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B. Tourillons à pression longitudinale ou pivots.

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Pivots cylindriques.

Les tourillons, qui doivent résister A des efforts dirigés dans le sens de leur longueur, sont ceux qui^ dans la pratique, donnent lieu aux plaintes les plus nombreuses, en 2311. raison des éolmuffenicnts et de l’usure rapide, auxquels ils sont généralement exposés, comme, par exemple, dans les turbines et les hélices de bateaux A vapeur.

Mais un examen attentif de tourillons de cette espèce, auxquels on reprochait leur faible durée, malgré les procédés ingénieux employés pour diminuer l'usure, a permis de conclure que, presque toujours, cette usure était simplement le résultat d’une pression trop considérable et d’une vitesse de rotation trop grande.

Cette conclusion se trouve continuée par cet autre fait d’observation que des tourillons du même genre ont parfaitement résisté, tontes les fois qu’on a en soin de les établir dans des conditions satisfaisantes de pression et de vitesse. Dans les formules suivantes, nous avons admis que le maximum de pression, par millimètre carré de surface du tourillon, ne devait pas dépasser ok, 5.

Si on désigne par P la pression totale sur la surface qui limite transversalement le tourillon, par d le diamètre de cette surlace, reposant sur le grain de la crapaudine, qui est muni d’une cavité centrale et de quatre rainures à huile, on est conduit, pour les cas ordinaires de la pratique, aux formules suivantes: d = 1,80 Ÿ P, 1> -- < >,20 tf * (73)

Le tableau ci -joint contient un certain nombre de résultats, calculés d'après ces formules:

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TOUKUJ.ON8.

1" Exemple. Une grue, dont la disposition est analogue ù celle île la fig. 32, doit être établie jmir une charge de 4 tonnes et son jsnds propre est de éHJO kiiogr.; le tableau précédent montre que le picot doit acoir un diamètre de 130mm.

2e. Exemple. Un arbre vertical , dont la charge est de 1000 kiiogr., ibiit acoir un diamètre de tourillon égal à 60mm.

Nous avons dit précédemment que la base du pivot était en fer forgé, tandis que la crapaudinc était en bronze, il en résulte que cette crapaudinc, ou plutôt son grain, éprouve une usure qui va en croissant avec la vitesse de rotation, sans que d’ailleurs, avec les proportions indiquées, il puisse y avoir danger d’écliauffeiuent, tant (pie le graissage s'effectue d’une manière régulière. Si l’on veut que l’usure, dans tui temps donné, reste la même, quelle qne soit la vitesse de rotation, il convient de faire usage de la formule:

on n représente le nombre détours du tourillon par minute; pour des valeurs considérables de «, eette formule conduit généralement à des dimensions supérieures à celles de la formule (73); dans tous les cas où elle en donne de plus petites, il convient de conserver celles (pie fournit la première.

if*. Exemple. Si l'arbre de l'exemple précédent avait une vitesse de rotation de 73 tours jsir minute, on devrait , d'après la formule (74), lui donner, jiour diamètre de tourillon, il *= 0,00 là- 1000-7 3 «*» 113mM. au lieu île t>Omm. En pratique, dans les cas de ce genre, on adopte ordinairement le jilns jietit diamètre, bien qu'il en résulte une usure un j ieu plus considérable.

4". Exemple. Si on snpjsise que la grue de rexeinjde n " 1 ail une vitesse de rotation très- faible (ce qui a toujours lien) et qu'on fasse, par exemple, n 4, la formule (74) donne: il = 0,0013-4800- 4= 2Umm, résultat bien inférieur ù celui que nous avons trouvé précédemment et, par suite, toutù- fuit inadmissible. Arec un jutreil diamètre, le tourillon aurait à supjsirter une pression de 7k,3, /sir millimètre cané, et la crapaudinc serait e.vjuisée à des griqqiements qu’aucun mode de graissage ne saurait empêcher.

Pour les tourillons en fonte, avec crapandine en bronze, il convient de ne pas prendre, pour le diamètre, de valeurs inférieures à celles que donne la formule:

établie, en supposant une pression de '/a de kiiogr. par millimètre carré.

Pour les tourillons en fer, avec crapandine en bois de gaïae, on ]>eut admettre une pression beaucoup plus forte et aller jusqu’à 1 kiiogr., lorsqu’il existe un graissage continu par l’eau, comme,

TOtUII.I.n.NS.

par exemple, pour les* pivot» (le turbine», qui sont constamment immergés. Le minimum de diamètre, correspondant à ce cas, est : d = 1,3 \ P (76).

Au point de vue de l’usure, on peut appliquer aux formules (75) et (76) la remarque déjà faite pour la formule ( 7:5), et tenir compte de la vitesse, en recourant à la formule (74), toute» les foi» qu’elle donne des valeurs supérieures à celles de» deux autres.

Pour les vitesses de rotation considérables, la formule (71) fournit souvent des diamètres de tourillons, que leur grandeur rendrait d’un emploi incommode. Dans ces conditions, si on emploie des diamètre» plus faibles, il est indispensable d’amener l'huile, sur les surfaces frottantes, avec, une pression assez élevée, qu’on lui donne, soit au moyen de tuyaux s’élevant à une assez grande hauteur, soit au moyen d’une petite pompe. Il se présente aussi certains cas ofi la question de l’usure n’est d’aucune importance; on peut alors, meme pour les vitesses de rotation considérables, conserver le minimum de diamètre. Pour les tourillons des meules de moulins, on cherche ordinairement à réduire l’usure, en trempant le pivot et le grain de la crapaudine; il semble évident qu’on arriverait plus sûrement au but qu’on se propose, en employant des tourillons d’un diamètre suffisamment fort.

Pour diminuer, dans une certaine proportion, l’influence de h , au point de vue de l’usure, on peut recourir à l'emploi de plaques mobiles. .Si, entre la base du pivot et le fond fixe de la crapaudine, on interpose 1, 2, 3 . . . i plaques (tig. 24o), les nombres de rotation» des différentes surface» de glissement semblent devoir être égaux à n, multiplié respec-

tivemcnt par > >

cette disposition a été essayée dans le» turbines et les moulins. Pour les hélices des bateaux, elle n’a donné aucun résultat satisfaisant; le» plaques se soudaient, en quelque sorte, les unes aux autres et, en définitive, celles qui tournaient arrivaient assez rapidement à s’échauffer, sous l'action du frottement; leur usure était

Tul'KII.LONK.

excessivement rapide; l'emploi de roues dentées, pour assurer aux différentes plaques les vitesses de rotation indiquées précédemment, ne suffit pas davantage à empêcher la destruction rapide du palier. Autant, du reste, qu’il nous est permis d'en juger, par les dimensions que nous avons pu recueillir, la pression par millimètre carré est, en général, beaucoup trop considérable (1 kil. et souvent même plus encore).

On a souvent cherché à remplacer, pour les erapaudines, le fer, le liois, le bronze ou les alliages métalliques (métal blanc, etc.). En dehors des erapaudines en acier, (pie nous avons déjà signalées et dont l’action est également peu efficace pour les pressions trop considérables, on a essayé diverses substances, comme la pierre, le verre (1) et l’argile durci par la cuisson; mais l’emploi d’aucune de ces matières ne s’est généralisé. Oirard est l’inventeur des paliers à eau comprimée (2); l’eau, amenée à une certaine pression au moyen d’une pompe, agit sur les surfaces destinées à frotter l’une sur l’autre et on obtient ainsi, au prix d’une perte de travail très- faible, due au mouvement de la pompe, une marche très- facile du tourillon. Cette disposition était appliquée, à l’exposition universelle de 1 8t'«7, à un tourillon vertical, pour lequel (tirard avait remplacé l’eau par l’air. A la même exposition, on remarquait encore les tourillons de Jouffray, qui tournaient, avec une très -grande facilité, dans des paliers, complètement fermés, sur de l’eau comprimée, lai scide conclusion un peu nette qu’on puisse tirer de tout ce qui précède, c’est qu’on a reconnu l’insuffisance des diverses dispositions usitées pour les tourillons, soumis à des efforts longitudinaux, sans même pouvoir affirmer que la complication de certaines d’entre elles corresponde à un avantage sérieux.

Pivots cylindriques pour arbres verticaux.

Dans les usines, les arbres moteurs verticaux ont le plus souvent une vitesse de rotation assez faible, de telle sorte qu’il

(1) T.os coussinets en verre ont subi une épreuve de [dns de 12 ans et on en fabrique d'une manière courante à la verrerie de Aeker et C1', à Graggenau. près de Kastatt. Ce* coussinets, qui sont d’uii prix peu élevé, doivent avoir une très-gTande durée, tout en n’exigeant qu'une faible quantité de matière lubréliante.

(2) Annengaud- Vignole des mécaniciens, page 139.

TOt'RII.L0N8.

convient ordinairement d’adopter, pour leur calcul, la formule d = 1,86 y P. La charge du pivot ne se compose, en général, que du poids propre de l’arbre, augmenté de celui des roues et des manchons dont il est muni. Si on suppose ces pièces transformées en un cylindre, d’un diamètre d égal à celui de l’arbre, on obtient un arbre idéal, d’une longueur L, et le diamètre du pivot se calcule par la formule:

j - 0,14 VL (77)

laquelle donne pour: