PD"*=R,(D'»— D
Si Ton compare la résistance que présente la base d'un cylindre à Tarrachement à celle qu'offre sa surface latérale» on voit que la pression capable de produire la rupture est, dans le premier cas,
et dans le second , n* HO,
* ^^^ "r» Kv •-
La première valeur est évidemment plus grande que la se-
D'4-D" conde, puisque le facteur — ^— est plus grand que 2, D' étant
toujours supérieur à D'^
Par conséquent, un cylindre fait d'une seule pièce et d'épaisseur uniforme» présente toujours, s'il est sans défaut, plus de résistance à la rupture par son fond que par sa surface cylindrique. C'est pour cela que les formules ne donnent que l'épaisseur de cette dernière paroi.
89. Cas ou le fond' d'un ctundre est assemblé avec le cotips PAR DES boulons. — Pour les chaudières à vapeur et les réservoirs en fonte ou en fer, le fond est souvent assemblé par des boulons dont les dimensions et le nombre doivent être calculés
de manière à résister à la pression intérieure , qui tend à les rompre par traction longitudinale.
La formule P. exprimant la pression totale, si Ton se
donne le diamètre d des boulons à employer, Taire de la sec-
lion transversale de chacun d'eux sera , et si Ton admet
que le fer puisse être soumis, d'une manière permanente, à un effort de 6 000 000 de kilogr. par mètre carré , chaque boulon devra supporter un effort de traction exprimé par
Le nombre des boulons à employer étant désigné par rr, on devra avoir la relation
a? X 6 000 000 X T-Tr:rT= P .
1,273 '•1,273* d'où
6000000\rf/
Ainsi, par exemple, pour une pression de 6 atmosphères on a
et si
D"=i„.oo. d=0-..02. ^='^i=^0, 61980 — -t
ils seront placés à 0".12 environ d*axe en axe.
Si le fond devait être fixé par des rivets , on calculerait de même le nombre de ceux-ci, en se rappelant qne, d'après les expériences de M. Fairbairn, dont il sera parlé plus loin, la ré* sistance des rivets dans le sens transversal .est à très-peu près la même que leur résistance longitudinale.
00. DÉFAUTS QUE PRÉSENTENT QUELQUEFOIS LES CTUNDRES COU- LÉS. —LorsqUe Ton coule des cylindres de presses hydrauliques,
des mortiers, etc. , quelques fondeurs disposent le moule de façon que le fond du cylindre soit en dessus et le surmontent d'une masselolte considérable pour fournir la quantité de métal rendue nécessaire par le retrait. 1 arrive alors quelquefois que les parois du cylindre étant solidifiées quand le fond ne l'est pas encore, celui-ci^ en se contractant plus tard, se sépare du corps du cylindre dans les angles rentrants. Ce retrait produit entre le fond et le corps du cylindre une légère solution de continuité qui, bien qu'imperceptible à la vue, n'en est pas moins réelle et détermine la rupture. Les accidents de ce genre sont plus particuliers à la fonte de fer qu'au bronze, et la rupture de l'un des cylindres de presse qui avait été coulé, le fond en dessus, pour Télévation de l'un des tubes du pont de Britannia, ainsi que celle d'un mortier-éprouvette en fonte par l'explosion du coton-poudre, en ont montré l'existence.
Dans tous les cas, il convient d'arrondir avec soin les angles rentrants intérieurs des cylindres en fonte exposés à de grandes pressions. Quelques fondeurs ont même pris le parti de donner à ce fond la forme d'une calotte spbérique. En outre, il paratt convenable de couler le cylindre en plaçant le fond en dessous et en donnant à la masselotte une grande hauteur, afin que son relroidissement soit très-lent, et qu'elle puisse longtemps alimenter les vides formés par le retrait. S'il y a quelques défauts à la partie supérieure du cylindre, ils auront généralement des conséquences moins graves que s'ils étaient au fond. '
91, Précautions A prendre pour les cylindres de presses HYDRAULIQUES. — Puisquc uous avous parlé des presses hydrauliques, il n'est pas inutile d'indiquer un aulre accident auquel les cylindres en fonte sont sujets par l'effet du retrait du métal. «
Lorsque les parties de la surface qui forment les parois intérieures et extérieures du cylindre se refroidissent, les premières se solidifient et n'ont plus la faculté de se contracter assez pour suivre l'effet de retrait qu'éprouve le métal de l'intérieur, quand il se refroidit à son tour. Si de plus, ainsi que cela arrive souvent, l'alimentation du métal par la masselotte n'est pas suffisante, il se forme vers le milieu de l'épaisseur un vide annu-
lairc ei parfois presque continu tout autour du cylindre. Mais, dans tous les cas, le métal du milieu sera moins dense que celui des surfaces extérieures* et très-souvent poreux. C'est un effet qui se produit déjà quand Tépaisseur dépasse O'^.IO à 0'".l2, et qui, s'accroissant avec cette dimension, présente aux fondeurs une grande difûcullé pour Texécution des cj^Iindres des grandes presses.
Quand on perce le canal par lequel l'eau refoulée par la pompe doit pénétrer dans le cylindre, Toutil traverse cette partie poreuse, et lorsque Tcau fortem^t pressée est injectée dans le cylindre, elle s'introduit dans l'épaisseur du mêlai, remplit les vides des pores ou les chambres et peut produire la rupture du cylindre.
«On diminue les inconvénients de ce défaut de la fonte en insérant dans le canal de passage un tuyau de cuivre rouge, maté à l'intérieur et à l'extérieur du cylindre, et sur lequel se visse le tuyau de refoulement de l'eau.
92. Application des formules k l'une des presses A four- RAGE DE l'Algérie. — Cette difticulté d'obtenir des pièces épaisses de fonte bien pleines et bien saines à l'intérieur a conduit les fondeurs à donner aux cylindres des grandes presses des épaisseurs trop faibles et à chercher à compenser le défaut de dimension par la qualité des mélanges; mais les plus habiles mêiQe nous paraissent avoir été trop loin et avoir adopté des dimensions trop faibles. Nous en citerons pour premier exemple les grandes presses à fourrage employées en Algérie et qui ont été construites par MM. Fawcett et Preston, de liverpool.
La force maximum de ces presses, calculée d'après la charge de la soupape de sûreté, est de 650 tonnes anglaises ou 650 X 1015^*^6= 660140 kilogr. Le piston a 0«».2795 de diamètre ou û°'"i.05l2 de surface; par conséquent, la pression par mètre carré à l'intérieur du cylindre peut s'élever à
D'une autre part, le diamètre intérieur du cylindre est
D" = 0™.309, et l'épaisseur est E=5jIlL— 0".1515, d'où
L*eflort moyen de traction capable de produire la rupture de la fonte est généralement estimé à
Par conséquent 9 la pression de rupture de ces cylindres devait être (ja? 80)
L*on voit donc qu'en travaillant habituellement à la force nominale de 650 tonnes, on se rapprochait beaucoup trop de la charge capable de produire la rupture.
Aussi est-il arrivé qu'après un certain temps de service , Tune des six presses semblables établies en Algérie a eu son cylindre rompu brusquement de haut en bas et séparé en deux parties , suivant un plan passant par Taxe. Si les autres et celui que l'on a fait en remplacement ont résisté, c'est que les fondeurs ont apporté le plus grand soin au choix et au mélange des fontes; mais il n'en est pas moins vrai que l'épaisseur n'est pas suffisante, et comme en l'augmentant on risque de voir se produire ou s'aggraver les défauts que nous avons signalés plus haut , Ton peut en conclure que de semblables cylindres pour d'aussi fortes presses doivent être faits en fer forgé, ce qui est possible avec le marteau pilon à vapeur.
