CHAPITRE TROISIEME

DES MACHirrES EMPLOTÉES DAITS LES COtlSTRDCTlONS.

1. Les Machines le plus souvent employées dans les constructions | sont les treuils, les cabestans, les poulies, les chèvres, les sonnettes, les grues, les scies et les Machines à curer. Dans toutes ces Machines, les scies exceptées, la transmission du mouvement sc fait par des cordages ou câbles qui sont composés de fils de lin ou de chanvre. Les cordages s’assemblent entre eux par des nœuds. Les mêmes nœuds portent souvent des noms différens. On a réuni , dans une seule feuille de dessin (pl. 1 , chap. III), les nœuds en usage dans les différens arts : une légende Jointe au dessin indique les noms les plus usités de ces nœuds; ils sont la plupart employés pour la manœuvre des vaisseaux et pour la préparation des artifices.

La même planche fait voir la forme de la chaîne de. montre et de la chaîne qui porte le nom de f'aucanson , le plus célèbre des mécaniciens français (*).

Des cordages considérés par rapport^ à leur fabrication et ù leur résistance.

2. Les cordages se composent de fils dont le diamètre est depuis i Jusqu’à 5 millimètres; ces fils se nomment, dans la war’ine , fils de caret; le chanvre qui sert à les fabriquer se divise en brùu de différentes longneurs. I>es fils de caret, de plus longs brins ou de premier brin, ont 8 millimètres de tour, les fils de second brin 1 o millimètres, et enfin ceux de troisième brin i4 millimètres. Les plus petits cordages se nomment ficelles; 31s sont composés de deux petits fils cordés ou commis ensemble ;■ en terme de murine on les nomme bitords. Ceux qui sont composés de trois fils commis ensemble se nomment dans la marine, mer/i/u, e^en termes ordi-

(’) Né A Grenoble en 1709; reçu de l’Actdciuie royale des Sciences en 1746} mort le SI novembre içfla. .■

liai res, Plusieurs fils tordus ensemble se nomment tourons; chaque toiTroii peut être composé d’un nombre de fils depuis a jusqu'à 60, tordus ensemble ; les tourons tordus ensemble forment des cordes simples qu'on nomme fîaussières ou aussières. Ces cordes sont composées d’un nombre de tourons depuis 3 jusqu’à 6; les cordes composées se nomment grelins ; elles sont formées d'aii^sières tordues ensemble.

r.es 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 braj'és.

Iæs lignes sont de petites cordes composées de trois fils, q«i 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.

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

Les aubans ont 34 milimètres de diamètre; ils sont formés de 4 tourons de 10 fils chacun.

Les chableaux on petits câbles, de 4 tourons à 4<> fils chacun, ont 47 millimètres de diamètre. I.ÆS câbles de 54 millimèlres'de diamètre sont formés de 4 tourons de 60 fils chacun; ceux de 66 millimètres de diamètre • ont 4^onrons de 7a fils chacun; ceux de 81 millimètres de diamètre ont 4 tourons de <>o fils chacun : ce sont les plus forts qui soient employés pour les bàtimens.

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

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 nombre de fils qu’il faudrait commettre pour lui donner cette grosseur : en multipli.ant 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 gros,seur; elle diminue à mesnie qne la grosseur de la corde augmente; elle est de 7,8 kilogrammes pour les cordes au-dessus tle a7 millimètres de diamètre; de 7,a kilogrammes pour celtes au-dessus jusqu’à 54 millimètres, et de 7 kilogrammes pour celles au-dessus, jusqu’à 81 millimètres de diamètre.

Cabestan* ( pl. a , chap. III ).

4. H y a plusieurs espèces de cabestans; on a réuni dans la planclic a ceux qui sont le plus usités.

Cabestan (n* i ) employé pour l'exploitation des mines, pl. a, fig. i, a, 3.

L’arbre AB (fig. a) de ce cabestan est vertical; la partie supérieure de cet arbre est un cylindre CD, autour duquel, s’enveloppe upc corde; la partie inférieure 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 ses 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 i fait voir le cylindre CD, autour duquel s’enveloppe la cordc GCDG’, qui porte à ses extrémités les seaux G et G'. Cette corde passe sur deux poulies qui se projettent en H (fig. a).

’ Ce qui distingue ce cabestan , c’est le roécani.sme par lequel on dirige la corde, afin qu’elle enveloppe le cylindre et qu’elle ne se replie pas sur ellemême. 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. I>a vis passe *à travers une pièce de bois qui porte un écrou et qui glisse entre deux systèmes de poteaux jumelles. Cette pièce de bois entraîne avec elle une plaque en fer l 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 i l’axe du cylindre, et proportionnellement au mouvement de rotation de ce cylindre.

La fig. 3 fait voir la plaque PQ, qui supporte les axes des deux paire.s de rouleaux ret r, entre lesquels passe la corde dont les bouts sont attachés aux seaux G, G' (fig. i).

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

La figure i.a, construite sur une échelle plus grande que celle de la (fig. I , plan), représente les deux systèmes a, b cl c, d de poteaux ju-

inelles, entre lesquels glisse la pièce de bois à écrou ; cette pièce de bois entraîne avec elle les plaques de fer ^ et y, et les rouleaux entre lesquels on 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.

On détermine le pas de la vis qui conduit l’écrou de manière que cet écrou s’élève verticalement d’une hauteur égale à l’épaisseur de la corde, tandis que le cylindre lait 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.

On avait établi des cabestans semblables à celui qu’on vient de décrire, au-dessus des puits de la galerie souterraine, que l’on avait eu l’imprudence de creuser dans l’intérienr de la tour de l’aquéduc è Marly, pour y placer des pompes à feu qui devaient remplacer l’ancienne Machine construite sous Louis XIV par Rennequin. De fortes lézardes se manifestèrent ilans les murs de la tour, et le projet d’une galerie horizontale de la Seine à la tour, fut abandonné.

Cabestan , n° a ( pl. 3 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 joinU 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 diijcabestau sont deux ouvertures carrées telles que F, qui sont placées rune au-dessus de l'autre, et à travers lesquelles passent deux leviers auxquels on applique les hommes. Lorsqu’on veut employer un grand nombre de manoeuvres , on ne se sert pas des trous percés dans la tête du cabestan ; un plateau circulaire avec un trou carré au milieu, s’enfile dans la tête du cabestan, et ce plateau est percé d’autant de mortaises qu’on veut y mettre de leviers.

ab, crf (fig. I ) 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. Ijt surface extérieure (fig. a) du cabestan, sur la-

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DES MACHINES. 3gg

quelle la corde s’^veloppe , est d’une forme conique ; cette forme a pour objet d’empécher la corde de rouler sur elle>méme. Le côté du câble auquel le iardeau à traîner est attaché, s’enveloppe sur la partie inférieure du treuil; le premier tour de ce câble 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 qui ont chacun la forme d’un anneau ; ces anneaux tournent dans des gorges fixéesà 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 (n“ 3, fig. i , pl. a).

6. Le cabestan n® 3, fig. i, se compose de deux cabestans contigus, qui tournent autour de deux axes fixes parallèles, et dont l’un est d’un plus grand diamètre que l’autre. Le câble passe alternativement autour du grand cabestan et autour du petit, de manière â se croiser dans l’espace qui sépare les deux cabesUns; d’où il résulte qu’ils tournent en sens contraire. Ce croisement multiplie les points du contact du câble avec les deux cabestans.

■ Pour empêcher le câble de frotter contre lui-méme dans le croisement on assujétit autour du fut de chaque cabestan des couronnes saillantes', à égale distanee l’une de l’autre; cette distance est environ deux fois le diamètre du câble. Il faut remarquer que chacune des couronnes fixées • sur le grand cabestan est dans un plan horizontal qui passe exactement par le milieu de l’intervalle qui sépare deux couronnes sur le petit cabestancar il ne faut pas que les couronnes des deux cabestans se trouvent dans' le même plan. La saillie de chaque couronne égale le diamètre du câble 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, câble qui s’enveloppe sur les deux cabestans; D, D, couronnes naillarirps,

Lorsque ce cabestan doit changer de place, les deux cylindres A et B sont placés dans un assemblage de charpente qu’on nomme cAêt'Af(*); les tourillons de ces cyUndres tpument sur des pivots fixés aux madriers dont la chèvre est composée.

(•) On donne encore ce nom â un autre assemblage de charpente, dont U sera parlé ciaprès. ” •

4oo TRAITÉ

A l’aide de ce cabestan, un seul homme, placé à l’un des bouts du câble, peut faire équilibre à un poids considérable attaché â 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, architecte 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 relatifs à la roideur et au frottement des cordes.

De la mesure de la roideur et du Jroltement 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 suspend aux extrémités de cette corde deux poids égaux. Si la corde était sans roideur et d’une 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 ; 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 de 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’appbque sur une demi-circonférence du cylindre du treuil. On prend le poids P pour la mesure de la roideur de la corde. '

9. 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 P attaches aux deux bouts de cette corde, on ajoute un poids Q à l’un

• des bouts jwur rompre l’équilibre 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 au poids total Q, pour qii’on puisse la négliger, et on prend ce poids additionnel pour la mesure du frottement.

La roideur et le frottement d’une corde 'dépendent de 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.

DES MACmNES.

4oi

. Expériences sur^ la raideur des cordes.

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