CN101518797B - 微型薄壁钢槽丝连续成型机 - Google Patents

Abstract

一种微型薄壁钢槽丝连续成型机。它主要是解决钢丝轧扁后的通电性能和尺寸不稳定，尺寸精度难以保证，厚度、宽度误差较大等问题。主要由压紧张力机构、导丝机构、成型机构、成型控制机构、成型机架、电动机、减速机构、压丝机构、收丝盘总成、收丝机架、收丝机构、轨道、电气控制柜和下丝机构组成，主要用于连续轧制高精度钢槽丝等。

Description

微型薄壁钢槽丝连续成型机

技术领域

本发明涉及一种微型薄壁钢槽丝连续成型机。

背景技术

目前，微型薄壁钢槽丝主要用于制伞业中的槽形伞骨，也可用于其它方面。微型薄壁钢槽丝的形状主要有U型、V型和其它类似形状。用于伞骨的钢槽丝生产主要由轧扁钢丝经冷轧、退火、成型生产工艺流程组成，其生产设备主要依赖于进口。国外现有生产工艺是冷轧-收丝，然后离线进加热炉、退火池进行退火处理，然后成型-收丝；其发展方向是冷轧-退火-成型-收丝连续生产工艺流程，退火处理在同一条线上完成，以提高生产效率，降低劳动强度，减小钢丝浪费。10多年来，国产化设备研制没有取得突破性进展，主要原因是前道工序难以满足后续工序的工艺和质量要求，尤其是钢丝轧扁后的通电性能和尺寸不稳定，不能保证退火、成型之后的后续工艺要求，甚至不能成型。冷轧扁钢丝的尺寸精度难以保证，厚度、宽度误差较大，已有成型机不能消除扁钢丝存在的这些缺陷，从而难以保证钢槽丝的形状精准度要求；此外，生产工艺不连贯，包括进口设备，主要采用冷轧-收丝-离线退火-成型-收丝工艺，导致产品的成品率不高，材料浪费比较大，企业的经济效益低。

微型薄壁钢槽丝生产的关键技术是，一要轧制出符合尺寸和形状精准度要求的扁钢丝，二要成型出能够满足尺寸和形状精准度要求的钢槽丝。很多进口设备的成型机为卧式结构，结构复杂。本发明专利微型薄壁钢槽丝成型机为立式结构，结构相对较简单，能够消除扁钢丝存在的精度不足对成型的影响，具有先进的技术水平。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生产高品质微型薄壁钢槽丝连续成型机。

本发明的目的是通过如下途径实现的：微型薄壁钢槽丝成型机，它主要由压紧张力机构(1)、扁丝导丝机构(2)、成型机构(3)、成型控制机构(4)、钢槽丝导丝机构(5)、成型机架(6)、电动机(7)、减速机构(8)、压丝机构(9)、收丝盘总成(10)、收丝机架(11)、收丝机构(12)、轨道(13)、电气控制柜(14)和下丝机构(15)等组成，其总装图如图1所示，本成型机采用连续成型生产工艺，完成经退火处理后的冷轧扁钢丝的成型和收丝生产流程；本成型机既可用于冷轧-退火-成型-收丝连续生产工艺的钢槽丝成型，又可用于离线退火生产工艺的钢槽丝成型，可取代现有进口钢槽丝成型设备。

收丝机架(11)水平安装在地面上，成型机架(6)安装在收丝机架(11)的上方，收丝机架(11)和成型机架(6)的上平面需要水平安装；收丝机架(11)用于安装电动机(7)、减速机构(8)、压丝机构(9)和收丝盘总成(10)，成型机架(6)用于安装压紧张力机构(1)、扁丝导丝机构(2)、成型机构(3)、成型控制机构(4)和钢槽丝导丝机构(5)，轨道(13)水平安装在收丝机架(11)内的地面上，收丝机架(11)安装在轨道(13)上。

成型机构(3)由成型凸模机构和成型凹模机构组成，垂直安装在成型底板44上，成型底板44需要水平安装在成型机架上。成型凸模机构的主要组成部分是凸模51、凸模压板52、凸模垫块53、凸模轴54等零件，成型凹模机构的主要组成部分是凹模轴55、凹模垫块56、凹模57和凹模中片58等零件；凸模7用于控制钢槽丝的槽宽和槽形，两边由凸模压板52和凸模垫块53通过螺栓压紧在凸模轴54上；凹模中片58用于控制钢槽丝的丝宽，两边由凹模垫块56和凹模57通过螺栓压紧在凹模轴55上。

成型控制机构(4)水平安装在成型底板(44)上，由凸模控制机构和凹模控制机构组成。凸模控制机构控制成型凸模机构的上下位置，其主要组成部分是手轮45、大螺座46、水平调整座47、调整螺杆48、小螺座49、水平滑块50、水平调整板17，调整螺杆48水平安装在大螺座46和小螺座49上，通过水平调整板17与水平滑块50相联，转动手轮即可水平移动水平滑块50，从而水平移动成型凸模机构；凹模控制机构控制成型凸模机构的水平位置(前后位置)，其主要组成部分是垂直滑块59、垂直调整座16、丝杆架板18、下托板19、垂直调整板20，其调整螺杆和螺座与凸模控制机构相同，调整螺杆48垂直安装在大螺座46和小螺座49上，通过垂直调整座16与垂直滑块59相联，转动手轮即可垂直移动垂直滑块15，从而垂直移动成型凹模机构。由于凸模控制机构和凹模控制机构能够分别水平、上下移动，以调整凸模机构和凹模机构，从而可消除成型机构(3)本身存在的结构精准度误差和运动误差问题，满足钢槽丝成型形状的精细要求，在成型机构(3)满足成型形状的基本要求的条件下，使得微型薄壁钢槽丝成型精度要求得到保证。

压紧张力机构通过底座30竖直安装在成型底板44的端面，其主要组成部分是压紧张力底板21、压紧张力盖板22、固定耐磨板23、可动耐磨板24、支架25、弹簧26、调整螺母27、架板28、拉杆29、底座30。底座30安装在成型底板(44)的端面，固定耐磨板23、可动耐磨板24安装在压紧张力底板21上，与水平面相垂直，与扁钢丝相平行，固定耐磨板23和可动耐磨板24直接与扁钢丝摩擦，产生一定的摩擦力，其大小可通过调整螺母27和弹簧26进行调整。拉杆29用于穿丝时提起可动耐磨板24，使得穿丝轻松、顺利，穿丝结束后松开拉杆29，使得可动耐磨板24将扁钢丝紧压在固定耐磨板23上，产生一定的摩擦力，增强运转的平稳性。

压丝机构(9)水平安装在收丝架上，以一定的压力与收丝盘接触。压丝机构(9)的主要组成部分是压丝轮31、压丝轮轴32、压丝轮轴叉33、弹簧34、压丝支座35、导向螺杆36。压丝轮31的结构特点是上小下大，下部有一突缘，突缘高度约为10mm，突缘直径比上部圆柱体的直径在4mm左右，保证压丝轮31既可压住钢槽丝，又不至于过度压着收丝盘，同时，还可以防止钢槽丝下滑，引起不正常落丝。导向螺杆36用于在压丝轮轴叉33的水平移动过程中，保证压丝轮轴叉33除了伸缩运动外，不会产生绕轴运动，从而保证压丝轮31压丝稳定。压丝力的大小可通过选择合适的弹簧实现，生产中对该压力的要求不太高。

本专利采用采取垂直下丝方式，对收丝盘的结构有些特别要求。收丝盘总成(10)与水平面相垂直安装在收丝机架(11)上，其结构牲是采用变锥度的小圆锥体结构，这种上大下小的锥度很小的圆锥体既可以保证收丝力充足，为成型提供足够的拉力，由于存在一个很小的锥度，使得下丝机构(15)的下推力较小即可顺利下丝，减小下丝、收丝时钢槽丝的变形和不稳定。收丝盘垂直剖面的外圆锥面可分为3段，自上至下分别为圆弧段、小锥度段、较大锥度段，其中的小锥度段的锥度为1度左右，较大锥度段的锥度为10度左右。

收丝盘总成(10)的结构特点保证有利于下丝，因此，本专利的下丝机构非常简单。下丝机构的主要零件是1块厚度为10mm左右的耐磨钢板，接近收丝盘的一侧的圆弧直径与收丝盘上部的外径相同，安装在离收丝盘外圆锥表面约1mm处，可根据需要选择或调整与水平面之间的安装角度，使得下丝合适，以避下丝中钢槽丝的扭曲变形过大，或者下丝不顺畅。

通过合理布置扁丝导丝机构(2)、成型机构(3)、成型控制机构(4)、钢槽丝导丝机构(5)，以优化扁钢丝和钢槽丝的运行路径的运行路线。扁丝导丝机构(2)、成型机构(3)、成型控制机构(4)、钢槽丝导丝机构(5)使得扁钢丝和钢槽丝的走丝路径科学合理，消除了扁钢丝的冷轧应力，并使得扁钢丝进行平稳，同时，可以调整钢槽丝的弯度。扁丝导丝机构(2)由6个扁丝导向轮总成组成，扁丝导向轮总成主要由导向轮盖板38、导向轮轴39、调整垫片40、下垫片41、扁丝导向轮43组成。钢槽丝导丝机构(5)由3个钢槽丝导向轮总成组成，其中第一、第三个为扁丝导向轮总成，第二个弧形槽导向轮总成，以适合钢槽丝的圆弧面；钢槽丝导丝机构(5)用以调整钢槽丝的弯度，使得收丝机构拉丝、下丝稳定，收丝平稳；钢槽丝导向轮总成主要由导向轮盖板38、导向轮轴39、调整垫片40、下垫片41、槽丝导向轮42组成。扁丝导向轮总成和钢槽丝导向轮总成均水平安装在成型底板(44)上，每个导向轮总成均可在成型底板(44)上调整安装位置，以保证扁丝和钢槽丝在运行中达到最佳状态。

微型薄壁钢槽丝成型机生产的钢槽丝具有外观质量好、尺寸精度高等优点，此外，本发明专用成形设备使得产品质量易于保证并且材料浪费小；与进口专用成形设备相比，还具有设备投资小、生产效率高等优点；本发明专用设备的推广应用将产生显著的社会效益和经济效益。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明微型薄壁钢槽丝成型机总装图；

图2为成型机构-成型控制机构装配图；

图3为凸模控制机构装配图；

图4为凹模控制机构装配图；

图5为压紧张力机构装配图主视图；

图6为图5的剖视图；

图7为压丝机构装配图；

图8收丝轮示意图

图9为收丝轮局部放大图；

图10为成型走丝示意图；

图11为钢槽丝导向轮总成装配图；

图12为扁钢丝导向轮总成装配图。

具体实施方式

如图1至图12所示，微型薄壁钢槽丝成型机，压紧张力机构(1)、扁丝导丝机构(2)、成型机构(3)、成型控制机构(4)、钢槽丝导丝机构(5)、成型机架(6)、电动机(7)、减速机构(8)、压丝机构(9)、收丝盘总成(10)、收丝机架(11)、收丝机构(12)、轨道(13)、电气控制柜(14)和下丝机构(15)等组成；

电动机(7)的动力通过减速机构(8)驱动收丝盘总成(10)旋转，收丝盘总成(10)带动缠绕在盘上的微型薄壁钢槽丝与其一起转动，为成型提供动力，电气控制柜(14)电动机(7)的转速，实现对成型及收丝速度的控制。转动过程中，压丝机构(9)将微型薄壁钢槽丝以适当的压力压紧在收丝盘总成(10)的外侧圆柱面上，以产生大小合适的压丝力，防止微型薄壁钢槽丝下滑、起拱和不正常落丝，压丝力的大小可以调整；通常需要在收丝盘总成(10)的外侧圆柱面缠绕上4-6圈微型薄壁钢槽丝，以产生足够的摩擦力，拉动成型机构(3)一起转动，收丝盘总成(10)的外侧圆柱面需要有适当的缩口，以保证微型薄壁钢槽丝既能够顺利下丝，又能够紧贴外侧圆柱面而不明显打滑，保证落丝顺利；收丝盘总成(10)带动收丝机构(12)同步转动，将落下的微型薄壁钢槽丝收成圈，在收丝机构(12)收集了一定的微型薄壁钢槽丝后停机，将收丝机构(12)沿轨道(13)推出收丝机架(11)，取出钢槽丝。

冷轧扁钢丝在收丝盘总成(10)的拉动下，经过压紧张力机构(1)、扁丝导丝机构(2)、成型机构(3)和成型控制机构(4)后，成型成所需形状的微型薄壁钢槽丝，然后通过收丝盘总成(10)和下丝机构(15)落在收丝机构(12)的收丝架上；收丝机构(12)可以在轨道(13)上水平移动，也可以在收丝盘总成(10)的带动下旋转。

收丝机架(11)水平安装在地面上，成型机架(6)安装在收丝机架(11)上的上方，收丝机架(11)和成型机架(6)的上在平面需要水平安装；收丝机架(11)用于安装电动机(7)、减速机构(8)、压丝机构(9)和收丝盘总成(10)电动机(7)、减速机构(8)、压丝机构(9)、收丝盘总成(10)和电气控制柜(14)；成型机架(6)用于安装压紧张力机构(1)、扁丝导丝机构(2)、成型机构(3)、成型控制机构(4)和钢槽丝导丝机构(5)，成型机构(3)由扁丝导向机构、成型凸模机构、成型凹模机构和钢槽丝导向机构组成；轨道(13)水平安装在收丝机架(11)下部内侧的地面上，收丝机架(11)安装在轨道(13)上部。

电气控制柜(14)和减速机构(8)能够为成型提供适当的速度，为起动、不同速度要求下的成型提供多档转速，减速机构(8)可防止较大幅度的反转。压丝机构(9)所产生的压力能够防止钢槽丝产生不正常运动，使成型过中钢槽丝不会自由下落，并为正常下丝提供保证。采取垂直下丝工艺，收丝盘总成(10)与水平面相垂直，收丝盘总成(10)的收丝部分采用圆锥体结构--上大下小的锥度很小的圆锥体，这样既可以保证收丝力充足，为成型提供足够的拉力，又可以保证垂直下丝顺利，由于存在一个很小的锥度，使得下丝机构(15)的下推力较小即可顺利下丝，减小下丝收丝的钢槽丝变形和不稳定。压紧张力机构(1)安装在成型机构前，用弹力结构压紧轧扁钢丝，产生大小合适的摩擦力，使得成型更加平稳，钢槽丝收口到位，槽形更加稳定；钢槽丝导丝机构(5)可以调整钢槽丝的弯度，使得收丝盘总成(10)拉丝、下丝稳定，收丝平稳。

本发明微型薄壁钢槽丝成型机由于成型机构(3)的结构特征，设计安装了成型控制机构(4)，可以对钢槽丝的形状和尺寸进行精准调整，保证了所成型的钢槽丝质量好、精度高；压紧张力机构(1)和压丝机构(9)，保证了钢槽丝的成型质量符合工业生产要求；由于收丝盘总成(10)的结构特征，以及设计安装了钢槽丝导丝机构(5)、压丝机构(9)和下丝机构(15)，使得钢槽丝下丝和收丝平稳顺利。

本发明微型薄壁钢槽丝成型机的工作过程如下：

电动机(7)驱动减速机构(8)旋转，减速机构带动收丝盘总成(10)转动，收丝盘给冷轧扁钢丝合适的拉力，为成型提供动力，缠绕在收丝盘上的冷轧扁钢丝在收丝盘总成(10)的拉动下，经过压紧张力机构(1)、扁丝导丝机构(2)、成型机构(3)和成型控制机构(4)后，成型成所需形状的微型薄壁钢槽丝，然后通过收丝盘总成(10)和下丝机构(15)落在收丝机构(12)的收丝架上；收丝机构(12)可以在轨道(13)上水平移动，也可以在收丝盘总成(10)的带动下旋转；电气控制柜(14)控制电动机(7)的转速，实现对成型及收丝速度的控制。

压紧张力机构(1)安装在成型机构之前，用弹簧结构压紧轧扁钢丝，通过调整弹簧力的大小，产生大小合适的摩擦力即张力，使得成型更加平稳，钢槽丝收口到位，槽形很加稳定，成型的适用能力也得到保证。

扁丝导丝机构(2)由6个扁丝导向轮组成，用以消除冷轧扁钢丝的冷轧应力，减少成型过程中钢丝开裂和形状不稳定现象，基本消除扁丝进丝过程中的波动现象，使得进丝、成型平稳可靠。

成型凸模机构和成型凹模机构为被动机构，在收丝盘驱动下，随着钢槽丝一起转动，在转动过程中，由于成型凸模机构将扁钢丝压入成型凹模机构内，在钢丝进给过程中，扁钢丝被压成所需要的槽形。

成型控制机构(4)由凸模控制机构和凹模控制机构两大部分组成，凸模控制机构实现对槽丝成型的前后调整，凹模控制机构实现对槽丝成型的上下调整，调整方式均为螺旋-道轨调整，凸模控制机构通过螺旋机构调整凸模机构在水平面上的前后位置，凹模控制机构通过螺旋机构调整凹模机构在垂直方向的位置，消除成型机构(3)本身存在的结构精准度和成型运动误差问题，满足形状的精细要求，在成型机构(3)满足成型形状的基本要求的条件下，使得微型薄壁钢槽丝成型精度要求得到保证。

转动过程中，对不同尺寸的钢槽丝所需要的压力大小通常不同，压丝机构(9)将微型薄壁钢槽丝以适当的压力压紧在收丝盘总成(10)的外侧圆柱面上，以产生大小合适的压丝力，防止微型薄壁钢槽丝下滑、起拱和不正常落丝，压丝力的大小可以调整，压力调整方式为弹簧调整，压丝机构(9)所产生的压力能够防止钢槽丝产生不正常运动，使成型过中钢槽丝不会自由下落，并为正常下丝提供保证。

通常需要在收丝盘总成(10)的外侧圆柱面缠绕上4-6圈微型薄壁钢槽丝，以产生足够的摩擦力，拉动成型机构(3)一起转动，收丝盘总成(10)的外侧圆柱面需要有适当的缩口，以保证微型薄壁钢槽丝既能够顺利下丝，又能够紧贴外侧圆柱面而不明显打滑，保证落丝顺利；收丝盘总成(10)带动收丝机构(12)同步转动，将落下的微型薄壁钢槽丝收成圈，在收丝机构(12)收集了一定的微型薄壁钢槽丝后停机，将收丝机构(12)沿轨道(13)推出收丝机架(11)，取出钢槽丝。

本成型机采用垂直下丝工艺，收丝盘总成(10)与水平面相垂直，收丝盘总成(10)的收丝部分采用圆锥体结构--上大下小的锥度很小的圆锥体，如图7A、图7B所示；上部倒锥形结构的锥度很小，这样可以保证收丝力充足，为成型提供足够的摩擦力；下部倒锥形结构的锥度较大一些，使得下丝机构(15)的下推力较小即可顺利下丝，保证垂直下丝顺利，减小下丝和收丝过程中钢槽丝的变形和不稳定。

电气控制分为自动控制和手动控制两种模式，当系统处于自动控制模式时，成型机转速由变频调速、PAD与位移传感器控制，当系统处于手动控制模式时，成型机转速由变频调速、位移传感器和手动档位控制；电气控制配合减速机构(8)能够为成型提供适当的速度，为起动、不同速度要求下的成型提供多档转速，减速机构(8)可防止较大幅度的反转。

本发明涉及微型薄壁钢槽丝成型机，它由由压紧张力机构(1)、扁丝导丝机构(2)、成型机构(3)、成型控制机构(4)、钢槽丝导丝机构(5)、成型机架(6)、电动机(7)、减速机构(8)、压丝机构(9)、收丝盘总成(10)、收丝机架(11)、收丝机构(12)、轨道(13)、电气控制柜(14)和下丝机构(15)等组成。微型薄壁钢槽丝成型机具有连续成型的工艺特点，具有进丝、成型、下丝平稳等优点，本成型机生产的钢槽丝具有形状稳定、尺寸精度高等优点；此外，本发明专用成形设备使得产品质量易于保证并且材料浪费小，比同类进口设备性价比更高，设备价格不到进口设备的1/6，设备投资回报率高，企业经济效益好；全球伞类产品的90％产于中国，微型薄壁钢槽丝在制伞业中得到了广泛应用，目前市场上的钢槽丝供不应求，本发明专用设备的推广应用无疑将产生显著的社会效益和经济效益。

图1至图12中零部件代号说明如下：

1，压紧张力机构；2，扁丝导丝机构；3，成型机构；4，成型控制机构；5，钢槽丝导丝机构；6，成型机架；7，电动机；8，减速机构；9，压丝机构；10，收丝盘总成；11，收丝机架；12，收丝机构；13，轨道；14，电气控制柜；15，下丝机构；60，压力张紧机构；61，成型机构；62，导丝机构；63，电动机；64，减速机构；65，收丝盘；66，压丝机构；67，下丝机构；68，收丝机架；69，收丝机构；70，轨道；71，成型机架；72，电气控制柜；73，成型控制机构；74，凸模控制机构；75，成型凸模机构；76，成型凹模机构；77，凹模控制机构。

其余16-59代号零件见下表：

            16-59序号零件代号零件表

零件代号	名称	零件代号	名称
				45	手轮	23	固定耐磨板
46	大螺座	24	可动耐磨板
				47	水平调整座	25	支架
48	调整螺杆	26	弹簧
				49	小螺座	27	调整螺母
50	水平滑块	28	架板
				51	凸模	29	拉杆
52	凸模压板	30	底座
				53	凸模垫块	31	压丝轮

54	凸模轴	32	压丝轮轴
				55	凹模轴	33	压丝轮轴叉
56	凹模垫块	34	弹簧
				57	凹模	35	压丝支座
58	凹模中片	36	导向螺杆
				59	垂直滑块	37	收丝轮
16	垂直调整座	38	导向轮盖板
				17	水平调整板	39	导向轮轴

18	丝杆架板	40	调整垫片
				19	下托板	41	下垫片
20	垂直调整板	42	槽丝导向轮
				21	压紧张力底板	43	扁丝导向轮
22	压紧张力盖板	44	成型底板

Claims (5)

1.一种微型薄壁钢槽丝成型机，其特征在于：由压紧张力机构(1)、导丝机构、成型机构(3)、成型控制机构(4)、成型机架(6)、电动机(7)、减速机构(8)、压丝机构(9)、收丝盘总成(10)、收丝机架(11)、收丝机构(12)、轨道(13)、电气控制柜(14)和下丝机构(15)组成；导丝机构包括扁丝导丝机构(2)和钢槽丝导丝机构(5)；

收丝机架(11)水平安装在地面上，成型机架(6)安装在收丝机架(11)的上方，收丝机架(11)和成型机架(6)的上平面需要水平安装，收丝机架(11)上安装有电动机(7)、减速机构(8)、压丝机构(9)、收丝盘总成(10)和电气控制柜(14)，电气控制柜(14)用于安装电气控制系统的电气器件，成型机架(6)上安装有压紧张力机构(1)、扁丝导丝机构(2)、成型机构(3)、成型控制机构(4)和钢槽丝导丝机构(5)，轨道(13)水平安装在收丝机架(11)内侧下方的地面上，收丝机架(11)安装在轨道(13)上；

冷轧扁钢丝在收丝盘总成(10)的拉动下，经过压紧张力机构(1)、扁丝导丝机构(2)、成型机构(3)和成型控制机构(4)后，成型成所需形状的微型薄壁钢槽丝，然后通过收丝盘总成(10)和下丝机构(15)落在收丝机构(12)的收丝架上；收丝机构(12)可以在收丝盘总成(10)的带动下同步转动，还可以在轨道(13)上水平移动；

电气控制柜(14)用于安装电气控制装置，以控制成型及收丝的速度。

2.如权利要求1所述的微型薄壁钢槽丝成型机，其特征在于：成型控制机构(4)由凸模控制机构和凹模控制机构组成，能够分别在水平方向、垂直方向上调整成型凸模机构和成型凹模机构。

3.如权利要求1所述的微型薄壁钢槽丝成型机，其特征在于：压紧张力机构(1)安装在成型机构之前，用弹簧结构压紧轧扁钢丝，产生大小合适的摩擦力即张紧力。

4.如权利要求1所述的微型薄壁钢槽丝成型机，其特征在于：压丝机构(9)的压丝轮压在收丝盘总成(10)的钢槽丝上，压力的大小可通过调整螺母进行调整。

5.如权利要求1所述的微型薄壁钢槽丝成型机，其特征在于：采取垂直下丝工艺，收丝盘总成(10)与水平面相垂直安装在收丝机架(11)上，收丝盘总成(10)的收丝部分采用变锥度的小圆锥体结构，接近收丝盘的一侧的圆弧与收丝盘上部的外径相同。

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