FUSÉES DES ESSIEUX EN FER FORGÉ
Diamètre
Charge des fusées (en kilogrammes)
et
Longueur des fusées (en centimètres).
en
centimètres.
Tours do la fusée dans
i une seconde.
TRANSPORTS PAR EAU ET PAR TERRE
Dimensions des essieux.
A) Essieu de wagon on de locomotive avec fusées extérieures (pl. XVI, fig. 0).
Soit:
Q la chargo de la fusée (en kilogrammes) ;
1, la distance du centre de la fusée au milieu de la roue (en centimètres) ;
d le diamètre de la fusée extérieure;
1 la longueur de la fusée extérieure; d, le diamètre de l’essieu au milieu ;
d» le diamètre de l’essieu près de la jante (en centimètres).
On a la relation suivante:
centimètres
Les valeurs de d et I sont à prendre dans le tableau numéro 330.
B) Essieu de charge ou motrice d’une locomotive avec cylindres extérieurs et châssis intérieur (pl, XVI, fig. b).
Soit :
Q la charge de la fusée (en kilogrammes); d le diamètre de la fusée (en centimètres);
1 la longueur de la fusée (en centimètres); d, le diamètre de l’essieu au milieu;
I, la distance du milieu de la fusée au milieu de la roue. On a:
O Essieu moteur avec manivelle intérieure (essieu coudé) pour machines A cylindres intérieurs et A châssis intérieur (pl. XVI, fig. 7).
Soit:
Q la charge de la fusée;
P la pression sur le bouton de manivelle ;
], la distance du milieu d'une roue au milieu de la fusde;
I, la distance du milieu d’une fusde au milieu de la manivelle ou du coude ;
d le diamètre d'un bouton de manivelle; d, le diamètre de l’essieu au milieu; r le rayon du cercle décrit par la manivelle.
On a:
Pour trouver la valeur do d, (diamètre de la fusde), on n'a qu'à calculer les deux expressions:
032 1/QT7 et 0 335 V' TT
La plus grande de ces deux valeurs sera le diamètre cherché.
Contrepoids pour anntder les actions perturbatrices produites par les masses qui ont un mouvement de va et vient (pl. XXXVII, fig. 1, 2, 3, 4).
Les actions perturbatrices, occasionnées par les masses qui ont un mouvement de va et vient, peuvent être annulées parfaitement par des masses qui ont un mouvement de rotation. Les poids et les positions de ces masses sont déterminés de la manière suivante.
Soit:
S la somme des poids d'un piston, de sa tige et d'une bielle ; r le rayon de la manivelle;
q le poids des parties qui forment une manivelle; q la distance du centre de gravité de q de l'axe de l'essieu ;
S, le poids des bielles d'accouplement sur un côté de la machine. Si la machine n'a pas de roues accouplées, il faut mettre S, = 0;
r, le rayon d’uno manivelle d’accouplement. Si la machine a des cylindres extérieurs et des roues couplées, on a r, = r ;
TRANSPORTS PAR EAU ET PAR TERRE
q, la somme des poids de tontes les manivelles d'accouplement sur un côté de la locomotive. Si ces manivelles sont formées de tourillons ou boutons, enchâssés dans les moyeux des roues, il ne faut prendre pour q, que les poids des parties qui dépassent ces moyeux. Si la machine a des cylindres extérieurs et des roues couplées, il faut mettre q, =0;
p, la distance du centre de gravité d'une manivelle d’accouplement de l’axe de l'essieu ;
Q le contrepoids dont les roues d’un côté de la machine doivent être munies pour annuler le mouvement perturbatrice que produisent les masses qui ont un mouvement de va et vient ;
P, la distance du centre de gravité d'un contrepoids de l'axe de l’essieu ;
y l’angle au moyen duquel la place dn contrepoids est déterminée par la méthode suivante. Soit (pl. XXXV11, fig. 1) : O l'axe de l'essieu motrice; O b la manivelle (intérieure ou extérieure) du mécanisme de devant; O c la manivelle du mécanisme d'arrière. Nons commençons nos opérations comme si le centre de gravité des contrepoids tombait dans le quart de cercle xOy, qui est formé par le prolongement de la direction des manivelles ; nous supposons ensuite : A soit la position du centre de gravité du contrepoids & la roue de devant ; H celle à la roue d’arrière. Dans ce cas on a l’angle AOx — à l’angle BUy = y
Si cet angle y (qui peut avoir toutes les valeurs entre 0 et 360°) est connu, on trouve les directions des rayons O A et O B, dans lesquelles les centres de gravité des contrepoids doivent se trouver, si l’on rapporte y en partant de O x vers la direction de rotation à droite et en partant de O y vers la gauche.
En nommant ensuite :
2e la distance entre les axes des cylindres des machines;
2e, la distance des centres de deux roues d'un essieu;
2 e, la distance de la bielle d’accouplement sur le devant de la locomotive de la bielle à l’arrière.
Cela posé, on a les règles suivantes pour la détermination de Q et de y:
Â) Locomotive à deux roues motrices avec cylindres intérieurs ou extérieurs:
TRANSPORTS PAR EAU ET PAR TERRE
sin y =
q o + Sr
coar=lü-Q
Si les cylindres sont intérieurs, on a — < 1, et dans ce cas
ei ■
sin y et cos y sont positifs et les contrepoids ont la position indiquée dans la figure 1.
Si les cylindres sont extérieurs, on a — > 1, et dans ce cas
sin y devient négatif et cos y positif et les contrepoids ont la position figure 4.
Ü) Locomotive avec cylindres extérieurs et avec roues accouplées :
■” >• - rba lSr (‘ - i) + <’■ * + s' (■ - 1)]
•» r - drq fBt (‘ + i) + *■ + s' f> (‘ + ÿ]
Dans ce cas e > c, > e, , sin y devient négatif, cos y positif, y tombe dans le quatrième quart de cercle et les contrepoids ont la position figure 4.
Pi r
C) Locomotive avec cylindres intérieurs et avec roues accouplées. Dans ce cas on a :
pi
TRANSPORTS PAR EAU ET PAR TERRE
sm r [(qf>4-SO (
1 ± (qi Pi +S, r,)
008 r- 2 g, Q | (qp-f-Sr) (
l±(qi(»i+S, r,)
Des doubles signes il faut prendre si les manivelles d’accouplement extérieures sont parallèles aux manivelles motrices intérieures, et — si les manivelles d'accouplement intérieures sont diamétralement oppoàées ît ces manivelles motrices. Ce dernier cas doit avoir lieu, afin que les contrepoids ne deviennent pas trop grands. Les figures 1 à 4 donnent les diverses positions des contrepoids dans les quatre cas que voici:
sin y
cos y
fig-
L’angle aigu y,, indiqué dans les quatre figures, est celui dont le sinus et le cosinus sont égaux aux valeurs numériques de sin y et cob y.
Affaiblissement des mouvements perturbatrices produits par les pressions des crosses contre les glissières et les pressions des essieux motrices contre les châssis.
11 est impossible d'annuler les oscillations verticales du centre de gravité et les oscillations tournantes autour les axes principaux qui passent par le centre de gravité; mais ces mouvements perturbatrices deviennent presque insensibles si les conditions suivantes sont remplies.
Pour affaiblir autant que possible les oscillations tournantes autour d'un axe qui passe par le centre de gravité dans la direction de la voie, il est favorable :
1° Une grande longueur des bielles ;
2° Un petit écartement des cylindres à vapeur. A cct égard la
TRANSPORTS PAR EAU ET PAR TERRE
position intérieure des cylindres est préférable à la position extérieure ;
3" Des ressorts d’une raideur aussi grande que la perfection de la construction du cberoin de fer le permet;
4° Une grande largeur de la voie et des châssis extérieurs;
5" Une petite hauteur du centre de gravité au-dessus de l'essieu motrice ;
6° Une grande largeur des rails ;
7° Un grand diamètre des roues motrices.
Pour affaiblir les oscillations verticales du centre de gravité et les oscillations tournantes autour d’un axe transversal, il est favorable :
1" Une grande longueur des bielles ;
2° Une petite hauteur du centre de gravité au-dessus de l’essieu motrice ; •
3° Que le point d'attache de la locomotive et du tender se trouve sur la même hauteur que l'essieu motrice ;
4° Une raideur dos ressorts telle qu'ils soient comprimés également;
5“ Une position des cylindres telle que la position moyenne de la crosse se trouve dans le plan qui passe transversalement par le centre de gravité de la locomotive ;
6° Un grand écartement des essieux extrêmes et un faible chargement des essieux, s'il en existe.
CeB conditions de la stabilité du mouvement ne sont d’une importance que pour les locomotives à grande vitesse. La locomotive de Crampton est la construction qui remplie le mieux les conditions ci-dessus de stabilité.
Epaisseur du métal de chaudières cylindriques.
Soit:
D le diamètre intérieur d'une chaudière cylindrique (en centi mètres) ;
S l’épaisseur de la paroi de la chaudière (en centimètres);
n le nombre des atmosphères qui correspond & la tension intérieure de la vapeur.
On a pour la détermination de ô la formule :
TRANSPORTS PAR EAU ET PAR TERRE
Pour
on a
Pour
on a
Epaisseur du métal des parties sphériques des chaudières.
Soit:
D le diamètre intérieur d’une partie sphérique d'une chaudière (en centimètres) ;
9 l'épaisseur de la paroi (en centimètres);
n le nombre des atmosphères qui correspond à la tension de la vapeur.
On a :
Pour
6 atmosphères
on a
Pour
10 atmosphères
on a
Dimension des rivets de la boite à feu.
Soit:
Q l’aire (en centimètres carrés) d’un champ de rivet qu'on obtient en divisant la surface de la paroi par le nombre des rivets ou boulons ;
n le nombre des atmosphères qui correspond à la tension de la vapeur;
J le diamètre d’un rivet (en centimètres).
On a:
TRANSPORTS PAR EAU ET PAR TERRE 289
Parois de la boîte à feu.
Soit (en centimètres):
S l’épaisseur de la paroi de la boîte à feu ; e l’espacement des rivets dans le rang horizontal ; e, l’espacement des rivets dans le rang vertical ;
B la largeur de la boîte à feu ;
L la longueur de la boîte à feu;
n le nombre des atmosphères qui correspond à la tension de la vapeur.
On a:
liU B + L
Parois de la boite à feu extérieure.
Soit (en centimètres):
e l'espacement de deux boulons dans le rang horizontal; e, l'espacement de deux boulons dans le rang vertical ; S l'épaisseur de la paroi de la boîte à feu extérieure ;
B la largeur j ^ ja jj0jte ^ feu intérieure;
L, la longueur I ’
B, la largeur J ^ ja ^ feu extérieure;
Jj, la longueur I
On a :
= Vm
Il - 1
= VW —
R«dtenbach«r , Résultats pour ta eessttnseUan des machines
TRANSPORTS PAR EAU ET PAR TERRE
Dimensions des barres du plafond de la boite à feu.
Soit (en centimètres):
L la longueur des barres; i leur nombre; b l’épaisseur d’une barre; h la hauteur d’une barre ;
B la largeur de la boîte à t'eu;
Ü l’épaisseur du métal (tôle);
n le nombre des atmosphères qui correspond à la tension de la vapeur.
On a:
Relevé des rapports entre les diverses pièces dune locomotive. Notations :
d le diamètre d’un des cylindres à vapeur d’une locomotive;
O la section de ce cylindre ;
F la surfaco totale de chauffe ; d le diamètre d'un tube bouilleur.
Appareil à vapeur.
Longueur de la grille 0'1 14 V'Tf’
Largeur de la grille 0-114 V'TT
Surface do la grille 0013 F
Hauteur au-dessus de la grille de la rangée inférieure des tubes 0080 V'TT
Diamètre intérieur des l minimum 0037 mètres
tubes do la chaudière ( maximum 0 045 mètres
Nombre des tubes 00033
Longueur des tubes 87 S
Epaisseur du métal d’un tube 0002 mètres
Surface de chauffe de tous les tubes 0 92 F
Somme des aires de section de tous les tubes . . 000269 F
Surface de chauffe de la boîte à feu 008 F
Distance entre le fond de la boîte & feu et le fond de l’enveloppe 008 mètres
TRANSPORTS PAR EAU ET PAR TERRE 291
Distance entre les côtés de la botto à feu et les
côtés de l’enveloppe 0 08 mètres
Distance entre les boulons qni réunissent^ les parois
de la boîte à feu aux parois do l’euveloppo 0’12 mètres
Diamètre de ces boulons 0 02 mètres
Diamètre intérieur de la chaudière, ordinairement
cylindrique 0124 V b’
Longueur de la chaudière SI î)
Epaisseur de la tôle formant les parois de la chaudière 00013 V F
Epaissélir de la tôle formant l’enveloppe extérieure
de la boîte à feu . . 0 0014 V F
Epaisseur du plafond de la boîte à feu, de cuivre 0 0014 V F Epaisseur des parois latérales et du fond de la
boîte à feu, de cuivre . . ... 00014 V F
Epaisseur do la paroi des tubes 00024 V F
Section de l’ouverture d’une soupape de sûreté . . 00001 F
Diamètre de la cheminée d
Hauteur de la cheminée 4 d
Pompes alimentaires.
Diamètre du piston d'une pompe 04)128 VW
Course du piston 0 12 mètres
Diamètre de l’ouverture d’une soupape 00058 V F
Diamètre des tuyaux d'aspiration et do refoulement 0 0058 V'TT
Admission de la vapeur et régulateur.
La section roaxima de l’ouverture du régulateur . 000015 F Diamètre intérieur des tuyaux d'admission de la r
vapeur 0 016 V'TT
Section de ce tuyau 0’0002 F
Section des tuyaux par lesquels la vapeur va aux boites à vapeur 0 0001 F
Tuyau d’échappement.
Section du tuyau d’échappement 0 0002 F
Section de l’orifice du t minimum 0 0000273 F
tuyau d’échappement | maximum 000017 F
TRANSPORTS PAR EAU ET PAR TERRE
Mécanisme de distribution.
Angle d'avance
Avance linéaire des tiroirs
Recouvrement intérieur des tiroirs .
Recouvrement extérieur des tiroirs
Rayon de l’excentrique des tiroirs . .
„ . .. j I Rapport de la lon-
üuverture d ad- J rl , , ,
. . ( gueur a la hauteur
mission ,,
f [section
Ouverture de l’é- | ^aPP0^1 ia lar- , . \ ccur a la hauteur
chapperaent . . . . j
j Longueur
Tiroirs > Largeur
[ Surface
— 30 degrés
= 0000237 F = 014 O = 0 03 VF = 0 63 d = 004 t/TT = 0 82 d = 0-0012 F = 0-59 O
Cylindres et transmission.
Section d’un cylindre dans les locomotives à deux cylindres — 0-00136 F
Diamètre d'un cylindre à vapeur . . = 0 0416 V F
Longueur de la course = l-57 d
Longueur de la bielle de transmission = 3'84 d
