RIVURES DE CHAUDIÈRES

Les nombres, fournis par cette table, sont conformes aux résultats des expériences de Fairbairn snr la résistance des rivnres simples et doubles. D’une -manière générale, on peut remarquer que les rivets d’un fort diamètre, assez écartés les uns des autres, fournissent une rivure plus résistante que les rivets d’un petit diamètre, plus rapprochés. Pour les poutres de ponts et les assemblages du même genre, il convient d'apporter la plus grande attention à la détermination des rapports analogues aux précédents. Pour les chaudières il vapeur, la détermination du rapport tp mérite également une attention spéciale.

Rlvurcs de chaudières à vapeur.

Dans les rivures de chaudières, où il importe d’obtenir une étanchéité parfaite, on ne doit pas donner un grand écartement aux rivets; d’un autre côté, le diamètre des rivets et leur écartement, pour les tôles minces, doivent être relativement plus considérables que pour les tôles fortes. Les rivures sont d’ailleurs, suivant les cas, simples ou doubles.

la» fig. 206 représente une rivure à simple recouvrement des deux tôles; pour faciliter l'opération dn mattage, les tôles ont leurs bords abattus , comme dans la fig. 207, ou , ce qui est préférable, sont coupées obliquement sur toute l’épaisseur de la tranche (fig. 206).

Fig. 206. Fig. 207.

KIVUKK8 UE ( IIAUllKKK.S.

L’angle enlevé est de 18° '/* environ, ce qui correspond à une inelinaisou de ’/s» suffisante pour permettre de faire directement le mattage, sans avoir besoin d’une entaille préalable. La fig. 207 représente une rivure croisée simple, qui est trèsemployée pour l’assemblage des tuyaux verticaux, des chemiuées, etc. Au point de vue de la résistance à la traction, cette disposition doit être assimilée à la précédente et, malgré la double file de rivets, elle doit être, eu réalité, considérée comme une rivure simple. Comme, dans les tuyaux cylindriques, soumis à une pression intérieure, les joints dirigés dans le sens des génératrices éprouvent des efforts plus considérables que les joints transversaux, il convient, dans les chaudières, «l’adopter pour ces derniers la rivure simple, en réservant pour les premiers la rivure double, qui est plus résistante. C’est ce qu’en fait, dans les bonnes usines de construction, pour les chaudières dont le diamètre est supérieur à 1“*/* et qui doivent marcher à une pression tint soit pen élevée. Avec la rivure double, on n’obtient d’ailleurs réellement une augmentation de résistince qu’à la condition d’adopter un écartement de rivets plus considérable que dans la rivure à un seul rang, niusi (pie l’indique la formule (55), que nous donnons un peu plus loin. Les tuyaux de fumée des chaudières de Cornouailles, qui ont été exécutés dans ces derniers temps, ont tous leurs joints, longitudinaux et transversaux, munis de bandes de recouvrement; afin d’augmenter . la résistance des tuyaux, ces recouvrements sont composés de fers à T (fig. 210, § 77), dont la nervure est tournée vers l’extérieur. Ou obtient pour q une valeur un peu supérieure à celle dont nous avons donné précédemment l’expression, lorsqu’on dispose les joints des chaudières obliquement, par rapport aux génératrices, c’est-à-dire suivant des hélices, comme le fait Wright eu Angleterre.

Mais on peut se demander si la faible augmentation de résistance, qu’on réalise par cette disposition, est bien en rapport avec l’excédant de dépense qu’entraine son exécution.

La fig. 208 représente une rivure double ordinaire et la fig. 209 une rivure double avec bande de recouvrement

D'après Lcmaitre, il convient de prendre, pour les chaudières à va] leur, dans le cas de la rivure .simple : fl -= 4 + 1,5 d 1

Kl VITRES DE CHAUDIÈRES.

Avec les dimensions ordhiuircmcnt adoptées, <[ se trouve compris entre 0,65 et 0,58. l’ourles rivures doubles, la distance

Fig. 208. * Fig. 209.

«, de deux rivets d’mic même file peut être déterminée par la formule: «, = 20 + 3(1 (55).

Souvent aussi on prend a, = lo-|-2tf; dans ce cas, le doublement de la rivurc est destiné à donner un joint plus étanche, et non à augmenter la résistance. Le tableau que nous donnons ci - après a été calculé :’i l’aide des formules précédentes.

Au point de vue de l’épaisseur de la tôle et de la rivurc, les gazomètres présentent d’assez faibles variations. Dans un grand nombre d'appareils de ce genre, ayant subi l’épreuve du temps, le diamètre des rivets varie de 7"" à 7“ral/ï, leur écartement est de 25 "m et leur distance au bord de la tôle de 13 ”m; l'étanchéité est d’ailleurs assurée par une garniture de chanvre, imprégné de minium, qu’on interpose entre les tôles.

Pour la confection des rivets en fer, il convient d’employer toujours du fer de première qualité, qui puisse supporter, sans se rompre, les brusques changements de forme, auxquels sont exposés les rivets. L'emploi des machines à river présente l’avantage que la tige du rivet, portée au rouge, se trouve prendre d’un seul coup et, par suite, dans un temps très -court, sa forme définitive; ee qui paraît avoir pour résultat de donner au fer une structure particulière , susceptible d’une plus grande résistance que celle qu’on obtient par le travail à la main. La

KIVUKES DE CHAUDIÈRES.

machine à river n’est cependant pas encore entrée d’une manière courante dans la construction des chaudières à vapeur; la raison de ce fait parait tenir à ce que la forme de la tête, produite par la machine, n’est pas toujours aussi nette que celle qu’on obtient à la main.

Tableau relatif aux rfvures de chaudières à vapeur.

ta

" US S ao

5 'xi

*“• kr,

2 Sia

a simple.

«, double.

Poids de 100 rivets. i

Poids des têtes de 100 rivets.

La longueur de la tige, dans ce tableau, est supposée égale à 2d+l,7d; elle correspond à un rivet, destiné à relier deux tôles, d’épaisseur d, et présentant un excédant de matière suffisant pour remplir la différence entre le vide réel de ces tôles et le cylindre de diamètre il (voir § 71). Les deux dernières colonnes fournissent des renseignements utiles pour l’établissement de devis de rivures; le tableau suivant a été établi pour un usage analogue.

ÎUVL'KES.

Tableau des poids des plaques métalliques.

Epaisseur de la tôle.

Poids en kilogr. pour 1 mètre carré.

Per.

Fonte.

Laiton.

Cuivre.

Plomb.

Zinc.

Le poids d'un mètre carré d'une plaine est égal au poids d'un décimètre cube de la matière dont elle est formée (ou à son poids spécifique), multiplié par l'épaisseur de la plaijuo en millimètres.

KIVUBE8.

Autres formes d'assemblages à rivets.

Mailcs île formation <lc surfaces de joints. Pour la jonction des feuilles de tôle, destinées à former des plaques de grandes dimensions (droites ou courbes), on fait fréquemment usage des deux modes d’assemblages suivants.

Fig. 210. Fig. 211.

La fig. 210 représente un assemblage de trois feuilles. Pour assurer l’application de ces feuilles, les unes sur les autres, la partie de la tôle n" 2, sur laquelle doit se courber la tôle n” 1, est préparée en biseau. Dans la fig. 211, qui est un assemblage de quatre feuilles, les tôles 2 et 3 se terminent également par des biseaux, taudis (pic les tôles 1 et 4 ne sont ni amincies ni coudées.

Fig. 212. Fig. 213.

Dans la construction des ’ chaudières à ‘vapeur, on donne , aux anneaux, soit la forme cylindrique (tig. 212), soit la forme conique (tig. 213); des deux modes d’emboiteincnt, représentés par ces figures, le second offre l’avantage que toutes les saillies

lii vriiKs.

ko présentent «le In même manière par rapport à la direction de la flamme. Pour ee dernier assemblage , il est indispensable de donner une légère courbure suix deux bords de la tôle, qui doivent former les bases de chaque tronc de cône, ainsi qu’aux deux rangs de rivets; cette courbure se détermine comme il suit :

Si on désigne par

le diamètre d’un anneau, mesuré dans la position indiquée sur la fig. 213,

U — :i I) la circonférence correspondante, la distance, mesurée sur U, des centres des trous des rivurcs longitudinales de la plaque,

la longueur de cette plaque, comprise entre les deux rivurcs transversales, la flèche h donner il l’are 1>, on doit prendre:

Fig. 2lt.

ou

Exemple. Dans les tuyaux qui, eu raison île leur diamètre, uc comprennent qu'une seule feuille, Il *=• U. Dans ce cas, si on stqipose, pour la longueur de la feuille, L lm et, pour la largeur, B — 2m, on doit, d'après

la formule (56), prendre: J — 0,785-2 1,570, c'est-à-dire que f est

alors légèrement supérieur à une fois et demie Fipaisseur de la tôle. Si on jsirt de la valeur D = = -jj- B =■ OfilS ■ 2000 — 630 rara , la formtdc

, fl 2000 2000

(56 ) donne encore : ~fî ~ ggg • pjqij = /,-</, cest -a - dxre la meme

râleur que précédemment. La courbure d’une des Heures étant ainsi déterminée, la secoiulc s'obtient en traçant un arc de cercle concentrique au premier.

Lorsqu’on fait usage de rivurcs avec bandes de recouvrement, on doit apporter une attention spéciale aux points «le croisement des rivurcs longitudinales et transversales, si l’on veut obtenir une étanchéité satisfaisante. Le moyen le plus simple, pour arriver h ce résultat, consiste A placer les bandes de recouvrement de ces rivurcs, l’une au dessus, l’autre au dessous de la têde.

Kl V HUES.

Pour donner de la rigidité aux tôles, on tait généralement usage, dans les assemblages, de cornières (fig. 215) ou de fers à T (fig. 216).

Les rapports, indiqués sur ces figures (ceux de la fig. 215 sont dus à Redtenbaehcr), fournissent, en général, des dimensions très - convenables ; d représente l'épaisseur de la tôle, sur laquelle doit s'appliquer la cornière ou le fer à T. Pour une

Fig. 215.

Fig. 216.

faible valeur de <1, la valeur de h est encore assez grande pour recevoir convenablement les têtes de rivets. Dans les cornières, ou supprime souvent l'amincissement, que représente la fig. 215, et on se borne alors à donner aux branches une épaisseur uniforme égale à <5. L’emploi d’une échelle de proportion permet d’établir très -facilement les tracés d’une série de fers de diverses grandeurs. La fig. 217 donne une échelle de ce genre pour les cornières d’épaisseur constante.

Fig. 217.

Dans la pratique, les fers à T présentent une bien plus grande variété de formes de section que les cornières. On trouve d’ailleurs, dans les albums des usines de fabrication, les renseignements nécessaires pour tous les cas qui peuvent se présenter.

R1VURES.

Pour relier deux tôles parallèles, assez rapprochées, et maintenir leur écartement constant, on peut faire usage de rivets filetés ou à entretoises, comme ceux des fig. 218, 219 et 220.

Les fig. 218 et 219 représentent, après et avant l’opération de la rivure, les rivets en enivre, dont on fait généralement usage pour les boites à feu des locomotives et les chaudières «le navires à vapeur. L’épaisseur la plus forte (<>) est celle de la tôle de cuivre qui forme la paroi intérieure de la boite à feu; cette épaisseur «J est comprise entre 1 et 1% «le l’épaisseur de la paroi extérieure, «pii est composée de tôle de fer. Dans ces derniers temps, ou a en l’idée de percer, dans l’axe du

Fig. 218.

Fig. 219. Fig. 220.

rivet, un petit trou (pénétrant «piehpicfois jusque dans le foyer), qui offre le «loiihle avantage de maintenir le rivet «•onstamment froid et île prévenir fi temps les défauts d’étaneliéïté , qui se produisent, lorsqu’il vient à se brtiler ou à se rompre. Isi fig. 220 représente un rivet en fer, «pii sert au même usage que le précédent. La virole en fer, «pii entoure le rivet, a pour but «le s'opposer au rapprochement des deux tôles. Cette virole est simplement formée d’un morceau de tôle enroulé, qu’ou laisse ouvert sur toute sa longueur, afin «le permettre à l’eau de circuler autour du corps du rivet et de le maintenir ainsi à une température relativement peu élevée.

Formation « Tarîtes . Fig. 221 à 224. Pour obtenir des

joints de cette nature, on peut courber l’une des tôles, de manière Fig. 221. Fig. 222. Fig. 223. Fig. 224.

à former un rebord s’appliquant sur la seconde, ou bien recourir à l’emploi de cornières. Dans la fig. 221, le rebord est recourbé intérieurement, tandis qu’il l’est extérieurement dans la tig. 222. Dans ces deux figures, comme dans les suivantes , de 220 à 229,

lit!)

itivrniîs.

h représente la hauteur de branche de la partie recnnrltée, soit qu'elle appartienne à la tôle elle- même, soit qu’elle se trouve

Fig. 225. Fig. 226. Fig. 227. Fig. 228.

rapportée. Les fig. 223 et 224 représentent des cornières ordinaires; dans la dernière disposition, les bords des feuilles, qui s’appliquent sur la cornière, sont coupés en biseau, pour faciliter l’opération du niattage, qui a pour but de rendre le joint étanche. Dans la tig. 225, la cornière est placée à l’extérieur.

Dans la fig. 226, les deux tôles sont réunies par une cornière de tôle; il convient d’employer ce mode d’assemblage pour es réservoirs à parois d’une faible épaisseur. La cornière de la lig. 227, qui est identique à la précédente, est entièrement recouverte par les deux tôles ; comme le mattage, dans ce cas, est beaucoup plus difficile, il est indispensable d’interposer, entre les tôles et la cornière, une matière destinée à assurer l’étanchéïté. La cornière de la fig. 228, est semblable aux précédentes et n’en diffère qu’en ce qu’elle est placée à l’extérieur.

Formation de coins. La formation de coins, 'dans les assemblages à rivets, présente d’assez grandes difficultés; les dispositions à adopter dépendent naturellement du mode d’assemblage des arêtes. Les figures suivantes représentent quelquesunes de ces dispositions.

Fig. 229. Fig. 230.

Dans la tig. 229, l’arête verticale est analogue à celle de la fig. 221 , tandis (pie les deux arêtes horizontales sont formées

TOIIKII.I/INH.

par une cornière, comme dans la tig. 223-, la tôle 2 est amincie à la partie inférieure. Dans la fig. 230, les trois arêtes sont formées par des cornières, dont l’une, celle «pii est verticale, est recourbée et rivée sur les deux autres.

Dans la fig. 231, les arêtes présentent la disposition de la fig. 223 ou celle de la fig. 224; au sommet les cornières sont soudées ensemble; cette opération , qui est assez délicate, a l’avantage de donner des joints très -satisfaisants au point de vue

de l’étanchéïté, en même temps qu’elle assure une certaine rigidité au réservoir. Les cornières soudées ne sont guère employées, du reste, que pour les pièces de faibles dimensions. Dans la tig. 232, l’arête verticale, qui est disposée comme dans la figure précédente, est légèrement arrondie à la partie inférieure; les arêtes horizontales sont formées par une cornière extérieure, comme dans la fig. 225; cette disposition, qui est d’une exécution simple, donne des joints étanches et d'une grande solidité.

Les tourillons, dans les machines, sont les organes qui permettent à certaines pièces de prendre un mouvement de rotation autour de leurs axes géométriques; il en résulte qu’ils doivent affecter la forme de corps de révolution, recouverts en totalité

Fi}?. 231.

Fig. 232.