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(yáng)橡膠研究設(shè)計(jì)院，遼寧 沈陽(yáng) 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(yáng)橡膠研究設(shè)計(jì)院，遼寧 沈陽(yáng) 110021)

在大型橡膠制品的均布孔距問(wèn)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(jiǎn)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(lái)的一套數(shù)學(xué)方法，用來(lái)解決大型閉合環(huán)狀膠布制品的均布孔距的問(wèn)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(zhǎng)或縮短，再加上因形狀復(fù)雜而導(dǎo)致人工測(cè)量存在累積誤差，所以很難準(zhǔn)確測(cè)量出產(chǎn)品的實(shí)際周長(zhǎng)。通常大家都會(huì)想到兩種方法：一種采用平分的方法來(lái)處理，首先將周長(zhǎng)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(cè)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(lái)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(wèn)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(guò)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(zhǎng)測(cè)量不準(zhǔn)特點(diǎn)的彈性體平分孔距的問(wèn)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(cè)量誤差和生產(chǎn)誤差所帶來(lái)的一系列問(wèn)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(guó)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(wèn)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(cè)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(jiàn)圖1）。在使用中，罐體內(nèi)充滿(mǎn)去離子高純水將浮頂頂起，靠橡膠隔膜來(lái)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(jiàn)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(zhǎng)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(zhǎng)來(lái)比所占比例很小，每個(gè)橡膠隔膜成品的周長(zhǎng)尺寸都存在差異，所以不能用同一標(biāo)準(zhǔn)來(lái)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(jiàn)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(zhǎng)為18 793 mm，先將理論周長(zhǎng)平均分成10份的長(zhǎng)度為1 879.3 mm，由于采用米尺手工測(cè)量，測(cè)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(zhǎng)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(cè)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(cè)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(zhǎng)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(cè)量存在操作誤差，測(cè)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(cè)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(zhǎng)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(zhǎng)為1 885×10=18 850 mm。不論周長(zhǎng)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(wú)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(zhǎng)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(jiǎn)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(zhǎng)平分成一米多長(zhǎng)為一份，數(shù)值是真實(shí)的準(zhǔn)確無(wú)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(wèn)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(lái)方便，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)方法解決了一個(gè)復(fù)雜的平分問(wèn)題，不論是什么行業(yè)，只要是大型制品就存在誤差問(wèn)題，差值平分法是一個(gè)很好有效的解決誤差積累問(wèn)題，值得推廣。

[1] 一種新型的線(xiàn)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(cè)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(chēng)，隨著美洲的33個(gè)國(guó)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(guó)《新聞周刊》網(wǎng)站4月8日?qǐng)?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(wàn)計(jì)蚊卵的價(jià)廉物美的捕蚊器——它利用了一種汽車(chē)配件。

圖1 廢輪胎制作的捕蚊器

報(bào)道稱(chēng)，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(lèi)似于嘴巴的造型，其底部注滿(mǎn)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(mén)，可以使研究人員排出該裝置中的液體并對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾。

輪胎內(nèi)部向來(lái)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(chǎng)所——在這個(gè)類(lèi)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(guó)醫(yī)學(xué)昆蟲(chóng)學(xué)教授保羅?賴(lài)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?cè)诿绹?guó)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(lái)自日本的輪胎。從那時(shí)起，研究人員一直在全球跟蹤類(lèi)似的案例。

報(bào)道稱(chēng)，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(chóng)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(yíng)造出一個(gè)假“池塘”——即產(chǎn)卵的絕佳場(chǎng)所。而在捕蚊器的底部放有一根狹長(zhǎng)的紙條用來(lái)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?cè)趯?duì)液體進(jìn)行過(guò)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(huà)說(shuō)，捕蚊器使用的時(shí)間越長(zhǎng)，它就變得越有吸引力和越有成效。

報(bào)道稱(chēng)，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(wàn)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(shuō)，這種捕蚊器的靈感來(lái)自加拿大安大略省發(fā)生西尼羅病毒疫情期間采用過(guò)的一種類(lèi)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