PAR DE COSTER

Un ingénieur belge faisant honneur à son pays qui l'a depuis longtemps oublié, ne saurait Tétre clans une publication destinée à faire ressortir les grandes découvertes du siècle, auxquelles il a pris une part des plus considérables. Nous sommes heureux de nous trouver d'accord avec le savant Benoit du Portail sur la transmission à grande vitesse qui résulte de rexcelleni moyen de graissage dont il est l'inveiiteur, et qui finira par èlre généralement admis, malgré les eflbrts nombreux faits pour tourner ses brevets.

Nous recommandons à tous nos mécaniciens Texcellente appr^ ciation qui suit :

Le graissage proprement dit des collets des arbres, des fasées des essieaz, et en général de toutes les surfaces tournantes ou glissantes avec da suif ou de la graisse, ne s'opère que lorsque les substances grasses fondent, descendent par un trou pratiqué au fond du réservoir et se répandent sur la surface à graisser au moyen de rainures pratiquées dans le coussinet; — la graisse ne fond quelort» qu'U y a échauffement, et par conséquent commencement de grippement; — et une parUe du travail moteur est absorbée pour user les surfaces frottantes.

On a reconnu depuis longtemps que ce mode de graissage était vicieux, et on lui a substitué le graissage à Thuile, toutes les fois que cela a pu se faire.

Le graissage à Thuile, quoique meilleur que celui à la graisse ou au suif, est encore très-imparfait : on verse Thuile dans un réservoir d'où elle s'écoule par des trous percés au fond et se répand sur la surface à graisser par des rainures pratiquées dans les coussinets comme pour le graissage à la graisse.

Ce graissage a l'avantage de s'opérer spontanément, et par conséquent d'empècher le grippement de commencer; mais il a un inconvénient fort grave : c*esi qu'il n'a d'action que pendant un temps très-court, que les surfaces ainsi graissées ne sauraient rester longtemps onctueuses, parce que l'buile s'écoule rapidement; et ensuite le mal se développe beaucoup plus vite et produit des dégâts beaucoup plus graves que dans le cas du graissage à la graisse, puisque les appareils ne portent pas en eux-mêmes de moyens de l'arrêter.

Le graissage à l'huile n'est donc applicable que dans des cas particuliers où l'homme peut exercer sur les appareils une surveillance continuelle et porter immédiatement remède aux dérangements qui se manifestent, pour les transmissions de mouvement, pour les boites des roues des dUigences et autres voitures qui circulent sur la voie publique. Un grand nombre de personnes ont cherché à le perfectionner et à le rendre applicable dans tous les cas en le rendant continii.

On a essayé de mettre dans des réservoirs à l'huile, dont le fond était fermé.

des mèches en coton dont une extrémité retombait sur la fusée ou le collet à graisser, de manière à former siphon, en sorte que Taction de la capillarité produisait un écoulement continu de l'huile, et par conséquent un graissage continu ; Thuile, après avoir lubrifié les surfaces, retombait dans un godet inférieur, était recueil* lie et reversée ensuite dans le réservoir supérieur. Ce mode de graissage à Thuilo est certainement beaucoup supérieur à la simple iojection à des intervalles plus ou moins rapprochés, mais il est très-difficile de le régler; avec de faibles variations dans la longueur des mèches, l'écoulement devient plus ou moins rapide, el par conséquent, entre les mains d'hommes habitués à une certaine négligence et qui se contentent d'approximations grossières comme ceux qui sont ordinairement chargés d'entretenir les transmissions, le graissage est insuffisant et n'empêche pas le grippement el réchauffement, ou bien l'écoulement est trop rapide et le godet se vide dans un temps trop court; en outre la mèche est sujette à s'encrasser, et alors l'écoulement n'a plus lieu, il n'y a plus de graissage.

On a essayé de placer des flotteurs, des bouchons ou de petits cylindres en bois dans un réservoir inférieur où le frottement de la fusée ou du collet leur communiquait un mouvement de rotation ; ils se chargeaient constamment d'huile et lubrifiaient la surface frottante avec laquelle ils étaient en contact.

On a également placé dans ua réservoir inférieur des mèches montées sur de petites baicttles à contre-poids ; elles étaient ainsi soulevées contre les fusées et les collets qui se chargeaient de l'huile attirée par l'action de la capillarité.

Hais ces flotteurs se dérangeaient et cessaient de tourner, les mèches s'encrassaient ou se coupaient, et au bout d'un certain temps le graissage ne se faisait plus. On a donc renoncé à ces moyens, qui étaient fort ingénieux sans doute, mais qui ne produisaient pas les bons résultats que leurs auteurs en avaient espérés, et Ton se bornait à verser de l'huile à des intervalles plus ou moins rapprochés, comme précédemment.

Tel était l'état de graissage lorsque, dans ces dernières années, H. De Goster, constructeur de machines à Paris, a inventé ses paliers graisseurs qui rendent le graissage à l'huile d'une application générale dans toute espèce de cas. Le principe des paliers graisseurs est de placer sur les collets une chaîne, une cuiller ou une rondelle qui ramassent l'huile à la partie inférieure, la remontent à la partie supérieure et la répandent sur l'arbre. Ces dispositions ont été essayées toutes les trois et ont fonctionné d'une manière très-régulière ; mais les chaînes et les cuillers ne pouvant pas s'accommoder aux grandes vitesses aussi bien que les rondelles et celles-ci ayant, en outre, l'avantage d'être plus simples et plus mécaniques, H. De Coster a Sonné la préférence aux rondelles, et les a adoptées définitivement pour les transmissions qu'il construit.

Après quelques essais qui justifièrent sa confiance dans son invention, M. De Coster Ta appliquée au ventilateur de ses forges dont il a scellé l'un des paliers dans la maçonnerie, afin qu*il fût impassible d'y toucher, pour rendre rexpérience décisive.

Il importe de remarquer que la longueur des coussinets a été portée de 00 à 115 millimètres, le diamètre restant le même, pour réduire la pression par centimètre carré. Ce ventilateur fait environ 1,700 tours par minute ; son diamètre est de O'^OOO en dehors des ailes et sa largeur intérieure de 0^250. Avec les anciens paliers il consommait par an plus de 50 kilogr. d'huile de pied de bœuf à 2 fr. le kilogr.; il fallait une surveillance continuelle, et par conséquent très-coûteuse, et le graisser à chaque instant pour l'empêcher de gripper. Je l'ai vu fonctionner

pendant six mois avec les paliers graisseurs, sans qu*il fût nécessaire de s'en occuper, avec 1 kilogr. d*huile de suif, à 1 fr. 60 cent., qu*on y avait versée tu moment de la modification des paliers, et cette huile était parfaitement liquide, elle avait conservé toute sa fluidité, lorsque Ton a été obligé de le déplacer pir suite deTinstallation d*une fonderie dans la partie des ateliers où il se trouvait.

Outre cette économie immédiate, il en est résulté une autre qui mérite aussi d*être signalée, c'est la suppression complète des frais d'entretien des collets et des coussinets : ils ne sont jamais en contact, ils sont toujours séparés par ooe coucbe d'Iiuile et Us ne s'us&nt plus,

A râtelier d'ajustage du chemin de fer du Nord, on a établi, le 26 janvier 18^, quatre transmissions intermédiaires montées sur huit paliers graisseurs qui ODt reçu chacun 275 grammes d'huile au moment de leur installation : l'huile est restée parfaitement limpide depuis plus d'une année.

Les paliers graisseurs ont si peu de tendance à s'échauffer que le 17 février de cette année, à dix heures du malin, par une température de — 1* ou — 2«, fai vu l'huile de l'un des paliers du ventilateur gelée sous l'influence du courant d'air rapide auquel il était soumis, tandis qu'on sait qu*il faut ordinairement — 7® ou —S» pour congeler l'huile. Les rondelles elles-mêmes étant animées d'une grande vitesse font, en quelque sorte, l'effet d'un ventilateur dans l'intérieur des paliers et donnent à l'air un mouvement rapide qui refroidit l^ppareil : dans les transmissions animées d'une très-grande vitesse, l'huile se charge de bulles d'air et forme une mousse qui atteste ce phénomène; l'aspiration de l'air a lieu du côté où la rondelle sort de l'huile et son écoulement du côté où elle s'y replonge.

Les paliers graisseurs sont constamment dans les mêmes conditions de graissage que les paliers ordinaires au moment où l'on vient d'y verser l'huile, ce qui prouve d'une manière incontestable la supériorité du graissage dans les paliers de H. De Coster ; l'huile y coule abondamment, et il en résulte une grande diminution du travail dû au frottement. Il aurait été très-intéressant, pour que ce mémoire fût complet, de faire des expériences comparatives sur le frottemeol avec les deux systèmes de graissage ; mais des circonstances particulières nous ont empêché de les faire.

Nous allons examiner maintenant les conséquences de cette ingénieuse invention, que son auteur lui-même était d'abord loin de prévoir.

Lorsque Ton est sûr d'obtenir un graissage continu et régulier, on se demande naturellement si l'on ne pourrait pas rendre Jes organes de transmissions plus légers en augmentant les vitesses, ou, autrement dit, quelle est la vitesse la plus convenable à donner aux transmissions.

On a eu jusqu'à ce moment l'habitude de faire tourner les arbres de couches de transmissions de mouvement principales de 60 à iOO tours par minute aa maximum, parce que l'imperfection du graissage ne permettait pas de dépasser cette limite, sous peine de voir fréquemment des grippements se manifester et produire des ravages d'autant plus considérables, des accidents d'autant plos graves que la vitesse aurait été plus grande. Avec un mode de graissage qui permet de faire couler continuellement des flots d'huile sur les collets, il n'y a povr ainsi dire plus de limite à la vitesse que l'on peut donner aux transmissions. Aussi M. De Coster pense-t-il que les transmissions pourraient facilement faire de 2,500 à 3,000 tours par minute, et considère-t-il une vitesse de i,^ à i,S0O tours comme très-modérée. Quanta nous, il nous semble qu'une vitesse

de 700 à 800 toan serait bien suflBsante, et que les avantages que l'on retirerait d*une vitesse plus considérable seraient tout à fait insensibles : c*est du reste la limite à laquelle ce constructeur s*était arrêté d*abord, et qu'il a adoptée pour la nouvelle transmission de son atelier.

La première conséquence de cet accroissement de vitesse est une extrême légèreté dans tous les organes de transmission. Les diamètres des arbres étant entre eux comme les racines cubiques des efforts die torsion produits par les puissances qu'ils transmettent, il en résulte qu'un arbre qui tournera à 800 tours n'aura que la moitié du diamètre d'un arbre tournant à 100 tours, et que, par conséquent, il pèsera quatre fois moins. On trouve les diamètres par les formules

d» = ^ et PR=— d'où d» =

785880 î«n , ^ 2icn. 785880,

en représentant par PR le moment de l'effort de torsion, par N le nombre de cbevaux transmis, par n le nombre de. tours de l'arbre par minute, et par d le diamètre de l'arbre et donnant à N et & n diverses valeurs.

Les diamètres que l'on obtient ainsi seraient suffisants pour résister à la torsion, mais ils «donneraient une trop grande flexibilité; M. De Gosier les augmente de la moitié pour les arbres qui ont à transmettre des puissances considérables, et dans les cas ordinaires, lorsque les arbres n'ont que de petites puissances à transmettre, il adopte un diamètre constant de 30 millimètres.

Par conséquent le travail dji au frottement est doublement diminué, d'abord à cause de l'abaissement du coefficient de frottement f, et ensuite à cause de la diminution du diamètre des collets, la quantité Pn restant la même pour un même diamètre de poulie dans Texpression du travail dû an frottement Tf=:it, d, n. Pf.

Il est évident que l'on devait diminuer le diamètre des poulies en même temps que celui des arbres, tout en donnant à leur circonférence, et par conséquent aux courroies, une vitesse beaucoup plus grande que celle employée Jusqu'ici. M. De Goster avait d'abord adopté un type général de cônes à vingt étages de f mètre de longueur totale, et dont les diamètres extrêmes étaient 175 millim. et 05 millim. La multiplicité des étages donne aux transmissions intermédiaires une sensibilité très-précieuse, qui permet d'approprier à cbaque instant la marche des machines aux travaux qu'elles exécutent; néanmoins, il a été reconnu paria pratique qu'un nombre beaucoup moindre que vingt était bien suffisant, et le type actuel n'a que huit étages de 40 millimètres de largeur seulement; les diamètres extrêmes sontSOO millimètres et 66 millimètres; par conséquent, les variations de vitesses que l'on peut obtenir par la double action du cône placé snr Tarbre principal et de celui placé sur la transmission intermédiaire sont entre elles comme

Par conséquent les arbres intermédiaires pourront prendre à volonté des vitesses

trois fois plus fortes ou trois fois plus faibles que celles de Tarbre de couche

principal, c'est-à-dire qu'elles pourront faire à volonté -^ = 266 tours ou