最新TGSS-50型水平刮板输送机——机头段的catia三维设计与实现.doc

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1、图书分类号:密 级:毕业设计(论文)TGSS-50型水平刮板输送机机头段的catia三维设计与实现TGSS-50 HORIZONTAL SCRAPER CONVEYOR - CATIA THREE-DIMENSIONAL DESIGN AND REALIZATION OF THE MACHINE HEAD学生姓名班 级学院名称专业名称指导教师 毕业设计(论文)学位论文原创性声明本人郑重声明: 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已

2、在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名: 日期: 年 月 日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝,允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容,可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名: 导师签名: 日期: 年 月 日 日期: 年 月 日I摘要本论文是介绍如何对TGGS-50型水平刮板输送机-机头段CA

3、TIA 的三维设计与实现进行研究的,分析了影响其性能的各项因素,并进行了统计分析、设计计算与传动设计。桥头段主要分为以下几个部分:电机、减速器、出料斗、大、小链轮、头轮、轴承、链条、联轴器、箱体、主轴、轴承座、轴承左右端盖、螺母、平键、螺栓。CATIA是一款优秀的绘图软件,有极强的三维辅助设计能力,运用CATIA可以方便的构建悬架空间三维模型并能模拟其工作过程,进而对其优化设计,在曲面、曲线绘图方面尤其占据优势。根据已知因素绘制出各个零部件的CATIA三维视图,从而绘制出输送机机头段的CATIA三维视图。此外,本论文对产品的安装、试车、操作、维修保养、故障排除等方面也有所涉及。关键词 输送机

4、;CATIA; 机头段 ;三维设计AbstractThis paper is to describe how TGGS-50 Horizontal scraper conveyor - three-dimensional design and realization of the nose section CATIA research, analyzes the various factors that affect its performance and statistical analysis, design, calculation and transmission design . B

5、ridge segment is divided into the following sections: motor, reducer, a hopper, large and small sprocket, head wheels, bearings, chains, couplings, housing, shaft, bearing, bearing left and right end caps, nuts, flat key, bolts. CATIA is a good drawing software, a strong three-dimensional CAD capabi

6、lity, using CATIA can easily construct a three-dimensional model of the suspension space and can simulate the course of their work, and then optimize its design, surface, curve drawing particular aspects occupy advantage. Draw a three-dimensional view based on known factors in various parts of CATIA

7、, which draw a three-dimensional view CATIA conveyor head section. In addition, the paper of the product installation, commissioning, operation, maintenance, troubleshooting, and other aspects have also been involved.Keywords Conveyors CATIA Machine head three-dimensional designII目 录摘要IAbstractII1绪论

8、11.1概述11.2 CATIA软件介绍11.3水平刮板输送机工作原理和特点31.3.1 使用范围和特点31.3.2 主要结构41.3.3 工作原理41.4 本课题的设计目的和主要内容51.5 设计进度安排及要完成任务52 设计计算62.1已知工艺参数62.2输送量计算62.3刮板链条张力计算62.4电动机的功率计算72.5输送链的选择与设计82.6链轮设计102.7减速机计算选型112.8.齿轮的计设计122.8.1高速级的设计122.8.2 低速级齿轮的设计162.9轴的设计与校核192.10联轴器选择计算223 CATIA 绘图253.1 绘图主要步骤253.2 CATIA运动仿真314

9、 安装与实现334.1产品安装334.2 产品试车334.3实际操作344.4 生产中的维修保养344.5 常见的故障及排除方案34结束语35致谢36参考文献37附录38II1绪论1.1概述从出现到现在成为主流输送设备,刮板输送机的发展在不断进步,从设计到生产再到使用,输送机的缺点慢慢的被改善,目前已经成为重要的运输设备。我国刮板输送机的发展状况比价特殊,需要从两个方面看问题。一方面,相比较而言,我国对刮板输送机的研究比较早。因为我国主要使用的资源是煤炭,在发展的过程中,煤矿遇到的运输问题也是最多的,因此对于刮板输送机的研究也相对较多。自改革开放以来,对于用于煤 矿的刮板输送机也已经有了重大的

10、突破,也渐渐地掌握了其关键技术,输送机产品系列也越来越丰富。另一方面,我国的刮板输送机行业目前还处于初级阶段,对该行业的研究还不是太成熟。相对于我国,国外刮板输送机行业的发展方向已经转向长距离、大运量、高带速。刮板输送机技术跟以前也有了长足的进步,在目前的发展中,刮板输送机的核心技术已经成为了动态分析与监控,这项技术的开发应用,对输送机来说是一场革命,它有效的改善了输送机的可靠性,对输送机的运行状态能够实时的进行监控。目前来说,国外的研究要比国内快的多,他们在理论上有了新的突破同时又把理论应用到了实践当中。此外,国外在刮板输送机的功能多元化方面也有着较大的优势。他们在这方面已经有了很广的应用范

11、围,如大倾角刮板输送机、空间转弯刮板输送机和管装式刮板输送机等各种类型。现阶段,国外很多种类的输送机已经投入使用,另一些也已经处在研发设计当中。在选题之前,已经有很多人研究过这类的课题,但基本上都是二维CAD软件制图。的确,相对于人工绘图,CAD绘图可以更加方便地修改图纸,目前已经被应用于许多的行业的生产设计,但是CAD无论多么的方便都改变不了他是平面制图的事实,也就无法避免掉平面制图的弊端。平面制图因为是二维图,看起来比较抽象,需要专业的技术人员才能看懂,所以不利于输送机技术的发展与推广应用。因此,在这基础上,三维制图应用而生,其中CATIA设计在曲面造型方面有着独特的优势,对输送带的设计有

12、着极大的帮助。CATIA三维设计出来的刮板输送机,各个结构之间的约束关系表达的更清楚,整体更形象,不仅可以体现出设计者的设计思想,还能显现出各个零部件之间的装配与干涉关系,也有利于非专业人员参考。因此,本课题具有相当的必要性。1.2 CATIA软件介绍CATIA是达索公司的主打产品策划规划项目。被用作PLM一起解决问题的策略中的重要构成成分,他能够辅助制造商策划自己将来的产品,并且从产品的前期,仿真,阐发以及详细策划和装配维修,这中间几乎包括所有的工业设计流程。CATIA模块化产品系列提供的款式和造型策划,剖析和摹拟,产品策划,配置和系统项目,办理数码样本机器,机器生产。CATIA的产品依靠通

13、达及可升级的V5环境构造框架。通过使公司重视产品策划常识,减少研发时间,运用CATIA的处理方式,可以加速产品适应市场的需要。而且,自1999年以来,CATIA在各种场合上已经被大量地使用在数字化原型设计的过程,因而使它变成全球最受人追捧、使用范围最广的产品研发系统。CATIA产品提供了八种三维设计和仿真领域的解决方案,分别是:通用机械,电子电气,建筑,造船,航空航天,工厂设计,消费品和汽车。CATIA在弧面研究中尤其占据优势:1.Generic Shape Design英文缩写GSD,被用于创成式造型,是相当齐全的弧线操作工具以及最基本的弯曲平面组成构件,除了实现弧线操作以外,还能够实现延展

14、,桥接,光顺,修补片断,界限增添,连接,凹凸,旋转,扫描,切割,投影和高级投影以及倒角的功能。2.Free Style Surface英文缩写FSS,被用于自由风格造型,他可以说是将GSD功能进行了一定程度上的强化。3.Automotive Class A英文缩写ACA,被用来进行曲面编辑和曲面打滑,在其工作的时候,不会破坏原来的光滑表面,可以同时进行多个曲面乃至多个产品的同步操作。4.FreeStyle Sketch Tracer英文缩写FST,可用来绘制草图,能够仅凭三视图或者照片绘制出基本外形曲线。5.Digitized Shape Editor英文缩写DSE,可以绘制曲面,尤其擅长绘制

15、小三角片体。6.Shape Sculpter英文缩写QSE,和DSE的功能相反,被用来生成曲线。7.Shape Sculpter被用来修改小型三角体的外形,可以对其进行很多的操作,功能很强大,和CATIA的曲面操作一样。8.Automotive BIW Fastening汽车车身紧固,可以用来设计焊接方式以及焊接的各种尺寸。9.Image & Shape像捏泥人一样进行产品设计,可以非常方便、快速地进行产品外形设计,迅速实现心里的产品概念,免去复杂的绘制图烦恼。10.Healing Assistant一款功能强大的曲面缝补工具,将各种曲面曲面漏洞修补好。根据以上的的介绍,我们可以很清楚的认识到

16、,CATIA是一款优秀的绘图软件,有极强的三维辅助设计能力,运用CATIA可以方便的构建悬架空间三维模型并能模拟其工作过程,进而对其优化设计,在曲面、曲线绘图方面尤其占据优势,是一款功能极其强大、操作相对便捷的软件,完全符合我们的设计工作要求,因此我们选择了CATIA作为设计软件。1.3水平刮板输送机工作原理和特点1.3.1 使用范围和特点TGSS型水平刮板输送机能够分成三大类别,分别是:普通型、密封型以及特殊型。在实际的生产活动中,通常用于粮油的产品加工处理厂的库房、码头、轻型加工业、酿造等等各行业,被用来运送各种原材料、物料坯体等等小颗粒形态或者粉末形态的物品。不能用来运送容量大于的物料,

17、此外,温度高的、湿度强的、具有腐蚀性的块状的物料也不能传送。TGSS-50型水平刮板输送机和带式输送机、斗式提升机一样,是一种连续运载设备,它具有挠性牵引构建,可以在水平方向,倾斜方向以及垂直方向输送散装物料,经常被用来运输粮油、饲料加工厂原粮以及半成品和成品,尤其适合用在油脂加工厂中油料的输送以及粮食仓库粮食的输送。密封型水平刮板输送机能够用于输送容易挥发、容易渗入杂物的材料以及其它的一些容易被引燃、容易被引爆的材料。特殊型的水平刮板输送机有两层刮板、通风刮板、油刮板等类型,可以用来弥补普通的机械的不足之处。和其他的水平刮板设备相比,它的突出特点有:1、 该设施装备经常被用来在水平方向上传输

18、运送一些颗粒状及粉尘类的细小物料,并且可以能够在倾斜角150范围内输送。因此,在从一个地方进出物料的基础上,他还可以从不同的地方进出物料,并且可以输送具有毒性的、容易被引爆的、温度高的以及容易被吹走的物料,可以改善工人工作环境并且可以减少对于环境的污染。2、 该设备具有耐用、运转平稳、结构小尺寸、运送量大、低能环保、物料不容易破损等特性。3该设备结构简单,封闭性好,进出物料的装置简单实用,可以从多个地点进出物料,设备安置方式多种多样,可以随意安排,可以在同一时间多个方向进行物料的传输运送。4、 该设备的引导轨道使用的是密度高的具有很强耐磨性的塑料板或者是锰金属板,在机器外壳的侧面、底面都附有耐

19、磨性超强的锰金属板,可以极大地延长该设备的使用周期。5、 该设备的头、尾以及中间的机器外壳全部采用组装结构,进行各项操作更加的方便快捷有效。6、该设备的链条采用焊接弯板链,模锻链,套筒滚子链等,产品各项性能可靠,机械强度高,工作时能提供的拉力大,使用周期长。1.3.2 主要结构图1-1图1-2 结构原理图本次设计研究的重点是TGSS-50水平刮板输送机的机头段,是整个设备的动力输出端,其性能的好坏对设备有重要的影响,其主要组成部分有:机壳、轴承、轴承座、轴承左端盖、轴承右端盖、主轴、头轮、出料斗、支脚、大链轮、小链轮、链条、上盖板、左盖板、右盖板、电机、联轴器、减速器、减速器轴、支脚、平键、螺

20、栓、螺母等。本次设计最终将使用CATIA将以上零部件三维图绘制出,并组装出该设备的三维实体。1.3.3 工作原理进入输送机的物料将会受到刮板链条对其造成的压力以及其本身的重力,由此物料之间会产生内摩擦,从而使物料保持相对稳定的状态,并克服物料与输送机之间的摩擦力,使物料随着刮板链条被连续输送。头部和尾部链轮分别为驱动轮和张紧轮,链条啮合在头尾轮上,通过齿轮啮和实现产品驱动,链条被安置于机槽内部,刮板安装在链条上,可以用于输送物料,电机带动驱动轮通过带动链条以及张紧轮来带动刮板,从而实现物料的连续输送。该设备的驱动装置安装在机头段,而张紧装置安装在机尾涨紧轮所在的部分,他的进料口设置在机尾段机槽

21、的上面,而出料口设置在机头段机槽的下面。在刮板运送机运转的期间,不管是水平或垂直的运送,当材料从进口进来的封闭的机槽内之后,在刮板的作用力、物料所受到的地球引力等外力的作用下,会产生足够的内摩擦力,从而使散装材料能够克服摩擦力与重力并形成一个相对而言较为稳定的整体,在输送机的作用下以一个整体的状态向前进行输送。刮板链条是刮板与链条一体化的产物,它的作用是传递动力以及传送物料,是传递工作变得非常的方便、快捷。机槽是该设备的外部壳体,它可以起到将传动装置等密封以及承载其他零部件的作用,更重要的它还是物料输送的内部腔体,因此必须有良好的耐磨擦的性能。1.4 本课题的设计目的和主要内容本论文设计TGS

22、S-50型水平刮板输送机的方案是:1. 巩固和深化已有的知识,学习吸收基本的专业知识,提高综合运用这些知识来独立分析和解决实际问题的能力。2. 在第一点的基础上进行相关资料的搜集、查阅。2. 明确相关的指导方案,开始具体的设计,掌握CAD及CATIA等计算机绘图技能。3. 要了解实际情况,广泛地收集国内和国际层面的信息。4. 深入细致的调查研究,从经济,技术和解决问题的能力等方面进行全面分析。本课题的主要的设计内容:从实际出发,在现有设备TGSS-50水平刮板输送机的基础上进行设计和开发,设计性能参数如表2-1所示的水平刮板输送机。由于本次研究的是机头段,因此本设计将绘制出机头段各零部件以及机

23、头整体的CATIA三维视图,为了出图方便也会绘制CAD二维图,所有的图都通过计算机绘图绘制。1.5 设计进度安排及要完成任务表1-1 总的时间前进速度表时间事件第一个星期调查研究与此有关键联系的文章贡献材料,搜集寻找资料第二个星期全面的调研分析已收集的材料,并且提出而且辩论验证整个的研发方案第三个星期设计计算第四个星期设计计算第五个星期设计计算第六个星期绘制总装图的草图第七个兴趣绘制总装图的草图第八个星期正式绘制装配图第九个星期正式绘制装配图第十个星期正式绘制零部件图第十一个星期正式绘制零部件图第十二个星期正式绘制零部件图第十三个星期整理各项资料,写论文2 设计计算、。3 CATIA 绘图经过

24、以上的研究,对本次毕业设计所需要的大量参数已经有了一些了解,可以开展CATIA绘图,而这次毕业设计所需要绘制的CATIA图大概有:1、 各种型号的螺栓,它们的型号分别是:、2、 出料斗3、 大、小链轮4、 电机5、 电机轴6、 减速机7、 减速机轴8、 机头箱体9、 链条10、 联轴器11、 各种型号的螺母,它们的型号分别是:、12、 各种型号的平键,它们的型号分别是:、13、 头轮14、 上、左、右盖板15、 支脚16、 轴承,其型号为6191917、 轴承左、右端盖18、 轴承座19、 主轴CATIA具有有极其强大的辅助设计能力,在创成式造型、零件设计、装配设计方面应用广泛,新的V5界面也

25、更加实用。运用CATIA可以方便的构建悬架空间三维模型并能模拟其工作过程,进而对其优化设计,在曲面、曲线绘图方面尤其占据优势。3.1 绘图主要步骤先点开图标打开CATIA,然后从开始菜单中选取相应的项目进行绘图,以下是一些CATIA绘图的主要成果:1、由已知的各项数据绘制大小链轮的CATIA三维视图,如图3-1、3-2所示:图3-1 小链轮图3-2 大链轮2、由已知的各项数据绘制电机CATIA的三维视图,如图3-3所示:图3-3 电机23、由已知的各项数据绘制减速机的CATIA三维视图,如图3-4所示:图3-4 减速机4、由已知的各项数据绘制链条的CATIA三维视图,如图3-5所示:图3-5

26、链条5、由已知的各项数据绘制联轴器的CATIA三维视图,如图3-6所示:图3-6 联轴器6、由已知的各项数据绘制头轮的CATIA三维视图,如图3-7所示:图3-7 头轮7、由已知的各项数据绘制轴承61919的CATIA三维视图,如图3-8所示:图3-8 轴承619198、由已知的各项数据绘制主轴的CATIA三维视图,如图3-9所示:图3-9 主轴9、由已知的各项数据将以上绘制出的CATIA三维视图组装成刮板输送机,如图3-10、图3-11所示:图3-10 刮板输送机桥头段图3-11 多面视图3.2 CATIA运动仿真通过CATIA实现运动仿真的步骤:1. 仿真之前的准备检查各部件的技术要求以及

27、约束,为了避免约束之间的相互干扰,在不影响装配的情况下,我们要尽可能地减少约束,否则,有可能会影响到后面的运动仿真的进行。2. 运动仿真的操作命令首先点击“开始(S)”命令,然后选择“数字模拟”选项,再选择“DMU Kinematics”这个选项。完成上述步骤即可打开运动仿真的模式,然后开始进行后面的运动仿真的设置:(1)首先通过“插入(I)”建立一个新机制(New Mechanism)(2)然后开始对装配的部件进行约束的设置,通过旋转铰这个命令来进行设置,选中这个图标后点击其图标右下方的箭头,然后就会出现所有铰定义图标的菜单。上图中的各个铰接的名称分别为:旋转铰(Revolute joint

28、),棱镜铰(prismatic joint),圆柱铰(Cylinderical joint),螺纹铰(Screw joint),球铰(Spherical joint),平面滑动铰(Planner joint),刚性连接(Rigid joint),点-线铰,滑动曲线铰,滚动曲线铰,点-曲面铰,万向节铰,双万向节铰,齿轮铰,齿轮-齿条铰,缆绳铰,坐标系铰。至于上面所提到的各个铰接的具体介绍和使用方法,可以查询CATIA 机械运动分析与模拟实例一书。(3)点击这个图标图标,然后界面会出现如下图的一个对话框,随后就可以进行固定件的设置了。在合理设置完所有的铰接后,界面会跳出下面的对话框,然后就可以进行

29、运动仿真了。(a.)点击,会出现如下图所示运动模拟对话框,在里面可以进行变角和实数的范围的设置(b.)点击,将会出现如下图所示的模拟的对话框将动绘制视点和自动插入都勾选上,设置变角和实数的范围,最后点击开始键,然后就可以看到装配模型的仿真运动了。TGSS-50水平刮板板输送机桥头段的CATIA运动仿真,如图3-34所示:图3-34 运动仿真此运动仿真的顺利进行,证明了本设计之前所进行的各项研究的可行性与合理性,由此可以知道本设计所设计的机头段是可以合理工作的,各项性能也达到了本设计的基本要求,本次设计取得了圆满的成功。4 安装与实现4.1产品安装(1)安置前,应对各种零件检验,库存,分类,存储

30、,不得露天堆放,以避免腐蚀损坏。发现缺陷的部分,不符合要求的,更换或修理,应清洗干净。(2)刮板链是一个关键组成部分,应检查联合旋转的安装是灵活的,否则,应修剪,但不适用的润滑剂。(3)必须认真检查柜和启动装配的安置底子平台的规模,如果有意外的话应该适时改善进程。(4)做好充分准备,尤其是必要的安装材料和使用工具。(5)由钳工,装配工,电工和焊工专业的技术水平放在一起的安装队伍。(6)确定的基础和安装托架的水平用水平,然后进行修复。安装步骤:1.当根据大会图纸和工厂的要求安装连接标记每个部分安装机槽。2测量并调节机器并不总是线性和法兰接头,在尾轮的安装位置。3.安装刮板链。4.刮板链条安装后,

31、调整张紧装置,以确保适当的刮板链松紧度,并最终确保不超过一半的总行程的少打不开张力中风。5.安装驱动装置,从而牢固地安装在底座或支架平台。安装的基本要求1. 应确保机器的水平和垂直槽,特别是要确保机器罐壁的平整度,不允许法兰管件和轨界面上下,左右错位。2.运送头务必稳固地连接到安置支撑架,末尾部分和中间的部份恰当地稳固。3.第一轮,尾轮和导轮必须车轴应该是平行的。安装后,所有轴加润滑油及传动部件,然后加载和负载测试,方可投入使用后正常生产符合要求4.2 产品试车1、空运转必须进行安装后,怠速不小于一小时。2、该设备应慎重启动各种传输部分,清理杂物,润滑脂前检查。3、空运转的时候,如果发生异响,

32、应该立即停机检查。4、刮板链运行状态下检查是否有跑偏,卡碰现象等异常现象,并进行调整。5、使设备运行几个小时后,检查轴承发热的发生,链运行平稳,齿轮,链条啮合和调整过程。4.3实际操作(1)操作的时候也同样要遵循了“空载起动,怠速停机”的原则。作为后紧急关机,重启特殊情况下的结果,必须先慢跑了几圈,老虎机或适当排除材料; MC型和MZ17型开放下弧形过渡筑巢盖观察窗。(2)在工作过程中,要防止金属部件、散装材料或杂质进入机槽,以避免损坏设备或造成其它事故。(3)配置应该定期搜检全部的构件,特叔类别是链式的刮板和传输运动装备配置。为了保持正常状态,确保设备的正常运行,如果有丢失或损坏的部件应及时

33、修理或更换。(4)注意保证轴承的所有部件之间具有良好的润滑。4.4 生产中的维修保养1、操作人员应注意该设备的各种部件,链和栅板,风扇,马达,减速机的特别的情况下的操作。2、操作人员应该经常检查温度计,压力表的可靠性,避免出现问题无法发现。3、操作人员应该经常检查密封件和接头的磨损,及时更换,避免出现不必要的一些问题。4、注意设备每次清洁内部各阶级的灰尘堆积过多引起的灰尘风罩帆布,避免积尘太多造成自燃。5、每半年时间就要进行一次中修,大修的话一年一次,认真全面的检查设备的各种零部件,一丝不苟地做好设备维修保养工作。4.5 常见的故障及排除方案表4-1 常见的故障及排除发生故障的现象发生故障的原

34、因排除故障的方式1、刮板链条运行的时候有异声料中掺杂铁钉等异物链条松驰刮板链条发生跑偏,磕碰机壳严格区分物料类别,防止混料以及掺杂杂质给链条加紧调整链条位置,使其居中2、排出机构的湿空气温度高,而物料含水量高热空气走岔路,物料床铺料没有铺均匀,栅板部分没有物料料层不够厚实合理调整料位,使铺料合理化加厚料层,使其达到适当的厚度3、出料含水量过高热风的温度低,流量少,物料厚度不均匀蒸汽加热器有漏洞,热空气进入,含有水汽a.提高蒸汽供应量并加大蒸汽压力b.加大热空气流量停止运转检查加热器,对渗漏点进行补焊4、栅板下物料大量泄漏栅板严重破损停止机器运转,找到漏洞,并进行修补结束语上述的一些步骤是本次毕

35、业设计的主要内容。这次的结业研究设计不单单让我们对这次的课题TGSS-50型水平刮板输送机有了直观的了解,还使让我们学到了大量从课本中无法学到的知识,积累了大量经验,这对我们以后走出校园、面向社会以及对我们以后的工作生活、人际交往等等方面都有着相当重大的意义。大学毕业设计是对我们大学所学知识的应用的重要环节,所谓的学以致用就是这个意思,通过毕业设计的锻炼可以提高我们在实际的生产生活中进行一些调查研究以及观察问题、分析问题、解决问题的能力。我们在实际生产生活中学以致用的能力、发现、分析、解决问题的能力、活学活用、勇于创新的能力都得到了极大地锻炼和加强。致谢参考文献1成大先.机械设计手册M.北京.

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