CALCUL DES TUYAUX

Acier 13 à 20k par millim. carré,

Bronze 2 à 5 -

Cuivre 2 à 2,5 -

I>a table ci -dessus donne une série de valeurs, correspondant à ces tensions et calculées par la formule (251).

Lorsque la valeur de ô est faible par rapport à celle de I), la formule (251) peut être remplacée, avec une approximation suffisante, par la suivante:

qui, pour de petites valeurs de p, donne des résultats parfaitement admissibles.

Table relative aux épaisseurs des réservoirs cylindriques soumis à une pression intérieure élevée.

Pression

intérieure.

Valeurs de jj, pour les valeurs de la* tension dans la matière (kil. p. □mm.)

Les traits, dans les diverses colonnes, indiquent que la formule (251) fournit des valeurs imaginaires; ce qui signifie, en d’autres termes , que la paroi du cylindre , soumise aux pressions

PRESSES HYDRAULIQUES

correspondant à ces traits, se romprait, dans tous les cas, quelle que fût d’ailleurs son épaisseur. Les parties les plus exposées correspondent aux sections longitudinales du cylindre, de telle sorte qu’en cas de rupture, il doit se produire des fissures, dirigées dans le sens de la longueur, ainsi qu’on a pu, d’ailleurs, le constater assez fréquemment dans la pratique. Le cylindre se trouve également soumis à des efforts de rupture considérables, dans les sections perpendiculaires à l’axe et notamment dans les parties où il se raccorde avec le fond; le danger de rupture est d’ailleurs d’autant plus prononcé que le changement de direction se fait plus brusquement; aussi convient -il d’apporter la plus grande attention au raccordement du cylindre avec le fond.

Les presses hydrauliques, d’une grande puissance, ont le plus souvent des cylindres en fonte , dont l’établissement présente d’autant plus de difficultés que l’épaisseur doit être plus considérable. On cherche, par suite, à réduire cette épaisseur, en admettant une tension assez élevée et, dans ce but, on apporte les plus grands soins dans l’exécution du cylindre, de manière à obtenir nne fonte aussi dense et aussi résistante que possible. L’expérience indique qu’on arrive à une matière très -convenable pour les cylindres de presses, en faisant usage de fonte qu’on soumet un certain nombre de fois à la fusion, en ayant soin chaque fois de la couler en plaques minces. On a obtenu également d’excellents résultats par l’addition d'une certaine quantité de fer dans le four à réverbère (métal de Stirling). Il est évident qu’on peut admettre, pour @, une valeur d’autant plus élevée que les matières premières ont été mieux choisies et que leur mise en œuvre a été exécutée avec, plus de soins. Nous avons indiqué précédemment que, pour la foute, la valeur de © pouvait aller de 3 à 7k. En pratique, on dépasse encore parfois ce dernier nombre; mais il convient de ne le faire que dans les cas toutà-fait exceptionnels, où l’on est parfaitement sflr de disposer d’une fonte d’excellente qualité. Le bronze donne lieu à des observations du même genre. Le bon cuivre rouge ordinaire n’est pas susceptible de supporter, sans déformations permanentes, des tensions supérieures à 3“ ou 3k, 5. Si on veut aller au delà , il convient de recourir à l’emploi d’un alliage plus résistant.

Nous allons donner ici quelques exemples, empruntés à la pratique et qui peuvent fournir d’utiles indications.

PRESSES HYDRAULIQUES

1“ Exemple. Pour l'élévation du pont de Conicay(l), on a fait usage d'une presse hydraulique , dont les dimensions étaient les suivantes: Diamètre du piston K — 457 m™, diamètre du cylindre D =508, épaisseur des parois J = 222mm. La charge à soulever était de G60000k. La pression de l'eau devait être, dans ce cas, de 402 atmosphères ou de 4k,02 par millim.

carré et la formule (252) donne alors, pour la tension: «2 — - j

4,02 — 7k,2. Le cylindre employé est indiqué par la fig. 616.

2° Exemple. Pour le montage du pont Britannia, on s’est servi de presses hydrauliques de différents genres de construction. L’un des aqipureils se composait d une double presse, dont les cyliiulrcs avaient les mêmes dimensions que celui de la presse de l'exemple précédent; seulement la charge sur chaque piston n'était que de 467900k et correspondait , par suite, à une pression d’eau de 285 utmosjihères ; dans ces conditions, le calcul donne 5k,l pour le maximum de tension.

Fig. 61G.

•ï' Exemple. Parmi les appareils d'élévation, employés dans cette opération gigantesque, se trouvait une presse simple, destinée à soulever une pièce, dont le jtoids était de 1162400k; le diamètre du piston était de 508 celui du cylindre de 559 et l'éjniisseur des jurais de 254mm. Avec ces dimensions la pression de l'eau s'élevait à 572 almosjJières ci la formule (252) donnait alors, pour la tension, le chiffre énorme de 10k. Avant que la pièce soulevée ne fût arrivée au niveau des piles, le cylindre de la presse se brisa et la charge, en retombant sur les supjxirts de sûreté qu'on avait établis, éprouva de fortes avaries. La rupture ne se produisit pas longitudinalement , comme on devait s'y attendre , mais Ira ns vermie ment, le fond s'étant séparé du cylindre, comme l'indique la fig. 617. Ainsi, malgré la valeur exagérée de la tension sur son jsiurtour, le cylindre

Fig. G17.

(1) V. Clark, The Britannia and Conway Tubulur bridges. London, 1850.

PRESSES HYDRAULIQUES

a prouvé qu'il était capable d’une grande résistance , résultat qui doit être attribué au soin spécial apporté dans le choix et le mélange des matières premières et aux précautions jiriscs dans l'opération du coulage de la fonte (J). Le détachement du fotul tenait à ce que son raccordement avec le cylindre avait été fait à angle vif. Le nouveau cylindre répit les mêmes dimensions que celui qui s'était rompu, mais le raccordement fut disposé d'une manière plus conveiuible , ainsi que l'indique la flg. 617.

4 * Exemple. Les inconvénients , qu'entraine le raccordement du fond arec le cylindre, se trouvent complètement évités duns une gramlc presse imaginée par llummel, de Berlin, grâce A une

disposition , qui consiste à remplacer le Fig. 618.

fond par une plaque plane, à laquelle le par une pièce à rebords rectangulaires,

(ig. 618. La presse, une des plus puissantes de celles qui existent , comprend deux cylindres juxta/Kisés. Le diamètre des pistons K—601mm, celui des cylindres D Cas™”, l'épaisseur des pirois J =■

222mm. 2,(1 pression P, sur chaque piston, peut aller à un million de kilogrammes, ce qui lionne deux millions jmu r la pression totale de la presse. La correspondante de l'eau est de tôt! atmosphères et la tension S, calculée par la formule (252), est alors de 7 k,18.

D’nne manière générale, pour les presses qui doivent développer une grande puissance, il est préférable d’augmenter le diamètre du piston, plutôt qnc de donuer à l’eau une pression exagérée, puisque la quantité de matière à employer pour la presse, au lien d’augmenter avec le diamètre, diminue au contraire. On a, en effet, pour la surface de la section de la paroi du cylindre: F <= n (D + ô) ô et, en remplaçant ô par sa valeur,

tirée de la relation (251): F — D* , ou F=*[lt\ 1^-,

en désignant par P la pression totale et par K le diamètre du

piston; le rapport pouvant être considéré comme constant, on

(1) Dans une première opération, le cylindre avait été coulé renversé (le fond en haut) et il dût être rejete, car le fond était poreux; nne seconde opération, dans laquelle le fond était à la partie inférieure, fournit le cylindro qui se déchira, comme nous l'avons indiqué; la rupture montra que la fonte était à grains irréguliers; le troisième cylindre, pour lequel la fonte avait été préalablement soumise à une double fusion, résista parfaitement; un quatrième cylindre, fondu comme pièce do rechange, resta dès lors sans emploi.

RÉSERVOIKS SFUÉlUyUES.

voit que, pour une valeur déterminée de 6, la section F diminue avec la pression p par unité de surl'uce.

3' Exemple. La pomjtc en bronze île la presse itu j tout de Conway < irait un piston de 27 mm de diamètre; l'éjMiisseur de la ] tarai du corps de jmnpe et son diamètre avaient la même valeur. La pression de l'eau, comme nous l'avons dit, atteignait 402 atmosphères. En calculant, jtar la formule (252), le maximum de tension, gui se produit ù la surface intérieure

du cylindre, on trame: <25 ~ 4,02 “ lfèô-4,02, soit 5k.

6* Exemple. Si on calctdc, par la formule de Lamé (252), les tensions de la matière dans les tuyaux de conduites, dont nous avons précédemment déterminé les épaisseur* par la formule empirique (247), on obtient les valeurs suivantes :

Pour n 10, 0 0\5O

Il résidte de là que ces tuyaux sont jsirfaitement en état de supporter la pression d’épreuve de 10 atmosphères , à laquelle on les soumet ordinairement, à condition, bien entendu, qu'ils aient été coulés avec un noyau parfaitement concentrique à Taxe.

Réservoirs sphériques soumis à une forte pression intérieure.

Pour les réservoirs sphériques, d’un diamètre intérieur égal à I\, la formule de Lamé est remplacée par la suivante:

qui donne une épaisseur beaucoup plus faible que celle d’un tuyau cylindrique de même diamètre. Pour une même épaisseur de paroi et pour le même coefficient de sécurité, les diamètres de deux réservoirs cylindrique et sphérique sont dans le rapport: