CHAPITRE XIV
aioDLÀTEUBS.
Les régulateurs sont des appareils destinés A équilibrer, A chaque instant , les actions opposées de la pnlssanoe et de la résistance. Ils dlflérent des modératenrs de la distribntloo en ce que ces derniers ont pour Iwt (page 1 1 1), fa résistance moyenne étant déterminée, de proportionner la puissance aux variations
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COMPOSITIO.N DES PIECES DES MACH1.NES A VAPEUR
qui se manirestent dans cette résistance ou réeipro((ucment, tandis que les régulateurs ont pour but , tes guanlitès larùibles lie puissance OU île résistance, iful doivent se succéder A chaque instant, étant déterminées, d’absorber et restituer successivement les difrérences qui existent cotre ces quantités variables de puissance ou de résistance, d'une part , et la puissance ou la résistance moyenne, d'autre part.
Si, par e.vemple, un moteur est destiné à mouvoir simultanément vingt métiers, U y a emploi du modérateur quand un tnétier cesse de fonctionner; il y a au contraire emploi du régulateur, si les quantités de puissance ou de résistance, qui se développent à chaque instant, ne sont pas constantes.
Les résultats apparents du modérateur et du régulateur étant identiques , puisqu'ils consistent tous deux dans le roaintieu de la vitesse entre deux limites déterminées, il arrive souvent que l'on confond les noms de ces deux appareils. Nous espérons que la définition comparative, qne nous venons d'en donner, suffira pour bien établir dans l'esprit de nos lecteurs la différence qui existe entre eux.
Suivant la nature du moteur A régulariser, les dispositions et propriétés du régulatenr varient. Pour machines A vapeur ù manivelles, le régulateur exclusivement employé porte le nom de volant.
Le vulant consiste en une masse pesante, uniformément répartie A la cireonférence d’une roue montée sur l'arbre principal de la machine, ou sur tout autre arbre communiquant avec ce dernier. Il agit, en vertu de son inertie, en absorbant et rendant successivement les différences qui existent entre les quantités de travail dépensé et absorbé A chaque Instant.
Théorie <!■ voIsBt.
boit 0 (fig. A), le centre de la manivelle; o a, son rayon , et n A, par conséquent , la course du piston.
On sait que si p représente la puissance transmise par la bielle , et g la résistance opposée par la manivelle tangentlellemcnt A la circonférence décrite par son bouton, on a, pour des points m, m', etc., quelconques ;
1° Au point IR ;
Moment de la puissance p X >R c;
Moment de la résistance g X o in ;
2 " Au point m' ;
Moment de la puissance p x m' d;
Moment de la résistance g X o m; F‘o. A.
Ce qui indique <{ue le moment de la puissance varie depuis le point n où il est égal A zéro , jusqu'au l»int A, ou il redevient égal A zéro, tandis que le moment de la résistance est constant et égal Aq X r, en désignant par r le rayon o m de la manivelle.
On sait en outre que p, exprimant l'effort moyen de la puissance, et g l'effort moyen de la résistance, ces deux quantités sont liées entre clics par la relation :
p(aA-J-Aa) = qX2irXoa, c'est-a-dire : pXér = qX 2 !rr
d'ou :
'■iP
Supposant 1a puissance et la résistance variables ou constantes , peu Importe , de ce que le moment de lu puissance varie entre zéro et p X r, correspondant au milieu de la course, nous concluons qu’il existe
PIÈCES SPÉCIALES. RÉGULATECHS.
deux poaltions du bouton de la manlveUe, pour le«ioeiles le moment de la puiasance est égal A celui de la résistance. Soient m et «' cea deux poaitlona, on a :
I" pXîMc^îXom 2» p'Xoi'rf'=»ç'Xo»i
Si la puiasance et la résistance sont constantes , j> = p' , q = g' , et p X. m c p' 'X m' d, c’est-adire nie = m' d, relation qui ne nous Intéresse pns en ce moment. Soient : e, la vitesse de rotation de la jante du volant, quand le bouton de la manivelle est en m. r* la vitesse de rotation de la Jante du volant quand le bouton de la manivelle est en m'.
P, le poids de la jante du volant.
R, le rayon du volant pris A la circonférence, lien géométrique des centres de gravité de la jante. g. l'intensité de la pesanteur ^ 9*,8t .
Quand le bouton de la manivelle est en m, la force vive du volant est :
De même, quand le bouton de la manivelle est en m', la force vive du votant est :
lji forte vive gagnée par lui entre les points m et rn', est par conséquent :
Soit « la vitesse moyenne, c'est-a-dire ^ , en désignant par m le nombre de tours par minute.
et posons :
n étant une quantité positive et plus grande que l .
Si nous remplaçons e et n’ par ces valeurs dans l’expression (t), nous obtenons :
et en réduisant :
D 1 . . . 1 ir* R‘ »«•
Remplaçant «• par sa valeur , nous obtenons enfin :
P 4 ir* R* wt* g n X 900
Si T« représente le travail absorbé par le volant pendant le parcours ui m' du bouton de la manivelle, on a, en observant que le travail est moitié de la force vive correspondante :
900 gn
rtrVLTIVVIW .Vt-flSS,
COMPOSITION DES PIÈCES DES MACHINES A VAPEUR
Subatitouit pour n «t y leurs valnire, e( effectuent les calculs , omu obtenoos :
Connaissant quatre des cinq quantités T» , P, R, la, », on obtient la cinquième au moyen de cette équation.
Dans les machines A vapeur ou se donne généralement R, m et a, T. se détermine, cvmme nous le verrons plus tard , dans la composition des parties , d'apres le qciire et la foree de la machine t P est rtnoonnue, et on a, en substituant pour , sa valeur 4 jo :
MU^eenUi modes de eoastnsctleB des volaaSs*
On disttnfpie, en construction, plusieurs especes de volants, savoir :
Les volants d'une seule pièce.
Les volants de plusieurs pleees.
Les volants artlenlés.
Les premiers s'emploient pour machines a vapeur ne dépassant pas 1 3 chevaux , force pour laquelle ils ont 3 mètres de diamètre.
Pour forces au-dessus de 1 3 ehev aux, on emploie avec av antape les valants en deux ou trois morceaux. <Jes derniers se moulent comme pour être couliès d'une seule pii^e, puis au moment de fermer le moule, on établit des séparations avec noyaux d'assemblage, au moyen de plaques de UMe disposées a cet effet.
Ces volants, outre qu'ils coûtent fort peu d'qjnstage, présentent le grand avantage de pouvoir se transporter facilement.
L'assemblage des portions des jantes se fait au moyen d'un remplissage en fer à deux mortaise», et de deux clavettes également en fer. L'assemblage des portions de moyeu se bit au moyen de denx/reffes placées de chaque eûté en dehors.
Les volants articulés s'emploient particulièrement pour les grandes machines. Ces volants, non seulement coûtent fort cher d'assemhlogr, mais encore sont dangereux en ce qu'ils ne présentant pas la même garantie de liaison intime des pièces que les précédents.
Dans ces volants, b jante est coulée en un ou plusieurs morceaux ; chaque bras est coule tantAt sepal'vment, tantAt avec le moyeu.
L’assemblage de ces diverses pièces entre elles doit être tel que :
1° La jante ne puisse s'cchapper des bras et causer des accidents ;
1" L'qjustoge des points de contact coûte le moins cher possible.
Les ûgures I, 1, 1, 4, 4, 6, 7 (pl. l&j représentent, avec ses détails, un volant A jante ea ptaaleurs pièces, et A bras coulés avec le moyeu. L’assemblage des portions de jante est, comme oehii des volants en deux ou trois mofeeaux , A remplissage en fer muni de deux mortaises et davettes.
L’assemblage des bras avec la jante se fait A queue d’bironde, parfaitement dressé et maintenu en place au moyen de boulons prenant A la fois dans le bras et la jante, mnnis tous deux d’oreilles A cet effet.
Iji figure i représente une vue de face des oreilles ménagées dans les bras, et b figure 4 une vue, egalement de face, des oreilles ajoutées A la jante.
Les figures 8, 9, 10, 1 1, I3 représentent, avec ses détails un votant articulé qui diffère du precedent en ce que la jante est en deux pièces seubment, pub en ce que fe moyeu et les bras, coulés ensemble, sont égabmeut en deux pièces. L’assemblage des deux portions de jantes a lieu au moyen de plaquettes, taillées
VAPORISATIO^. FOURNEAUX.
eu queues d’hlrandee opposées, et de deux boeksos. Celai des dsox porliODS de moyeu a Heu au moyen de ceins chassés dans l'tntérlear de deux tirettes situées dechaquoedté. EnOn celui dos bras axee la jante est a queue d'hirende, avec prolongement des bras dans la jante , pour éviter le déversement.
Lesflgnres IS, 14, IS, 16, 17 représentent, avec ses détails, un volant articulé dont le moyeu, les bras et la jante sont Indépendants. Les figures Indiquent assez clairement les divers assemblages pour que noos n’ayons pas besoin de les expliquer ; c’est le système le plus eodteux qu’il soit possible d’adopter ; malbeureusement il est qnelquefals tadispensable quand les appareMs sont considérables.
Les Ognres 18, 19, 10, 11, M représentent, averses détails, un volant artieulé onalogneau préoédeot, mais en différant cependant en « que tous les assemblages sont à mi-joints et à bouloas. Ce système ne peut évidemment être employé pour de grandes forces; U doit donc être relégué pour les cas où les machines, de farce aiHtessons de M chevaux, doivent être transportées à de grandes distances et réduites an moindre poids possible.
