MOTEURS ET MACHINES MOTRICES

149. Moteurs hydrauliques. — La facilité avec laquelle on se procure la vapeur dans les laminoirs par Temploi de la chaleur perdue des fours y a fait généralement adopter cet agent comme force motrice; cependant, à ce que l'on rapporte, il existe encore des forges, entr 'autres, dans le département des Ardenncs, en France, qui sont activées par l'eau, et on ne dédaigne pas les moteurs hydrauliques lorsque le charbon est cher et qu'on peut disposer d'une chute d'eau assez puissante. L'eau est toujours le moteur le plus économique, elle diminue les frais de premier établissement des usines, dispense de l'emploi des chaudières, des machinistes, etc. ; elle ne coûte rien et, de plus, elle procure des mouvements plus réguliers que la vapeur, ce qui diminue la fréquence des ruptures. Les inconvénients des moteurs hydrauliques consistent en ce qu'ils peuvent rarement braver les sécheresses de l'été et les glaces de l'hiver, et que, leur vitesse atteignant rarement celle des laminoirs, ils exigent le plus souvent l'emploi de transmissions avec engrenages, ne fût-ce que pour accélérer le mouvement. Il y a des usines qui emploient concurremment l'eau et la vapeur.

150. La vapeur. — Machines verticales à balancier. — Autrefois on ne se servait pour activer les forges que des machines verticales à balancier, qui travaillaient à basse pression, mais qu'on pouvait aussi faire marcher à haute pression. Ces machines exigeaient beaucoup de place, étaient très-dispendieuses à établir et à entretenir, nécessitaient des bâtiments en maçonnerie très-solides et des fondations trèsprofondes, ne se prêtaient pas à une grande vitesse, à moins qu'on n'employât des engrenages, ce qui n'était pas sans inconvénients, et le travail par chocs, tel qu'il s'effectue dans les laminoirs, les exposait à des chances nombreuses de rupture. Ces machines sont caractérisées par une grande régularité des mouvements, et c'est ce qui les fait préférer à toutes les autres, lorsqu'on a besoin d'un mouvement très-régulier, comme par exemple, dans les filatures ; mais cette régularité n'est pas indispensable dans un laminoir, bien qu'elle puisse prolonger la durée de la machine dans le rapport du simple au triple.

1 SI . Machines à action directe. — On donne actuellement la préférence aux machines à action directe, qui occupent peu de place, sont beau-

CHAP. III. DES MACHINES

coup plus faciles à entretenir, coûtent moitié moins que les autres, offrent une course très-longue et soustraient l'arbre du volant aux efforts de torsion.

On adopte la haute pression (3 ou i atmosphères) avec condensation et détente, qui permet d'abaisser les frais d'établissement jusqu'à moitié de ceux des machines à basse pression et à condensation, et on rapproche autant que possible les machines qui conduisent deux trains voisins, ce qui, non-seulement procure une économie et plus de solidité dans les fondations, mais peut quelquefois dispenser, en outre, de l'emploi d'un machiniste pour chaque train en particulier, un seul faisant le service des deux.

Les machines à action directe peuvent être horizontales ou verticales. 11 y a des constructeurs qui s'en tiennent encore exclusivement aux machines horizontales pour tous les services du laminoir; d'autres emploient des machines verticales pour les gros trains et réservent les machines horizontales seulement pour les petits trains, à grande vitesse, dans la pensée, sans doute erronée, qu'elles se prêtent mieux que les premières au mouvement rapide dont on a besoin dans ces trains.

1S2. Avantages des machines verticales et inconvénients des machines horizontales Q). — 1" Dans les machines horizontales il se fait une grande perte de travail par les frottements. Si nous prenons pour exemples une machine horizontale et une machine verticale, l'une et l'autre de la force de quarante chevaux, nous trouvons que, dans la première, le piston, la tige, la crosse et la petite moitié de la bielle pesant environ 7S0 k., exercent un frottement direct longitudinal, dû à leur propre poids, sur les boites à bourrage du cylindre et sur les guides de la tige du piston, lequel, multiplié par son coefficient moyen, à la vitesse d'environ 66 mètres par minute (vitesse qui est un minimum, puisqu'on la porte jusqu'à 2"", 70 par seconde), donne une résistance de deux chevaux-vapeur, tandis que, dans la machine verticale, ce même poids se trouvant suspendu par le bouton de la manivelle ne donne plus lieu qu'à un frottement circulaire qui, multiplié par son coefficient et par la vitesse, ne produit qu'une résistance de i/io cheval-vapeur.

2° Dans la machine verticale, le frottement direct, dû au propre poids du piston, de la tige, de sa crosse et de la moitié de la bielle, au lieu d'agir sur le cylindre et les guides, est reporté sur le bouton de la manivelle, de sorte qu'il ne tend pas à entamer la surface du cylindre, les cercles de piston, les boîtes à bourrage et les guides de piston ; tandis

(') Le parallèle établi dans ce paragraphe ne se rapporte pas seulement aux machines des laminoirs, mais il comprend, en outre, les souffleries des hauts fourneaux.

124 SECTION I. NOTIONS CONCERNANT PLUSIEURS DIVISIONS DE l'uSINE.

que, dans la machine horizontale^ où le contraire a lieu, ces parties sont promptement et fortement attaquées : aussi, avant que le machiniste se décide à remplacer les cercles de piston usés, une grande quantité de vapeur aura repassé entre ce piston et le cylindre, et cela en pure perte : on hésitera encore bien plus à remplacer le cylindre lui-même, quelque défectueux qu'il soit. A Seraing, on doit renouveler tous les ans la garniture des souffleries horizontales et tous les quatre ans seulement celle des souffleries verticales.

Il existe des machines horizontales qui ont marché au moins pendant quinze ans, mais on ne sait pas assez au prix de quels sacrifices de charbon, de graissage et d'entretien.

3° Les machines verticales donnent lieu à une usure lente et égale du piston et du cylindre, tandis que, dans les machines horizontales, l'usure, plus forte suivant la verticale que dans le sens horizontal, produit en peu de temps une ovalisation de ces parties.

■i» Pour la machine verticale, et c'est là son principal avantage, la surface couverte ou l'emplacement d'installation est moindre que dans tout autre système.

S» Lorsque la machine est verticale, les divers efforts se neutralisent complètement et réagissent dans le bâti même, ce qui transforme le rôle de la fondation en celui d'un simple support et permet de la simplifier au point qu'elle se réduit à un seul massif de maçonnerie bien homogène.

6» Dans les souffleries verticales, il y a division de l'effort initial en deux parties et réaction sur deux pivots par l'intermédiaire des bielles, tandis que les autres systèmes produisent, au contraire, une concentration. Si le système est horizontal, l'effort sur le bouton de la manivelle et le palier est double. Dans les machines à balancier avec manivelle à moitié course, il est quadruple. Cette répartition plus uniforme des efforts sur la fondation est une bonne condition de stabilité.

1S3. Avantages des machines horizontales. — l^Dans ces machines, l'ouvrier a tout sous la main et il n'a pas de peine à visiter, à réparer, à graisser et à entretenir le mécanisme ; tandis que, dans les machines verticales, ces opérations exigent beaucoup d'attention et de travail et sont souvent négligées pour cette raison.

2° Dans les machines verticales à action directe, il y a, dit-on, une poussée oblique de la bielle qui équivaut à la différence de frottement sus-indiquée : dans les machines horizontales, il se fait aussi une poussée oblique, il est vrai, mais la bielle étant couchée, il en résulte un effet un peu moins sensible.

5" Dans la machine horizontale, les chocs se répartissent sur le bâti

CHAP. III. DES MACHINES

tout entier, tandis que, dans la machine verticale, ils se concentrent sur l'arbre de la manivelle.

4» Si la fondation de la machine horizontale est plus chère que celle de la machine verticale, par contre, la machine proprement dite revient à un prix moins élevé, de sorte que l'avantage reste à la première machine.

Voici, du reste, quelques moyens de prolonger la durée des machines horizontales : il faut leur donner 1° un piston très-léger en fer, comme cela se fait aujourd'hui dans les bonnes locomotives ; 2° une tige de piston en acier fondu, qui, pouvant être très-légère, exercera peu de frottement dans le stuffing-box, ne subira pas de flexion et occupera peu de place dans le cylindre ; 5° des boîtes à bourrage trèslongues ; un cylindre enveloppé extérieurement d'une garniture de bois, et doublé intérieurement d'une chemise en fonte traitée très-dure : on pourra toujours tourner ou alézer cette chemise, puisqu'on tourne bien la fonte blanche, en opérant avec lenteur, par exemple, à la vitesse de 3 ou 4 millimètres par seconde ; o» enfin il a été reconnu indispensable de remplacer les glissières par des soupapes, commandées par des excentriques agissant sur des mentonnets.

IS-i. Bâti des machines verticales à action directe. — Dans plusieurs usines, par exemple, chez M. Dedorlodot et à la Louvière, où l'on fait usage des machines verticales, on place celles-ci sur l'alignement des trains et sous des tours en fonte très-volumineuses (machines à crinoline), moulées en terre comme les cylindres à vapeur, partant trèsdispendieuses. A Seraing, on a adopté un bâti en pyramide. Le premier procure une assise plus stable; le second, moins coûteux d'ailleurs, un accès plus facile à la machine. Nous donnons au chapitre Fabrication du fer ébauché quelques détails sur la machine à bâti pyramidal qui active le nouveau train ébaucheur de Seraing.

JEnfin, on trouve. Pl. 9, fig. 1,2 et 3, une élévation, une coupe longitudinale en profil et un plan d'une machine verticale à bâti marteau-pilon sortie des ateliers de Couillet. Cette dernière machine, dont la force peut atteindre 100 chevaux et qui est à haute pression, c'est-à-dire sans condensation, coûte, y compris les fondations, 18 à 19000 fr.

l, levier du modérateur. C, caveau d'assèchement entouré d'un croisillon en chêne. B, boîte d'embrayage en fonte. Poids du volant 20680 k.

126 SECTION I. NOTIONS CONCERNANT PLUSIEURS DIVISIONS DE l'uSINE.

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