SECTION TROISIÈME

Résultat de plusieurs Expériences pour connaître le frottement des différentes espèces de bois qui entrent ordinairement dans les mojchines de rotation.

i33. Pour rendre les frottemens plus sensibles, nous nous sommes servis, dans toutes les expériences qui vont suivre, de poulies de 1 a pouces de diamètre, montées sur des axes de 3 pouces; en sorte que le rapport du diamètre de la poulie au

diamètre de son axe était comme 4 à 1 : quelquefois Ton fixait les axes à la poulie, et on les faisait tourner dans des boîtes attachées solidement aux pièces de bois BB {fiff. 17) : Ton trouvait le même frotteiàent que lorsque la poulie était mobile autour de son axe.

G)mme nous avons déjà remarqué que le frottement des bois qui sortent de la main de l'ouvrier varie pendant quelque temps ^ et diminue sensiblement à mesure que, par le mouvement de rotation, sous une pression considérable, les parties des surfaces se polissent et se condensent ; pour être assurés d'avoir ces frottemens à peu près au même degré où ils se trouvent dans le mouvement ordinaire des machines, nous faisions enduire de suif les jixes avant de commencer nos expériences; ensuite, au moyen d'une corde posée dans la gorge de la poulie, et chargée de 1000 ou 1200 livres, nous produisions, à force de bras, un mouvement de rotation pendant une heure ou deux : dans le cours de cette opération, le suif était rafraîchi deux ou trois fois.

^xe de chêne çert, boîte de gmac.

i34. Lorsque l'axe de chêne vert et la poulie de gaïac ont été enduits de suif, l'on a trouvé le rapport de la pression au frottement moyennement, comme 26 à 1.

En essuyant l'enduit, la surface restant seulement onctueuse, le rapport du frottement à la pression a été trouvé comme 17 à i.

Jlxe de chêne vert, boite dforme.

i35. L'axe de diêne vert, dans des boîtes d'orme, est, dans tous nos essais, celui qui a constamment moins de firottement.

t5o THÉORIE

Enduits àe suif, le rappiort de la pression au frottement a été trouvé comme 33 à i.

En essuyant les boîtes et l'axe, les snrftoes restant seule* ment onctueuses, le frottement a été réduit au vingtième de la pression.

u4xe de buis, poulie de gcuac.

i36. Une poulie de bois de gaïac, tournant sur un axe de buis enduit de suif, a donné le rapport de la pression au frottement, comme â3 à i.

L^axe et la boite essuyés et restant onctueux, le rapport de la pression au frottement a été trouvé comme i4 à i.

jixe de buis, boite d^orme.

137. Un axe de buis enduit de suif, et tournant dans des boîtes d'orme, a donné le rapport de la pression au frottement, comme 29 à 1 .

En essuyant l'axe et la boîte de la poulie, ce raj^rt a été trouvé comme 20 à 1 .

jixe de fer, boite de bois.

i38. Les axes de fer, dans leurs mouvemens de rotation sur le bois, ont donné des effets analogues à ceux que nous avons aperçus en faisant mouvoir nos traîneaux armés de règles de fer ou de cuivre sur le madrier dormant ; lorsque les poulies sortent de là main de l'ouvrier, et qu'elles n'ont encore reçu aucun enduit, l'on produit un mouvement uniforme très lent, avec des axes de fer tournant dans des boîtes de gaïac : une traction qui répondait au vingtième de la pression, a produit un mouvement uniforme d'un pouce en 4o", et qui a été continué sur 2 pieds de chute : l'on a toujours

DES MACHINES SIMPLES. iSt

ea des mouyemens uniformes assez lents, tant que la force de traction a été au-dessous du quinzième de la pression; maiâ^ lorsqu'elle a été le douzième de la pression, les 6 pieds de chute ont été parcourus en moins de 5 secondes.

Cette augmentation de frottement, à mesure que les vitesses augmentent y n'a absolument lieu que lorsque les chapes de bois sortent de la main de l'ouvrier : car, en faisant tourner une poulie de bois de gaïac pendant une heure sur un axe de fer, avec une pression de looo livres, sans employer aucun enduit, la vitesse cessait peu à peu d'influer sur le frottement qui, pour lors, était le vingtième de la pression, sous tous les degrés de vitesse; même rapport que nous avions trouvé dans les vitesses insensibles, avant que les fibres flexibles dont la surface du bois est hérissée, eussent perdu leur élasticité et leur roideur par un long mouvement de rotation.

£n enduisant de suif l'axe de fer, et en le faisant tourner quelque temps avant de commencer les expériences, l'on trouve encore que le rapport de la pression au frottement est comme 20 à i : l'on trouve un rapport plus grand, mais variable, entre la pression et le frottement dans l'instant où l'enduit vient d'être rafraîchi : il paraît même, dans ce dernier cas, que l'augmentation de vitesse diminue un peu le frottement, mais pas assez sensiblement pour qu'il faille j avoir égard dans la pratique.

Les parties élastiques dont les surfaces du bois poli à neuf sont hérissées, perdent, dans moins de 3 minutes, toute leur élasticité, lorsqu'au lieu de faire frotter les axes à sec dans les boîtes, on les garnit de suif, et que l'on produit un mouvement de rotation sous des pressions de sept à huit cents livres.

Ces observations s'accordent très bien avec la théorie du

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frottement, que nous avons cherché à expliquer dans le troisième Chapitre du premier Livre.

REMARQUES

159. Lorsque les axes de bois, tournant dans des chapes de bois, sont seulement onctueux, et que le suif a été essuyé, l'augmentation de vitesse ne paraît pas diminuer au moins sensiblement les frottemens. Cet effet n'a eu lieu que dans le moment où le suif venait d'être rafraîchi; mais beaucoup moins que nous ne l'avions déjà observé avec des axes de fer dans des chapes de cuivre.

i4o. Le rapport de 17 à 1 que nous avons trouvé; celui de la pression au frottement, pour axe de chêne vert, dans des boîtes de gaïac, après avoir essuyé l'enduit, est un peu plus grand que celui des poulies de la même nature, employées à gréer les vaisseaux, et qui servent depuis plusieurs mois sans qu'on ait rafraîchi les enduits. Plusieurs axes et poulies de ce genre, qui venaient de faire une campagne de six mois, étant doux, luisans, polis au toucher, sans cependant graisser les doigts, ont donné le rapport de la pression au frottement entre les nombres 16 et i3 à 1, et la vitesse a toujours très peu influé sur les frottemens.

i4i. Lorsque des axes secs ou enduits, de toute espèce de bois, sont employés à soutenir des poulies, le premier eJSbrt qu'il faut employer pour vaincre le frottement, est une quantité très incertaine et très irrégulière; en voici la raison : comme il faut toujours conserver un peu de jeu entre l'axe et la boîte, si nous supposons (j%. 18) que l'axe, au commencement du mouvement, est placé de manière que le point du contact réponde à une tangente horizontale, l'axe se déta*

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chera du fond de la boîte sans aucun effort^ et avec la même facilité qu'un cylindre qui roule sur un plan horizontal; il s'élèvera ensuite dans la boîte jusqu'à ce que le point de contact soit en g, dont la tangente gf est telle relativement à la verticale Ç/i que la normale Cg:gf, comme la pression est au frottement; en sorte que l'effort nécessaire pour ébranler^ après un certain temps de repos ^ un axe renfermé dans une boîte ^ dépend du jeu^ de la position de l'axe et de la compressibilité du bois.

i42. Nous ne pouvons trop répéter que^ quoique les bois qui sortent de la main de l'ouvrier nous paraissent bien unis à l'œil et au toucher^ il s'en faut de beaucoup qu'ils aient acquis le degré de poli qu'ils prennent sous de grandes pressions^ dans un mouvement de rotation de plusieurs heures : un axe de chêne vert^ de 36 lignes de diamètre^ tourné avec soin^ et posé sur des boîtes de gaïac non enduites^ a donnée sous une pression de 4oo livres^ pendant les dix premières minutes de son mouvement^ le sixième à peu près de sa pression pour son frottement : après 3o minutes de mouvement^ le frottement était à peu près le dixième de la pression : l'on a fait encore une autre remarque relative à la vitesse, c'est que, pendant les premières minutes, le frottement paraissait augmenter avec les vitesses; mais dès que, par un mouvement continu de plusieurs heures, l'axe a eu pris tout le degré de luisant et de poli dont il .peut être susceptible, le firottement paraît plutôt diminuer qu'augmenter, à mesure que les vitesses augmentent.

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