LOCOMOBILES

Les locomobiles sont des machines à vapeur ordinaires, qui font corps avec leur générateur à vapeur et qui peuvent être transportées sur les points d'utilisation.

Leurs applications sont fort nombreuses. Elles sont employées dans Tagriculture, dans les travaux publics, dans Tindustrie.

FiG. 307. — Locomobile Guyot-SionneHl el Chaligny.

Les machines destinées àTagriculture exigent évidemment une grande robustesse d'organes ; les appareils tle distribu-

i Locomotives, Matériel roulant, de M. Maukice Dbmoixin;

Tramways et AiUomohiles, de MM. Aucamus et Galine ; ^ Appiications de l'Electricité y de M. Dacrevoxt.

tion doivent être très simples, afin de se prêter à des réparations faciles. Ces machines sont sans condensation, et l'on emploie la vapeur d'échappement pour provoquer le tirage forcé, comme dans les locomotives. La ligure 307 donne la disposition d'un type de locomobile dû à MM. (iuyol-Sionnest et Chaligny. La machine à vapeur proprement dite est fixée sur un bâti en fonte placé sur la chaudière. Le cylindre est en C, et la boîte du tiroir, invisible sur la figure, se trouve en arrière.

Le robinet de prise de vapeur est en P. En A se trouve Tarbre moteur portant la poulie- volant. L'alimentation pouvant se faire avec des eaux très calcaires, on dispose le plus souvent dans la chaudière à vapeur des foyers amovibles, afin d'en opérer plus facilement le nettoyage.

Les locomobiles d'industrie étant déplacées rarement, on remplace les roues par des supports fixes ; les appareils de distribution peuvent être plus compliqués, et on peut appliquer la condensation. On obtient alors des locomobiles se rapprochant des machines fixes et qu'on appelle pour cette raison machines mi-fixes.

Dans certiiins cas, les locomobiles mi-fixes sont verticales ; le croquis (fiy. 308) représente un type dans lequel le cylindre, fixé sur un bAti en fonte, est placé presque verticalement. Ce type vertical n'est guère adopté que pour les faibles puissances.

Dans certaines machines mi-fixes et afin de donner plus

Fio. 308.

de stabilité à Tensemble, le cylindre et la transmission sont fixés sur un socle disposé à la base de Tensemble. Ce dispositif, qui exige une fosse spéciale pour la poulie-volant, a Tavantage de mettre le cylindre à l'abri du voisinage immédiat de la chaudière et permet d'éviter ainsi certaines détériorations.

§ 2. — Machines destinées a la mise en mouvement

DES liquides et DES GAZ

On peut avoir à refouler ou à aspirer des liquides ou des gaz.

S'il s'agit de liquides, les appareils rentrent dans la série des pompes et autres appareils à faire mouvoir les liquides.

S'il s'agit de gaz, on distingue les machines soufflantes, les campresseurs (T air et les ventilateurs aspirants ou, soufflants. On n'aura pas à s'occuper ici de l'étude des appareils proprement dits provoquant le mouvement du fluide, mais seulement des moteurs qui actionnent ces appareils.

La plupart de ces moteurs n'offrent pas de particularités dignes de remarque ; on signalera seulement les deux suivants, qui offrent une distribution de vapeur particulière.

Pompe Tangye (système Cameron) (fig. 309). — Dans ce système de pompe, l'arbre, la bielle, la manivelle et le volant sont supprimés.

Le piston de la pompe est un prolongement du piston à vapeur. L'appareil de distribution, bien que n'étant pas commandé par un excentrique, est cependant automatique. Le tiroir T esta double coquille et porte deux oreilles pouvant être actionnées par la tige S, qui porte deux pistons P, P' à ses extrémités. Deux conduits C, C, débouchent sur les fonds du cylindre dans deux capacités L et L'. Deux pistons M et M* ferment ces capacités et portent des buttoirs saillants qui peuvent être repoussés par le piston moteur A. Si le piston so dirige dans le sens de la flèche, il finira par toucher le buttoir M', ce qui permettra aux pistons P et P' de se déplacer de gauche à droite pour donner accès à la vapeur sur la face

CLASSIFICATION ET ÉTCDE DES MACHINES A PISTOK 42}

424 MACHINES A VAPKUR

opposée ilu piston. Au bout li'un ccrliiin temps el pendant la course opposée, le piston M' revient en place sous l'inHuence de la pression, et le jeu de l'appai-eil recommence.

Pompe Selders. — Dans ce dispositif, le tiroir est commaitdi'^ par un balancier en forme de T qui commande le déplace-

ment aux extr(''mil(''S de la course. Ln tiroir est relié à un double pislori sur lequel ngit la vapeur. Dès que le mouve-

ment du tiroir est commencé, la vapeur agit sur les pistons pour achever le mouvement.

Chevaux et pompea alimentaires. — Les machines de cette catégorie ont été décrites dans lo volume spécial concernant les chaudières à vapeur.

§ 3. — Machines pour mouvemrkts dk rotation rapides

On comprend sous cette dénomination, les machines (jui sont destinées plus spécialement à la commande des essoreuses, des dynamos, des treuils, etc.

Les essoreuses à vapeur sont tn'^s souvent commandées directement. La vitesse de rotation pouvant atteindre un chiffre très considérable, on emploie généralement la distribution par tiroifis équilibrés.

Fio. 311.

f^ figure 311 donne un exemple de machine commandant une essoreuse.

Les machines de commande des dynamos doivent posséder des vitesses invariables voisines de 400 tours à la minute. 11 s'ensuit qu'il est nécessaire d'équilibrer avec soin tous les organes en mouvement. On emploie généralement les régulateurs agissant sur l'excentrique, t»'ls que les régulateurs

HÀCIIIM» A VAPBCB

Armington qui ont été étudiés précédemment. La distribution, dans ces machines, se fait par pistons équilibrés.

Machine à simple effet de Bvotherhood (fig. 312). — Celte machine peut s'employer de préférence, quand il s'agit de faire mouvoir des appareils à marche intermittente, tels que les treuils. Ceux-ci exigent, en effet, qu'on puisse partir à toutes les positions de la manivelle.

La machine Brotherhood se compose de trois cylindres à simple effet C^, G2, C3, placés 4120". Les liges des pistons, qui forment bielles s'articulent au corps par le moyen d'une rotule et s'assemblent toutes trois sur une ipême manivelle.

Ces tiges sont continuellement comprimées et pressent le manneton de la manivelle unique sur une portion seulement de sa circonférence. Les têtes de ces bielles sont, d'ailleurs, rehées extérieurement entre elles par des frettes F. L'appareil de distribution D est mis en mouvement par un prolongement du manneton de la manivelle. C'est une sorte de tiroir à coquille cylindrique dont les lumières passent successivement devant les conduits de distribution se rendant sous chacun des trois pistons moteurs. L'admission a lieu pendant

les 7^ de la course.

Machine à simple effet de Westinghouse {fig. 313). — Cette machine est, comme la précédente, à simple effet, ce qui,

pour les grandes vitesses, supprime les chocs destructifs que ne manqueraient pas de produire les machines à double effet.

Dans ce moteur le cylindre de distribution est au milieu, en D ; et les deux cylindres moteurs M, M sont latéraux au premier. La partie hachurée représentée au milieu de la ligure, en F, coupe en biais le cylindre de distribution. Les. fonds sont disposés de manière à se briser audelà d'une certaine pression (14 kilogrammes pcir centimètre carré). Les cylindres sont ouverts à la partie inférieure.

Le tiroir à piston livre passage à la vapeur par un espace annulaire et se rend au-dessus des pistons moteurs. L'excentrique qui fait mouvoir ces tiroirs est sensible à l'action du

ri'gulateur el agit sur la. compression et sur la dolente. Les bielles rësisteul à Iftcompression.Leurstëles, ainsi que l'arbre roudé plongent dnns un bain d'huile. On atteint facilemenl,

avec retti; mncbine, des vitesses de 1.000 tours; on a m^me r^alisr h- chiiTre de 3.000 tours. Mais il a Tallu sacriliev l'iVononiie j\ ki simpIiciW; la dr-])ense atteint, eu effet, 15 kilogrammes de vapeur par clu'val H par heure.

S 4. — Machines a vapeur pour chocs

Les machines à vapeur destinées à produij-e des chocs porlenl le nom de marteaux-pilons. Ces appareils furent siinullanéiiienl imaginés par Bourdon, en France, el par Nasmith, en Angleterre, en lf)40.

La disposition des marteaux -pi Ion s varie avec les usages auxquels ils sont destinés. S'il s'agit de faire subir à la masse

de mêlai à forger des modifications profondes, on se sert de marteaux possédant un poids considérable et lancés avec une vitesse faible. On réalise ainsi les marteaux-pilons à simple effet dans lesquels la vapeur sert seulement à soulever la masse frappante pour la laisser retomber ensuite, par sou propre poids, sur la pièce à forger. S'il faut agir seulement à Textérieur de la masse, on se sert de marteaux de poids faibles, lancés avec une vitesse plus considérable, et l'on emploie aloi-s les marteaux-pilons à f/ou6/e effet, dans lesquels la pression de la vapeur s'ajoute au poids de la masse.

Enfin on termine le travail à l'aide de marteaux-pilons à double effet asservis.

JL

L HZ

Fio. 314. — Marteau-pilon à simple L-fTel.

Marteau-pilon à simple effet. — La figure 314 représonte un marteau à simple effet. Le marteau M se compose de deux

430 MACHIM'S A VAPKUR

parties : le mouton en fonte, et la f/aitne P en fer. L'enclume E s'assemble sur une piice de fonte G appelée chabnlte, qui repose elle-mâme sur la fondutiou. Le mouton est relié par une tige T au piston à vapeur F (/îg. 3)5). Le tiroir de distribution est manœuïri^ à l'aide du levier L disposé à proximité du sol.

Ce tiroir est à coquille ordinaire. La vapeur jiout passer sous le piston et le soulever, ainsi que le mouton. L'ensemble retombe ensuite par son propre

Dans un autre système, qui n'est qu'une variante yai.3\:}. du précédent, on a aug-

menté l'effnt Utile du marteau eu fermant le cylindre à sa partie, supérieure. Deux soupapes de rentrée d'air et d'échappement soulaloi-s ménagées sur le couvercle.

L'air, comprimé au uiomi'Ut de la levi're du piston, ajoute sa force élastique fk l'action de la pesanteur et augmente la cbute. La soupape de rentri'e d'air permet de rétablir 'la pression atmosphérique dans le cylindre pendant la descente du piston, si la pression descend au-dessous d'elle ; lu soupape d'écbappeinenl pennet de ri''(!ler le degré de compression de l'air pendant la levée du piston,

Hartean-pUon automatiqae de Haamitli {fig. 3ltii. — Uana

ce système, la lige T du tiroir porl(< uu cadre C relié à un ressort R, de rappel. Il éUnt une butée Hïp. Le cadre C peut être commandé jiar le levier L, articulé sur un manclion dont la hauteur est léglable sur une lige S parallèle à celle du tiroir, Le levier L peut être actionné lui-même par le taquet A lixé au mouton. La tige prolongée du tiroir porte un taquet K retenu par un levier à crochet MX oscillant autour d'un axe (Ixé sur le b&ti et pouvant être actionné

CLASSIFICATION ET ÉTUDK DKS MACHl>ES A PISTON 431

par un balancier PP^ qui agit à chaque choc du marjleau, quand, par l'effet de Tinertie, la partie lourde P tend à continuer son mouvement.

Fio. 316. — Marteau-pilon de Nasmith.

A chaque coup de marteau, le balancier PP^ d^^clenche le levier MN et la tige du tiroir qui» sous Faction du ressort, ouvre Tadraission ; le marteau s'élève jusqu'à ce que l'action du taquet A sur le levier L, qu abaissant le cadre C, ouvre à nouveau l'échappement, tout en mettant en prise le levier MN et le taquet K, afin de permettre la manœuvre suivante. Le marteau peut donc fonctionner automatiquement; la hauteur de chute est réglée par la position du levier L.

Marteau à double effet de Farcot {fig, 317). — La tige carrée du piston P est forgée avec lui. Le bâti A est creux

et rpm^jli de vapeur, et la section du piston est calculée pour que ce dernier soit toujours levé. L'arriïée de vapeur se fait par en haut. Le choc sera donc produit par le poids du marteau, auf^nientë de la pression supérieure el dimiDué de la pression inférieure.

Fis. un. ~ Marteau -pilon de Fircol.

Ces marteaux sont construits suivant trois (;rundeurs coiTes pondant h trois puissances différentes. Les masses agissantes ont 300, 600 et 2,000 kilogrammes : el les courses. 0'°,30, O-'.SO et 0",90. La chaboUe est ici fondue avec le bâti.

Marteaux asservis à double eUetde SeUera (Af/'3lS& 3-Jl). — Ces marteaux serviMit à Icrminer l'iiuvrage. Ils agissent superdciellemenl sur les pitres forgées.

Les deux faces du piston sont desservies par un tiroir à double coquille T {fig. 319).

La tige S de ce tiroir (fig. 318) est articulée i rexlréniilé d'un balancier AB, suspendu i la tige F, et dont l'exliV-milé It porte une bietle pendante P, relii^e au levier Je mamrunv I.

Fw. 3?0.

qui se meut sur un secteur. La tige F est articulée à Fexti'émité du levier coudé C, relié à un cadre intérieur K, que

Ton voit en plan sur la figure 320. Ce cadre ovale porte deux tenons D, D, pénétrant dans deux rainures longitudinales que porte le prolongement de la tige du piston ; celle-ci pénètre dans un deuxième cylindre G qui surmonte le premier et qui est de diamètre inférieur. Ces deux rainures longitudinales R, R^ (/î^. 321) sont parallèles et inclinées sur Taxe de telle façon que, pendant le mouvement du piston, elles déplacent les tenons de droite à gauche, ou i réciproquement, ainsi que lo cadre K. La ' vapeur peut pénétrer dans le cylindre G par les deux rainures R. Elle agira donc, pour produire la descente, sur la surface totale du piston.

Si l'on déplace, vers la droite, le levier de manœuvre, le balancier AB oscille autour de son articulation H, momentanément fixe ; le tiroir T montant, la vapeur soulève le piston, et Téchappement a lieu au dessus ; mais alors les rainures R font déplacer le cadre et, par l'intermédiaire des leviers, le tiroir s'abaisse, le point B jouant le rôle de point fixe, puisque le levier L est maintenu immobile après la manœuvre. Le piston reste donc élevé, le tiroir étant à sa première position. Si cet état se prolonge, des condensations se produiront qui provoqueront l'abaissement du piston ; mais alors les raiiiures R, déplaçant de nouveau le cadre K, amèneront la réouverture de l'admission et, par suite, le relèvement. 11 s'ensuivra une série d'oscillations.

En ramenant la manette à sa position, on enverra la vapeur au-dessus du piston et on projettera, par suite, le marteau sur l'enclume.

Fio. 3-21.

Si Ton ouvre rapidement le levier Lau maximum, le tiroir se trouvera àsa position haute maxima pendant que le piston sera au bas de sa course ; celui-ci sera projeté en haut, et le jeu des rainures ramènera de suite le tiroir à sa position basse maxima ; la vapeur passant au-dessus du piston précipitera alors le marteau sur Tenclume, tandis que le tiroir est ramené à la position haute, et ainsi de suite. Le fonctionnement devient donc automatique.

Ce marteau permet d'obtenir, à volonté, le fonctionnement à la main et le fonctionnement automatique.

La position du levier de manœuvre permet de régler rimportance de Teffet à produire.

§5. — Sbrvo-motburs

Les servo-moteurs^ ou moteurs asservis, viennent en aide au mécanicien, afin de lui permettre de faire des manœuvres pour lesquelles sa force corporelle serait insuffisante. Ces appareils exigent, pour se mettre en marche, un effort insignifiant; dès que l'action du mécanicien cesse sur eux, non seulement leur action propre cesse, mais elle devient antagoniste et annihile la force vive emmagasinée, de manière que l'appareil mis en marche par le servo-moteur s'aiTèle avec une précision instantanée.* Ces appareils sont fort employés dans la Marine. C'est M. Joseph Farcot qui a porté ces appareils au degré de précision voulu. Les dispositifs en sont extrêmement variés. Le type suivant est basé sur les mouvements respectifs d'une vis et de son écrou.

Treuil senro-moteor de Farcot-Duclos {fig. 322 et 323). — L'arbre qu'il s'agit de faire mouvoir est l'arbre 0, commandé par l'intermédiaire de la roue hélicoïde R et de la vis sans fin S. Il est actionné par deux cylindres à vapeur C,C', desservis chacun par l'un des tiroirs cylindriques équilibrés T, T représentés figure 323. Les patins de ces tiroirs étant sans recouvrements, la détente de la vapeur est nulle. La vapeur peut arriver par a et sortir par 6, et inversement. Les tiroirs

cylindriques sont eux-mêmes desservis par un distributeur D, qui permet le passage de la vapeur par un quelconque des

ce O

trois orifices a, b, E, correspondant aveca,6, ou réchappemenl, La tige ftlxi dislributeurs'articule à un levier coudé GKL, oscïl-

CL A s SI Fie ATI O.N ET ÉTLDË DES MACHINES A PISTO> i37

laiitautourdeK et relié à un manchoa mû par le volant A. Le volant el le nianr.hon formant écroua sur la vis B, En tournant le volant, la vis î-tant immobile, il se déplace à droite, entraîne le levier coudé et la lige f du distributeur, qui ouvre l'admission en 6, par exemple; la macbine se met alors en marche. Si l'on abandonne le volant, la vis, qui a pria un mouvement de rotation, l'entraîne aveu elle et replace le distributeur D dans sa position primitive, par suite à l'arrêt. 1^ machine s'arrête.

Pour que le mouvement se continue, il Tant laisser au volant un mouvement ayant une vitesse angulaire égale i «■elle de la vis. ^^^ ^.^^^

Si le mouvement primitif du volant s'était opéré en sens invei-se, le mouvement de l'arbre se serait également produit en sens inverse.

Dansunautresystèmedeservo-moteur, onugit surlecalage des excentriques, au lieu d'agir sur le renversement de l'échappemenl. I.a position moyenne correspond h, l'arrêt; l'admission s'opère en changeant le calage, par suite de la rotation du volant. Si le mouvement doit continuer, on doit, comme précédemment, tourner le volanl.