機(jī)電工程學(xué)院畢 業(yè) 論 文 開 題 報(bào) 告論文題目: 半自動(dòng)橋式碼垛機(jī)旋轉(zhuǎn)升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名:學(xué) 號(hào):專業(yè)班級(jí):指導(dǎo)教師:2目 錄1. 選題的背景與意義. . . . . . . . . . . . . . . . .32. 碼垛機(jī)簡(jiǎn)介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 3. 國(guó)內(nèi)外碼垛機(jī)研究現(xiàn)狀. . . . . . . . . . . . . . . 5 4. 橋式碼垛機(jī)的性能及特點(diǎn) . . . . . . . . . . . . 85. 課題研究的目的和意義. . . . . . . . . . . . . . 86. 參考文獻(xiàn). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1031.選題背景與意義隨著生產(chǎn)力大量的發(fā)展,生產(chǎn)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí),客觀上要求作為工業(yè)企業(yè)物資供應(yīng)基地的物資倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行改建或擴(kuò)建。但是由于現(xiàn)有的工業(yè)企業(yè)的用地受到一定的限制,用來(lái)存放物資的倉(cāng)庫(kù)用地已經(jīng)很難擴(kuò)展了,因此只能充分挖掘倉(cāng)庫(kù)的潛力,有效的利用現(xiàn)有的庫(kù)區(qū)面積,同時(shí)向空間擴(kuò)展,以達(dá)到充分利用空間的目的。其主要的途徑是變單層庫(kù)房為多層庫(kù)房或立體庫(kù)房。我國(guó)自從 80 年代以來(lái)多層庫(kù)有了快速的發(fā)展,立體庫(kù)也有了一定的發(fā)展。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的實(shí)際情況,從以后的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,多層庫(kù)房和立體庫(kù)房都會(huì)繼續(xù)得到發(fā)展。同時(shí)隨著企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高與進(jìn)步,越來(lái)越多的企業(yè)意識(shí)到了物流系統(tǒng)的提高與合理性對(duì)企業(yè)提高生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本非常的重要。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)合理化的重要一步。它充分的、合理的利用了空間,有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理,能夠?qū)崟r(shí)的自動(dòng)結(jié)算庫(kù)存貨物的種類及數(shù)量,也發(fā)揮了立體倉(cāng)庫(kù)信息庫(kù)可以和中央計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)加快物流的速度、提高生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本都有著非常重要的意義,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、建材、電器等諸多領(lǐng)域。而橋式碼垛機(jī)對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)的效率有著非常重要的影響,是立體倉(cāng)庫(kù)能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求和體現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一。2.碼垛機(jī)簡(jiǎn)介自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流中的重要組成部分,它是在不直接進(jìn)行人工處理的情況下自動(dòng)存取物料的系統(tǒng),是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)發(fā)展的高科技產(chǎn)物,對(duì)提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要意義。在 20 世紀(jì) 70 年代初期,我國(guó)開始研究采用碼垛機(jī)的立體倉(cāng)庫(kù)。1980 年我國(guó)第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在北京汽車制造廠投產(chǎn),從此自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在我國(guó)得到了迅速發(fā)展。4碼垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的核心物流設(shè)備,是隨著自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的專用起重機(jī),它是倉(cāng)庫(kù)中使用最廣泛的物料搬運(yùn)設(shè)備,也是物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的最重要設(shè)備,其用途是在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的貨架巷道間來(lái)回穿梭運(yùn)行,將位于巷道口的貨物存入貨格,或者相反取出貨格內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口早期的碼垛機(jī)是在橋式起重機(jī)的起重小車上懸掛一個(gè)門架,利用貨叉在立柱上的上下運(yùn)動(dòng)及立柱的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)搬運(yùn)貨物,通常稱之為橋式碼垛機(jī)。1960 年左右在美國(guó)出現(xiàn)了巷道碼垛機(jī),這種碼垛機(jī)是在地面的導(dǎo)軌上行走,利用貨架上部的導(dǎo)軌防止傾倒,或者相反,在上部導(dǎo)軌上行走,利用地面導(dǎo)軌防止傾倒,隨著立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展,巷道碼垛機(jī)逐漸替代了橋式碼垛機(jī)。在口本從 1967 年開始安裝高度為 25 米高度的碼垛機(jī)。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展,碼垛機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,技術(shù)性能越來(lái)越好,高度也在不斷增加,到 1970 年實(shí)現(xiàn)了由貨架支承的高度為 40 米的碼垛機(jī)。碼垛機(jī)的運(yùn)行速度也不斷提高,目前碼垛機(jī)水平運(yùn)行速度最高達(dá) 200m/min(小載重量的碼垛機(jī)己達(dá) 300m/min),起升速度高達(dá) 120m/min,貨叉伸縮速度達(dá) 50m/min 。橋式碼垛機(jī)具有起重機(jī)和叉車的雙重結(jié)構(gòu)特點(diǎn),像起重機(jī)一樣,具有橋架和回轉(zhuǎn)小車。橋架在倉(cāng)庫(kù)上方運(yùn)行,回轉(zhuǎn)小車在橋架上運(yùn)行。同時(shí),橋式碼垛機(jī)具有叉車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),即具有固定式或可伸縮式的立柱,立柱上裝有貨叉或者其他取物裝置。貨架和倉(cāng)庫(kù)頂棚之間需要有一定的空間,保證橋架的正常運(yùn)行。立柱可以回轉(zhuǎn),保證工作的靈活性。回轉(zhuǎn)小車根據(jù)需要可以來(lái)回運(yùn)行,因此橋式堆可以服務(wù)與多條巷道。53.國(guó)內(nèi)外碼垛機(jī)研究現(xiàn)狀 我國(guó)的運(yùn)輸機(jī)械發(fā)展起步與 20 世紀(jì) 40 年代末,從改革開放前少數(shù)幾種水平落后的單機(jī)起,到 70 年代,在借鑒進(jìn)口設(shè)備和技術(shù)的基礎(chǔ)上,運(yùn)輸機(jī)械的生產(chǎn)發(fā)生了一個(gè)巨大的變化,大量填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的運(yùn)輸機(jī)械問(wèn)世,品種規(guī)格不斷增加,出現(xiàn)了大量專業(yè)的運(yùn)輸機(jī)械生產(chǎn)企業(yè),形成了一批專業(yè)化生產(chǎn)的骨干企業(yè)。許多研究機(jī)構(gòu)著手研究運(yùn)輸機(jī)械,大專院校也紛紛設(shè)立運(yùn)輸專業(yè),先后成立了全國(guó)性的協(xié)會(huì),學(xué)會(huì),標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu),出版了各種專業(yè)期刊,形成了一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)輸行業(yè)部門,也是原機(jī)械工業(yè)部管理的 14 個(gè)大行業(yè)之一。進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代,除繼續(xù)增加新品種外。在產(chǎn)品的技術(shù)水平和內(nèi)在質(zhì)量、性能等方面有了很大進(jìn)步,從注重?cái)?shù)量向注重質(zhì)量和性能方面發(fā)展,產(chǎn)品的技術(shù)水平與國(guó)外先進(jìn)水平的差距在縮小。目前,我國(guó)經(jīng)過(guò)建國(guó) 50 多年來(lái)的不斷發(fā)展,新產(chǎn)品、新材料、新工藝不斷的出現(xiàn),輸送機(jī)械的研制也取得了很大的進(jìn)步。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的推廣應(yīng)用,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)(CAD)和輔助制造(CAM),使輸送機(jī)的整機(jī)布置更趨優(yōu)化,基本零件更加緊湊耐用。由于自控技術(shù)和數(shù)顯技術(shù)的廣泛普及,使運(yùn)輸機(jī)的控制和安全保護(hù)裝置大為改善,保證了操作的安全性和可靠性。其中,碼垛機(jī)就是運(yùn)輸機(jī)中重要的一種。碼垛機(jī)的形式多種多樣,按軌道所處位置,可分為“天車式”和“地車式”。按自動(dòng)化和機(jī)械水平的差異,可分為“全自動(dòng)”和“半自動(dòng)”。全自動(dòng)碼垛機(jī)可以用不同的自動(dòng)裝置控制,例如:天津某廠研制的全自動(dòng)式為天車式,采用繼電器程序控制;北京某場(chǎng)研制的全自動(dòng)式為地車式,采用電腦程序控制。碼垛機(jī)的品種有懸掛式碼垛機(jī)、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)碼垛機(jī)、碼垛機(jī)器人、橋式碼垛機(jī)等。(1)懸掛式碼垛機(jī)是將包裝好的貨物,自動(dòng)地經(jīng)兩條相互銜接的輸送帶,運(yùn)送到庫(kù)房空間任意預(yù)定位置,最后需用人工碼好。在貨物運(yùn)送堆碼作業(yè)中,輸送帶和碼垛機(jī)只是實(shí)現(xiàn)了運(yùn)送的自動(dòng)化,堆碼工作仍需由人工操作。但其突破了沿用多年的半自動(dòng)碼垛機(jī)須有 3 條輸運(yùn)帶的傳統(tǒng),取得了良好的效果。該機(jī)僅設(shè)有兩條輸運(yùn)帶,懸掛式碼垛機(jī)與傳統(tǒng)的碼垛機(jī)比較,最大的差異是取消了橋式天車和一條輸6運(yùn)帶,所以具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、節(jié)省電耗和維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),特別使用于跨度小的倉(cāng)庫(kù)。(2)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)碼垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的碼垛設(shè)備。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是物流中的重要組成部分,它是在不直接進(jìn)行人工干預(yù)的情況下自動(dòng)地存儲(chǔ)和取出物流的系統(tǒng)。它是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)發(fā)展的高科技產(chǎn)物,對(duì)提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要意義。近年來(lái),隨著企業(yè)生產(chǎn)與管理的不斷提高,越來(lái)越多的企業(yè)認(rèn)識(shí)到物流系統(tǒng)的改善與合理性對(duì)企業(yè)的發(fā)展非常重要。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)碼垛機(jī)是重要的碼垛設(shè)備,它能夠在自動(dòng)化立體的巷道中來(lái)回穿梭運(yùn)行,將位于巷道口的貨物存入貨格;或者相反取出貨格內(nèi)的貨物運(yùn)送到巷道口。實(shí)現(xiàn)了搬運(yùn)、存儲(chǔ)、取貨的全自動(dòng)化,降低了工人的工作強(qiáng)度 ,提高了生產(chǎn)效率。(3)碼垛機(jī)器人是為擺脫重體力勞動(dòng)的碼垛作業(yè)而研制的,專用的“碼垛機(jī)器人”和碼垛機(jī)配套作業(yè),實(shí)現(xiàn)貨物的堆碼的自動(dòng)化。初步構(gòu)想的碼垛機(jī)器人實(shí)際上是“碼垛機(jī)械受臂”,因?yàn)樗辉O(shè)傳感器和自動(dòng)行走機(jī)構(gòu),只具有抓放、回轉(zhuǎn)、平移和升降貨物的功能,是一臺(tái)非常簡(jiǎn)單的固定式機(jī)器人。該機(jī)的主要結(jié)構(gòu)除機(jī)架外,主要部件僅有專用夾持器,3-4 個(gè)自由度的操作機(jī)構(gòu)和電子程序控制裝置。目前國(guó)際上搬運(yùn)機(jī)器人的發(fā)展已趨于成熟,有許多成熟的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。機(jī)器人碼垛機(jī)是全自動(dòng)化搬運(yùn)碼垛設(shè)備,替代人工搬運(yùn)碼垛,設(shè)備采用先進(jìn)的電腦一體化控制。機(jī)器人碼垛機(jī)只需定位抓起點(diǎn)和擺放點(diǎn),兩點(diǎn)之間的軌道全由電腦控制,兩點(diǎn)直線運(yùn)動(dòng),定位十分準(zhǔn)確。機(jī)器人碼垛機(jī)在生產(chǎn)上能迅速提高公司的生產(chǎn)效率和產(chǎn)量,同時(shí)能減少人工搬運(yùn)造成的出錯(cuò);機(jī)器人碼垛機(jī)可 24 小時(shí)作業(yè),效率高,減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度同時(shí)節(jié)省人力資源成本,達(dá)到減員增效。機(jī)器人碼垛機(jī)適應(yīng)于化工、飲料、食品、啤酒、塑料、空調(diào)行業(yè)等生產(chǎn)企業(yè);對(duì)各種紙箱、袋裝、罐裝、啤酒箱、瓶裝等各種形狀的包裝成品都適應(yīng)。(4)橋式碼垛機(jī)是一種應(yīng)用于固定跨距的場(chǎng)所作成件物堆垛的機(jī)械設(shè)備。橋式半自動(dòng)碼垛機(jī)是現(xiàn)代化企業(yè)成品倉(cāng)庫(kù)的主要作業(yè)機(jī)械,廣泛應(yīng)用于糧食、面粉、飼料、食鹽以及化肥、水泥等行業(yè)成品庫(kù)堆包碼垛之用,具有操作方便、運(yùn)行可靠、生產(chǎn)效率高、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn),橋式碼垛機(jī)又可分為天軌式橋式碼垛機(jī)和地軌式橋式碼垛機(jī)。7天軌式橋式碼垛機(jī)依靠大車及主皮帶機(jī)上的攔包機(jī)縱向移動(dòng)(即沿廠房軌道方向的移動(dòng)) 、橫輸送橋及固定攔包機(jī)的隨行走小車橫向移動(dòng),斜輸送橋的角度變化使物件運(yùn)送到指定的地點(diǎn)。該機(jī)由以下幾個(gè)部分組成:橫架、橫輸送橋、斜輸送橋、攔包機(jī)及相配的溜槽、電器開關(guān)操作系統(tǒng)等部組成。橫架是由兩根箱形主梁、兩根箱形端梁以及兩端的大車行走機(jī)構(gòu)所組成。每根主梁之端部與端糧剛性的連接在一起,橫輸送橋設(shè)置在其中一箱形主梁上部,行走小車在兩主梁間的軌道上行走,形成包件運(yùn)動(dòng)流程:主皮帶機(jī)上運(yùn)行的包件通過(guò)攔包機(jī)及溜槽導(dǎo)向至橫輸送橋上,同樣繼續(xù)運(yùn)行的包件再通過(guò)固定攔包機(jī)將包件轉(zhuǎn)彎至斜輸送上,最后由人工進(jìn)行堆放,大車的縱向行走、小車橫向移動(dòng)及斜橋的角度變化使包件運(yùn)送至三維空間的每一點(diǎn)。該碼垛機(jī)是將處于高處的成件貨物堆碼成垛。地軌式橋式碼垛機(jī)是由撿拾小車、上下斜輸送橋、斜橋支架、行走體、立柱、橫輸送橋、攔包機(jī)轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)、橫輸送橋提升動(dòng)力總成、操作平臺(tái)及電器系統(tǒng)等組成。其工作原理是貨物由撿拾小車,經(jīng)上下斜輸送橋,再由攔包機(jī)轉(zhuǎn)彎?rùn)C(jī)輸送到橫輸送橋上,最后由攔包小車使其到達(dá)預(yù)定位置。半自動(dòng)地軌式碼垛機(jī)需由人工最后將貨物碼好。該垛機(jī)適應(yīng) 10-30m 跨度碼垛 25-50kg 的袋裝物品。縱觀世界各國(guó)碼垛機(jī)的發(fā)展的現(xiàn)狀,對(duì)今后的動(dòng)向,可歸納如下:(1)重視“三化”,逐步采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。所謂“三化”,是指碼垛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化。貫徹“三化”可以縮短設(shè)計(jì)周期,保證產(chǎn)品制造質(zhì)量,便于管理和提高經(jīng)濟(jì)效益。世界上許多國(guó)家,不僅重視產(chǎn)品的“三化”工作,而且非常注意采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO)。有的國(guó)家甚至廢除本國(guó)標(biāo)準(zhǔn)而直接采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其目的是為了促進(jìn)商品的國(guó)際交流。(2)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的機(jī)電一體化。機(jī)械產(chǎn)品需要更新?lián)Q代。在當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)、自控技術(shù)和數(shù)顯技術(shù)大發(fā)展的年代里,更新?lián)Q代的重要標(biāo)志是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的機(jī)電一體化。在碼垛機(jī)上應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù),可以提高作業(yè)性能,增加安全性,以至實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)操作。(3)人機(jī)工程學(xué)的應(yīng)用。碼垛機(jī)一般應(yīng)用在沉重、忙碌、環(huán)境比較差的場(chǎng)合。為了減少人員的作業(yè)強(qiáng)度,保證持久旺盛的體力和注意力,應(yīng)該根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的理論,設(shè)計(jì)導(dǎo)動(dòng)裝置和人員輔助裝置,改善振動(dòng)與噪聲的影響,以使最少、最合理的投資,獲得最佳的使用效果,使設(shè)備發(fā)揮最大的效率。84. 橋式碼垛機(jī)的性能及特點(diǎn)橋式碼垛機(jī)適用范圍:用于淀粉、面粉、大米、食鹽、飼料、水泥、化肥、化工原料等產(chǎn)品的成品庫(kù)堆包碼垛,可用于袋裝物件的一次搬運(yùn)、二次搬運(yùn),可有效提高企業(yè)整體競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力,是現(xiàn)代化企業(yè)成品倉(cāng)庫(kù)的必備作業(yè)機(jī)械。橋式碼垛機(jī)功能特點(diǎn):1)、造型美觀、結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定。2)、操作方便、運(yùn)行可靠、生產(chǎn)效率高、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。3)、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,改善生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)環(huán)境,減少人為因素的損失,提高企業(yè)管理水平。5. 課題研究的目的和意義隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,在機(jī)械制造中,運(yùn)輸工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一,其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占比重和作用越來(lái)越重要,世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程證明了這一點(diǎn)。改革開放以來(lái),隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,商品流通的增加,物質(zhì)的不斷豐富,生活水平的提高,人們?cè)谧非笊唐吠庠谫|(zhì)量提高的同時(shí),主要還是追求商品內(nèi)在質(zhì)量提高,保證內(nèi)在質(zhì)量就需要快速的運(yùn)輸來(lái)實(shí)現(xiàn)。近年來(lái)人們的消費(fèi)需求的擴(kuò)大,運(yùn)輸工業(yè)隨之迅速發(fā)展,在我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)總值中已占到 10%以上,與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距正在逐步縮小。運(yùn)輸機(jī)械在運(yùn)輸工業(yè)中的地位十分重要,對(duì)運(yùn)輸工業(yè)現(xiàn)代化具有舉足輕重的作用。它可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,改善生產(chǎn)環(huán)境,降低生產(chǎn)成本,減少環(huán)境污染,增加產(chǎn)品質(zhì)量,提高產(chǎn)品的檔次,增加附加值從而增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,帶來(lái)更大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。9世界主要工業(yè)國(guó)家都把著眼點(diǎn)放在開發(fā)性能可靠的新產(chǎn)品和采用高新技術(shù)上,更加注重實(shí)用性和安全性。碼垛機(jī)的需求量越來(lái)越多,如何降低控制成本,保證質(zhì)量,提高碼垛場(chǎng)地高度,寬度的利用率,提高碼垛機(jī)碼垛速度及降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度,研制一種重量輕、功耗小、自動(dòng)化水平高,碼垛效率高的橋式碼垛機(jī)是很有必要的。在垛機(jī)方面,我們應(yīng)當(dāng)看到和世界發(fā)達(dá)國(guó)家的差距,總結(jié)經(jīng)驗(yàn),找出不足,打破傳統(tǒng)思路,推出新的外形和更高性能的垛機(jī)。相信通過(guò)我們的不斷努力,必能設(shè)計(jì)出高速、安全、可靠性能高的堆垛機(jī),為增強(qiáng)我國(guó)綜合國(guó)力,為我國(guó)填補(bǔ)一分科技空白。6. 參考文獻(xiàn)[1] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2003[2] 《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》編輯委員會(huì)編.運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999[3] 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).北京: 高等教育出版社,2002[4] 楊黎明,黃凱,李恩至.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京: 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