RAILS ET COUSSINETS POUR CHEMINS DE FER
Planche 13.
151. Les chemins de fer présentent sur les routes ordinaires, les deux avantages suivants :
r Accélération relative de vitesse; â*" augmentation de charge à égalité de puissance.
Les voies ferrées se composent de deux rails parallèles à 1 "50 l'un de Tautre, et formés généralement de barres laminées de i"" 70 à 5 mètres de longueur.
Ces rails sont supportés de 0"90<' à 1 mètre de distance par des chaises en fonte ou coussinets , qui sont assujéties par des chevilles ou boulons snr des madriers en chêne, enterrés en travers de la voie. Les coussinets qui correspondent aux joints bout à bout des bari*es, ne diffèrent des coussinets intermédiaires que par un plus large empâtement, pour augmenter lastairinédi coussinet , et i*endre plus facile, sur une plus grande étendue, la jo et le serrage des bouts des rails.
La planche 13 donne les détails d*un coussinet de rail, tel qu1l est monté sur le chemin de fer de Paris à Strasbourg.
Les 6gures 1 et 2 représentent l'élévation et le plan de ce coussinet avec un fragment de rail qu'il supporte.
La fig. 3 est une section verticale faite suivant la ligne 1-2 du plan , mais dans un sens opposé à celui de la Gg. 1, dans le but de montrer la position respective des rails parallèles.
La fig. k est une vue par bout du coussinet seul.
La fig. 5 est une vue par bout du rail.
Ce coussinet, qui est combiné de manière à réunir la solidité à l'économie de matière» présente d'une part une large semelle A, qui lui donne de l'assise sur sa traverse en bois, et de l'autre des joues latérales BB^ renforcées par des doubles nervures CC.
La semelle A est percée de deux trous cylindriques a, légèrement évasés parjle haut, pour l'introduction des chevilles en fer qui fixent solidement le coussinet sur sa traverse ; l'espace vide laissé entre les joues BB^ est destiné à recevoir le rail D et le coin de serrage en bois £.
La section verticale du rail D affecte une forme exactement symétrique , non-seulement par rapport à la ligne d'axe b c, mais encore par rapport à la ligne milieu d e, fig. 5, disposition qui permet de retourner le rail au besoin.
La section du coin E est elle-même symétrique, par rapport à ses diagonales, pour se prêter au renversement du rail, et pour caler indifféremment dans un sens comme dans l'autre.
La configuration du rail se compose de lignes droites et de lignes courbes qui se raccordent géométriquement, comme le montre le tracé (fig. 5]. Les opérations ainsi que les lignes de cote suffisent pour le dessiner.
Ces opérations ne sont que la reproduction de problèmes analogues à ceux de la première livraison. Du reste, nous avons détaché les principaux problèmes, en les dessinant sur une échelle différente dans les fig. 6, 7 et 8.
La fig. 6 rappelle le problème (35) qui a pour objet de tracer un arc de cercle ij *, tangent à des droites/ g et g h, connaissant le rayon o k égal Sl'/m 5 (fig. 2, pi. 3). Ce problème trouve son application sur la fig. 5 en/, g^ h.
La fig. 7 fait voir le problème (37, V) qui a pour objet de raccorder un arc de cercle Imn, tangent à une droite n p et à un arc donné qrl, connaissant le point de contact n (fig. 6. pi. 3). Ce problème se rapporte également à la flg. 5 en /, m, n.
La fig. 8 est relative au problème d'une tangente g^f h deux cercles donnés de rayons 5^ et o'i^M 9).
Ce problème consiste à trouver un point commun u sur la ligne 5 qui joint les centres des deux cercles. A cet effet, on mène par les centres des diamètres puiDèlea quelconques vx et t/x^. On joint les deux points opposés vetx' par la droite i; â/ qui coupe la ligne </ s au point u. Le problème revient alors, à maier du point u, une tangente à une circonférence quelconque (fig. k, pi. 1) ;
cette droite est à la Tois tangente aux deux cercles donnés. Ce problème trou?e son application sur la fig. ^ en x, k^y t.
Nous avons indiqué également sur la fig. 9 la solution d'un problème [k\] ayant pour objet de tracer un arc de cercle y z d'un rayon donné a'I/^ tangent à deux cercles de rayons c^ d' et e'p (Gg. 8, pi. 3). Ce problème se rapporte au raccord de la joue B' ( fig. 3) avec la semelle A vers l'ouverture a.
Pour compléter les tracés particuliers des projections du coussinet, il nous reste à faire voir comment on détermine les lignes g' h' qui représentent les intersections de fragments de surfaces cylindriques déterminés par les tlg. 1, 2,3 et ^. Afin d*éviter la confusion des lignes, nous avons reporté ce tracé, fig. 10 et 11, qui représente les sections verticales de ces cylindres. On trouve un point quelconque i' sur la projection horizontale, fig. 12, correspondant au plan, fig. 2, en abaissant du point i, pris sur l'arc g'h^ [fig. 10) une perpendiculaire i^ i à la ligne de terre LT, et en menant du même point une horizontale i j*. Cette dernière rencontre le profil du cylindre g'h\ fig. 11, en t^. On projette ce point en î% sur la ligne de terre, pour la ramener par un arc de cercle et une droite parallèle à cette ligne en i^ qui est le point cherché ; les autres points/ n^ se déterminent de la même manière.
Il est à remarquer que, lorsque les deux cylindres sont de même diamètre, l'intersection commune (/h\coiwmc il sera démontré plus loin, se projette horizontalement suivant une ligne droite ; elle devient une ligne courbe d'autant plus sensible que la différence entre les deux cylindres est grande. Voir les fig. 10, 11 et 12.
Les nervures C et C^ se raccordent avec la semelle A du coussinet par des arcs de cercle qui, dans la projection horizontale, fig. 2, sont indiqués par les courbes kU\
L'opération , pour déterminer ces courbes, est complètement analogue i celle des figures précédentes, et se trouve suffisamment indiquée par les tnces, fig. 13, ik et 15. Nous devons faire remarquer que nous avons indiqué tous les raccords autant pour exercer les élèves sur les problèmes que ncras avons donnés précédemment, que pour réunir en une seule planche un grand nombre de difficultés ; nous ajouterons que dans la pratique on n'a pas égard à l'exactitude des opérations linéaires , et que les courbes sont déterminées soit à l'aide de calibres, soit par des raccords tracés approximativement
Les rails ne sont pas assujétis verticalement dans les coussinets, mais ils sofit légèrement inclinés vers l'intérieur de la voie, de manière que leur ligne d'ait c b forme avec la ligne verticale c b^ un angle de degrés; cette inclinaisoo i pour objet de maintenir les roues des wagons sur la voie, en oppositioD à k force centrifuge (*), qui au passage des courbes tend à les faire sortir desnik*
1. La force cenlrifugc est Taction par iaqueUe un corps doaé (Tim mooveiiienl de aulonr d'an axe tend à s*éloigner du centre de cet axe , par oppoaitkm à la attire i*objet sur le centre du mouvement.
RÈGLES ET DONNEES PRATIQUES
