sable de moulage a 0X
Service de la cour de la fonderie 9.08
Frais généraux , r i.ù5
Fournitures du magasin 5.74
Main-d'œuvre : maçons pour fours 0.5S
Réparations d'outils 0.68
Ajustage 0.37
Forgerons 0.05
Mouleurs 54. SI
Surveillance 1.48
Si nous ajoutons V'40 V aat les froi> do modèle, natif obtenons. ■ ■
Total
jjiuB ce compte de revient, la houille entre pt 80 k. = 7'iO k., et le coke 8 X 40 = 320 k. : total 1,040 kfl. c'est-à-dire plus de 100 p. 100 en combustible. Il est bon de faire remarquer que celle dépense n'est pas seulement pour les fours , mais se répartit aussi sur les séchoirs , jUachinet Locomotive!, 13
150 CONSTBliCtloS
le chauffage intérieur et les pièces manquées dont il n'est lenn ici aucun compte. On peut donc admettre que pour 1 de fonte de deuxième fusion il faut 1 de combustible, g 3. Chaudronnerie.
La chaudronnerie est l'atelier on sa confectionnent lei chaudières a vapeur.
Une chaudière à vapeur est un vase fermé, ne donnant issue à l'eau et a la vapeur qu'il renferme que par des orifices déterminés , a parois d'une ténacité suffisante pour résister aux pressions qui se manifestent dans son intérieur, aussi conducteur que possible de la chaleur dans les parties en contact avec le feu.
Pour ces divers motifs, une chaudière à vapenrest un vase eu métal, et d'après les propriétés des métaux exposées dans le premier chapitre, les seuls qui puissent être présenté* sont : le cuivre, le fer, la fonte.
Pendant longtemps ou a employé la fonte à cause de son prix de revient peu élevé. Mais l'inconvénient qu'elle présente de se rompre par refroidissement trop brusque, résultant d'une alimentation intermittente, ou d'une élévation de température trop prompte, y a fait renoncer. On n'emloie plus aujourd'hui que Ja tôle de fer pour machines xcs , et la loi» de fer jointe à celle de cuivre, pour locomotives; le cuivre figurant dans toutes les parties en contact avec le feu, par suite de sa propriété d'exiger une moindre surface que le fer pour transmettre une quantité de chaleur donnée, et aussi par suite de sa plus grande résistance à l'action destructive des gaz qui s'échappent du foyer. ^
Il existe une infinité de formes de chaudières à vapeur , % quand la pression qui se manifesta dans leur intérieur est égale à celle de l'extérieur ; mais si la presion inlèrienre est supérieure a celle dernière, alors les formes des chaudières se réduisent à deux seulement : le cylindre à base circulaire
Il y aurait bien encore le cône a base circulaire, mais on * ne l'emploie pas.
Les propriétés du cylindre et de la sphère que l'on met i 'profit dans ce cas, ne sont autres que celles du cercle que nous allons examiner:
Soit un cercle ( lig. 22 , Pl. IX) dont le centre est o, I* **
rayon r; si nous supposons tous les points de la. circonfé- 1,1
rence soumis à une pression intérieure égale pour tons , celle circonférence ne se déformera pas, elle ne pourra que sa briser si sa résistance n'est pas suffisante. Pour calculer celte résistance , il faut connaître la valeur exacte de la pression sur un point déterminé.
Soit AB, un diamèlie, el, supposant tous les antres points d'une résistance indéfinie, cherchons la force de traclion qui s'opérera en chacun des points A et B , pour séparer le cercle en deux parties.
Chaque élément m m* de la circonférence est soumis à une force normale Pdont l'action par rapport anx points A et B se décompose en deux, l'une parallèle, l'autre perpendiculaire à AB; la force parallèle à AB n'a aucune influence; mais la force perpendiculaire se décompose en deux parallèles placées en A el B et agissant par conséquent sur ces points. Soit p cette composante de P perpendiculaire à A 1), el formons le parallélogramme des forces; par les triangles semblables, nous aurons :
Donc , si mm' représente en ligne la force P, sa composante p sera représentée par la projection nn' sur le diamètre A B. Il en sera de même pour tous les autres éléments de la circonférence, el la pression perpendiculaire i AB, agissant de chaque cSlé de cette ligne , et tendant à séparer !a circonférence en deux potlies égales, est h la pression totale exercée sur une demi-circonférence comme le diamètre est a la demi- circonférence on"! \ 1.371- Si nous représentons par P la pression sur l'unité de longueur, la (mission snr la demi-circonférence A mm' B sera P X 1.571 X tr, el celle pour les deux points, A el B , P X 2r, d'où , ponr chaque, P X I"; en appelant F celte force, on aura :
La force gui tend à liparer le cercle en deux parties ett proportionnelle à la prenion intérieure et au rayon du
Passant du cercle au cylindre en tôle, considérons une longueur suivant l'axe , égale seulement a 1 centimètre, et appelons e l'épaisseur du métal , R sa résistance à la traction
172 CONSTRCCTIOH.
par centimètre quarré de section , P la pression de U vapeur sur un centimètre quarré de surface , on aura : Pr — e X H X le».
rP
d'où: e =
La résistance maxima delà tfle de fer dans te sens du laminage est 4.0001t. par centimètre quarts de section \ pour le cuivre rouge, cette résistance en 2.000k. et pour le cuitrp jaune 1.250k. Pour obtenir 8 on exprimera r en centimètre!) «1 P en kilog., pais on substituera ces différente! valeurs de R, suivant te métal que l'on emploiera.
La résistance du métal dans le sens de l'axe l'obtient ea remarquant que, quelle que soit la forme du fond, la prèssion qu'il supporte est la même que ai elle était plane, et par conséquent égale à t. r* X P. Celle pression se répartit sur tous les points d'une même circonférence ; donc , pour avoir la pression en un point , il suffit de diviser celte expression par 2 7i r, ce qui donnera :
rP
Pression longitudinale =— — ,
c'esl-è-difé , moitié de la presiion transversale; d'où on déduit que, pour une sphère, l'épaisseur totale peut élre moitié do celle du cylindre.
Comme les feuilles de loleontuné résistance I ta traction plus grande dans le sens du laminage que dans l'attire , on ■ soin de les placer dans les chaudières de manière que le sens du laminage résiste A la plus forte pression, e'egl-à-dirè, soit perpendiculaire â l'axe.
L'épaisseur théorique des tôles, celle an milieu d'une feuille , étant déterminée , il faut , pour déterminer l'épaisseur sur les bords, avoir ègird au mode d'assemblage des feuilles entre elles ; or, voici comment il s'opère. On superpose les bords de deui feuilles voisines , les perce de trous correspondants, elles traverse simultanément de boulons , appelés rincts , posés à chaud et rivés ensuite, de manière a présenter deux tèles entre lesquelles sont maintenue) les feuilles de lûlo d'une manière invariable.
Ce mode d'assemblage, comme on le voit, répartit lonle
DBS LOCOMOTIVES.
la pressîan , qui se manifeste sur une longueur donnée , entre un nombre de points d 6 terminus.
Soient ieax feuille? de taie assemblées par de» rivets , I la largeur AU, (Pl. IX , fig. 23) de ces feuilles, e leur épaisseur , R la résislance par centimètre quarré de section ; la résistance suivant A B sera le X B-
Si nous traversons les rivets par une ligne A'B' passant pur leurs centres , et que la somme de leurs diamètres soil
, n étant un nombre entier ou fractionnaire , la sec-
tion résistante de la feuille suivant A'B' sera :
Or, l'épaisseur e a été calculée pour une résistance donnée suivant la largeur (; il faut donc qu'eu A'B' la résistance soj t h même qu'en A B. Pour cela , il ««(fit d'augmenter td section pleine d'une quantité égale à la section vide.
La section des trous des rivets est X e; la section
pleine, a cet endroit , est I x e. Si »' représente la
nouvelle épaisseur a ajouter, ou aura ;
et la résistance :
174 COMSIRCCTIOK
et l'épaisseur totale de la taie sera :
Telle est l'épaisseur pratique que l'on donne généralement aux feuillet de loie , parce qu'on les fait partout d'une égala Épaisseur. Dans celte expression , n est inconnu et dépend du i!iamètre cl de l'espacement des riyels.
Pour déterminer ces deux quantités , noua remarqueront que les rivets sont exposés à un effort de traction dans le sens de leur longueur , et que si on représente par I la longueur ah , dont la pression se reporte sur le rivet c , et par (/le diamètre do ce rivot, on aura :
c'esl-à-diro que les résistances étant égales , les sections doi vent i"lre aussi égales entre elles , ce qui donne : le ri— 1
0.783 n X 0.785 Les lûtes des rivets ont un diamètre double de leur corps ; de plus , les têtes sont espacées entre elles d'un demi-diamÈtre, afin qu'on puisse les façonner plus facilement; nom a vont donc entre a et 6 :
donc f = 2.8 d, maisd = , done n = 2.3.
Substituant lonles ces valeurs dans l'équation (?) , nous aurons :
