差值平分法在大型橡胶制品中的应用

殷咏胜，陈伟山

(中橡集团沈阳橡胶研究设计院，辽宁 沈阳 110021)

差值平分法在大型橡胶制品中的应用

殷咏胜，陈伟山

(中橡集团沈阳橡胶研究设计院，辽宁 沈阳 110021)

在大型橡胶制品的均布孔距问题上，提出一种新型解决方法，即差值平分法，可使孔距误差控制在工艺允许范围内。文中给出具体算法和应用实例。此法简单易行，值得推广。

差值平分法；均分；大型制品；橡胶；误差

差值平分法是在实践中总结出来的一套数学方法，用来解决大型闭合环状胶布制品的均布孔距的问题。橡胶制品是弹性体，尺寸经常会随着外力的作用、环境温度的变化而伸长或缩短，再加上因形状复杂而导致人工测量存在累积误差，所以很难准确测量出产品的实际周长。通常大家都会想到两种方法：一种采用平分的方法来处理，首先将周长平均分成2份，然后再分4份、8份、16份，一直分到实际的孔距。因为产品尺寸大，这种做法在实际应用中很难操作，经常出现因等分尺寸不准而重复测量操作6、7次，最后还是不准确。另一种方法是采用一段标准样板来平分孔距，由于在操作中每个孔距都存在微小的误差，到最后就会积累出很大的误差，不是多几个孔就是少几个孔，很难保证孔数正好而且均布。这两种方法都很难解决平分均布的问题，存在两大缺点：第一，误差大，多次重复劳动使生产效率降低；第二，精度低，达不到生产要求，产品合格率低。经过研究与实践差值平分法是最好的解决方法，此方法最适合解决周长测量不准特点的弹性体平分孔距的问题。只需操作两次，此方法不但提高了生产效率，而且合格率大大提高。此方法是一种将累积误差分散的数学方法，解决了因测量误差和生产误差所带来的一系列问题。这种数学方法在实际应用中，不但适用于橡胶产品，而且在其他行业产品中的应用也具有重要意义。

1 应用实例

随着我国核电事业的发展，核电站用橡胶隔膜的用量逐年增多。差值平分法成功的应用在大型核电站用橡胶隔膜的均布孔距的问题。核电站用橡胶隔膜是一种巨大锥台结构的封闭环状的大型胶布制品，应用在核电站RPE补给水贮存箱、TEP蒸馏水监测槽、核岛疏水及硼回收系统。在使用中，橡胶隔膜上端有240个均布孔与罐体的活动浮顶连接，下端有250个均布孔与罐体的中部连接（参见图1）。在使用中，罐体内充满去离子高纯水将浮顶顶起，靠橡胶隔膜来密封，当浮顶移动到罐体顶端时，橡胶隔膜也被拉直，罐体顶端的传感器就会起动，罐体就停止注水。核电站用橡胶隔膜的具体尺寸见表1。

表1 核电站用橡胶隔膜尺寸表

由于橡胶隔膜属大型胶布制品，产品在成型前与成型后的收缩十分严重。再加上手工成型、热压合等都存在误差，所以橡胶隔膜成品的上下端周长与计算值误差加大，有时上差有时下差，很难控制，但只要在公差之内就可以使用，因为整个产品很大，公差与整个周长来比所占比例很小，每个橡胶隔膜成品的周长尺寸都存在差异，所以不能用同一标准来处理。成品的误差虽然大，但差值平分法就可以将积累误差分撒到各个孔中，比如公差在60 mm左右，那么60÷250=0.24 mm，孔与孔之间的误差只有不到0.3 mm，这么小的误差在隔膜安装螺栓时可以忽略不计。所以差值平分法是行之有效的均分方法。参见图2。

图1 核电站用橡胶隔膜示意图

图2 橡胶隔膜结构图

2 具体操作

例如：橡胶隔膜下端理论周长为18 793 mm，先将理论周长平均分成10份的长度为1 879.3 mm，由于采用米尺手工测量，测量精度只能在1 mm内，所以1 879.3 mm≈1 879 mm。首先在任意位置确定一个起点，然后按每段1 879 mm的数值在隔膜的周长上连续划10段，由于存在误差，所以第10段的终点与第1段的起点不重合，测量终点与起点之间的距离，这个距离就是误差值。比如测得误差值为60 mm，这个误差是10份的误差，然后将误差值分成10份，60÷10=6 mm，6 mm就是其中1份的误差，再将1份误差加到1份的计算值中，1 879+6=1 885 mm，这就是隔膜实际周长十等份的数值，但是不用重新按1 885的实际数值划分，因为人的操作测量存在操作误差，测量的尺寸越大误差就越大。所以只需在每一个原等分点后面加上或减去差值就可以了。设起点为0，在第1个点的基础上增加6 mm的距离，因为6 mm的距离很小，所以操作测量误差就很小可以忽略不计。依次在第2个点增加6×2=12的距离，在第3个点增加6×3=18的距离，因为每次增加一个平分差值，相邻的距离就会减少一个平分差值，所以后一段要增加平分差值的倍数，才能保证每段的距离相等。第 9个点增加 6×9=5 4 m m的距离。到此为止整个周长就按实际的数值平均分成10份，每份的距离为1 885 mm，这个数值是真实的，从而得出隔膜的真实周长为1 885×10=18 850 mm。不论周长的误差有多大，都会按实际尺寸进行平分而准确无误。按此原理再将每1/10份平均分成5份，最后再每1/50份平均分成5份，这样就将整个周长按照实际的尺寸平均分成250份。由于是将误差值平分后增加到每1份中，故被命名差值平分法。

差值平分法实际是一种数学方法，简单容易操作，而且效率高，只需划一遍，再校对一遍，就将十多米的周长平分成一米多长为一份，数值是真实的准确无误的，有效的将累积误差分散，使误差缩小到可以忽略不计。这种方法不但适用于大型橡胶制品的均分问题，而且也可以推广到其它行业的大型制品中使用。差值平分法的创立给实际生产带来方便，提高了生产效率和产品质量。用一个简单的数学方法解决了一个复杂的平分问题，不论是什么行业，只要是大型制品就存在误差问题，差值平分法是一个很好有效的解决误差积累问题，值得推广。

[1] 一种新型的线性分段插值法的研究.模具制造.

[2] 最大差值最小化方法拟合响应面函数.北京力学会第十六届学术年会论文集.

[3] 差值检测法在城区建筑变化中的应用 .地理空间信息.

科学家用废轮胎制作高效捕蚊器抗击寨卡

美媒称，随着美洲的33个国家和地区现在被认定为寨卡疫区，人们迫切需要一种对付这一流行病的办法。但是由于疫情传播最迅速的地区经费有限，对于一种具有高成本效益的解决方案的需求显得更为紧迫。

ovillanta捕蚊器由旧轮胎、牛奶状液体和纸条组成。

据美国《新闻周刊》网站4月8日报道，得益于加拿大和墨西哥研究人员的创造力，我们或许刚刚获得了一种办法。在7日上午发布的一篇论文中，研究人员披露了一种能够在几个月的时间内杀死数以万计蚊卵的价廉物美的捕蚊器——它利用了一种汽车配件。

图1 废轮胎制作的捕蚊器

报道称，这种名为ovillanta的装置实际上是由两段废旧轮胎组成的捕蚊器。这两段被切割成半圆形的旧轮胎被组合在一起并形成类似于嘴巴的造型，其底部注满一种以牛奶为基液配制成的溶液，用于吸引蚊子。在ovillanta装置的底部设有一个用于释放液体的阀门，可以使研究人员排出该装置中的液体并对其进行过滤。

轮胎内部向来是蚊子的滋生地。轮胎可以保留热量、保存水分并收集有机的雨水，它们构成了蚊子理想的繁衍生息场所——在这个类似于孵化器的地方，雌性蚊子可以安全地进行繁殖。携带寨卡病毒及其他传染性病原体的埃及伊蚊尤其喜欢轮胎。

法国医学昆虫学教授保罗•赖特尔曾在2012年告诉《纽约人》周刊：“我们用数不清的旧轮胎拉着蚊子周游世界。”他是对的。1985年，当人们在美国得克萨斯州休斯敦发现一个庞大的白纹伊蚊群的时候，官员们追根溯源查到来自日本的轮胎。从那时起，研究人员一直在全球跟踪类似的案例。

报道称，利用轮胎对蚊子的吸引力，加拿大和墨西哥的这些研究人员发现了一种将计就计消灭这些害虫的办法。轮胎把蚊子吸引到ovillanta捕蚊器中，研究人员在这种捕蚊器内部营造出一个假“池塘”——即产卵的绝佳场所。而在捕蚊器的底部放有一根狭长的纸条用来收集蚊卵。每隔几天，研究人员取出纸条，杀死上面的蚊卵。

他们在对液体进行过滤之后将其重新注入捕蚊器内，以便让雌蚊在产卵时释放的外激素能够吸引更多的蚊子。这种外激素是雌蚊释放的一种“香”气，它让其他蚊子知道这里是一个可以安全产卵的地方。换句话说，捕蚊器使用的时间越长，它就变得越有吸引力和越有成效。

报道称，在10个月的时间跨度内，研究人员在危地马拉用84个ovillanta捕蚊器杀死了1.8万枚伊蚊卵。这种捕蚊器除了效能高之外，还易于制作，且成本低廉。

此外，这种利用旧轮胎、牛奶状液体和纸条制作的捕蚊器是一种成本效益极高的解决方案。在论文的下方，研究人员提供了一个链接，向公共卫生工作人员介绍了如何自行制作ovillanta捕蚊器。论文第一作者、加拿大劳伦琴大学的赫拉尔多•乌利瓦里说，这种捕蚊器的灵感来自加拿大安大略省发生西尼罗病毒疫情期间采用过的一种类似设计。

摘编自“中化新网”

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

殷咏胜（1976—），男，高级工程师，主要从事橡胶工艺、结构设计及有限元分析工作。

2015-12-03