CN115750597A - 轴承保持架和具有该轴承保持架的滚动轴承 - Google Patents
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Abstract
一种轴承保持架,其用于容纳滚动轴承的滚动体;其中,轴承保持架包括呈环形的保持架基部;当轴承保持架插入安装在滚动轴承中时,在保持架基部的外圆周表面和外圈的外圈挡肩的内圆周表面之间具有第一圆周径向间隙,并且在保持架基部的内圆周表面和内圈的内圈挡肩的外圆周表面之间具有第二圆周径向间隙;第一圆周径向间隙小于或大于第二圆周径向间隙。一种滚动轴承,其包括如上所述的轴承保持架。
Description
技术领域
本公开内容涉及一种轴承保持架。本公开内容还涉及一种具有该轴承保持架的滚动轴承。
背景技术
在现有技术中,为了减小高速下滚动体和保持架兜孔之间的接触力,并抑制保持架兜孔和滚动体之间的异常发热,需要增大保持架兜孔直径。但是保持架兜孔直径增大后,保持架在径向平面的窜动会大大增加,这会导致滚动体频繁接触保持架兜孔边缘。由于滚动体和保持架兜孔边缘很难形成润滑油膜,这会引起保持架兜孔边缘异常磨损,甚至导致保持架兜孔边缘熔化。保持架在径向平面内的过大窜动也会增加保持架内、外径和轴承内、外套圈挡肩之间的接触力,进而增加保持架的整体变形和保持架的不稳定性,导致造成轴承振动噪声问题。
发明内容
为了解决现有技术中的一个或多个缺陷,根据本公开内容的一个方面提出一种轴承保持架,用于容纳滚动轴承的滚动体。
所述轴承保持架包括呈环形的保持架基部和从所述保持架基部沿着所述轴承保持架的中心轴线方向延伸的呈环形的保持架兜孔部。
当所述轴承保持架插入安装在所述滚动轴承中时,在所述保持架基部的外圆周表面和所述滚动轴承的外圈的外圈挡肩的内圆周表面之间具有第一圆周径向间隙,并且在所述保持架基部的内圆周表面和所述滚动轴承的内圈的内圈挡肩的外圆周表面之间具有第二圆周径向间隙。
当所述第一圆周径向间隙小于所述第二圆周径向间隙时,所述第一圆周径向间隙等于所述外圈挡肩的内圆周表面的直径与所述保持架基部的外圆周表面的直径之间的差值除以2;并且所述第一圆周径向间隙小于等于[0.005×(所述内圈的内圈滚道底部直径+所述外圈的外圈滚道底部直径)+0.01×所述滚动体的直径]。
当所述第一圆周径向间隙大于所述第二圆周径向间隙时,所述第二圆周径向间隙等于所述保持架基部的内圆周表面的直径与所述内圈挡肩的外圆周表面的直径之间的差值除以2;并且所述第二圆周径向间隙小于等于[0.0045×(所述内圈的内圈滚道底部直径+所述外圈的外圈滚道底部直径)+0.009*所述滚动体的直径]。
根据本公开内容的上述方面,当所述第一圆周径向间隙小于所述第二圆周径向间隙时,所述第一圆周径向间隙小于等于[0.004×(所述内圈的内圈滚道底部直径+所述外圈的外圈滚道底部直径)+0.008×所述滚动体的直径]。
根据本公开内容的上述方面,当所述第一圆周径向间隙大于所述第二圆周径向间隙时,所述第二圆周径向间隙小于等于[0.00325×(所述内圈的内圈滚道底部直径+所述外圈的外圈滚道底部直径)+0.0065×所述滚动体的直径]。
现有技术中,在轴承运行时,轴承保持架可在轴承径向方向上产生窜动现象。为了满足一些特定工况,例如为了满足轴承的高速运转,轴承保持架用于容纳滚动体的兜孔的直径需要增加;兜孔的直径的增加加剧了轴承保持架的窜动现象,使得滚动体与轴承保持架的兜孔部的摩擦加剧,导致发热情况更严重,恶化了润滑条件,也加大了轴承保持架的内外径和轴承内外圈的挡肩之间的接触力。
根据本公开内容的上述方面,所述保持架基部包括朝向所述滚动轴承的外圈径向向外延伸的呈环形的保持架凸缘。
所述保持架凸缘的外圆周表面和所述外圈的外圈挡肩的内圆周表面之间的所述第一圆周径向间隙小于或大于所述保持架基部的内圆周表面和所述内圈的内圈挡肩的外圆周表面之间的所述第二圆周径向间隙。
根据本公开内容的上述方面,所述保持架凸缘的外圆周表面的直径大于所述保持架兜孔部的外直径。
根据本公开内容的上述方面,所述保持架基部的内圆周表面的直径等于所述保持架兜孔部的内直径。
根据本公开内容的上述方面,在所述保持架兜孔部的圆周方向上设置有相对于彼此均匀间隔开来的多个滚动体兜孔开口。
所述滚动体能够被保持在所述滚动体兜孔开口中。
在彼此相邻的两个滚动体兜孔开口之间设置有连接腹板。
根据本公开内容的上述方面,在所述连接腹板的面向所述中心轴线方向的内圆周表面上设置有彼此均匀间隔开来的多个腹板凹部。
所述腹板凹部延伸至所述保持架基部。
在所述连接腹板的背向所述中心轴线方向的外圆周表面上设置有彼此均匀间隔开来的多个腹板加强筋。
所述腹板凹部在所述连接腹板的面向所述中心轴线方向的内圆周表面上的位置处于彼此相邻的两个滚动体兜孔开口的中间。
根据本公开内容的上述方面,在所述保持架凸缘的外圆周表面上设置有相对于彼此均匀间隔开来的多个凸缘凹部。
根据本公开内容的上述方面,所述凸缘凹部在所述保持架凸缘的外圆周表面上的位置处于彼此相邻的两个滚动体兜孔开口的中间。
根据本公开内容的上述方面,沿着所述中心轴线方向的所述滚动体兜孔开口的中心平面与沿着所述中心轴线方向的所述凸缘凹部的中心平面之间的夹角α=360°/(2×Z),Z为滚动轴承的滚动体的数量。
根据本公开内容的上述方面,所述凸缘凹部的长度L1被设置成:π×保持架凸缘的外圆周表面的直径/(3×Z)<=L1<=π×保持架凸缘的外圆周表面的直径/(2×Z),Z为滚动轴承的滚动体的数量。
根据本公开内容的上述方面,所述凸缘凹部的最大深度D1被设置成:0.02×滚动体的直径<=D1<=0.06×滚动体的直径。
根据本公开内容的上述方面,所述凸缘凹部在所述中心轴线方向上的宽度等于所述保持架凸缘在所述中心轴线方向上的宽度。
根据本公开内容的上述方面,所述凸缘凹部在相对于所述中心轴线方向的径向方向上的最大深度小于所述保持架凸缘在相对于所述中心轴线方向的径向方向上的径向高度。
根据本公开内容的上述方面,所述凸缘凹部在其垂直于所述中心轴线的径向截面中呈弧形或矩形。
根据本公开内容,通过调整轴承保持架的相对位置,可以由外圈或内圈引导轴承保持架,减少轴承保持架的窜动现象,降低了保持架不稳定和熔化的风险。
所述凸缘凹部设置在两个相邻保持架兜孔中间,对保持架的强度降低最小。所述凸缘凹部的圆周长度越长,径向深度越深,对减小摩擦和改善润滑越有益处,但是会降低保持架强度/刚性。
根据本公开内容,通过在保持架凸缘的外圆周表面上的凸缘凹部,改善了轴承中的润滑剂流动(即润滑剂能够通过凸缘凹部流入滚动体所处的空间中)并且使保持架凸缘的外圆周表面的磨损最小化,即凸缘凹部中的润滑剂能够润滑保持架凸缘的外圆周表面。
根据本公开内容的另一个方面提出一种滚动轴承,所述滚动轴承包括外圈、内圈和设置在所述外圈和所述内圈之间的滚动体,所述滚动轴承还包括如上所述的轴承保持架;所述轴承保持架用于容纳所述滚动体。
至此,为了本公开内容在此的详细描述可以得到更好的理解,以及为了本公开内容对现有技术的贡献可以更好地被认识到,本公开已经相当广泛地概述了本公开内容的内容。当然,本公开内容的实施方式将在下面进行描述并且将形成所附权利要求的主题。
同样地,本领域技术人员将认识到,本公开所基于的构思可以容易地用作设计其它结构、方法和系统的基础,用于实施本公开内容的数个目的。因此,重要的是,所附权利要求应当认为包括这样的等效结构,只要它们没有超出本公开内容的实质和范围。
附图说明
通过下面的附图本领域技术人员将对本公开内容有更好的理解,并且更能清楚地体现出本公开内容的优点。这里描述的附图仅为了所选实施例的说明目的,而不是全部可能的实施方式并且旨在不限定本公开内容的范围。
图1从一个视角示出根据本公开内容的由外圈引导的轴承保持架的立体示意图;
图2从另一个视角示出根据本公开内容的由外圈引导的轴承保持架的立体示意图;
图3示出根据本公开内容的由外圈引导的滚动轴承的剖面示意图;
图4示出图1的俯视平面图,其中示出呈弧形的凸缘凹部;
图5示出在图4中由B1所指部分的局部放大图;
图6至图7示出呈矩形的凸缘凹部,其中图7示出在图6中由B1所指部分的局部放大图;
图8从一个视角示出根据本公开内容的由内圈引导的轴承保持架的立体示意图;
图9从另一个视角示出根据本公开内容的由内圈引导的轴承保持架的立体示意图;
图10示出根据本公开内容的由内圈引导的滚动轴承的剖面示意图。
具体实施方式
下面结合各个附图,具体说明根据本公开内容的具体实施方式。
图1和图2示出根据本公开内容的由外圈引导的轴承保持架1的立体示意图。图3示出根据本公开内容的由外圈引导的滚动轴承2的剖面示意图,其中如图1所示的轴承保持架1插入安装在如图3所示的滚动轴承2中。该轴承保持架1优选地是卡扣式并且由聚合物制成,例如但不限于PA66-GF25、PA46-GF30、PA6T、PA9T、PEEK-GF15等。
如图3所示,所述滚动轴承2包括外圈3、内圈4和设置在所述外圈3和所述内圈4之间的滚动体5。
所述轴承保持架1插入安装在所述外圈3和所述内圈4之间,容纳所述滚动体5,并且在正常工作中相对于所述外圈3和所述内圈4将所述滚动体5保持到位。
在如图1所示的轴承保持架1中,所述轴承保持架1包括呈环形的保持架基部6和从所述保持架基部6沿着所述轴承保持架1的中心轴线X方向延伸的呈环形的保持架兜孔部7。
所述保持架基部6包括朝向所述滚动轴承2的外圈3径向向外延伸的呈环形的保持架凸缘6-1。
当所述轴承保持架1插入安装在所述滚动轴承2中时,如图3所示,所述保持架凸缘6-1的外圆周表面6-2和所述外圈3的外圈挡肩3-1的内圆周表面3-2之间的第一圆周径向间隙A小于所述保持架基部6的内圆周表面6-3和所述内圈4的内圈挡肩4-1的外圆周表面4-2之间的第二圆周径向间隙B,即所述轴承保持架1通过所述外圈3引导。
图8和图9示出根据本公开内容的由内圈引导的轴承保持架11(为了与图1至图3中的轴承保持架1区别开来,在图8至图10中的轴承保持架的附图标记被标记为11,而图8至图10中的轴承保持架的其它结构特征的附图标记相对于图1至图3中的附图标记增加10)的立体示意图。图10示出根据本公开内容的由内圈引导的滚动轴承2的剖面示意图,其中如图8所示的轴承保持架11插入安装在如图10所示的滚动轴承2中。由于是内圈引导,在如图8和图9所示的保持架凸缘16-1的外圆周表面16-2上无需设置如下所述的凸缘凹部6-4。
如图8至图9所示,当所述轴承保持架11插入安装在所述滚动轴承2中时,所述保持架凸缘16-1的外圆周表面16-2和所述外圈3的外圈挡肩3-1的内圆周表面3-2之间的所述第一圆周径向间隙A大于所述保持架基部6的内圆周表面16-3和所述内圈4的内圈挡肩4-1的外圆周表面4-2之间的所述第二圆周径向间隙B,即所述轴承保持架11通过所述内圈4引导。
根据本公开内容的上述实施例,所述保持架凸缘6-1、16-1的外圆周表面6-2、16-2的直径大于所述保持架兜孔部7、17的外直径。
根据本公开内容的上述各个实施例,所述第一圆周径向间隙A等于所述外圈挡肩3-1的内圆周表面3-2的直径与所述保持架凸缘6-1、16-1的外圆周表面6-2、16-2的直径之间的差值除以2。
如图3所示,当所述第一圆周径向间隙A小于所述第二圆周径向间隙B时,最优选地是,所述第一圆周径向间隙小于等于[0.005×(所述内圈的内圈滚道底部直径IRD+所述外圈的外圈滚道底部直径ORD)+0.01×所述滚动体的直径]。
较为优选地是,当所述第一圆周径向间隙小于所述第二圆周径向间隙时,所述第一圆周径向间隙小于等于[0.004×(所述内圈的内圈滚道底部直径IRD+所述外圈的外圈滚道底部直径ORD)+0.008×所述滚动体的直径]。
所述第二圆周径向间隙B等于所述保持架基部6、16的内圆周表面6-3、16-3的直径与所述内圈挡肩4-1的外圆周表面4-2的直径之间的差值除以2。
如图10所示,当所述第一圆周径向间隙A大于所述第二圆周径向间隙B时,最优选地是,所述第二圆周径向间隙B小于等于所述第二圆周径向间隙小于等于[0.0045×(所述内圈的内圈滚道底部直径IRD+所述外圈的外圈滚道底部直径ORD)+0.009×所述滚动体的直径]。
当所述第一圆周径向间隙大于所述第二圆周径向间隙时,较为优选地是,所述第二圆周径向间隙小于等于[0.00325×(所述内圈的内圈滚道底部直径IRD+所述外圈的外圈滚道底部直径ORD)+0.0065×所述滚动体的直径]。
根据本公开实施例的内容,通过外圈3导向设计和优化着陆间隙(即第一圆周径向间隙A小于第二圆周径向间隙B以及第一圆周径向间隙A的上述特定范围),限制了轴承保持架在其径向平面内的运动,从而降低了轴承保持架的不稳定性。
根据本公开实施例的内容,本领域技术人员还可以理解的是,通过内圈4导向设计和优化着陆间隙(即第一圆周径向间隙A大于第二圆周径向间隙B以及第二圆周径向间隙B的上述特定范围),限制了轴承保持架在其径向平面内的运动,从而降低了轴承保持架的不稳定性。
根据本公开内容的上述各个实施例,所述保持架基部6、16的内圆周表面6-3、16-3的直径等于所述保持架兜孔部7、17的内直径。
根据本公开内容的上述各个实施例,在所述保持架兜孔部7、17的圆周方向上设置有相对于彼此均匀间隔开来的多个滚动体兜孔开口7-1、17-1。
所述滚动体5能够被保持在所述滚动体兜孔开口7-1、17-1中。
在彼此相邻的两个滚动体兜孔开口7-1、17-1之间设置有连接腹板7-2、17-2。
根据本公开内容的上述各个实施例,在所述连接腹板7-2、17-2的面向所述中心轴线X方向的内圆周表面上设置有彼此均匀间隔开来的多个腹板凹部7-3、17-3。
所述腹板凹部7-3、17-3延伸至所述保持架基部6、16。
在所述连接腹板7-2、17-2的背向所述中心轴线X方向的外圆周表面上设置有彼此均匀间隔开来的多个腹板加强筋7-4、17-4。
所述腹板凹部7-3、17-3在所述连接腹板7-2、17-2的面向所述中心轴线X方向的内圆周表面上的位置处于彼此相邻的两个滚动体兜孔开口7-1、17-1的中间。
根据本公开内容的上述各个实施例,在所述保持架凸缘6-1的外圆周表面6-2上设置有相对于彼此均匀间隔开来的多个凸缘凹部6-4。
所述凸缘凹部6-4在其垂直于所述中心轴线X的径向截面中例如呈弧形(如图4和图5)或大致上呈矩形(如图6和图7)。
在图4和图5中,凸缘凹部6-4与所述保持架凸缘6-1的外圆周表面6-2之间具有平滑过渡,而在图6和图7中,凸缘凹部6-4与所述保持架凸缘6-1的外圆周表面6-2之间大致上呈台阶状。
根据本公开内容的上述各个实施例,所述凸缘凹部6-4在所述保持架凸缘6-1的外圆周表面上的位置处于彼此相邻的两个滚动体兜孔开口7-1的中间。
根据本公开内容的上述各个实施例,所述凸缘凹部6-4在所述中心轴线X方向上的宽度等于所述保持架凸缘6-1在所述中心轴线X方向上的宽度。
根据本公开内容的上述各个实施例,所述凸缘凹部6-4在相对于所述中心轴线X方向的径向方向上的最大深度小于所述保持架凸缘6-1在相对于所述中心轴线X方向的径向方向上的径向高度。
根据本公开内容的上述各个实施例,如图4和图6所示,沿着所述中心轴线方向的所述滚动体兜孔开口的中心平面与沿着所述中心轴线方向的所述凸缘凹部的中心平面之间的夹角α=360°/(2×Z),其中Z为滚动轴承的滚动体的数量。
如图5和图7所示,所述凸缘凹部的长度L1被设置成:π×保持架凸缘的外圆周表面的直径/(3×Z)<=L1<=π×保持架凸缘的外圆周表面的直径/(2×Z),Z为滚动轴承的滚动体的数量。所述凸缘凹部的长度L1指的是在保持架凸缘的外圆周方向上的凸缘凹部的两个凹部边缘之间的直线距离。
如图5和图7所示,所述凸缘凹部的最大深度D1被设置成:0.02×滚动体的直径<=D1<=0.06×滚动体的直径。所述凸缘凹部的最大深度指的是凸缘凹部在相对于中心轴线X方向的径向方向上的最大深度。
所述凸缘凹部设置在两个相邻保持架兜孔中间,对保持架的强度降低最小。所述凸缘凹部的圆周长度越长,径向深度越深,对减小摩擦和改善润滑越有益处,但是会降低保持架强度/刚性。
根据本公开内容,通过在保持架凸缘的外圆周表面上的凸缘凹部,改善了轴承中的润滑剂流动(即润滑剂能够通过凸缘凹部流入滚动体所处的空间中)并且使保持架凸缘的外圆周表面的磨损最小化,即凸缘凹部中的润滑剂能够润滑保持架凸缘的外圆周表面。
前述公开内容提供了说明和描述,但并不旨在穷举或将实施方式限制为所公开的精确形式。可以根据以上公开内容进行修改和变化,或者可以从实施方式的实践中获得修改和变化。
即使在权利要求中叙述和/或在说明书中公开了特征的特定组合,但这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。实际上,许多这些特征可以以权利要求中未具体叙述和/或说明书中未具体公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能仅直接依赖于一个权利要求,但各种实施方式的公开包括与权利要求集中的每个其他权利要求相结合的每个从属权利要求。
Claims (17)
1.一种轴承保持架,其用于容纳滚动轴承的滚动体;其中,
所述轴承保持架包括呈环形的保持架基部和从所述保持架基部沿着所述轴承保持架的中心轴线方向延伸的呈环形的保持架兜孔部;
当所述轴承保持架插入安装在所述滚动轴承中时,在所述保持架基部的外圆周表面和所述滚动轴承的外圈的外圈挡肩的内圆周表面之间具有第一圆周径向间隙,并且在所述保持架基部的内圆周表面和所述滚动轴承的内圈的内圈挡肩的外圆周表面之间具有第二圆周径向间隙;
当所述第一圆周径向间隙小于所述第二圆周径向间隙时,所述第一圆周径向间隙等于所述外圈挡肩的内圆周表面的直径与所述保持架基部的外圆周表面的直径之间的差值除以2;并且所述第一圆周径向间隙小于等于[0.005×(所述内圈的内圈滚道底部直径+所述外圈的外圈滚道底部直径)+0.01×所述滚动体的直径];
当所述第一圆周径向间隙大于所述第二圆周径向间隙时,所述第二圆周径向间隙等于所述保持架基部的内圆周表面的直径与所述内圈挡肩的外圆周表面的直径之间的差值除以2;并且所述第二圆周径向间隙小于等于[0.0045×(所述内圈的内圈滚道底部直径+所述外圈的外圈滚道底部直径)+0.009×所述滚动体的直径]。
2.根据权利要求1所述的轴承保持架,其中,
当所述第一圆周径向间隙小于所述第二圆周径向间隙时,所述第一圆周径向间隙小于等于[0.004×(所述内圈的内圈滚道底部直径+所述外圈的外圈滚道底部直径)+0.008×所述滚动体的直径]。
3.根据权利要求1所述的轴承保持架,其中,
当所述第一圆周径向间隙大于所述第二圆周径向间隙时,所述第二圆周径向间隙小于等于[0.00325×(所述内圈的内圈滚道底部直径+所述外圈的外圈滚道底部直径)+0.0065×所述滚动体的直径]。
4.根据权利要求1所述的轴承保持架,其中,
所述保持架基部包括朝向所述滚动轴承的外圈径向向外延伸的呈环形的保持架凸缘;
所述保持架凸缘的外圆周表面和所述外圈的外圈挡肩的内圆周表面之间的所述第一圆周径向间隙小于或大于所述保持架基部的内圆周表面和所述内圈的内圈挡肩的外圆周表面之间的所述第二圆周径向间隙。
5.根据权利要求4所述的轴承保持架,其中,
所述保持架凸缘的外圆周表面的直径大于所述保持架兜孔部的外直径。
6.根据权利要求5所述的轴承保持架,其中,
所述保持架基部的内圆周表面的直径等于所述保持架兜孔部的内直径。
7.根据权利要求5所述的轴承保持架,其中,
在所述保持架兜孔部的圆周方向上设置有相对于彼此均匀间隔开来的多个滚动体兜孔开口;
所述滚动体能够被保持在所述滚动体兜孔开口中;
在彼此相邻的两个滚动体兜孔开口之间设置有连接腹板。
8.根据权利要求7所述的轴承保持架,其中,
在所述连接腹板的面向所述中心轴线方向的内圆周表面上设置有彼此均匀间隔开来的多个腹板凹部;
所述腹板凹部延伸至所述保持架基部;
在所述连接腹板的背向所述中心轴线方向的外圆周表面上设置有彼此均匀间隔开来的多个腹板加强筋;
所述腹板凹部在所述连接腹板的面向所述中心轴线方向的内圆周表面上的位置处于彼此相邻的两个滚动体兜孔开口的中间。
9.根据权利要求5所述的轴承保持架,其中,
在所述保持架凸缘的外圆周表面上设置有相对于彼此均匀间隔开来的多个凸缘凹部。
10.根据权利要求9所述的轴承保持架,其中,
所述凸缘凹部在所述保持架凸缘的外圆周表面上的位置处于彼此相邻的两个滚动体兜孔开口的中间。
11.根据权利要求10所述的轴承保持架,其中,
沿着所述中心轴线方向的所述滚动体兜孔开口的中心平面与沿着所述中心轴线方向的所述凸缘凹部的中心平面之间的夹角α=360°/(2×Z),Z为滚动轴承的滚动体的数量。
12.根据权利要求11所述的轴承保持架,其中,
所述凸缘凹部的长度L1被设置成:π×保持架凸缘的外圆周表面的直径/(3×Z)<=L1<=π×保持架凸缘的外圆周表面的直径/(2×Z),Z为滚动轴承的滚动体的数量。
13.根据权利要求12所述的轴承保持架,其中,
所述凸缘凹部的最大深度D1被设置成:0.02×滚动体的直径<=D1<=0.06×滚动体的直径。
14.根据权利要求10所述的轴承保持架,其中,
所述凸缘凹部在所述中心轴线方向上的宽度等于所述保持架凸缘在所述中心轴线方向上的宽度。
15.根据权利要求11所述的轴承保持架,其中,
所述凸缘凹部在相对于所述中心轴线方向的径向方向上的最大深度小于所述保持架凸缘在相对于所述中心轴线方向的径向方向上的径向高度。
16.根据权利要求9所述的轴承保持架,其中,
所述凸缘凹部在其垂直于所述中心轴线的径向截面中呈弧形或矩形。
17.一种滚动轴承,所述滚动轴承包括外圈、内圈和设置在所述外圈和所述内圈之间的滚动体,其中,
所述滚动轴承还包括如上述权利要求1至16其中之一所述的轴承保持架;
所述轴承保持架用于容纳所述滚动体。
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