de petits volants. La course étant petite, le bâti est très ramassé et fort rigide; la machine est indépendante des fondations, qui peuvent être légères, môme lorsque les résistances h surmonter sont considérables.

Les portées de l'arbre et toutes les surfaces cylindriques frottantes sont achevées par un rodage qui les rend complètement circulaires. L'arbre de couche et le bouton de manivelle sont trempés avant de subir cette opération. Les