BOITES A GRAISSAGE

Les boîtes à graissage sont des appareils destinés à lubrifier les fusées des essieux, de manière à atténuer réchauffement qui résulte du frottement; elles entourent complètement les fusées et les mettent ainsi, en môme temps, à l'abri de la poussière.

Les ingénieurs de traction ont été pendant fort longtemps divisés au sujetdela préférence à accorder, soit à l'huile, soit à la graisse pour le graissage des fusées. De nombreuses expériences ont été faites à ce sujet; elles ne paraissent pas jusqu'à présent avoir établi d'une manière bien évidente la supériorité incontestable de l'une de ces matières sur l'autre.

La graisse, qui a été employée à l'origine a longtemps conservé la préférence sur Thuile dans certains pays, notamment en Angleterre et en France où l'on s'en sert encore concurremment avecl'huile. Aux États-Unis, au contraire, l'huile est exclusivement employée ; elle est généralement adoptée en Allemagne et en Autriche.

En somme, le graissage à l'huile est aujourd'hui le plus répandu et se développe de plus en plus ; il a l'avantage d'être plus sûr que le graissage à la graisse, car il prévient tout échauffement des fusées, tandis que la graisse n'agit que lorsqu'un commencement d'échauffement l'a rendue fluide ; en outre, au point de vue de la facilité de la traction, la supériorité de l'huile paraît bien établie. En revanche, on fait valoir en faveur de la graisse que les surfaces à lubrifier sont très petites et, par conséquent, soumises quelquefois à des pressions très considérables; la graisse, qui est moins fluide que l'huile, est donc moins facilement expulsée.

Quoi qu'il en soit, les types de boîtes à graissage sont innombrables. Un ingénieur allemand, M. Heiisinger de Waldegg-, a publié en 1886 leur monographie; elle occupait, à cette époque, uit grand volume in-4* avec vingt-trois planches et il en a été certainement imaginé beaucoup d'autres depuis. Il n'est donc pas possible de songer à les décrire ici, môme en nous

* On trouvera des détails très complets sur la Suspension des véhicules des chemins de fev dans l'article déjà cité de M. J.-B. Personne [Revue générale, juin 188!).

* Couche. Voie, matériel roulant et exploitation technique des chemins de fer, t. H.

bornant aux principaux. Nous ferons connaître seulement comment on les établit en général.

Les figures 464, 463 et 466 représentent une boîte à graissage de la compagnie d'Orléans.

Boîte à graisse de la compagnie d'Orléans

Fig. 464.

Fig. 465. Fig. 466.

Détails d'un coussinet (compagnie d'Orléans).

Fig. 467. — Coupe transversale.

Fig. 468. — Coupe longitudinale.

Elle est fixée invariablement par des boulons au ressort de suspension et elle renferme le coussinet, qui porte sur la partie supérieure de la fusée. Au-dessous du coussinet, elle est percée d'un trou pour donner passage à l'essieu; un système d'obturation, formé par une rondelle de cuir retenue dans une rainure de la boîte à graisse, enveloppe l'essieu, de manière à empêcher l'introduction de la poussière et de corps étrangers et aussi pour s'opposer à la sortie de la matière lubrifiante que projette la fusée dans son mouvement de rotation. C'est là

qu'est la principale difficulté de échelle de0,20m. pourl mètre

la confection des boîtes à grais- '

sage et ce qui explique la mul- pj^^ vu^pat!d'essous. wlvation.

tiplicité des types employés.

Quand on emploie la graisse, le réservoir est nécessairement placé audessus de la fusée; le coussinet est alors percé de trous en pattes d'araignée, comme l'indiquent les figures 467 à 470 qui représentent les détails d'un coussinet de l'Orléans. Avec le graissage à l'huile, le réservoir peut être placé au-dessus ou au-dessous de la fusée. S'il est placé au-dessus, une

mèche s'y trouve plongée et aboutit dans les trous du coussinet, de manière à faire siphonner l'huile (fîg. 471) ; si le réservoir est situé au-dessous de la fusée, on rachète la hauteur de cette dernière au-dessus du niveau variable de rhuile au moyen d'un tampon de feutre ou de toute autre matière convenable, avec des mèches de coton baignant dans Thuile, et pressé contre la fusée au moyen de deux ressorts à boudin.

La boîte, représentée par les figures 464 à 466, est un type mixte que la compagnie d'Orléans a combiné pour être adapté aux véhicules de ses trains

Fig. 471. — Boîte à huile, système Becker (Nord autrichien).

de grande vitesse. Elle est disposée pour fonctionner normalement à l'huile et accidentellement à la graisse. Dans ce but elle comporte un réservoir inférieur contenant de l'huile et un réservoir supérieur, rempli de graisse solide, qui ne doit agir que dans le cas de chauffage prononcé de la fusée; les lumières de ce réservoir sont fermées par un bouchon fusible, dont on peut régler à volonté la température de fusion.

Les boîtes à graissage se construisent en fonte; quant aux coussinets, on les fait généralement en bronze et leur composition ordinaire en France, est de 82 parties de cuivre pour 18 d'étain. En Allemagne, on emploie sur une assez grande échelle un métal blanc, l'anti-friction, composé de cuivre, d'étain et d'antimoine.

Mentionnons, pour mémoire, des essais de graissage à l'eau qui ont été faits en Belgique, et qui n'ont pas donné de résultats satisfaisants. On a essayé également un graissage mixte à Teau et à la graisse. En Amérique on se sert souvent de Teau de savon.

Le Congrès international des chemins de fer a fait figurer au programme de sa deuxième session, tenue à Milan en 1887, l'étude de la question suivante : Quel est le meilleur mode de graissage et le meilleur système de boîtes à graisse ?

Nous croyons intéressant de faire connaître ci-dessous, en les résumant, les conclusions adoptées par le Congrès à cet égard ^ :

Le graissage des boîtes est une question qui a pris, dans ces dernières années, une importance d'autant plus grande que la vitesse des trains s'est généralement augmentée, aussi bien pour le service des marchandises que pour celui des voyageurs, et que les trajets des véhicules sont devenus plus considérables.

La valeur d'un système de graissage dépend des éléments suivants :

1<> Le choix de la matière lubrifiante;

2P La forme du coussinet et la nature du métal employé dans sa fabrication ;

'à^ Le mode de construction de la boîte, tant au point de vue de la flgure que du métal employé.

4° Les facilités que le mode de construction offre ù l'exploitation pour la visite et l'entretien de cet organe essentiel du roulement.

Nature de la matière lubrifiante. — Pendant longtemps la matière employée a été la graisse solide de composition variable, non seulement suivant les réseaux, mais aussi suivant les saisons. Elle est maintenant à peu près abandonnée, comme graissage unique, sur les réseaux du continent européen, où elle conserve cependant encore quelques partisans. En Angleterre, elle est presque généralement adoptée. On lui reproche de créer plus de résistance que les liquides, non seulement au démarrage, mais même pendant la marche.

Les liquides lubrifiants qu'on substitue à la graisse sont les suivants :

L'huile animale, dans les pays où la production en est facile ;

L'huile végétale, — colza, olive, navette, résine, etc., — dans d'autres pays ;

L'huile minérale, dans certaines contrées où elle est à bas prix, comme la Russie et l'Amérique.

La caractéristique des progrès de ces dernières années, pour les compagnies qui avaient adopté le graissage à. l'huile, consiste ù avoir substitué à l'huile de colza pure, soit des mélanges d'huiles végétales et minérales, soit même l'huile minérale seule.

De nombreuses expériences ont été faites à cet égard ; elles ont été, en général, favorables à l'emploi de mélanges dont la composition varie suivant le climat et la nature des matières employées. Dans ces mélanges, la proportion d'huile végétale mélangée à l'huile minérale varie de 15 à 40 p. 100. Dans ces conditions, l'emploi du mélange est beaucoup moins coûteux que celui de l'huile de colza pure et donne des résultats très satisfaisants.

Forme du coussinet et nature du métal employé. — D'une manière générale, on s'est bien trouvé de diminuer la largeur des coussinets, c'est-à-dire l'arc cylindrique de la fusée embrassé par eux. Cette réduction de largeur est d'une pratique constante en Angleterre et elle donne de très bons résultats.

Quant à la nature du métal, l'opinion presque unanime des ingénieurs est que le bronze est avantageusement remplacé par du métal blanc.

11 y a lieu de citer, à cet égard, l'expérience très concluante de la Société internationale des wagons-lits, qui a substitué d'une manière générale les coussinets en métal blanc aux coussinets en bronze dans la construction des boites de ses voitures, destinées à des parcours extrêmement longs, sur des réseaux dont les matières et les méthodes de graissage varient considérablement et pour lesquelles le chauffage des fusées est un incident des plus graves, puisqu'il a pour résultat fatal le transbordement des voyageurs, dans des conditions souvent fort difficiles. Or, l'emploi des coussinets en métal blanc aurait diminué dans des proportions considérables les chauffages en route ; de sorte que le service, assez irrégulier à l'origine, est aujourd'hui parfaitement assuré.

* Revue générale des Chemins de fer, novembre 1887.

Le mt'i'xl ljlan<: parait également donner lieu u un froUement plus faible que le bronze ce qui <orro.spond a un abai»>emeul de la résistance à la traction.

En outre, la cuiupn-ilion de Talliaiie qui forme le intHal blanc ^cuivre, antimoine et étaiu p«Njt varier, ^uivaut qu'il saL'it de voiture> a voya::ours ou de wairon? à marchandise?, ce qui e-l avantageux au point de vue de ru>ure du cous>inet-

(Juiint a la pre<<ion sur la surface du coussinet, elle doit être saj:emenl limitée, eu égard à la nature du lubriliant et du métal emplovés.

Forme de la buite et matière einplot/ée dans sa fabrication. — Parmi les innombrables formes de boil«> euiplovées. les unes sont en deux pièces, le dessus et le dessous de la boite : le? aulre-- ?onl en une seule piere.

Le? deux sv>li'nies ont donné de bons résultats. Le point principal qu'on doit avoir en vue est déviter les pertes d'huile. Sous ce rapport, il e?t très important de choisir un bon joint et des obturateurs bien appropriés.

La nature du niélal de la boite n'est pas non plus indifférente. En général, les boites sont eu fonte ; maltiré l'inconvénient qu'il a d'être cassant, ce métal donne de bons résultats et .^'accommode bien de larges surfaces de guidage et de la construction de la boite en une seule pièce.

Depuis quebjues années, plu.-ieurs compagnies ont employé avec succès des dessus et des dessous de boites en fer forgé, étampés à une haute température : on commence même à se servir pour cette fabrication de l'acier coulé, sur la valeur duquel l'expérience ne s'est pas encore su Hi sa m ment prononcée.

Vhile et entretien. — Au point de vue de l'entretien, il semble bon de préparer par un rodage préalable le contact parfait entre la fusée et le coussinet, et d'éviter toutes les mesures qui tendraient à détruire ce contact, qu'on doit désirer le plus intime et le plus prolongé possible.

Il faut donc que les soins à donner aux boites, tant avant la mise en service des véhicules que pendant leur marche, soient rendus faciles, mais que les levages périodiques soient distancés le plus possible, de manière à ne pas détruire l'harmonie de l'alliance qui s'établit par le frottement entre le coussinet et la fusée.

Boîte a galets. — On a essayé de diminuer ou même de supprimer le frottement de glissement que produit la fusée en tournant dans le coussinet.

Pour atténuer ce frottement, il suffit de transmettre à la fusée le poids du véhicule au moyen de galets de friction tournant sur des axes de petit diamètre. Si on désigne par r le rayon de la fusée, par R celui des galets et par /•'celui de leurs axes (fig. 472), Fi^'. 472. — Boite à galets, le chemin parcouru, pendant un tour de roue, par le

frottement de glissement serait égal à 27:r, si les galets n'existaient pas; il se trouve réduit par la présence des galets à ' » puisqu'il s'exerce alors sur les axes des galets. Le rapport qui représente cette réduction est égal à

- 27:rr'

OU a

Pour supprimer complëtement le frottement de glissement et le remplacer par le frottement de roulement, il suffit de transmettre la charge à la fusée par des galets recevant eux-mêmes cette charge sur leur circonférence. Il n'y a plus alors aucun glissement de surfaces Tune contre l'autre, mais simplement roulement.

Dans les deux cas (le frottement de roulement étant inférieur au frottement de glissement) l'effort de traction à produire doit être diminué. Malheureusement l'expérience n'a pas été favorable à ces dispositifs, en ce qui concerne les wagons. Ces appareils conviennent bien, en effet, à des véhicules tels que les chariots roulants, dont les mouvements sont toujours lents; mais, appliqués à des wagons qui sont exposés à des chocs violents, ils se détériorent très facilement.

Les deux dispositions indiquées ci-dessus ont été appliquées, la première sur le réseau du Nord, la seconde sur le réseau de l'Est. Sur les wagons du Nord, il y avait deux galets de friction, disposés comme dans la figure 472 ; leur diamètre était de 0,16 m. (à peu près le double de celui de la fusée), celui de leurs axes en acier était de 0,03 m. On les a abandonnés après une expérience assez courte.

Sur les wagons de l'Est, la fusée était entourée d'une couronne de galets, tournant autour d'elle. Ces galets principaux étaient eux-mêmes séparés par d'autres galets plus petits et tournant en sens contraire des premiers. Ce dispositif a été également abandonné comme ne produisant pas les résultats qu'on en espérait.

En somme, la boîte à galets est un appareil aujourd'hui abandonné sur les chemins de fer. Sa complication et la délicatesse de ses organes, qui se fait sentir surtout à grande vitesse, ont fait renoncer à son emploi et on se sert maintenant exclusivement de boîtes à graissage dans lesquelles la fusée frotte contre le coussinet.

On donne à ce dernier une épaisseur de 0,012 m. à 0,015 m. ; en raison de l'énorme frottement auquel il est soumis, le coussinet s'use très rapidement ; on le remplace quand son épaisseur est réduite à 6 millimètres V