殷詠勝，陳偉山

(中橡集團(tuán)沈陽橡膠研究設(shè)計(jì)院，遼寧 沈陽 110021)

差值平分法在大型橡膠制品中的應(yīng)用

殷詠勝，陳偉山

(中橡集團(tuán)沈陽橡膠研究設(shè)計(jì)院，遼寧 沈陽 110021)

在大型橡膠制品的均布孔距問題上，提出一種新型解決方法，即差值平分法，可使孔距誤差控制在工藝允許范圍內(nèi)。文中給出具體算法和應(yīng)用實(shí)例。此法簡單易行，值得推廣。

差值平分法；均分；大型制品；橡膠；誤差

差值平分法是在實(shí)踐中總結(jié)出來的一套數(shù)學(xué)方法，用來解決大型閉合環(huán)狀膠布制品的均布孔距的問題。橡膠制品是彈性體，尺寸經(jīng)常會(huì)隨著外力的作用、環(huán)境溫度的變化而伸長或縮短，再加上因形狀復(fù)雜而導(dǎo)致人工測量存在累積誤差，所以很難準(zhǔn)確測量出產(chǎn)品的實(shí)際周長。通常大家都會(huì)想到兩種方法：一種采用平分的方法來處理，首先將周長平均分成2份，然后再分4份、8份、16份，一直分到實(shí)際的孔距。因?yàn)楫a(chǎn)品尺寸大，這種做法在實(shí)際應(yīng)用中很難操作，經(jīng)常出現(xiàn)因等分尺寸不準(zhǔn)而重復(fù)測量操作6、7次，最后還是不準(zhǔn)確。另一種方法是采用一段標(biāo)準(zhǔn)樣板來平分孔距，由于在操作中每個(gè)孔距都存在微小的誤差，到最后就會(huì)積累出很大的誤差，不是多幾個(gè)孔就是少幾個(gè)孔，很難保證孔數(shù)正好而且均布。這兩種方法都很難解決平分均布的問題，存在兩大缺點(diǎn)：第一，誤差大，多次重復(fù)勞動(dòng)使生產(chǎn)效率降低；第二，精度低，達(dá)不到生產(chǎn)要求，產(chǎn)品合格率低。經(jīng)過研究與實(shí)踐差值平分法是最好的解決方法，此方法最適合解決周長測量不準(zhǔn)特點(diǎn)的彈性體平分孔距的問題。只需操作兩次，此方法不但提高了生產(chǎn)效率，而且合格率大大提高。此方法是一種將累積誤差分散的數(shù)學(xué)方法，解決了因測量誤差和生產(chǎn)誤差所帶來的一系列問題。這種數(shù)學(xué)方法在實(shí)際應(yīng)用中，不但適用于橡膠產(chǎn)品，而且在其他行業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用也具有重要意義。

1 應(yīng)用實(shí)例

隨著我國核電事業(yè)的發(fā)展，核電站用橡膠隔膜的用量逐年增多。差值平分法成功的應(yīng)用在大型核電站用橡膠隔膜的均布孔距的問題。核電站用橡膠隔膜是一種巨大錐臺(tái)結(jié)構(gòu)的封閉環(huán)狀的大型膠布制品，應(yīng)用在核電站RPE補(bǔ)給水貯存箱、TEP蒸餾水監(jiān)測槽、核島疏水及硼回收系統(tǒng)。在使用中，橡膠隔膜上端有240個(gè)均布孔與罐體的活動(dòng)浮頂連接，下端有250個(gè)均布孔與罐體的中部連接（參見圖1）。在使用中，罐體內(nèi)充滿去離子高純水將浮頂頂起，靠橡膠隔膜來密封，當(dāng)浮頂移動(dòng)到罐體頂端時(shí)，橡膠隔膜也被拉直，罐體頂端的傳感器就會(huì)起動(dòng)，罐體就停止注水。核電站用橡膠隔膜的具體尺寸見表1。

表1 核電站用橡膠隔膜尺寸表

由于橡膠隔膜屬大型膠布制品，產(chǎn)品在成型前與成型后的收縮十分嚴(yán)重。再加上手工成型、熱壓合等都存在誤差，所以橡膠隔膜成品的上下端周長與計(jì)算值誤差加大，有時(shí)上差有時(shí)下差，很難控制，但只要在公差之內(nèi)就可以使用，因?yàn)檎麄€(gè)產(chǎn)品很大，公差與整個(gè)周長來比所占比例很小，每個(gè)橡膠隔膜成品的周長尺寸都存在差異，所以不能用同一標(biāo)準(zhǔn)來處理。成品的誤差雖然大，但差值平分法就可以將積累誤差分撒到各個(gè)孔中，比如公差在60 mm左右，那么60÷250=0.24 mm，孔與孔之間的誤差只有不到0.3 mm，這么小的誤差在隔膜安裝螺栓時(shí)可以忽略不計(jì)。所以差值平分法是行之有效的均分方法。參見圖2。

圖1 核電站用橡膠隔膜示意圖

圖2 橡膠隔膜結(jié)構(gòu)圖

2 具體操作

例如：橡膠隔膜下端理論周長為18 793 mm，先將理論周長平均分成10份的長度為1 879.3 mm，由于采用米尺手工測量，測量精度只能在1 mm內(nèi)，所以1 879.3 mm≈1 879 mm。首先在任意位置確定一個(gè)起點(diǎn)，然后按每段1 879 mm的數(shù)值在隔膜的周長上連續(xù)劃10段，由于存在誤差，所以第10段的終點(diǎn)與第1段的起點(diǎn)不重合，測量終點(diǎn)與起點(diǎn)之間的距離，這個(gè)距離就是誤差值。比如測得誤差值為60 mm，這個(gè)誤差是10份的誤差，然后將誤差值分成10份，60÷10=6 mm，6 mm就是其中1份的誤差，再將1份誤差加到1份的計(jì)算值中，1 879+6=1 885 mm，這就是隔膜實(shí)際周長十等份的數(shù)值，但是不用重新按1 885的實(shí)際數(shù)值劃分，因?yàn)槿说牟僮鳒y量存在操作誤差，測量的尺寸越大誤差就越大。所以只需在每一個(gè)原等分點(diǎn)后面加上或減去差值就可以了。設(shè)起點(diǎn)為0，在第1個(gè)點(diǎn)的基礎(chǔ)上增加6 mm的距離，因?yàn)? mm的距離很小，所以操作測量誤差就很小可以忽略不計(jì)。依次在第2個(gè)點(diǎn)增加6×2=12的距離，在第3個(gè)點(diǎn)增加6×3=18的距離，因?yàn)槊看卧黾右粋€(gè)平分差值，相鄰的距離就會(huì)減少一個(gè)平分差值，所以后一段要增加平分差值的倍數(shù)，才能保證每段的距離相等。第 9個(gè)點(diǎn)增加 6×9=5 4 m m的距離。到此為止整個(gè)周長就按實(shí)際的數(shù)值平均分成10份，每份的距離為1 885 mm，這個(gè)數(shù)值是真實(shí)的，從而得出隔膜的真實(shí)周長為1 885×10=18 850 mm。不論周長的誤差有多大，都會(huì)按實(shí)際尺寸進(jìn)行平分而準(zhǔn)確無誤。按此原理再將每1/10份平均分成5份，最后再每1/50份平均分成5份，這樣就將整個(gè)周長按照實(shí)際的尺寸平均分成250份。由于是將誤差值平分后增加到每1份中，故被命名差值平分法。

差值平分法實(shí)際是一種數(shù)學(xué)方法，簡單容易操作，而且效率高，只需劃一遍，再校對(duì)一遍，就將十多米的周長平分成一米多長為一份，數(shù)值是真實(shí)的準(zhǔn)確無誤的，有效的將累積誤差分散，使誤差縮小到可以忽略不計(jì)。這種方法不但適用于大型橡膠制品的均分問題，而且也可以推廣到其它行業(yè)的大型制品中使用。差值平分法的創(chuàng)立給實(shí)際生產(chǎn)帶來方便，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。用一個(gè)簡單的數(shù)學(xué)方法解決了一個(gè)復(fù)雜的平分問題，不論是什么行業(yè)，只要是大型制品就存在誤差問題，差值平分法是一個(gè)很好有效的解決誤差積累問題，值得推廣。

[1] 一種新型的線性分段插值法的研究.模具制造.

[2] 最大差值最小化方法擬合響應(yīng)面函數(shù).北京力學(xué)會(huì)第十六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.

[3] 差值檢測法在城區(qū)建筑變化中的應(yīng)用 .地理空間信息.

科學(xué)家用廢輪胎制作高效捕蚊器抗擊寨卡

美媒稱，隨著美洲的33個(gè)國家和地區(qū)現(xiàn)在被認(rèn)定為寨卡疫區(qū)，人們迫切需要一種對(duì)付這一流行病的辦法。但是由于疫情傳播最迅速的地區(qū)經(jīng)費(fèi)有限，對(duì)于一種具有高成本效益的解決方案的需求顯得更為緊迫。

ovillanta捕蚊器由舊輪胎、牛奶狀液體和紙條組成。

據(jù)美國《新聞周刊》網(wǎng)站4月8日報(bào)道，得益于加拿大和墨西哥研究人員的創(chuàng)造力，我們或許剛剛獲得了一種辦法。在7日上午發(fā)布的一篇論文中，研究人員披露了一種能夠在幾個(gè)月的時(shí)間內(nèi)殺死數(shù)以萬計(jì)蚊卵的價(jià)廉物美的捕蚊器——它利用了一種汽車配件。

圖1 廢輪胎制作的捕蚊器

報(bào)道稱，這種名為ovillanta的裝置實(shí)際上是由兩段廢舊輪胎組成的捕蚊器。這兩段被切割成半圓形的舊輪胎被組合在一起并形成類似于嘴巴的造型，其底部注滿一種以牛奶為基液配制成的溶液，用于吸引蚊子。在ovillanta裝置的底部設(shè)有一個(gè)用于釋放液體的閥門，可以使研究人員排出該裝置中的液體并對(duì)其進(jìn)行過濾。

輪胎內(nèi)部向來是蚊子的滋生地。輪胎可以保留熱量、保存水分并收集有機(jī)的雨水，它們構(gòu)成了蚊子理想的繁衍生息場所——在這個(gè)類似于孵化器的地方，雌性蚊子可以安全地進(jìn)行繁殖。攜帶寨卡病毒及其他傳染性病原體的埃及伊蚊尤其喜歡輪胎。

法國醫(yī)學(xué)昆蟲學(xué)教授保羅?賴特爾曾在2012年告訴《紐約人》周刊：“我們用數(shù)不清的舊輪胎拉著蚊子周游世界?！彼菍?duì)的。1985年，當(dāng)人們在美國得克薩斯州休斯敦發(fā)現(xiàn)一個(gè)龐大的白紋伊蚊群的時(shí)候，官員們追根溯源查到來自日本的輪胎。從那時(shí)起，研究人員一直在全球跟蹤類似的案例。

報(bào)道稱，利用輪胎對(duì)蚊子的吸引力，加拿大和墨西哥的這些研究人員發(fā)現(xiàn)了一種將計(jì)就計(jì)消滅這些害蟲的辦法。輪胎把蚊子吸引到ovillanta捕蚊器中，研究人員在這種捕蚊器內(nèi)部營造出一個(gè)假“池塘”——即產(chǎn)卵的絕佳場所。而在捕蚊器的底部放有一根狹長的紙條用來收集蚊卵。每隔幾天，研究人員取出紙條，殺死上面的蚊卵。

他們在對(duì)液體進(jìn)行過濾之后將其重新注入捕蚊器內(nèi)，以便讓雌蚊在產(chǎn)卵時(shí)釋放的外激素能夠吸引更多的蚊子。這種外激素是雌蚊釋放的一種“香”氣，它讓其他蚊子知道這里是一個(gè)可以安全產(chǎn)卵的地方。換句話說，捕蚊器使用的時(shí)間越長，它就變得越有吸引力和越有成效。

報(bào)道稱，在10個(gè)月的時(shí)間跨度內(nèi)，研究人員在危地馬拉用84個(gè)ovillanta捕蚊器殺死了1.8萬枚伊蚊卵。這種捕蚊器除了效能高之外，還易于制作，且成本低廉。

此外，這種利用舊輪胎、牛奶狀液體和紙條制作的捕蚊器是一種成本效益極高的解決方案。在論文的下方，研究人員提供了一個(gè)鏈接，向公共衛(wèi)生工作人員介紹了如何自行制作ovillanta捕蚊器。論文第一作者、加拿大勞倫琴大學(xué)的赫拉爾多?烏利瓦里說，這種捕蚊器的靈感來自加拿大安大略省發(fā)生西尼羅病毒疫情期間采用過的一種類似設(shè)計(jì)。

摘編自“中化新網(wǎng)”

Application of differential analytical method in the large size rubber goods

Yin Yongsheng,Chen Weishan
(China Rubber Group Shenyang Rubber Research & Design Institute,Shenyang 110021,Liaoning,China)

Differential analytical method can make the pitch error within a allowable scope in the process.The algorithm and the application example is given in the paper.This method is simpleand worth promoting.

differential analytical method;dividing;major products;rubber;error

TQ330.8

1009-797X(2016)09-0065-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.09.014

殷詠勝（1976—），男，高級(jí)工程師，主要從事橡膠工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及有限元分析工作。

2015-12-03