CHAPITRE III

Des Machines employées dans les constructions.

i. Les Machines le plus souvent employées dans les constructions, sont les ireuils, les cabestans, les poulies, les chèvres, les sonnettes, les grues, les scies et les Machines à curer. Dans toutes ces Machines, les 8cics exceptées , la transmission du mouvement se fait par dss cordages

ou cables qui sont composés de fils de lin ou de chanvre. Lee cordages s’assemblent entre eux par des nœuds. Les mêmes nœuds portent souvent des noms diflerens. On a réuni , dans une seule feuille de dessin (pl. î , chap. 111), les nœuds en usage dans les différens arts : une légende jointe au dessin , indique les noms les plus usités de ces nœuds; Us sont la plupart employés pour la manœuvre des vaisseaux et pour la préparation des artifices.

Lu même planche fait voir la forme de la chaîne de montre et de la chaîne de f^aucanson.

Des Cordages considérés par rapport à leur fabrication et à leur

résistance.

a. Les cordages se composent de fils dont le diamètre est depuis î jusqu’à 5 millimètres; ces fils se nomment, dans la Marine, fils de caret; le chanvre qui sert à les fabriquer se divise en brins de différentes longueurs. Les fils de caret, de plus longs brins ou de premier brin, ont 8 millimètres de tour, les fils de second brin io millimètres, et enfin ceux de troisième brin i4 millimètres. Les plus petits cordagesse nomment ficelles ; ' ; ils sont composés de deux petits fils cordés ou commis ensemble ; en terme de marine on les nomme bitords. Ceux qui sont composés de trois fils commis ensemble se nomment, dans la Marine, mer/ins, et en terme ordinaires lignes. Plusieurs fils tordus ensemble se nomment tourons ; chaque touron peut être composé d'un nombre de fils depuis a jusqu’à 6o, tordus ensemble; les tourons tordus ensemble forment des cordes simples qu’on nomme haussières ou aussières. Ces cordes sont composées d'un nombre de tourons depuis 3 jusqu’à 6; les cordes composées sc nomment grelins; clics sont formées d’aussiércs tordues ensemble.

DES MACHINES. Si 9

Les cordages le plus en usage dans la construction des bàtimens , sont les lignes, les cordages à main, les vingtaines, les aubans, les chableaux et les brayés.

Les lignes sont de petites cordes composées de trois fils, qui servent à aligner les paremens des murs.

Les cordages à main ont environ 17 millimètres de diamètre; ils sont formés par 4 tourons de 6 fils chacun.

Les vingtaines ont environ 37 millimètres de diamètre; elles sont aussi formées de 4 tourons de 7 fils chacun.

Les aubans ont 34 millimètres de diamètre; il sont formés de 4 lourons de 10 fils chacun.

Les chableaux ou petits cables, ont 47 millimètres de diamètre, à 4 tourons de 4 o fils chacun. Les cables de 54 millimètres de diamètre sont formés de 4 tourons de 60 fils chacun ; ceux de 66 millimètres de diamètre ont 4 tourons de 79 fils chacun ; ceux de 81 millimètres de diamètre ont 4 tourons de 90 fils chacun : ce sont lea plus forts qui soient employés pour les bàtimens.

Les brayés, qui servent à lier les pierres, sont de petits cables à 4 tourons , qui sont moins tordus que les cables.

3 . On mesure la résistance d'une corde par le nombre de fils dont elle est composée, et par le poids qu’un de ses fils peut supporter avant de se rompre ; on suppose que chaque fil soit de a millimètres de diamètre ; connaissant la grosseur d’une corde, on en conclut le uombre de fils qu’il faudrait commettre pour lui donner cette grosseur : en multipliant ce nombre par la résistance d’un des fils , on a la résistance totale de la corde. ’

D’après les expériences de M. Rondelet, la résistance d’un fil de a millimètres de diamètre varie dans les cordes suivant leur grosseur ; elle diminue à mesure que la grosseur de la corde augmente; elle est de 7,8 kilogrammes pour les cordes au-dessus de 97 millimètres de diamètre, de 7,3 kilogrammes pour celles au-dessus jusqu’à 54 millimètres, et de 7 kilogrammes pour celles au-dessus, jusqu’à 81 millimètres de diamètre.

Cabestans ( pl. 3 , chap. III ).

4 . Il y a plusieurs espèces de cabestans ; on a réuni dans la planche 3 ceux qui sont le plus usités.

Cabestan ( n* i« ) employé pour l'exploitation des Mines.

L’arbre AB (fig. a) de ce cabestan est vertical ; la partie supérieure de cet arbre est un cylindre CD, autour duquel s’enveloppe une corde ; la partie inferieure est traversée par des barres en bois EF, qui servent de leviers; des hommes ou des chevaux sont appliqués à ces leviers pour faire tourner le cylindre CD.

La corde fixée par son milieu au cylindre CD, porte à chacune de scs extrémités un seau G , ou un poids qu’il s’agit de soulever au moyen du cabestan. Lorsqu’un des côtés de la corde s’enveloppe sur le cylindre l’autre côté se développe.

La figure 1 fait voir le cylindre CD, autour duquel s’enveloppe la corde GCDG', qui porte à ses extrémités les seaux G et G'. Cette corde passe sur deux poulies qui se projettent en II (fig. a).

Ce qui distingue ce cabestan , c’est le mécanisme par lequel on dirige * la corde afin qu’elle enveloppe le cylindre et qu’elle ne se replie pas sur elle-même. Le cylindre CD (fig. a) est terminé par une lanterne à fuseaux cylindriques, qui engrène dans une roue K, fixée sur l’arbre mn taillé en vis. Lu vis passe à travers une pièce de bois qui porte un écrou et qui glisse entre deux systèmes de poteaux jumelles. Celte pièce de bois entraîne avec elle une plaque de fer / qui sert de support aux axes de deux paires de rouleaux entre lesquels la corde passe.

Le mouvement de rotation du cylindre se transmet à la vis, et la vis élève les rouleaux, entre lesquels la corde glisse, parallèlement à l’axe du cylindre, et proportionnellement au mouvement de rotation de ce cylindre.

La figure 5 fait voir la plaque PQ, qui supporte les axes des deux paires de rouleaux r et ri, entre lesquels passe la corde dont les bouts ^fcont attachés aux seaux G, G' (fig. 1 ).

On voit dans le plan (fig. 1 ), les fuseaux de la lanterne CD et la roue K qui engrène avec ces fuseaux.

La figure la, construite sur une échelle plus grande que celle de la (fig. i, plan), représente les dcuxsystèmesa, 6 etc, cède poteaux jumelles, entre lesquels glisse la pièce de bois à écrou; cette piécede bois entraîne avec elle les plaques de fer/) et ç.ctlesrouleaux entre lcsquclson fait glisser les côtés CC, DD' de la corde. Lorsque l’écrou est arrivé au point le plus bas de sa course, on change la direction du mouvement circulaire de l’arbre.

Ou détermiue le pas de la vis qui conduit l’écrou de manière que cct

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DES MACHINES 3a i

écrou s’élève verticalement d’une hauteur égale à l’époisscur de la co, de, tandis que le cylindre fait une révolution entière. la longueur de la corde, à laquelle le seau est suspendu, détermine la hauteur du cylindre CD , sur lequel cette corde doit s’envelopper.

MM. Perrier avaient fuit établir des cabestans semblables à celui qu’on vient de décrire, au-dessus des puits de la galerie souterraine que l’on avait creusée dans l’intérieur de la tour de l’aqueduc à Morly, pour y placer les pompes à feu qui devaient remplacer l’ancienne Machine de Marly.

Cabestan, n* a (pl. a, chap. III, fig. i, a, 3).

5. L’arbre en fer de ce cabestan est scellé sur une base XYZZ' (fig. 3) ; la partie de cet arbre engagée dans la base est cylindrique; la partie supérieure a la forme d’un cône arrondi vers le sommet ; le cabestan ABCD est mobile autour de cet axe; il est composé de trois pièces de bois assemblées comme les voussoirs d’une voûte qui serait terminée intérieurement par une surface peu différente de celle de l’arbre du cabestan. Les deux joints de chacune de ces pièces de bois, dirigées vers la ligne milieu de l’arbre, portent l’un un tenon, et l’autre une mortaise. Sur la tête du cabestan sont deux ouvertures carrées telles que F, qui sont placées l’une au-dessus de l’autre, et à travers lesquelles passent deux leviers auxquels on applique les hommes. Lorsqu’on veut appliquer beaucoup d’hommes aux cabestans, au lieu de percer des trous pour les leviers dans la tète du cabestan , on forme une espèce de plateau circulaire avec un trou carré au milieu, qui s’enfile dans la tète du cabestan. Ce plateau est percé d’autant de mortaises qu’on veut y mettre de leviers.

ab, cd (fig. î) sont les projections de deux leviers. Les lignes pleines ef, gh (même figure) , et les trapèzes g , h (fig. 3) , sont les projections des deux joints verticaux de l’une des pièces de bois qui composent la partie mobile du cabestan. La surface extérieure (fig. a) du cabestan, sur laquelle la corde s’enveloppe , est d’une forme conique ; cette forme a pour objet d’empêcher la corde de rouler sur elle-même. Le côté du cable auquel le fardeau à traîner est attaché, s'enveloppe sur la partie inférieure du treuil; le premier tour de ce cable étant le plus serré, les tours supérieurs sont d’autant moins serrés qu’ils ont moins de longueur en développement.

L’arbre OO' (fig. 3) porte deux renflemens x, y , qui ont chacun la

's» TRAITÉ

forme d’un anneau; ces anneaux tournent dana des gorges fixées à la ■ • * partie creuse du cabestan. Le cabestan roule sur la tête T de l’axe , et il est dirigé dans son mouvement par les deux anneaux x, y.

Cabestan (pi. a, n* 3 , fig. 1).

6. On ajoute un second cabestan, plus petit que le eabestan principal, auprès duquel il doit être placé; chacun de ces cabestans tourne autour d’un axe fixe. Le cable passe alternativement autour du grand cabestan et autour du petit , de manière à se croiser dans l’espace qui sépare les deux cabestans; d’où il résulte qu’ils tournent en sens contraire. Ce croisement multiplie les points du contact du cabie avec les deux cabestans.

Pour empêcher le cable de frotter contre lui-même dans le croisement , on assujétit autour du fût de chaque cabestan des couronnes saillantes, à égale distance l’une de l’autre; cette distance est environ deux fois le diamètre du cable. 11 faut remarquer que les couronnes, fixées sur le grand cabestan , sont dans un plan horizontal qui passe exactement par le milieu de l’intervalle qui sépare deux couronnes sur le petit cabestan; car il ne faut pas que les couronnes des deux cabestans sc trouvent dans le même plan. La saillie de chaque couronne égale le diamètre du cable.

Comme le petit cabestan n’a guère que la 'moitié de la hauteur du grand , les barres de celui-ci passent facilement par-dessus.

A, grand cabestan; B, petit cabestan; C, cable qui s’enveloppe sur les deux cabestans; D, D, couronnes saillantes.

Lorsque ce cabestan est mobile , les deux cylindres sont placés dans un assemblage de charpente qu’on nomme chèvre ( * ) ; les tourillons do ces cylindres tournent sur des pivots fixés aux madriers dont la chèvre est composée.

A l’aide de ce cabestan, un seul homme, placé à l’un des bouts du cable, peut faire équilibre à un poids considérable attaché à l’autre bout ; il est évident que cet état d’équilibre résulte en grande partie du frottement des cordes sur les fûts des cabestans.

7. Plusieurs physiciens, Amontons, Coulomb, etc., ont fait des expériences sur la roideur et le frottement des cordes; M. Rondelet , arclii-

(*) Oa donne encore ce nom i un autre atsemblage de charpente, dont il sera parié

* ri -âpre*.

tectc du Panthéon de Paris, s’est occupé de la même question; les résultats que ce célèbre constructeur a obtenus par de nombreuses expériences, peuvent servir de règles pour mesurer les effets qui résultent de la* roidenr et du frottement des cordes.

De la mesure de la roideur et du frottement des cordes.

8. Une corde passe sur le cylindre d’un treuil ou sur la gorge d’une poulie, dont l’axe est horizontal , et on snspend aux extrémités de cetle corde deux poids égaux. Si la corde était sans roideur et d’uue flexibilité parfaite, les lignes milieux des deux côtés de cette corde seraient verticales ; mais , à cause de la roideur , elles s’écarteront de la verticale, et si la roideur est considérable, la corde ne fera pas un tour entier sur le cylindre du treuil. Ayant fixé un des bouts de la corde dè manière que le premier côté soit dans une direction verticale , on suspend à l’autre bout un poids P, qui oblige le second côté de la corde à prendre, ainsi que le premier, une direction verticale; alors la corde s’applique sur une demi-circonférence du cylindre du treuil. Ou prend le poids P pour la mesure de la roideur de la corde.

g. En supposant que la corde, qui passe sur la gorge d’une poulie, ou sur le cylindre d’un treuil horizontal, soit tendue par deux poids égaux P et F attachés aux deux bouts de celte corde, on ajoute un poids Q à l’un des bouts pour rompre l’cquilibre des poids P et P'; une partie de ce poids Q est employée à vaincre la roideur de la corde; mais elle est assez petite, par rapport à Q, pour qu’on puisse la négliger, et on prend le poids entier Q pour la mesure du frottement.

La roideur et le frottement d’une corde dépendent de 1 trois élémens ; 1 *. de la nature de la corde et de son degré de torsion; a", du diamètre du cylindre sur lequel elle s’enveloppe; 3*. du poids P ou P' attaché à chaque bout de la corde. «

Expériences sur la roideur des cordes.

îo. Le diamètre du treuil horizontal sur lequel passe la corde mise en expérience, est de 3a5 millimètres ( î pied); les deux côtés de la corde sont verticaux , et embrassent une demi-circonférence du treuil; l’un des bouts de la corde étant fixe, on attache à l’autre bout le poidrf’ qui plie la corde sur le treuil. Le poids varie suivant les grosseurs ou diamètres des cordes , comme on le voit par la table suivante :

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