ÉTABLISSEMENT DES MACHINES A BASSE PRESSION A DOUBLE EFFET
Dimensions du cylindre. — Pour fixer les dimensions du cylindre d'après la puissance à obtenir^ on établissait le produit de la pression effective de la vapeur sur le piston par sa vitesse moyenne linéaire à l'unité de temps, bien entendu, pour des machines agissant sans détente, comme celle de Samt-Ouen. La pression effective de la vapeur était celle qui devait agir réellement comme ' force motrice utile sur le piston, c'est-à-dire celle mesurée au manomètre sur la îu 3
chaudière, rapportée à runité de surface, moins les différentes perles dues aux causes principales suivantes : le refroidissement, le mouvement dans les conduits du gcnéraleur au cylindre, le frottement du piston, l'effort pour faire mouvoir la pompe du condenseur, le frottement des axes divers, etc.
Ces différentes pertes, estimées pratiquement ou par le calcul, étaient évaluées aux 0,37 environ de Teffet théorique direct delà vapeur, d'après la pression manométrique dans la chaudière, qui ne s'élevait pas à plus de 90 centimètres de mercure : soit i,i8 atmosphère.
EnQn, déduisant encore la contre-pression par le condenseur, qui était estimée à 0*^« 13, la pression utile sur le piston était comptée à :
latm.18 (1 — 0,37) — 0*'« 13 = 0»'" 61.
Soit en kilogrammes, par centimètre carré :
Ceci revient à dire que l'effet utilisable, mesuré directement sûr l'arbre du volant, pouvait être environ 63 p. 0/0 de la quantité de travail théorique que l'on déduirait, au moyen du calcul, de la vapeur agissant sur le piston avec toute sa pression.
Mais, en réalité, l'effet utile n'est pas aussi élevé; les di\ erses pertes qui tendent à l'amoindrir sont plus fortes généralement que celles prévues.
Ainsi, la machine de Saint-Ouen, pourtant très-bien construite et bien entretenue, donne 58 à 59 p. 0/0, comme on vient de le voir, et ce rendement, comparé à ceux trouvés pour d'autres machines semblables, est encore un des plus élevés»
Quant à la vitesse du piston, sans entrer dans l'explication du principe inexact qui la faisait regarder comme dépendant spécialement de sa course plus ou moins grande, nous dirons qu'elle était moyennement de 1 mètre par V\ sans s'éloigner beaucoup de cette limite. Cependant une table, donnée par Tredgold et traduite en mesures françaises, montre que de 1 à 200 chevaux, cette vitesse pouvait varier de 0"50 à 1"50, et cela s'explique, si l'on remarque que, pour conserver une vitesse uniforme, il faudrait donner aux faibles machines une très-grande vitesse de rotation comparée à celle des plus puissantes.
Suivant la même table, la vitesse de l mètre correspondrait aux machines de 25 chevaux environ, et la vitesse de la machine de Saint-Ouen, qui est de I^^IOS par 1'' (voir ci-dessus), est attribuée, dans la même table, aux machines de 35 à 40 chevaux.
D'après ce qui précède, il ne resterait plus, pour fixer les conditions du cylindre, qu'à déterminer le rapport du diamètre à la course. Tredgold établit que le rapport, donnant au cylindre le minimum de surface exposée au refroidissement, est celui de 2 : 1, entre la course et le diamètre, et conclut à l'adoption de ce rapport pour fixer les dimensions cherchées.
Sans insister sur ce principe, dont les conséquences ne sont certainement pas sérieuses, on remarque néanmoins qu'il était adopté généralement, comme établissant des relations convenables, en pratique,' entre les différentes parties de la
machine et sa vitesse de rotation. Le cylindre de la machine de Saint-Ouen a 0,8S6 de diamètre, et le piston 1,846 de course, ce qui s'éloigne peu du rapport précité.
Enfin, si l'on coordonne ces relations, qui faisaient des machines à basse pression et à balancier des appareils à peu près semblables, sur Téchclle des différentes forces, on trouve que Tunité de puissance pouvait être ramenée h Tunité de dimension et de quantité d*eau vaporisée, ce qui n'est possible qu'à la condition rare de se rapporter encore à un système particulier, établi constamment sur les mêmes données.
Ainsi, en prenant la vitesse de 1 mètre par 1^', et la pression utile de 0^63 par centimètre carré, la surface du piston par cheval devient :
= 119 centimètres carrés,
superficie qui, pour les petites machines, devait être portée à 180, d'abord parce que la vitesse du piston était moindre, et ensuite parce que les résistances passives et les pertes de toute nature étant plus que proportionnelles, la pression utile de la vapeur devait plutôt atteindre 0^50 que 0,63. Autrement dit, le rendement est évidemment plus élevé avec les grandes machines, quel que soit d'ailleurs leur système, en prenant toujours pour point de départ la dépense de vapeur^ suivant son mode d'emploi et sa pression dans le générateur.
En rapprochant ces données des dimensions de la machine de Saint-Ouen, dont la puissance réelle est environ de SO chevaux^ on trouve les relations suivantes :
La superficie du piston étant égale à 57,85 décimètres carrés, on a par force de
cheval :
= ldq.l5 = 115 centimètres carrés.
En livrant la machine pour 40 chevaux, les constructeurs avaient pris pour base :
soit 144xentim. carrés par cheval, avec la vitesse moyenne du piston égale à 1»108 par seconde.
A l'égard des grandes machines, dont la vitesse du piston pouvait s'élever à l^SO par 1", cette superficie élémentaire devenait 76 à 80 centim. carrés par cheval.
Les quantités de vapeur à dépenser et celles de charbon correspondantes suivaient une progression analogue.
Pour 1 mètre de vitesse et 119*^*= de superficie, le volume de vapeur correspondant égale :
119 X 100 = ligOO'^-^ ou 12 décimètres cubes,
dont le poids, à la pression de 1*'» 20, égale (t. !«% p. 61) :
En ramenant à la durée d*une heure, on trouve :
0,08316 X 3600 = 30 kilogrammes
d'eau vaporisée par force de cheval et par heure;
Pour une telle consommation il Tant brûler, en moyenne, S kilogrammes de houille.
C'est ce même chiffre, d'ailleurs variable suivant la puissance relative de la machine, que Ton est parvenu à abaisser aujourd'hui h moins de 2 kilogrammes» même avec des moteurs de moyenne puissance, par l'emploi de hautes pressions et de délentes très-prolongées. Cette réduction dans la dépense de combustible peut être en partie attribuée aussi à la construction perfectionnée des générateurs qui permettent généralement de produire plus.de 6 kilogrammes de vapeur par kilogramme de houille, même de qualité ordinaire.
Dimensions du condenseur et de la pompe a air. — En recherchant avec quelque sojn quelles sont les quantités d'air qui se dégagent de Tcau d'injection* et en y ajoutant cette eau et celle provenant de la vapeur condensée, Tredgold a trouvé que la pompe à air appliquée au condenseur devait extraire, pour chaque coup du piston à vapeur, un volume total de gaz et d'eau égal à 1/18 de celui qu'il engendre. Ijdi pompe à air étant à simple effet et ne travaillant qu'une fois pour deux coups du piston moteur, il s'ensuit que le volume qu'elle engendre en serait le 1/9.
Wntt admettait t/8, et donnait à peu près le même volume au condenseur.
On a pu remarquer que, dans les machines à condensation représentées dans le 1*^ volume de cet ouvrage, le rapport de 1/8 est généralement conservé, mais qu'il est de fait réduit à moitié, puisqu'il s'agit de pompes à air à double effet, d'où il résulte que leur puissance est double des anciennes. On peut y constater aussi que la capacité du condenseur est de môme bien supérieure à 1/8 du volume engendré par le piston à vapeur, et s'élève souvent à \/A (1).
Dimensions du balancier et de la bielle. — On sait que les dimensions longitudinales de ces deux pièces ont surtout pour base le degré d'exactitude à obtenir dans la transformation du mouvement.
Pour qub le parallélogramme rende bien son effet, Watt donnait au balancier environ 3 fois'la course du piston, rapport déjà indiqué (t. i®% p. 351 ).
Dans la machine de Saint-Ouen, la course égale 1"846, et la longueur du balancier, mesurée du centre au ceiï'.re des tourillons extrêmes, est de 6" 488.
On a donc, pour It rapport de ces deux dimensions :
La bielle , que l'on doit faire aussi longue que possible , peut atteindre, avec le
(1) La vapeur étant employée à une plus haute pression, exige évidemment plus d'eau pour être condensée; mais aussi, à puissance égale, les volumes de vai)eur dépensés sont moindres. Il y a même plus : puisque la dépense de combustible a diminué, il est vraisemblable de dire que la quantité de chaleur à recueillir ou à prendre à la vapeur devrait être moindre, et partant, le volume d'eau à injecter. 11 n'en est pas moins vrai que l'on augmente aujourd'hui la puissance de Tappareil de condensation.
système à balancier » 6 foi« Je rayon de la manivelle^ soit la même longueur que le balancier.
Ici ce rayon étant 0" 923, la longueur de la bielle égale 5,070, et se trouve un peu moindre que celle du balancier.
On trouve pour son rapport avec la manivelle :
Cette dimension est peut-être difficile à dépasser lorsque Tarbre moteur est placé à la même hauteur que la base du cylindre, qu'il faut même surélever pour cela, au moyen d'un socle. Mais souvent Tarbre pouvant être établi à une certaine distance au-dessous de la plaque de fondation, la bielle peut alors être facilement allongée.
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Par M. FARCOT et ses fils (planche 27)
Nous avons choisi une machine construite par la maison Farcot pour exemple du type à balancier établi sur un bâti qui rend toutes les pièces solidaires les unes des autres, en évitant ainsi les points d'appui dispersés. II est vrai de dire que cette excellente condition est plus facilement réalisable pour les moyennes puissances que pour les grandes, qui conduiraient à des bâtis d'un développement, considérable. Mais, lorsqu'on peut l'adopter on obtient tout à la fois la rigidité de l'ensemble et la possibilité d'augmenter un peu la vitesse de rotation.
En jetant les yeux sur le dessin de cette machine, on reconnaît que les organes principaux afiTectent des dispositions qui ont été vues précédemment dans plusieurs appareils'des mêmes constructeurs, ce qui nous dispense d'y revenir. Ainsi l'ensemble du cylindre et de la distribution est particulièrement conforme à celui de la machine verticale qui a été donnée pi. i7. De même, le mécanisme de leur régulateur est semblable à celui qui a été décrit avec détail, à propos de la même machine et de celles représentées sur les pi. 22 et 23.
En dehors de la disposition générale appropriée au mécanisme proprement dit du balancier, il est entendu que la réglementation de la machine que nous donnons pi. 27 , est la même que pour les autres , en ce qui concerne la pression de la vapeur et la détente : il n'est plus question, toutefois, du système Jt basse pression.
Nous ne nous attacherons donc, dans cette description, qu'à faire ressortir les particularités que cette machine présente dans sa construction générale.
ENSEMBLE DE LÀ CONSTRUCTION
La flg. I" de la pi. 27 représente celle machine, en coupe longitudinale faite par l'axe du cylindre et de la condensation, les pièces du mécanisme de transmission conservées en \ue extérieure ;
La, ûg. % en est une coupe transversale passant par l'axe d'oscillation du balancier , en regardant le cylindre.
Ses dimensions générales correspondent & une puissance nominale de 20 chevaux avec 30 tours par minute, la détente réglée à 4/5 de la course, et la pression de la vapeur dans la chaudière à 4, S atmosphères.
L'ensemble du cylindre à vapeur A et de ses enveloppes repose sur une plaque de rondalion B, qui reçoit les supports de toutes les pièces mobiles, excepté l'appareil de condensation et la pompe alimentaire, qui n'exigent pas non plus la mi^me précision dans la relation de leur commande. Celte plaque repose sur deux massifs en maçonnerie entre lesquels se trouve ménagée une galerie pour y placer ces appareils qui s'appuient directement sur un sol très-solide.
La plaque B reçoit deux chevalets en fonte C, terminés à la partie siip&icure par les paliers qui servent d'appui à l'axe oscillatoire du balancier D, dont la position, par rapport au cylindre, est de celle façon invariable. Pour rendre la solidarité complète, le premier palier de l'arbre moteur fait partie d'un appendice en forme de console B', fixée à la plaque par des boulons et un clavetage, et néanmoins soutenue particulièrement par la maçonnerie qui en épouse la forme. On comprend de suite que cet abaissement du centre de l'arbre moteur, dont le palier eût très-bien pu reposer directement sur le dessus de la plaque, n'a d'autre objet que d'augmenter la longueur de la bidie E, sans élever démesurément les supports du balancier ni allonger davantage la fige du piston ou surélever le cylindre.
La plaque principale se termine réellemetit à celle console; mais au delà elle est continuée par une sorte de socle évidé a, ayant pour but d'encadrer la bielle et de fenner l'iulervatle des deux massii^ avec lesquels il se raccorde à la hauteur du sol environnant.
Les deux chevalets C, déjà solidement loulonn^s sur la plaque, et réunis h leur partie supérieure par t'axe du balancier, sont encore idiés par deux croix de Saint- André en fonte, C et C*, dont l'une sci l en même temps de guide à l'axe du régulateur, et, en outre, par deux entretoiscs simples en fer h et h'.
La liaison du l)alancier avec la lige du \m\oa est opérée de même que dans la machine précédente. On a vu que lé panillt^loi^rnmnic exige deux points fixes indépendants, pour l'oscillation de deux guides V qui déterminent les fonctions de ce mécanisme. Ces points fixes, qui appartenaient h un entablement que la machine actuelle ne possède pas, sont pris sur deux tiges horizontales b qui sont reliées, d'une part, avec l'une des entretoises h, réunissant les chevalets C, et, d'autre part, avec une traverse c, fixée sur le sommet d'une colonne d, solidement réunie ao cylindre & vapeur. Celte disposition offre l'avantage d'établir un degré de solidarité
de plus entre les supports du balniKi^ et le cylindre, et d'éloigner toute chance de désoi^anisalion entre les pièces du parallélogramme, qui en opère la liaison.
Ce mécanisme est h peu près le même pour toutes les machines à balancier h un seul cylindre; nous aurons néanmoins à signaler quelques points de délai! qui diffèrent de la machine précédente. Déjà on remarque que la traverse e, par laquelle il est relié à la tige du piston, présente pour l'assemblage un renflemeni sphériquc au lieu d'être une douille cylindrique, et que la réunion des deux pièces est effectuée par im écrou en place d'un clavelage. La suspension de la tige f de la pompe à air I est opérée de la même Taçon; mais ici un clavelage était nécessaire àcause du peu d'espace existant entre le bout de la ùgt et le balancier.
La tige g de la pompe alimentaire J est rattachée au balancier par un tourillon qui n'existe que d'un seul cAlé, ce qui excentre un peu la pompe, maisévitede terminer la lige par une fourche. Il est remarquable que celte tige n'est point brisée, et qu'elle doit fléchir entre la pompe et son tourillon sous l'influence du léger arc de cercle qu'il décrit. Celle flexion est d'atiknit nioinâ grande <|iio la tige est très'Iongue, et plus même qu'elle n'est indiquée , allcndu que la dieposilion du dessin nous obligeait de relever le sol qui reçoit la poitip^- «[inici^nr'! et le condeiiseur. Les cotes permettent d'en faire la rectification.
Sans entrer, quant & présent , dans le détail des pnrliciibrités qui distinguent ici la bielle et le balancier, nous ferons observer que ce dernier possède relativement plus de force que celui de la machine de Saint-Ouen, et que sa section transversale est plus grande comparée à la loiiguaur des bras. Cette augmentation est nécessitée par l'emploi de la détente qui fait que la pression sur le piston au commencement de la course, dans les deux sens, est beaucoup au-dessus de sa valeur moyenne, et vient agir, pendant quelques instants, sur les organes.de transmission avec une très-grande intensité relalive.
Il ne faudrait pas croire que cet excès de charge sur le balancier est atténué par le volant qui régularise les effets de la machine, car, en réagissant par son inertie pour l'empêcher de s'emporler sous l'excès de pression, avant la détente, il pèse en quelque sorte avec numème excès sur le balancier, dont les deux extrémités sont ainsi chargées également dans la même direction. C'est, du reste, une chose jugée par tous les constructeurs, que les machines h détente exigent un mécanisme relatif vement très-résislant.
La commande du tiroir consiste dans un excentrique circulaire ordinaire K, monté sur l'arbre du volant, et qui actionne, par sa barre, une manivelle L fixée à l'extrémité d'un arbre M placé horizontalement au-dessous du cylindre à vapeur. Cet arbre porte deux autres manivelles N, disposées perpendiculairement à la précédente, et rattachées à deux bielles verticales 0. qui commandent le tiroir de distribution P, suivant la même disposition que pour la machine représentée pi. 17.
L'établissement de l'arbre M est dans les conditions voulues pour qu'il reste complètement solidaire de tout le mécanisme. H est clair que cet arbre ne doit aucunement varier de hauteur, sous peine de voir le tiroir de distribution se déranger. Les paliers qui le supportent font partie de deux consoles en fonte Q,
fixées liirectemeat après la plaque de fondatiooi auprès de la nervure circulaire où repose le cylindre. Ceci assure évidemment l'invariabilité de la hauteur de centre; mais ces consoles ont une faible assise, et pour empêcher l'arbre de vibrer horizontalement cites sont clavetées à la partie inférieure, entre des ergots appartenant h une plaque de fonte R, fisée sur la maçonnerie, et qui porte en outre un palier pour soutenir l'arbre auprès de la manivelle L. Cette disposition doit empêcher toute dislocation du mécanisme, cl maintenir les axes à leur place , dans toutes les directions.
On voit que l'appareil de condensation est à peu près conforme au système dit de Haudsiay, et représenté en détail fig. 1", pi. 44. Le corps extérieur I', qui constitue le condenseur proprement dit, repose par son fond sur le sol établi entre les massifs principaux; il est surmonté d'une cuvette de fonte 1* dans laquelle se projette l'eau élevée par le piston de la pompe. La vapeur échappée du cylindre parvient au condenseur par un conduit coudé t qui vient se raccorder avec une tubulure t', ajustée au fond de la clii^tnisc ila cylindre, et qui établit la continuation d'un canal latéral ménagé à celle dernière (disposition analogue à celle de la pi. 17 ). ' La vapeur péu8^ dans le condenseur aussi presque possible du robinet j, par lequel se fait rinjcclioii d'eau froide qui airive, suivant la localité, d'un puits ou réservoir siiiiOrk'iir, pat la tubulure/;, à laquelle se joint un conduit qui n'a pu être figuré sur le dessin. On règle l'ouverture du robinet d'injection de l'extérieur, en agissant sur une poignée à aiguille l, dont l'axe vertical traverse un support en balustre l' fixé sur la plaque de fondation ; au-dessous de celle^i l'axe porte un petit bras de levier assemblé avec une tringle I', dont l'extrémité opposée est ratiacbée de même avec un levier semblable monlé sur la tige/ de la clef du robinet, qui est prolongée h cet effet et retenue par une bague boulonnée après la cuvette. D'après cela, on comprend comment, en tournant la poignée I, ce mouvement est transmis à la clef du robinet par la tringle ei les deux petits leviers qui forment ensemble un parallélogramme.
La pompe alimentaire J ne présente rien de particulier à signaler; elle puise dans la cuvette du condenseur par un conduit m, lequel porte un robinet m' qui permet, au besoin, de suspendre l'alimentation ; l'eau est ensuite refoulée au générateur par le conduit m', dont la direction dépend des localités.
Pour compléter la description d'ensemble, disons quelques mots de t'installation du régulateur S, dont on connaît bien le principe et la construction.
L'axe mobile n de ce régulateur est situé au centre des deux chevaletE et sur la verticale passant par le tourillon du balancier; guidé par une douille garnie de bronze ménagée au centre de l'entrctolse C*, il vient reposer, par un pivot, sur une crapaudinc appartenant à la traverse en fonte o placée en travers des maçonneries, & une certaine distance de la plaque de fondation. Cet axe porte une roue d'anglep commandée par une semblable p', appartenant à un axe horizontal q. dont l'un des supports (ail partie de la traverse o, et qui reçoit son mouvement de l'arbre moteur au moyen de deux poulies réunies par une courroie.
On a vu, par la descrïpUoo des machiues représentées pi. 23 et 33, comment les
variations de\itessc de la machine, et, par suite, du régulateur, font jouer les cônes n'y d*où résulte de la part de Taxe horizontal n^un mouvement de rotation qui se communique, par la tige n', à la camme de détente. En somme , à Texception de la forme des boules qui sont lenticulaires au lieu d'être sphériqucs, ce régulateur est semblable à celui déjà décrit des mêmes constructeurs.
Sur le dessin^ pi. 37, la position attribuée à la machine est celle qui correspond au piston montant^ et aux 2/3 environ de sa course ascendante. La direction de chaque pièce en mouvement s'y trouve indiquée par des flèches. La détente ayant commencé , les oritices du tiroir sont recouverts par la glissière.
Cependant, pour se figurer la machine en marche, il faudrait observer la position des clapets de la pompe à air, ce qui n*a pas été fait. Les clapets k^ et k* devraient être levés en ce moment, et celui du piston fermé.
DÉTAILS DE CONSTRUCTION
Cylindre a vapbor. — Nous avons décrit un semblable cylindre (pi. 17), composé du corps principal A, d'une première enveloppe A' où la vapeur se rend directement avant d'être distribuée, et d'une chemise extérieure A* servant à la fois d'ornementation et de garde contre les pertes de chaleur.
L'enveloppe A', qui constitue le corps extérieur du cylindre, repose par un rebord sur une saillie circulaire ménagée à la plaque et renforcée en dessous par une forte nervure. La partie supérieure étant parfaitement dressée , ainsi que la bride de l'enveloppe, l'assise du cylindre est précise et assurée.
L'enveloppe n'est percée au fond que d'un trou d'une faible dimension, fermé par un bouchon r scellé au mnstic de' fonte. Ce bouchon porte une tubulure r^ pour y adapter un conduit avec robinet purgeur, qui n'a pas été figuré.
A l'extérieur du bouchon , le fond présente deux tubulures s et t' pour l'introduction et l'échappement de la vapeur. La dernière, i\ dont nous avons expliqué les fonctions, est en rapport avec un canal spécial fondii avec l'enveloppe. La première, 5, qui amène la vapeur, débouche en plein dans le vide de l'enveloppe , mais elle est prolongée intérieurement par 'un bout d'ajutages' saillant, dans le but d'empêcher la vapeur condensée de faire retour à la chaudière, ou , au moins, de pénétrer dans le conduit i^ qui y communique. On voit que ces tubulures sont rapportées au moyen d'un joint au mastic ferrugineux.
Une autre ouverture ^ fermée de même par un tampon t, a été ménagée au fond de l'enveloppe pour permettre de faire le joint à l'endroit du raccord du ainal de distribution avec l'enveloppe. Autant que l'exiguité du dessin le permet, on peut retennaitre que ce joint est opéré en bourrant d'abord du mastic de fonte, puis en introduisant une plaque de fer percée qui donne la facilité de mastiquer extérieurement, sans craindre d'obstruer l'orifice du canal.
La figure indique encore le robinet t, destiné h- laisser pénétrer de l'huile pour lubrifier le piston, ce qui n'avait pas été représenté sur le cylindre analogue, pi. 17. . u. 'i
â6 MOTEURS A VAPEUR.
CoNDENSKUR ET POMPE A AiH. — Le condenseuF est tout simplement un corps cylindrique V terminé en haut par un rebord intérieur et en 6as par un fond plein. Le rebord supérieur reçoit le corps de pompe I et la cuvette P. Ci'ltc dernière est fondue avec deux tubulures : Tune pour la pompe alimentaire, et l'autre, qui n'est pas figurée, pour le trop-plein.
Le robinet d'injection j est remarquable par la simplicité de sa construction. Son boisseau est venu de fonte avec le condenseur; mais il est garni intérieurement d'un cône en bronze pour l'ajustement de la clef. Celle-ci est percée d'un vide à angle droit pour correspondre à l'ouverture de la tubulure /?, et déboucher verticalement dans le condenseur. Dans cette position, le robinet est' toujours recouvert d'eau.
Le clapet supérieur k' est disposé pour s'enlever avec la tige du piston , comme nous en avons déjà montré. Il est d'une seule pièce et d'une forme conique trèsprononcée, ainsi que celui k* du piston, ce qui facilite singulièrement la sortie de l'eau et diminue le choc au moment de sa chute. La levée de celui du piston est limitée par une embase ménagée à la tige; comme elle se trouve au-dessous du plan supérieur du clapet, elle ne peut être apparente que dans la coupe.
Il reste a dire quelques mots du clapet de fond ^^ dont la forme diffère de tout ce qui a été décrit précédemment. C'est un disque circulaire portant un rebord pour son repos sur le siège, et deux ou trois portées saillantes qui servent en même temps de guides dans l'ouverture, et à fixer une rondelle de tôle débordant pour limiter la course. Ceci est simple et peu délicat. Hais lorsque cela est possible, on évite maintenant de renfermer ainsi des clapets; car si, pur une cause quelconque, ce clapet venait à se fixer dans son ouverture, il falidrait évidemment vider la pompe et la démonter entièrement, opération qui peut exiger environ un tiers de journée de travail et d'arrêt.
HM. Farcot l'évitent soigneusement dans les machines qu'ils exécutent aujourd'hui, comme on a pu le voir par celles représentées pt. 22 et 23.
Balanciek. — Il diffère seulement de celui de la machine de Saint-Ouen par l'ajustement des tourillons extrêmes, qui est celui adopté par M. Edwards pour la machine à deux cylindres que cet ingénieur a fait établir, il y a environ vingt-cinq ans, aux ateliers du chemin de fer de Saint-Germain.
Ce3 tourillons sont forgés de la même pièce qu'un mamelon sphérique ti, monté sur un fort boulon en fer u\ qui pénètre longitudinalement dans le balancier et s'y trouve assujetti par une clavette serrant entre deux mentonnets. Nous avons dit que ce mode d'ajustement était coûteux, mais excellent, en ce qu'il permet aux deux tourillons de chaque extrémité flu balancier de se niveler d'eux-mêmes par rapport aux pièces qui s'y trouvent assemblées, sous l'influence des efforts transmis. Le boulon en fer est aussi plus résistant, à diamètre égal, qu'une portée en fonte.
Dans la machine précédente, l'axe du balancier est eh fonte et ajusté à huit pans, tandis que dans celle-ci il est en fer, cylindrique et claveté; un ajustement cylindrique avec clavettes est plus facile à faire, et suffît d'autant mieux que l'axe
du balancier ne transmet pas d*cflbrt et doit résister seulement au frottement développé par ses tourillons sous la charge qui pèse sur eux , de façon que le roulement se fasse exclusivement sur les coussinets des supports. Nous verrons, dans l'étude relative à la résistance des pièces, que cette charge est égale au double de la pression maximum sur le piston, plus, le poids propre du balancier pendant la descente du piston. «
Parallélogramme. — Ce mécanisme ne diflère de celui décrit dans la machine précédente, que par la construction des deux liens antérieurs T qui ne comportent qu*un clavetnge pour l'assemblage de la traverse e du piston.
Us se composent chacun d'une bride de fer, en forme d'l3, à l'intérieur de laquelle est ajustée une pièce pleine qui sert d'entretoîse aux coussinets placés aux deux extrémités pour les tourillons du balancier et pour ceux de la traverse e. Une clavette avec clef à talons, pour maintenir l'écartement des branches de la ))ride, suffit pour serrer l'ensemble des deux paires de coussinets et de la cale-entretoise.
Bielle et manivelle. — La bielle, d'une construction analogue à celle de la machine précédente, diffère seulement par l'ajustement de la tète inférieure, dont la disposition est niôtivée par la forme spéciale du bouton de la manivelle.
La manivelle est en fonte; le bouton est en fer, rapporté et fixé au moyen d'un écrou, et muni d'un rebord ou collet pour maintenir les coussinets qui doivent y être placés avant leur introduction dans la tète de bielle. Celle-ci étant mise en place ; le coussinet de dessus porte une rainure dans laquelle la clef de serrage pénètre et maintient latéralement l'assemblage.
Batis et plaque de fondation. — Chaque chevalet C constitue une seule pièce de fonte formée d'un panneau découpé et renforcé de nervures. Bien souvent, pour les machines à balancier ainsi établies sur un bâti isolé, ces chevalets sont remplacés par quatre colonnes réunies deux à deux par les paliers du balancier qui présentent alors la structure d'un entablement. Souvent aussi on applique des chevalets inclinés, de façon à diminuer la longueur de l'axe du balancier.
Il nous reste à faire remarquer que la plaque de fondation présente généralement une surface plate en dessous, sans nervures, excepté sous le cylindre à vapeur où cette partie est isolée, liais aux pieds des chevalets, où la maçonnerie règne en plein, la plaque n'est réellement qu'un intermédiaire sans fatigue.
Cette plaque est percée, entre les chevalets, d'ouvertures circulaires qui permettent de visiter le mécanisme inférieur, et qui sont recouvertes de panneaux minces, percés seulement pour le passage des tiges.
Volant. — Le volant est composé de deux parties comprenant chacune, de la même pièce, quatre bras et la moitié de la circonférence de la jante; les deux moitiés sont rassemblées entre des plateaux dont l'un porte un moyeu par lequel l'ensemble du volant est claveté sur l'arbre moteur. Nous aurons l'occasion de donner quelques détails sur ce système de construction en parlant spécialement des volants.
Pour compléter la description de cette machine, nous allons en résumer les dimensions principales et examiner sé^ conditions de marche.
DIMENSIONS ET CONDITIONS DE MARCHE
Celle machine a les dimensions principales suivantes :
Diamètre dn piston à vapeur 0" 400
Superficie correspondante. 12*^ 87
Course '. 0"» 900
Volume engendré pour un coup simple 113<*<^130
Diamètre du piston de la pompe à air 0" 225
Superficie correspondante 3* *i 98
Course O» 430
Volume engendré pour im coup simple IT***^ 910
' Rapport de ce volume à celui du cylindre à vapeur.. 1/6,3 Volume du condenseur, y compris le conduit qui
communique avec le cylindre 60*'= 000
Rapport de ce volume à celui du cylindre à vapeur. . 1/1 ,9
Diamètre du piston de la pompe alimentaire * O"* 035
Superficie correspondante 0*-« 096
Course 0« 390
Volume engendré pour un coup simple. 0**^ 374
Diamètre des tourillons de Tarbrc moteur 0" 130
Longueur du balancier 3* 000
Rapport de cette longueur au rayon de la manivelle. . 6, 67
Longueur de la bielle ; 3"> 052
Rapport de cette longueur au rayon de la manivelle.' 6, 78
Sans dépasser les limites convenables pour une machine à balancier, celle-ci peut marcher à la vitesse de 35 tours par minute, ce qui ne donne encore au piston qu'une vitesse moyenne, par 1", égale à
Supposons la détente réglée à la durée des 4/5 de la course, la vapeur à 4*' S dans le générateur et la contre -pression dans le condenseur égale à 0*^1, nous trouvons, pour la puissance théorique développée dans un coup double ou pour un tour de la manivelle (t. i^\ p. 333 ) :
T = i(dtp - 10333 Dp')
T = 2 (0,0226 X 26964 x 1,5 — 10333 x 0,113 x 0,1) = 5250 kilogrammètres.
Soit, pour la puissance théorique par seconde et en chevaux-vapeur :
T' = ^^^ - 40,8 chevaux.
oU X iO «
