GRUES OU APPAREILS A COORDONNÉES POLAIRES

L'ancienne grue à bras incliné a tiré son nom de sa forme même qui lui donne une ressemblance plus ou moins lointaine avec le long cou de l'oiseau appelé grue; c'est le type des appareils à coordonnées polaires. Au sommai du bras incliné est une poulie sur laquelle passe une chaîne qui vient s'enrouler sur un treuil au pied de l'appareil et qui, par son autre extrémité, soulève le fardeau ; si la grue est fixe elle nef peut produire qu'un mouvement élévatoire; si, de plus, elle tourne autour de son axe vertical, elle peut porter le fardeau en un point quelconque de la surface cylindrique que décrit le brin vertical de la chaîne; si, enfin, le bras incliné est mobile et s'incline plus ou moins sur l'horizon, la grue peut porter le fardeau en un point quelconque de l'espace compris à l'intérieur du cercle maximum qu'elle décrit.

Exemples divers d'anciennes grues en bois (PI VI). —

La figure 1 donne l'élévation d'une grue simple en bois; le fardeau est attaché à la chape d'une poulie mobile ; le cordage est fixé par une extrémité au sommet de la grue, et par l'autre extrémité il s'enroule sur un treuil. On voit comment le pied de la grue est [enchâssé dans un bâtis solide et comment son pivot tourne sur une crapaudine inébranlable.

Dans la figure 2 la grue est double, et l'une des parties fait contrepoids à l'autre, le mécanisme est le môme. Les deux appareils précédents n'impriment au fardeau que deux mouvements élémentaires, et le fardeau ne sort pas de la surface d'un cylindre circulaire droit à génératrices verticales.

La figure 3 donne un exemple plus complexe ; la grue peut prendre, soit sur des madriers, soit sur des rails» par l'intermédiaire de roulettes, un mouvement de progression longitudinale.

La figure 4 représente une grue du canal Saint-Jean, à Anvers ; elle est plus complexe que les précédentes, en ce sens qu'un palan permet d'incliner plus ou moins le bras de l'appareil et, par suite, d'imprimer au fardeau un mouvement suivant un rayon du pjhrot.

Les figures 5 et 6 sont des grues à bras mobiles qui ont servi à mettre en place les pierres de maçonneries importantes.

Ces divers appareils que nous venons de décrire ne se rencontrent guère aujourd'hui ; ils sont cependant susceptibles d'être imités encore

en certains cas et de rendre des services ; c'est pourquoi nous les avons reproduits.

Du reste, il y a quarante ans on ne connaissait guère que les grues en bois, qui présentent de grands inconvénients surtout lorsqu'elles atteignent des dimensions un peu fortes. Elles exigent des réparations nombreuses ; on a peine à se procurer dans de bonnes conditions les grosses pièces de bois qui constituent la flèche et les supports ; elles se disjoignent et donnent lieu à des frottements considérables ; elles exigent donc beaucoup de main-d'œuvre et avec cela sont lourdes et encombrantes.

La figure 1 planche 7 représente une ancienne grue en bon du port de Brest, qui fonctionnait encore en 1847.

Le pivot fixe, enfoncé de 2 mètres dans la maçonnerie, est soutenu par quatre contre-fiches scellées dans le dallage ; il est armé d'une tète en fer qui pénètre dans la crapaudine de la flèche; cette flèche peut donc tourner librement autour de la verticale du pivot. Elle a 45» mètres de long et O^O d'équarrissage et fait un angle de 52° avec la verticale ; elle est renforcée par une sous-poutre et par deux contre-fiches ; le tout est serré entre trois cours de moises horizontales ; au cours inférieur est suspendu le treuil, dont le moteur est une roue à tambour et à échelons de 4 mètres de diamètre et de i m ,50 de largeur.

Cet appareil exigeait une vingtaine d'hommes agissant sur le tambour pour soulever avec une poulie mobile un poids de 4 à 5 tonnes, et encore fatiguait-il beaucoup.

Ornes en bols et fonte, système Cave. — Aussi les grues en bois et fonte que Gavé se mit à construire vert 1850, réalisèrent-elles un grand perfectionnement et furent-elles accueillies avec faveur. La figure 2, planche 7, en représente un modèle de 5 mètres de portée, pouvant soulever des poids de 20 tonnes.

La flèche est formée de deux pièces de bois de chêne arcboutées l'une contre l'autre et liée à un arbre vertical M dont la base est armée d'un pivot en acier tournant dans une crapaudine sur un autre pivot fixe également en acier et légèrement sphérique. A 3 m ,75 au-dessus du pivot, à la surface du quai, l'arbre vertical porte un renflement cylindrique de m ,62 de diamètre qui roule sur un équipage de six galets horizontaux, maintenu entre deux bandes 'circulaires horizontales en fer dont l'ensemble repose lui-même par six roulettes sur un plateau en fonte couronnant les maçonneries.

La rotation de l'arbre M de la grue n'a donc à vaincre que des frottements de roulement et le frottement du pivot à sa base.

La chambre verticale du pivot est disposée de manière à pouvoir être visitée facilement par un ouvrier qui descend dans un puits latéral, garni d'échelons en fer et fermé par un couvercle.

L'arbre pivot est en fonte ; il présente du côté de la flèche de grandes nervures et est plein sur la face opposée qui souffre le plus de la charge.

L'appareil entier pèse plus de 9 tonnes. C'est là son principal défaut ; il exige, cela va sans dire, une fondation inébranlable et la chambre du

pivot doit être à l'abri des infiltrations. De grands progrès ont été obtenus par les constructeurs modernes qui ont avec raison substitué le fer à la fonte et allégé tous les éléments sans nuire à la résistance.

Le tambour de m ,37 de diamètre sur lequel s'enroule le câble est monté sur Taxe d'une roue H de m ,70 [de rayon et de 108 dents actionnée par un pignon D de m ,13 de rayon et de 20 dents. Sur l'arbre du pignon est une roue M de m ,46 de rayon et de 100 dents.

En arrière de l'arbre de la roue M, dans le môme plan horizontal, est un autre arbre qui porte en face de M un pignon de œ ,05 de rayon et de 10 dents, plus une roue N égale à M.

Enfin, l'arbre moteur à manivelles porte deux pignons a et b de m ,05 de rayon et de 10 dents; le levier P permet de mettre l'un ou l'autre en prise avec les roues M et N. A la roue N est accolé le frein, figures 4 et 5.

Si le pignon b est moteur, la roue N intervient dans la transmission, la force de soulèvement de l'appareil est augmentée, mais la vitesse du câble est réduite dans la même mesure ; si le pignon a est moteur, le fardeau soulevé est moins lourd, et la vitesse d'ascension est plus grande.

Cet ingénieux dispositif a été, comme nous l'avons vu, appliqué et perfectionné dans tous les treuils ; sans lui, il faudrait élever avec la même lenteur les petits fardeaux et les grands et l'on perdrait ainsi beaucoup de temps, sans utiliser convenablement la force musculaire des hommes placés à la manivelle.

Si l'on appelle, Rrr'r" les rayons de la manivelle et des roues N,M,H,

S s s' s" ceux du tambour et des pignons, le rayon du tambour étant augmenté de celui de la corde,

P la puissance appliquée à la manivelle,

Q le fardeau , on a l'égalité

qui donne

P. R.rr'r" = Q. S.ssV,

Chaque force d'un kilogramme appliquée à la manivelle peut soulever 1,093 kilogrammes, abstraction faite des frottements. En supprimant la transmission intermédiaire, on a

11 serait bon d'avoir, entre les deux combinaisons, au moins une combinaison intermédiaire quand il s'agit d'appareils de grande puissance.

Pour un tour du tambour, il faut 540 tours de la manivelle avec la transmission complète et 54 tours seulement si l'engrenage intermédiaire est supprimé. La vitesse d'ascension est dans le premier cas de œ ,00232 par tour et dix fois plus grande dans le second cas; la mani-.

velle à bras d'hommes fait 32 tours à la minute, soit 1/2 tour à la seconde.

Quand le fardeau est attaché à une poulie mobile, comme l'indiquent les figures, son poids peut être doublé, mais nous savons que la vitesse d'ascension est réduite de moitié; les calculs précédents supposent la traction directe du fardeau par le câble.

La réduction à faire subir, pour lenir compte des frottements, est d'environ un cinquième.

Pour un demi-tour à la seconde, le fardeau, avec la transmission complète, monterait de O m ,00146; un homme à la manivelle, étant susceptible de donner un travail de 6 kilogramme très par seconde, lèverait donc un fardeau de 5,172 kilogrammes. On voit qu'avec 4 hommes, l'appareil que nous venons de décrire peut lever des fardeaux de 20 tonnes.

Grue Xeustadt à chaîne de Galle. — La substitution des chaînes de Galle aux câbles et aux chaînes ordinaires dans les grues, substitution opérée vers 1855 par M. Neustadt, inspecteur delà compagnie d'Orléans, a été considérée à cette époque comme très avantageuse. Elle semble être aujourd'hui beaucoup moins appliquée; l'adoption des poulies Fowler a produit dans plusieurs appareils les mêmes résultats et la traction des chaînes au moyen des noix, que nous avons décrites en parlant des treuils, est encore plus répandue.

Les anciens treuils à tambour, sur lesquels s'enroulait la chaîne à mesure que l'on soulevait le poids, avaient un grave inconvénient : les

Fig. 38.

Fig. 39.

différentes spires de la chaîne s'accolaient sur le tambour, et il n'y en avait qu'une qui se trouvât dans Taxe de la poulie d'en haut ; pour

toutes les autres la traction était oblique, et il se produisait des frotte* ments très nuisibles ; de plus, si plusieurs rangs de chaîne se superposaient, le tambour n'avait plus un rayon constant, et la force du treuil se trouvait modifiée. M. Neustadt a remédié à cet inconvénient en remplaçant le tambour par un pignon à chaîne Galle : la chaîne ordinaire et la chaîne à la Vaucanson sont composées de maillons d'un seul morceau; qu'un maillon s'use et cède, tout est perdu; avec la chaîne Galle, ceci n'est plus à craindre; pour en comprendre la constitution (fig. 38 et 39), on ne peut mieux la comparer qu'à une échelle dont les échelons seraient très courts et très rapprochés; ces échelons sont des boulons en fer qui traversent les montants à frottement doux; entre deux échelons, chaque montant est composé de plusieurs plaques de fer accolées, dont chacune porte un œil traversé par l'échelon, et qui sont indépendantes de celles qui forment le montant dans l'intervalle du haut et dans celui du bas; l'échelle ainsi formée aurait à chaque échelon une charnière mobile dans tous les sens, c'est donc une chaîne à maille carrée. Qu'une lame du montant vienne à s'user et à se rompre, les autres résistent, et l'on a le temps de faire la réparation. Cette chaîne, qui se tire à plat, s'enroule sur un pignon dont les dents pénètrent dans le carré vide des mailles, et le pignon est placé dans le plan des poulies et dans l'axe du treuil; le brin qui tire s'enroule sur le pignon suivant la moitié ou les trois quarts de sa circonférence, et de là se rend sur un tambour séparé où il s'emmagasine; mais ce tambour est indépendant du treuil, et c'est le pignon à dents qui seul exerce la traction.

La substitution du fer et de la tôle au bois et à la fonte a permis d'obtenir des appareils beaucoup plus légers ; il a réduit par exemple à 4,800 kilogrammes le poids de la grue de 6 tonnes qui pesait auparavant 6,000 kilogrammes.

Grues modernes. — La substitution des métaux au bois dans la construction des grues a donné des appareils à la fois plus robustes et plus élégants, d'apparence moins massive ; on les a dotés de treuils perfectionnés et de freins puissants et la manœuvre en est devenue simple et rapide; enfin, on a substitué dans les grues puissantes la force de la vapeur à la force musculaire de l'homme et par ce système on a obtenu des engins de levage et de déplacement qui font en quelques heures et à peu de frais la besogne d'une armée de manœuvres.

Toutefois, il ne faut pas oublier qu'en toutes choses il convient de proportionner l'outil au travail à obtenir; les grues en bois peuvent donc être bien souvent conservées avec avantage pour des opérations simples et pour de petits fardeaux ; ces grues en bois sont moins coûteuses et peuvent être réparées partout, ce qui est important sur des chantiers.

La planche 8 représente divers systèmes de grues construites par MM. Saut ter et Lemonnier, et munies en général de treuils à noix à frein automatique, système Mégy ; le bout de chaîne qui se déroule est reçu dans une caisse spéciale et ne traîne point sur le sol. Ces grues, plus ou moins modifiées, se trouvent en France chez un certain nombre

de constructeurs bien connus : Bernier, Suc, Chaligny et Guyot-Sionnest, Chrétien, Lacour, etc.

La figure 1 donne une grue d'atelier, en bois avec pivots en fonte, capable de faire une révolution complète ; la hauteur et la portée, qui est fixe, ainsi que le maximum du poids à soulever, déterminent les dimensions des diverses pièces qui composent l'appareil ; la chaîne de traction, fixée par un bouta l'extrémité de la potence, passe d'abord sur la poulie mobile qui porte le fardeau, puis sur deux poulies de renvoi, avant d'arriver au treuil. Souvent, on ne fait en bois que le poteau \ertical et la pièce inclinée et le tirant horizontal se compose de deux tiges de fer rond; les abouts des pièces de bois sont encastrés dans des chapeaux en fonte.

Les prix sont évidemment très variables suivant les circonstances ; une grue en bois de 1,000, 1,500 ou 2,000 kilogrammes de force ne coûte pas moins de 750, 1,500 ou 2,000 francs.

La figure 2, donne une grue en fer à portée variable, qui permet de déplacer le fardeau dans les trois sens et de le rapprocher du pivot, disposition indispensable dans les fonderies et ateliers de construction. Le soulèvement s'opère par la traction du treuil sur la chaîne tnnpq, la poulie mobile est portée par un chariot C, qui se déplace horizontalement par l'action d'une chaîne lu qu'actionnent le volant V et la chaîne sans fin s.

La rotation de l'appareil autour du pivot vertical s'obtient , comme dans l'appareil précédent, par une poussée à bras d'hommes ou par une traction latérale opérée sur la potence à l'aide d'un cordage.

La figure 3 représente la grue ordinaire de chantier ou de quai ; elle peut être à pivot fixe ou à pivot mobile; nous préférons le système à pivot fixe ; celui-ci est alors coiffé d'un chapeau en fonte qui porte la grue et qui tourne avec elle ; la rotation se fait sur une couronne de galets ou de billes en acier, afin de substituer le frottement de roulement au frottement de glissement qui serait trop dur à vaincre. Quand le pivot tout entier est solidaire de la grue et tourne avec elle, il repose à sa base dans une crapaudine inébranlable et est entouré, au niveau du sol, par un collier fixe avec couronne horizontale de galets interposée. Il faut se ménager alors la possibilité de visiter et de graisser le pivot et la crapaudine, et il faut aussi les mettre à l'abri des infiltrations d'eau qui pourraient engendrer la rouille et même causer des ruptures pendant les gelées de l'hiver.

Lorsque la fondation est difficile ou impossible, on monte le pivot fixe sur une cuvette en fonte, figure 4, que l'on surcharge le plus possible, et on s'efforce d'équilibrer l'appareil autour de son axe vertical à l'aide d'un contre-poids afin de réduire au minimum la tendance au renversement ; l'équilibre parfait ne pourrait être obtenu que si la grue était toujours chargée du même poids. Une grue de ce genre de 3 mètres de rayon et de 1,000 kilogrammes de force coûte 1,300 francs, de 3,000 kilogrammes, 2,400 francs.

La figure 5, donne une grue analogue comme forme aux deux précédentes, mais montée sur truc roulant, de manière à se déplacer sur une

Fig. 40.

Toie ferrée on même sur le sol suivant que les roues sont à boudin ou plates. Ces grues mobiles se font toujours à contre-poids ; le contrepoids se compose d'un coffre en tôle rempli de ferrailles ou de pierres ; lorsque les charges à soulever sont susceptibles de varier dans des limites étendues, il est bon de rendre mobile la caisse contre-poids ; à cet effet, on la monte sur galets et cela permet de l'éloigner ou de la rapprocher de Taxe vertical.

On pourrait même en régler la position par une graduation spéciale ou bien encore rendre le déplacement automatique; mais ces complications sont peu utiles. Il ne faut pas oublier cependant qu'on ne doit point chercher à faire porter aux grues une charge supérieure à leur puissance; à ce point de vue, les freins automatiques agissent efficacement pour limiter les charges. Une grue mobile sur rails de 4 mètres de portée, et de 1,000, 2,000 ou 3,000 kilogrammes de force coûte environ 1,750, 2,700 ou 4,600 francs.

Lorsqu'on a à soulever d'une manière continue de lourdes charges, et surtout lorsqu'on veut opérer rapidement, ce qui est le cas habituel dans les docks et entrepôts et sur les grands chantiers de terrassements ou de dragages, on a recours aux grues à vapeur. La figure 6, représente un des modèles les plus simples. La vapeur est fournie par une chaudière verticale tabulaire qui forme contre-poids et qui est mobile avec la grue ; sa plate-forme mobile porte le mécanicien qui tient en mains le régulateur du treuil à vapeur et le levier du frein; la montée se fait par la machine à vapeur, le mécanicien arrête le fardeau à la hauteur voulue et la descente se fait au frein régulateur avec vitesse limitée automatiquement, comme nous l'avons expliqué en parlant des treuils. On se réserve, du reste, la possibilité de mouvoir le treuil avec des manivelles à bras d'hommes.

La rotation de l'appareil autour du pivot vertical s'obtient à l'aide de la roue à manette m qui fait tourner le pignon n actionnant une roue dentée r placée à la base du fût mobile de la grue. Il serait, du reste, facile de demander ce mouvement de rotation à la machine à vapeur, soit par un embrayage soit par un cylindre spécial; c'est ce qui se fait dans les appareils puissants.

La figure 40, représente un de ces appareils : le mécanicien est monté sur la plate-forme même qui porte la chaudière ; il tient d'une main le levier de la machine à vapeur, qui actionne un treuil à tambour sur lequel s'enroule la chaîne porteuse; de l'autre main il agit sur le levier d'embrayage de l'appareil de rotation de la grue, dont on voit le détail sur la gauche et au pied de la figure. L'inclinaison du bras est réglée suivant les besoins par une chaîne mouflée qui s'enroule sur un treuil spécial et qui agit sur le double tirant en fer partant du sommet de la grue ; un embrayage permet à la machine d'actionner ce treuil spécial. Ainsi tous les mouvements sont demandés à la machine à vapeur et un mécanicien suffit pour guider et commander un appareil de ce genre ; les spectateurs sont toujours étonnés de voir cette puissante machine obéir avec précision et rapidité comme le ferait un être intelligent, et exécuter sans effort apparent un travail immense. La grue représentée

par la figure 6 de la planche VIII, se fait pour soulever 1 ou 2 tonnes ; elle coûte 10,000 à 11 ,000 francs.

Grue à vapeur & action directe» système Chrétien. —

M. Chrétien a eu ridée de demander la traction de la chaîne qui soulève le fardeau à la tige même d'un piston de machine à vapeur. La chaudière A, qui donne la vapeur, et la plate-forme qui porte le mécanicien forment contre-poids à la grue proprement dite, et l'ensemble tourne sur un pivot porté par un truc en fer (fig. 41).

Le moteur est un long cylindre parcouru par un piston E dont la tige forme chape d'une poulie mobile H, mouflée avec la partie fixe I ; la chaîne de traction est fixée par un bout au point K, vient passer sur la moufle, puis sur la poulie J à l'extrémité du bras de la grue, et se termine à l'autre bout par un crochet de suspension.

Pour une course du piston, chaque brin de la moufle se raccourcit ou s'allonge d'une longueur égale à cette course, et, suivant qu'il y a 2, 4, 6 ou 8 brins à la moufle, la chaîne de traction se raccourcit ou s'allonge de S, 4, 6 ou 8 fois la course du piston; le fardeau monte ou descend d'autant.

Avec un piston de 2 mètres, on obtient donc sans peine des hauteurs d'élévation de 4, 8, 12, 16 mètres et plus, et la vitesse ascensionnelle peut être considérable, 1 à 4 mètres par seconde, sans que pour cela la vitesse du piston dépasse une limite convenable. La manœuvre est très simple, il suffit d'agir sur le levier D; si on le lève, la vapeur, qui de la chaudière A arrive au tiroir T, vient presser au-dessus du piston pendant que le dessous du piston est mis en communication avec l'atmosphère, le piston descend dans le cylindre et le fardeau monte; en donnant plus ou moins de vapeur, plus ou moins de pression, on peut forcer la vitesse ou la charge. Si on abaisse le levier à sa position moyenne le tiroir est fermé, et la vapeur reste enfermée au-dessus du piston qu'elle continue à presser; le mouvement s'arrête et le fardeau reste suspendu; il est vrai que parle refroidissement la vapeur confinée dans le cylindre se condense peu à peu et que la pression tombe ; le fardeau redescendrait donc lentement avec le temps ; mais en somme le refroidissement est très lent et le fardeau peut rester suspendu plusieurs heures, le manomètre n'indiquant qu'une faible variation de pression.

Quand on abaisse le levier D au-dessous de sa position moyenne, la partie basse du cylindre est mise en communication avec la partie haute et la vapeur de celle-ci se répand dans tout le cylindre ; le piston remonte grâce à la traction de la chaîne et du fardeau, et la vitesse de ce mouvement est d'autant plus grande que le passage de la vapeur du haut en bas du cylindre est plus largement ouvert, c'est-à-dire que le levier est plus abaissé.

11 est à remarquer que la partie du cylindre située au-dessus du pis* ton est toujours en contact avec la vapeur et n'est pas exposée au refroidissement.

Si par fausse manœuvre ou par accident, le fardeau venait à descendre trop rapidement, le piston ferait mouvoir, avant d'arriver à la fin de sa

course, le levier PRS qui actionnerait le tiroir et laisserait rentrer la vapeur au-dessus du piston, ou plutôt suspendrait l'émission, de sorte que la vapeur accumulée formerait ressort et empêcherait un choc dangereux.

Le mouvement de rotation de l'appareil se fait à la main, soit que Ton pousse ou que Ton tire de l'extérieur, soit que le mécanicien agisse sur une manette à engrenages ; il est à remarquer que l'effort et le travail à produire pour déterminer cette rotation peuvent être très atténués puis.

qu'il n'y a plus de fardeau à élever, mais seulement des frottements à vaincre.

On voit que ces appareils à action directe sont très simples et bien faciles à conduire ; ils sont remarquables par la douceur de leur fonctionnement. Ils réduisent les transmissions et engrenages au strict nécessaire, et donnent lieu par conséquent, à une moindre perte de travail; cette perte de travail peut bien atteindre 20 0/0 dans les appareils à treuils et à engrenages.

A égalité de travail, la dépense de vapeur doit être moindre avec

l'appareil Chrétien qu'avec les autres, surtout quand la vapeur sert à la descente comme à la montée.

Il importe de ne point laisser l'eau de condensation séjourner dans le cylindre, surtout en hiver, car les gelées le feraient éclater.

Les grues Chrétien ont reçu des applications dans les travaux publics, soit pour le battage des pieux, soit pour l'extraction des déblais; on enlève facilement avec elles 30 à 40 mètres cubes de déblai à l'heure, et il est facile d'imaginer un système de cordages qui renverse ou qui ouvre les bennes pour les vider, lorsqu'elles sont arrivées à la destination voulue.

Grues de dimensions exceptionnelles, machine à mater. — On a recours, dans les ports de mer, à des grues gigantesques, désignées d'ordinaire sous le nom de machines à mater. Notre intention n'est point de les décrire ici, nous voulons seulement en donner une idée.

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Fig. «.

Fig. 43.

Les figures 42 et 43 représentent à une petite échelle une grue à vapeur installée aux docks de Southampton, et destinée à prendre à bord du navire pour les déposer à quai, ou inversement, des colis dont le poids peut atteindre jusqu'à 50 tonnes.

La grue se compose de deux grands mâts de 37 m ,36 de longueur, for-

manl chevalet. Ce chevalet peut recevoir, autour de son axe horizontal un mouvement de va-et-vient, dont l'amplitude est de 13 mètres.

En son sommet s'articule un autre mât ; le pied de ce mât repose sur un chariot mobile sur deux rails, dont la direction est perpendiculaire à Taxe horizontal du chevalet.

Le sommet commun est réuni par des chaînes à l'extrémité d'un second chevalet incliné en sens inverse du premier, et fixé en un point du sol par une chaîne de retenue. A gauche du chevalet on voit le treuil que fait mouvoir une machine à vapeur dont la chaudière et la cheminée se trouvent indiquées sur la figure.

Le treuil principal a m ,45 de diamètre et l^SOde long. Il porte une roue dentée de 2 m ,20 commandée par un pignon de m ,20 monté sur l'arbre du volant de la machine. La chaîne qui s'enroule sur ce treuil est en fer rond de m ,02 de diamètre ; à la tête de la grue,, elle passe sur un palan à six poulies.

Lorsque la machine à vapeur fait 50 révolutions à la minute, la vitesse ascensionnelle du fardeau est de m ,60 par minute.

Le chariot mobile porte des treuils destinés : 1° à le faire mouvoir; 2° à soulever à bras d'hommes les charges de faible poids.

On peut étudier, dans nos ports, de grandes grues à mater les navires, qui sont analogues à celle que nous venons de décrire.

Ainsi la société des ateliers et chantiers de la Loire vient d'installer, à Saint-Nazaire, une mâture de 80 tonnes dont la portée horizontale est de 14 mètres, et la longueur de la bigue au-dessus de ses tourillons de base est de 25 mètres; cette bigue forme donc un bras énorme qui peut s'abaisser depuis la verticale jusqu'à l'inclinaison qui correspond & une base de 14 mètres.

Le mouvement de bascule est obtenu à l'aide de deux vis inclinées & 45° sur lesquelles se meuvent les écrous de commande du pied moteur. Le mouvement de levage est obtenu par un palan à 6 brins et par deux tambours parallèles à gorge commandés par des vis sans fin.

Une machine horizontale de 25 chevaux actionne par transmission de courroies les écrous du pied qui commande l'inclinaison de la bigue ainsi que les tambours de levage.

Les mouvements sont à plusieurs vitesses.

Calcul d'une grue. — Le calcul des engrenages qui transforment l'action du moteur est le même que le calcul des engrenages d'un treuil.

Nous avons donc seulement à. rappeler comment on détermine les efforts transmis au pivot, au collier, à la volée et au tirant. Soit une grue dont le pivot est en et le collier en A, la volée est AC et le tirant BG; le support de son pivot exerce sur elle une réaction F, qui a une composante horizontale X et une composante verticale Y ; la réaction Z du collier est évidemment horizontale et dirigée à l'opposé de F. Aux forces extérieures, il faut ajouter le fardeau P à élever appliqué à une distance p de la verticale OA et le poids propre de la grue Q, poids appliqué au centre de gravité de l'appareil à une distance q de la verticale OA.

Égalant à zéro la somme des projections verticales et la somme des projections horizontales des forces en présence, ainsi que la somme

Fig. 4*.

de leurs moments par rapport au point et désignant OA par h, on trouvera

X + Z = o équations qui donnent

Pp + Q</-Z/i = o,

v PP + Q(? Y

Toutes choses égales d'ailleurs, il y a avantage à éloigner lé collier du pivot, afin de diminuer la réaction et le frottement. Quand on le peut, la colonne de la grue est encastrée dans le plafond de l'atelier où elle travaille et le collier se trouve reporté au-dessus du tirant.

Le poids P, transmet à la volée une compression R et au tirant une tension T ; il est facile de construire ou de calculer ces deux efforts par le parallélogramme des forces. Le poids propre de l'appareil contribue à les augmenter ; en décomposant ce poids, appliqué au centre de gravité, en deux forces verticales appliquées en G et A, on obtiendra en G la valeur du poids qu'il faut ajouter à P pour tenir compte du poids propre de l'appareil.

Fig. 45.