CHAPITRE VI
PUrSSANCE PES MACHINES
TRAVAIL OU PtlSSASCB DKS MACHINES, MÉTHODES
EUPLoréES POUR l'obtenir
Elémenti de travail d'nae force. — Les éléments de travail d'une force sont :
i" Son intensité ou sa grandeur évaluée en kilogrammes â l'aide d'un peson ou d'un dynamomètre, et quand il s'agît des mnchines à vapeur des freins de Prony ou d'appareils spéciaux nppelés indicateurs.
2" Le chemin parcouru sous l'action de la force.
Dnittf da traraU- — L'unité de travail est le kilogrammètre; c'est-à-dire le travail produit par une force capable d'élever un poids de un kilogramme à un mètre de hauteur.
Unité da poiiMBoa emiilajrta pour érolniir la travail on la lefce Hes machines. — L'unité de puissance est le cheval-vapeur qui vaut 7& kilogrammètrea ; celte unité est le travail produit par une force dont rintenait« est exprimée en kilogrammes et multipliée par le chemin parcouru estimé en mètres par seconde, c'est-à-dire pendant lunité de temps.
* Dana l'évaluation de la puissance des machines marines on s'est servi d'une autre unité qui est quatre fois plus grande que le cheval ordinaire, c'est-à-dire 300 kilogrammetres; c'est ce que l'oD appelle le cheval nominal et la puissance des machines évaluée par cetta unité s'appelle puissance nominale ; tandis que la puissance réelle effective est obtenue avec l'unité de 13 kilogrammétres.
Le travail d'une force étant le produit tjea deux facteurs, effort et chemin, on voit donc que le même travail peut être obtenu par le m^ine produit en disant varier l'un ou l'autre facteur; c'est-àdire qu'avec une grande vitesse par seconde et un petit effort, on n.ui nKtar^jr UD certain travail, et rèoiproquemeat qu'avec un
grand effort et une petite vitesse on peut obtenir le même travail . C'est par cette variation des facteurs du travail que Ton est arrivé à produire des grandes puissances avec des grandes vitesses et des petits efforts, et par conséquent à construire des machines légères et peu encombrantes; c'est le cas du turbo-moteur.
Selon la nature du travail à produire, on fait varier l'un ou l'autre facteur. Dans les machines outils on remarque cette variation. Les machines à poinçonner vont lentement ; tandis que les scies, les rabotteuses du bois vont très vite.
Moyen d'évaluer la puissance des petits appareils à vapeur. — Ce premier moyen consiste dans l'emploi du frein de Prony. Cet appareil se compose de deux mâchoires M et M' reliées par des boulons et embrassant la circonférence de la poulie de transmis-
sion de mouvement. La mâchoire supérieure M est prolongée par un levier L d'une longueur déterminée et portant à son extrémité un crochet auquel ^on suspend un plateau sur lequels on place les poids marqués qui doivent faire équilibre au frottement déterminé par le frein sur la poulie ; deux butoirs t et t' placés l'un au-dessus, l'autre au-dessous du levier L, empêcheraient le levier d'être entraîné dans le mouvement de la poulie ou de tomber. On a eu soin avant de mettre le frein en place de déterminer le poids du levier, ou de lui faire équilibre par un contrepoids de façon à le maintenir horizontalement avant de serrer les mâchoires.
Le frein étant monté, on met la machine en marche à upe vitesse que l'on augmente progressivement jusqu'à ce que Ton arrive au nombre de tours prévu pour la réalisation de sa puissance; on sert en même temps les mâchoires du frein pour empêcher les emballements. Lorsque l'on est arrivé au nombre de tours indiqué, on estime les poids qui font équilibre au frottement; on laisse tourner la machine à une allure régulière et on compte le nombre de tours réalisé par minute et par conséquent la vitesse exacte de la machine pendant l'unité de temps.
Souvent le frein au lieu d'être composé de deux mâchoires consiste tout simplement en un cercle flexible en fer sur lequel on a rivé des traverses en bois distantes de 10 à 45 centimètres entre elles; le frottement au lieu d'être continu sur la poulie n'a
donc lieu que sur les petits tasseaux en bois, ce qui permet le graissage de la poulie et d'obtenir un frottement régulier et sans cchauffement sensible.
Ayant relevé exactement le nombre de tours et les poids du plateau on a les éléments nécessaires à l'évolution de la puissance.
Représentons par :
P. Le poids du plateau et par p celui du levier L (s'il n'est pas équilibré) ;
L. La longueur du levier compté à partir du centre de la poulie ;
R. Le rayon de la poulie;
N. Le nombre de tours relevé par minute ;
T. Le travail développé par les machines ;
F. Le frottement.
Dans l'expérience, le mouvement de la machine étant régulier, le travail T de la machine est absorbé par le frottement déterminé sur la circonférence du rayon R et pour un nombre de tours N ; ces deux travaux sont donc égaux d'où :
-, „ airRN -, itRN ,,
d'autre part le frottement F x par son bras de levier R est égal au poids P X également par son bras de levier L, puisqu'il y a équilibre
PT d'où F X R = P X L et F = •—;
PL dans la valeur de T remplaçons F par sa valeur -5- , nous obtien-
drons
PL irRN ir X PLN
Tc égalant 3,14 en divisant les deux termes de l'expression
PLN t: X —^TT- par la valeur de ir, il vient
T kilogrammètre -r-rz- et en chevaux Pj puissance =
On arrive au même résultat en supposant que le levier tourne entraînant dans son mouvement le poids total ; le travail développé par la machine est absorbé par le travail communiqué à un poids P suspendu à un levier L et tournant avec une vitesse ngulaire correspondant à un levier d'une longueur L de rayon.
86 MAQHINfiS A VAPEUR MARINES
Prenons un exemple :
^ __ 2 ttL X N __ 2.51 X 6,28 X iâO ^ ^^^ ^
Supposons : L =z 2"»510
poids total P = 22^8,500.
N = 130 par 1'.
„ . , rr 2â,SO0 X 2,51 X 130 ^^o ,
Il vient T = — ■ -— = 768 kgm.
P, = ^ = 10cb",2
Deuxième méthode :
„, 2 ttL X P -^o , ^ 1 = gg = 768 kgm.
