CHAPITRE VI

. . Des modifications du mouvement moteur.

Nous entendons par modification du mouvement moteur, les moyens spéciaux de le régulariser, de l'accumuler, de l'accélérer, de le retarder, de le suspendre, etc., etc.

La force motrice peut être rarement considérée comme une suite non interrompue de pressions ou d'impulsions égales dans tous les in s tans ; et il arrive souvent que le travail ne présente pas non plus , dans tous les instans , le même degré de résistance. Dans l'un et dans l'autre cas , il faut fondre , s'il est permis de parler ainsi, les pressions fortes avec les pressions faibles des moteurs , ou les degrés différens de résistance que présente le travail , afin d'obtenir un mouvement régulier. Le volant a cette propriété.

C'est donc pour régulariser et même pour rendre continue l'action légèrement intermittente de la vapeur, que nous avons vu l'emploi d'un volant dans te mode d'application de ce moteur j c'est ainsi encore qu'un volant est appliqué utilement à une manivelle mise en mouvement par la force des hommes. On sait que ceux-ci ne tournent jamais ce qu'on appelle rondement , et qu'ils tendent toujours à abaisser le bras de la manivelle avec plus de vitesse qu'ils ne le font remonter.

Quant au travail, il présente quelquefois une forcé de résistance fort irrégulière , le laminage des métaux , par exemple, le jeu d'une pompe aspirante, etc. La fonction du volant est d'accumuler la force motrice dans les inslans de moindre résistance et de faire servir cette accumulation de force à vaincre un surcroît de résistance qui survient dans d'autres instans. Il fait ici pour le travail ce que nous en disions ci-dessus au sujet des moteurs. •

On sait que le volant est ou une roue de fonte d'un grand diamètre ou de simples rayons de roue , sans jantes, chargés l'une à la circonférence, et les autres à leurs extrémités^ de poids plus ou moins lourds. Il doit être disposé de manière à tourner fort librement sur les tourrillons de son axe j et en général toutes les parties qui le composent doivent être parfaitement en équilibre sur cet axe.

Nous disons en général , car on charge quelquefois une portion de sa circonférence plus que l'autre , et notamment dans quelques machines à vapeur à simple effet. Un volant de cette espèce est placé de manière que sa portion de circonférence la plus lourde soit toujours arrivée au point de descendre , lorsque l'action du moteur est suspendue j le volant agit alors sur le piston pour le faire descendre en vertu de la force qu'il a accumulée dans les instans précédens.

Le volant, à la première impression d'un moteur quelconque commence à tourner , et ayant comme tous les corps ronds la propriété de conserver pendant un certain temps le mouvement de rotation qu'il a pris, il transmet sans discontinuité aux pièces qui le suivent dans la composition d'une machine , le mouvement que lui communique le moteur.

Toutefois il faut bien se garder de croire, d'abord que le volant ait nne force indépendante du moteur , et ensuite qu'il

ET MODIFICATION DU MOUVEMENT MOTEUR. 4^7 ait la propriété de conserver long-temps la force reçue. Les frotloruens de ses tourillons, la résistance de l'air tendent incessamment à détruire l'effet de celte force ; et s'il suit , dans son mouvement , l'accroissement de l'action du moteur , il en suit aussi le décroissement lorsqu'elle s'affaiblit pendant un temps d'une durée plus grande que celui pendant lequel un volant pris isolément peut conserver son mouvement.

Un volant n'ajoute donc absolument rien à la somme des impulsions ou pressions successives d'un moteur : il ne fait qu'en régulariser l'effet , ou bien il transmet en un instant une suite d'eflbrts que le moteur a exercés sur lui dans un temps d'une certaine durée ; s'il semble alors en augmenter l'énergie , c'est qu'il dépense en une fois ce qu'il a reçu du moteur en plusieurs fois.

Lorsqu'il s'agit de régulariser l'action d'un moteur , par un volant , il faut , en général , placer celui-ci . le plus près possible de celui-là; et lorsqu'on a le dessein de régulariser la résistance du travail , il faut placer le volant le plus près }X>ssible des pièces qui exécutent ce travail.

Quant au poids du volant , dont on porte la plus grande partie sur là circonférence, il doit être proportionnel à la grandeur de la force qu'il doit recevoir et transmettre ; il ne semble pas qu'il y ait, rigoureusement parlant , des règles fixes à établir sur ce point; et quant au diamètre du volant, il est ordinairement en raison inverse delà vitesse avec laquelle il doit tourner. Le professeur Buscb , de Hambourg , dans son traité de mécanique intitulé : Die Mechanik zum nulzen und f^ergnùgen des bureerUchenlebens , prétend que le rayon d'un volant doit avoir la même longueur qu'un pendule qui aurait naturellement la même vitesse que celle dont le volant sera animé par le moteur.

Nous avons dit plus haut que le volant peut servir à accu-

muler plusieurs degrés de force imprimés successivement par un moteur ; les ressorts , de quelques nature qu'ils soient , ont la même propriété ; ainsi une lame d'acier trempé, bandée, de l'air refoulé par l'action successive d'une force, accumulent cette force et peuvent la déployer toote à la fois , dans un seul instant , ou dans plusieurs instans consécutifs.

Enfin, un contre-poids qu'on élève partage avec le volant et les ressorts la même propriété.

Autres mécanismes destinés à modérer le mouvement.

PLANCHE XXXV

Premier exemple. Fig. 7. Pendule conique de Watt et Boulton , employé pour modérer le mouvement des machines à vapeur.

a b. Arbre vertical portant une poulie c sur laquelle une corde s'enroule, ainsi que sur une autre poulie enfilée sur l'axe du volant de la machine à vapeur. Cet arbre tourne sur luimême par l'action du volant , et lorsque la vitesse de celui - ci dépasse le degré qu'elle doit avoir, les deux boules de métal dd, attachées aux extrémités des leviers e e s'écartent et , changeant la forme du quadrilatère mn op, font baisser le pièce yy qu'on met en communication par un levier avec la soupape à gorge du conduit d'admission de la vapeur, pour en rétrécir le passage. Mais lorsque la vitesse du volant vient à diminuer, la vitesse / de l'arbre a b , diminuant aussi , les boules se rapprochent , le quadrilatère s'allonge et relève la pièces, pour rouvrir la soupape à gorge.

Deuxième exemple. Fig. 6. Mécanisme de Robert Fulton \ il est analogue au précédent et produit les mêmes effets. On voit ici en k le levier attaché au canon y. Les mêmes lettres désignent les mêmes objets.

ET MODIFICATION DU MOUVEMENT MOTEUR. 43g Troisième exemple. Fig.7. Autre mécanisme analogue. Arbre vertical a b mis en mouvement de rotation par la poulie c ; il porte un globe d d formé de lames élastiques et minces ; ces lames sont fixées à l'arbre vertical au point e et sont attachées en y y à une espèce de canon enfilé sur l'arbre a b y un levier k à fourchette embrasse ce canon.

Lorsque l'arbre a b tourne d'un mouvement trop rapide , le globe se renile et soulève le canon y et le levier À" , pour produire le même effet que les mécanismes précédens. Si le mouvement se ralentit, le globe se désenfle et fait descendre le canon y et son levier.

Quatrième exemple. Fig. 8. Une seule boule centrifuge d fait monter et descendre le canon y par le levier e , et produit l'effet des mécanismes ci-dessus. Les mêmes lettres désignent du reste les mêmes objets ou les objets analogues.

Mécanismes pour accélérer ou retarder le mouvement.

PLANCHE XXXV

Premier exemple. Fig. 10. Deux cônes tronqués a et b dont les axes sont parallèles-, la petite base c de l'un correspondant à la grande base d de l'autre. Ces cônes portent des gorges circulaires ou en hélices, et l'un cooduit l'autre par une corde ou courroie e. On conçoit, ainsi que nous en avons déjà fait mention plus haut, qu'en changeant la place de la corde, on varie à volonté la vitesse du mouvement communiqué.

Deuxième exemple. Fig. 1 1 . La pièce a , armée d'un galet b , pose sur la spirale rr r, dont le centre de rotation est en c. Le mouvement de cette pièce a s'accélère à mesure que le point de la courbe sur lequel elle pose s'éloigne du centre de mouvement c, et se retarde dans le cas contraire. Comme la forme de cette

courbe peut varier à l'infini, les modifications de mouvement

dont il s'agit peuvent varier de même.

Mécanismes destinùàsuspetvirelacommimiciUiondumouvementmoteur.

PLANCHE XXXV

Premier exemple. Fig. 4- , arbre à l'embase c duquel est fixée la poulie d; e, aulre poulie tournant librement sur le même arbre. Lorsque la corde ou courroie est enroulée sur la poulie d, l'arbre ab tourne en recevant le mouvement du moteur \ et lorsqu'on veut arrêter le mouvement de cet arbre , on fait glisser la corde sur la poulie e qu'on appelle poulie folle, et l'arbre ab ne tourne pins, parce que cette poulie e tourne librement sur l'arbre sans lui communiquer le mouvement qu elle reçoit du moteur. Ce mécanisme est principalement employé dans les métiers d'étirage pour la filature.

Deuxième exemple. Fig. i et 5 L'arbre a b peut être considéré comme formé de deux parties distinctes, savoir, ac et db. La partie a c est une sorte de tuyau dans lequel entre la partie db, et qui est mis en mouvement par le moteur. On voit deux manchons dentelés met n,dont l'un estfixésotëo'ement sur le bout de l'arbre ac, tandis qpe l'autre peut glisser par une rainure pratiquée sur la partie db de l'arbre; cesdéux manchons sont destinés à s'engrener l'un dans l'autre par l'action du levier à fourchette/, lorsqu'on veut déterminer le mouvement de la partie db de l'arbre, et à se désengréner par le même levier lorsqu'on veut en suspendre le mouvement.

Troisième exemple. Fig. a. Mécanisme analogue au précédent. On voit deux cônes m et n pouvant s'emboîter l'un dans l'autre, h frottement dur, le premier étant creux, et se desenboîter par un levier à fourchette, venant, comme ci-dessus

ET MDDIPI^AWQfï DU MOUVEMENT MOTEUR. 44» embrasser la pièce n au point o. Le cône n glisse à rainure sur la portion d'arbre d b. On conçoit que les cônes une fois emboîtés , tout le système marche ; mais que , désemboîtés , le côté a c ou le côté d b , suivant le-point d'application du moteur, se meut exclusivement.

Quatrième exemple. Fig. 3. Autre mécanisme analogue au précédent, L'arbre a b porte deux, roues d'angle p et <y, tournant librement autour de cet arbre, et engrepant avec une autre roue d'angle r. Deux manchons accouplés myn glissent à rainure sur l'arbre a b ; on voit en y y y y des saillies , tant sur les manchons que sur les roues d'angle p et q, Lorsqu'on veut que la roue d'angle p communique le mouvement à la roue r, on engage le manchon m par ses saillies , comme on le voit sur la: figure, par le moyen d'un levier appliqué au point o, comme ci-dessus » ,car alors .le manchon./» fixe la roue p à l'arbre, tournant a b, tandis que la roue tourne librement sur l'arbre*

Si au contraire on engage le manchon., n. avec la roue </, la roue p , dégagée., tourne librement à son. tour , .sur l'arbre,-, et c'est la roue. q. qui fait tourner et en sens contraire la roue d'anglet

Ce mécanisme peut, non-seulement. servir à suspendre. le

mouvement, mais encore à l'arrêter dans un sens, pour le porter à l'instant même dans l'autre sens.

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