UU

Mêlai DeUa

LailoQ

de F loges

Métal Stone

l,Oô 0,47 0,12

Métal Bull

L'inconvénient de ces laitons est dans l'irrégularité des qualités qu'ils présentent. Ainsi, dans les nombreux essais exécutés à Indret, parmi des barrettes ayant présenté couramment 20 kilogrammes de résistance élastique et même davantage, il s'en trouve qui n'ont donné que 14 kilogrammes, un peu moins que le bronze ordinaire d'Indret. Les échantillons, qui ont servi à dresser le tableau XLI, ont donné moins encore. Il y a

probablement de petits défauts d'homogénéité chimique, ayant un effet sensible, par suite de la très faible proportion des métaux alliés au laiton.

Une qualité très importante des laitons à haute résistance consiste à supporter, sans altération de la résistance élastique, les plus hautes températures de la vapeur, ce qui les rend très propres aux emplois pour lesquels le bronze est abandonné depuis Tétude de M. Lechatelier. Il a été fait, à ce sujet, en 1896, des essais qui ont été très concluants pour le métal Roma, et qui ont été étendus ensuite aux différents alliages dont la composition est donnée ci-dessus. Les résultats moyens, pour les barrettes rompues aux températures de 15% 200**, 250% sont donnés dans le tableau XLI ; tous ces résultats sont bien comparables entre eux, les essais s'étant faits à la presse Maillard, dans des conditions identiques; mais, à froid, ils sont inférieurs à ceux obtenus généralement pour les mêmes métaux.

Les expériences ont été faites aussi à 150*" et à 225'', de manière à établir les lois continues de la perte de résistance à la rupture et de la conservation de résistance élastique.

Tableau XLI Propriétés élastiques des laitons à diverses températures.

Métal Roma

Métal Delta

15%4 2fiS7 85 </o

Lailon

de Fro;;cs

Métal SloDO

Métal Bull

lOM 34^8

Les expériences de fragilité sous le choc du mouton n'ont été faites, ni pour les bronzes, ni pour los laitons.

Rappelons, en terminant, quelques autres propriétés physiques du cuivre et de ses alliages intéressant la construction des machines.

Le coefficient de dilatation du cuivre est 0,000017, soit une fois et demie environ celui du fer ; il faut en tenir compte dans quelques circonstances. Le pelit tiiyaulage, qui est toujours en cuivre, se dilate

plus que le tuyautage principal de vapeur en acier. Quand une pièce en cuivre ne peut pas s'allonger, il suffit d'un échauffement de 40*» environ, pour lui faire dépasser, par compression, la limite d'élasticité.

Le retrait du bronze à la fonderie est de 1 ^ seulement, c'est-à-dire la moitié de celui de Tacier. Cette propriété, jointe à la fluidité plus grande du métal en fusion, permet de faire en bronze des pièces plus minces et plus compliquées que cela n'est possible avec l'acier. Il faut toutefois avoir grand soin d'éviter, dans le tracé des pièces, le voisinage de parties d'épaisseurs différentes, les parties épaisses happant, au retrait, le métal des parties minces.

Les défauts de fonderie des grandes pièces de bronze ou de laiton peuvent se séparer en coulant de nouveau métal sur les endroits où la matière a manqué.

Les poids spécifiques, nécessairement un peu variables avec la composition des alliages, sont, en nombre ronds,

8,7 pour les bronzes, 8,2 pour les laitons.

§. 2. — Calcul des échantillons des principaux organes

fixes ou mobiles.

190. — Bâtis ou supports de cylindre. — La détermination des échantillons des supports de cylindres et de leurs attaches sur le plan de pose a rarement été l'objet de calculs précis. Les règles pratiques suivies pour le tracé des pièces semblent assurer toutefois une sécurité assez complète; il n'y a pas, en effet, d'exemple d'avaries, ni même de fatigue apparente dans la charpente fixe des machines. La charge statique de ces pièces, sur le navire droit et immobile, est évidemment très faible. 11 est intéressant de se rendre compte des efforts, auxquels les bàlis peuvent être soumis par l'effet du roulis.

Le roulis produit d'abord un effort statique, dû à l'inclinaison ^ par rapport à la base d'appui.

Soient n le poids de la machine qui oscille,

G la position du centre de gravité,

<p l'angle d'inclinaison.

Le moment, par rapport au centre de gravité 0 de la section des attaches sur la plaque de fondation, est, en appelant h la hauteur OG,

II hi&ng <fj

égal au moment d'une force u perpendiculaire à OG,

rr = n tang ç.

En supposant l'angle (p égal à i'i'' 30', nous avons,

îî

Le roulis produit, de plus, un effort dynamique dû à la force d'inertie tangentielle J<, perpendiculaire à OG, dirigée dans le même sens que n pendant les rappels et en sens contraire pendant les abattées. Le point H d'application de cette force est situé au-dessous de G, si Taxe de rotation ou plutôt d'accélération instantanée du navire, X, est au-dessus de H. L'intensité de la force h par unité de poids, a pour maximum,

Jt = — r .— -,

îs.n

r étant la dislance HX.

L'intensité de h en différents points du navire a été calculée numériquement et se trouve dans le tableau, page 144, de La houle elle rouliSy les qualités nautiques des navires. Pour la machine, cette force est relativement faible, parce que la distance r n'est jamais grande; nous pouvons l'évaluer approximativement, pour tous les navires, par le calcul suivant.

Sur des navires semblables et de dimensions différentes, la demi-période de roulis Ta est proportionnelle à la racine carrée du rapport de similitude X; donc *■**• ^^'

Tn est proportionnel à X. De son côté, r est proportionnel à X, ce qui nous donne

= constante;

Supposons que, sur un grand navire oscillant en 10% v atteigne la valeur probablement exagérée de 5 mètres, nous avons

En attribuant à l'angle t^o la valeur ci-dessus — nous trouvons,

(6) soit environ 0,02.

Le momenl de la force dMnerlie IIJ/, même si nous doublions le nombre trouvé et si nous remplacions OH par OG, resterait négligeable, en présence du moment de la composante du poids, perpendiculaire à Taxe du navire.

Nous pouvons donc, sans crainte d'erreur, considérer le moment de flexion par rapport à Tencastrement sur le plan de pose, comme uniquement produit par la composante u du poids n, appliquée en G, en faisant,

pour y comprendre l'effet des forces d'inertie.

Le calcul du moment de n a été fait, pour les cylindres BP des machines du Carnot et du Lavoisier; il a donné :

m = 0,5 II

Carnot

Lavoisier ....

14625 kilogr.

3150 millîm.

Le moment de résistance des attaches,

a été calculé; ses valeurs sont les suivantes

Carnot . . . .

Lavoisier ,

Compretsioa du bàli

luoJ

638 mill.

Traclion sur los boulons d'allaehe

2742 mill

La charge maximum, (B)

ii=^j.

est donc

Compression (du bàli)

Ti-aclion sur les boulons d'attache

Carnot

Lavoisier

2iN21 1S42

Ces calculs montrent que, pour assurer la tenue, en supposant une bande de 90% ce qui a élé proposé par quelques constructeurs comme condition de sécurité, les boulons d'attache sont insuffisants du côté du bàli qui travaille par traction. Il serait nécessaire d'agrafer la base des supports de cylindres sur la plaque de fondation.

Dans tous les cas, un calcul analogue au précédent mérite d'être fait pour chacune machine nouvelle.

191. — Epaisseur des parois des cylindres. — Les nécessités de la fabrication ont conduit, pendant très longtemps, à donner, aux parois des cylindres en fonte de fer, une épaisseur supérieure à ce que la résistance à la pression intérieure exige. 11 en est encore de même aujourd'hui, pour tous les cylindres en acier moulé; l'épaisseur exigée pour la coulée de Tacier est telle que la charge des parois n'atteint pas la moitié de ce que l'acier moulé peut supporter en toute sécurité; l'alésage n'enlève ensuite qu'une petite fraction de la matière en excès.

1^ déformation des parois des cylindres, sous l'action des charges très faibles auxquelles elles sont soumises, étant négligeable, la charge peut se calculer à l'aide de la formule élémentaire,

Vd

dont nous avons indiqué, aun"" 90 des Chaudières marines^ Tinsuffisance pour Tapplication aux réservoirs cylindriques de grande dimension fortement chargés.

Il convient, dans la formule (9), de diviser P par 100, ce qui conduit à

(lOj

Vd

200 éî

H est la charge des matériaux par millimètre carré,

P la pression intérieure par centimètre carré, d'où le diviseur 100,

d le diamètre en millimètres,

e répaisseur en millimètres.

Si, au lieu de calculer R, on se propose de déterminer e» la formule (10) donne

(10 bis) e =

Cette formule n'est évidemment pas applicable, lorsque le produit Pd est faible» puisqu'il existe évidemment pour e un minimum au-dessous duquel il est impossible de descendre. Il faut donc ajouter un terme constant à la valeur de e.

Une formule quelquefois employée à Indret est,

en attribuant à Ri une valeur de 2J0 environ, pour les cylindres en fonte.

Dans une machine horizontale, sans chemise rapportée dans les cylindres, la constante 10, représenterait à peine le double de la matière que Ton peut avoir à enlever, dans des réalésages, à la suite d'un long service.

L'épaisseur des parois, calculée avec Téquation (10), correspond à une charge réelle des matériaux R moindre que R, et exprimée par la formule

(11 M ^ = Ri 1—2000 B^ '

Quand l'équation (H) donne pour e une valeur inférieure à

ce qui peut arriver pour les cylindres BP de grand diamètre, on substitue l'équation (12) à Téquation (11).

L'emploi de la formule (12) donne, pour la charge des matériaux R, d'après l'équation (10),

Fd

2000 -f 2rf'

En prenant les valeurs de e d'après l'exécution et en attribuant à P la valeur observée ou prévue, pour les cylindres HP et MP de diverses machines récentes, on trouve avec la formule (7) les charges R inscrites dans le tableau XLII.

Les cylindres considérés sont en fonte de fer, sauf les cylindres HP des machines du Bouvet^ de la Jeanne-d'Arc, du Jurien-de-la-Gravière, qui sont en acier.

Tableau XLII Charge des parois des cylindres.

Noms des b&limcnts

Cylindres II V

Gyliodras MP

Champagne .

Touraine . .

Navarre . .

Moyennes .

PAQUEBOTS

kil.

millim.

milUm.

kil

kil.

millim.

millim.

BATIMENTS DE GUEBEE (acier pour le Cylindre HP)

Jeanne-dl'Arc. .

Jurien-de'la' Gravière Bouvet

Du Chayîa .

Galilée • .

Moyenne .