CN113996738A - 一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置及其成型方法，该钢丝圈缠绕成型装置包括机架、钢丝圈缠绕成型装置、排丝送丝装置和自动储圈装置，其中钢丝圈缠绕成型装置包括工位切换机构和两组钢丝缠绕机构，两组钢丝缠绕机构分设在机架的两侧从而分别对应钢丝圈缠绕成型装置的生产工位和待备工位，工位切换机构能够带动两组钢丝缠绕机构在机架上旋转从而使两者互换所对应的工位。该钢丝圈缠绕成型装置在更换成型盘时，设备无需停机，可继续联动生产，从而提升设备利用率，达到单台设备，相同工作时间内，增加产能的目标，同时，更换成型盘无需操作人员穿过安全护栏进入到生产工位上去，消除了安全隐患。

Description

一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置及其成型方法

技术领域

本发明属于钢丝圈缠绕成型技术领域，尤其是一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置及其成型方法。

背景技术

钢丝圈挤出联动生产线是制造轮胎钢丝圈的专用设备，该生产线以成卷专用钢丝为原料，经放线导开、连续加热、挂胶挤出、储存、成型等工序完成钢丝圈一次自动成型。该生产线可用于多种轮胎类型的钢丝圈制品生产，包括半钢乘用胎、全钢载重胎、工程胎、农用胎、航空胎、工业胎等，可一次生产1根至8根相同规格钢丝圈。当需要生产不同规格钢丝圈制品时，需更换对应的缠绕成型盘，并且一种缠绕成型盘只能生产与之对应的规格，如果生产任务需要切换生产规格，那么便需要停机进行成型盘的更换，而更换一套成型盘需要大约15分钟，因此多规格的成型盘更换需要大量的停机时间，延缓生产，同时操作人员需进入安全护栏内才能进行缠绕成型盘的更换，也存在一定安全隐患。

发明内容

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，包括机架、钢丝圈缠绕成型装置、排丝送丝装置和自动储圈装置，钢丝圈缠绕成型装置和排丝送丝装置均安装在机架；

所述钢丝圈缠绕成型装置包括工位切换机构和两组钢丝缠绕机构，两组所述钢丝缠绕机构分设在机架的两侧从而分别对应钢丝圈缠绕成型装置的生产工位和待备工位，所述工位切换机构能够带动两组钢丝缠绕机构在机架上旋转从而使两者互换所对应的工位；

所述排丝送丝装置用于将待缠绕的钢丝牵引至与生产工位相对应钢丝缠绕机构上；

所述自动储圈装置用于将生产工位所对应的钢丝缠绕机构上的钢丝圈取下并进行储存。

所述工位切换机构包括切换电机和切换底座，所述切换底座转动安装在机架上，所述切换电机安装在机架上且转动轴与切换底座相接用以带动切换底座在机架上转动，两组所述钢丝缠绕机构分别安装在切换底座的两侧。

所述钢丝缠绕机构包括安装座、成型盘和缠绕电机，所述安装座固定在切换底座上，所述成型盘转动安装在安装座上，所述缠绕电机安装在安装座上并且通过带轮与成型盘相接。

所述成型盘包括主轴、涨缩滑轨、盘座、盘瓣、定位座、移动座、推杆和涨缩电机，所述主轴转动接设在安装座上并且与缠绕电机通过带轮相接，所述推杆滑动插装在主轴上并且能够跟随主轴同步旋转，所述涨缩滑轨圆周状环设在推杆上且呈倾斜式设置，所述盘座与涨缩滑轨一一对应且滑动安装在涨缩滑轨上，所述盘瓣与盘座一一对应且固定在盘座上，所述定位座固定在主轴上，所述盘座与定位座滑动相接，所述移动座滑动安装在切换底座上，所述推杆转动接设在移动座上，所述涨缩电机通过丝杠结构带动移动座在切换底座上进行滑动从而带动推杆在主轴中滑动。

所述排丝送丝装置包括升降调节机构、水平调节机构、送丝盘、压丝气缸和排丝压辊，所述升降调节机构包括升降调节电机和升降调节底座，所述升降调节电机安装在机架上并且通过丝杠结构带动升降调节底座在机架上进行升降运动，所述水平调节机构包括水平调节电机和水平调节底座，所述水平调节电机安装在升降调节底座上并且通过丝杠结构带动水平调节底座在升降调节底座上进行水平运动，所述送丝盘转动安装在水平调节底座上，所述压丝气缸的缸体转动安装在水平调节底座上，所述排丝压辊转动安装在水平调节底座上，所述压丝气缸的伸缩杆与排丝压辊转动相接用于带动排丝压辊下压。

所述水平调节底座上安装有若干排丝立柱，钢丝经过相邻两排丝立柱之间的间隙后缠绕在送丝盘对应的轮槽上，所述水平调节底座上安装有裁断气缸，所述裁断气缸的伸缩端安装有裁断刀能够裁断钢丝。

所述自动储圈装置包括送圈机构和接圈机构，所述送圈机构用于将钢丝缠绕机构上的成型钢丝圈取下并递送至接圈机构上，所述接圈机构用于接取并存储钢丝圈。

所述送圈机构包括地面支架、送圈底座、无杆气缸、夹爪支架、定中丝杠、夹取气缸和夹爪，所述地面支架设置在地面上，所述送圈底座通过轨道滑动安装在地面支架上，所述无杆气缸安装在地面支架上并且其移动端与送圈底座相接用以带动送圈底座相对于地面支架进行滑动，所述夹爪支架有两个且对称式通过轨道滑动安装在送圈底座上，所述定中丝杠转动架设在送圈底座上，所述定中丝杠的一端接设有手轮，所述定中丝杠上设置有两个丝母，所述夹取气缸有两个且分别与夹爪支架相对应，所述夹取气缸的伸缩端接设在就近的丝母上且其缸体与夹爪支架相固定。

所述接圈机构包括接圈底座、接圈支架、储圈换位电机、储圈架、推圈杆、推出气缸和下压气缸，所述接圈底座设置在地面上，所述接圈支架转动安装在接圈底座上，所述储圈换位电机安装在接圈底座上并且用于带动接圈支架在接圈底座上转动，所述储圈架有若干个且呈圆周状接设在接圈支架上，所述推出气缸固定在接圈支架的顶部，所述下压气缸固定在推出气缸的伸缩杆上，所述推圈杆安装在下压气缸的伸缩杆上。

一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型方法，包括如下步骤：

a．首先，排丝送丝装置将待缠绕的钢丝输送至位于生产工位上钢丝缠绕机构中的成型盘上进行钢丝圈缠绕成型；

b．等到钢丝圈缠绕成型后，裁断气缸工作切断排丝送丝装置中的钢丝，停止向钢丝缠绕机构中输送钢丝；

c．随后，送圈机构工作将成型的钢丝圈从成型盘上取下之后递送至接圈机构的储圈架上，于此同时，操作员可以再次对待备工位上钢丝缠绕机构中的成型盘进行检查以及更换；

d．之后，工位切换装置工作，将更换好成型盘的钢丝缠绕机构换位至生产工位上，继续开始成型下一个新成型盘对应的新规格钢丝圈。

本发明的优点和积极效果是：在更换成型盘时，设备无需停机，可继续联动生产，从而提升设备利用率，达到单台设备，相同工作时间内，增加产能的目标，同时，更换成型盘无需操作人员穿过安全护栏进入到生产工位上去，消除了安全隐患。

附图说明

图1是装置整体结构示意图；

图2是钢丝缠绕机构立体示意图；

图3是钢丝缠绕机构俯视示意图；

图4是排丝送丝装置结构示意图；

图5是自动储圈装置结构示意图。

其中，1、机架；2、切换电机；3、切换底座；4、安装座；5、缠绕电机；7、主轴；8、涨缩滑轨；9、盘座；10、盘瓣；11、定位座；12、移动座；13、推杆；14、涨缩电机；15、送丝盘；16、压丝气缸；17、排丝压辊；18、升降调节电机；19、升降调节底座；20、水平调节电机；21、水平调节底座；22、排丝立柱；23、裁断气缸；24、地面支架；25、送圈底座；26、无杆气缸；27、夹爪支架；28、定中丝杠；29、夹取气缸；30、夹爪；31、接圈底座；32、接圈支架；33、储圈换位电机；34、储圈架；35、推圈杆；36、推出气缸；37、下压气缸。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述：

如图1所示，本发明提出了一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，该装置整体上包括机架、钢丝圈缠绕成型装置、排丝送丝装置和自动储圈装置，其中钢丝圈缠绕成型装置和排丝送丝装置均安装在机架1上，并且钢丝圈缠绕成型装置包括工位切换机构和两组钢丝缠绕机构，两组钢丝缠绕机构分设在机架1的两侧，而机架1的两侧则分别是两个工位，具体为生产工位和待备工位，在实际生产中，机架1边上设置有防护栏，避免操作人员进入到生产工位中，因此分设于机架1两侧两组钢丝缠绕机构则分别对应生产工位和待备工位，工位切换机构则能够带动两组钢丝缠绕机构在机架1上旋转从而使两者互换所对应的工位，因此，操作员可以在待备工位对此处钢丝圈缠绕机构进行检查更换等操作，随后工位切换机构则能将处理好的钢丝缠绕机构转换到生产工位上，通过排丝送丝装置能够将待缠绕的钢丝牵引至与生产工位相对应钢丝缠绕机构上，钢丝圈成型后自动储圈装置则能够将其取下并进行储存。

具体的，如图2、图3所示，在一些示例中，工位切换机构包括切换电机2和切换底座3，其中切换底座3转动安装在机架1上，切换电机2安装在机架1上且转动轴与切换底座3相接用以带动切换底座3在机架1上转动，两组所述钢丝缠绕机构分别安装在切换底座3的两侧；而钢丝缠绕机构则包括安装座4、成型盘和缠绕电机5，安装座4固定在切换底座3上，成型盘转动安装在安装座4上，缠绕电机5安装在安装座4上并且通过带轮与成型盘相接，用于带动成型盘工作。

进一步的，在一些示例中，成型盘包括主轴7、涨缩滑轨8、盘座9、盘瓣10、定位座11、移动座12、推杆13和涨缩电机14，其中主轴7转动接设在安装座4上并且与缠绕电机5通过带轮相接，缠绕电机5能够带动主轴7旋转，推杆13滑动插装在主轴7上并且能够跟随主轴7同步旋转，涨缩滑轨8圆周状环设在推杆13上且呈倾斜式设置，盘座9与涨缩滑轨8一一对应且滑动安装在涨缩滑轨8上，盘瓣10与盘座9一一对应且固定在盘座9上，定位座11固定在主轴7上，盘座9与定位座11滑动相接，移动座12滑动安装在切换底座3上，推杆13转动接设在移动座12上，涨缩电机14通过丝杠结构带动移动座12在切换底座3上进行滑动从而带动推杆13在主轴7中滑动，推杆13滑动的时候，带动涨缩轨道同步运动，需要说明的是，推杆13在主轴7中是沿着主轴7的轴向滑动，盘座9在定位座11上的滑动方向是主轴7的径向，因此当推杆13运动时，盘座9与涨缩滑轨8之间也会发生相对滑动，由于涨缩滑轨8是倾斜式设置，所以能够带动盘座9在定位座11上径向滑动，使得盘座9相对于主轴7进行涨缩。

在本发明中，如图4所示，排丝送丝装置包括升降调节机构、水平调节机构、送丝盘15、压丝气缸16和排丝压辊17，其中升降调节机构包括升降调节电机18和升降调节底座19，升降调节电机18安装在机架1上并且通过丝杠结构带动升降调节底座19在机架1上进行升降运动，水平调节机构包括水平调节电机20和水平调节底座21，水平调节电机20安装在升降调节底座19上并且通过丝杠结构带动水平调节底座21在升降调节底座19上进行水平运动，送丝盘15转动安装在水平调节底座21上，送丝盘15通过电机驱动旋转，用于牵引输送钢丝，在一些示例中，于水平调节底座21上设置有若干排丝立柱22，相邻两排丝立柱22之间的间隙与送丝盘15上的轮槽相对应，钢丝穿过相邻排丝立柱22之间的间隙后能够稳定到达送丝盘15的轮槽上，而压丝气缸16的缸体转动安装在水平调节底座21上，排丝压辊17转动安装在水平调节底座21上，压丝气缸16的伸缩杆与排丝压辊17转动相接用于带动排丝压辊17下压，送丝盘15上将钢丝输送至排丝压辊17处时，压丝气缸16带动排丝压辊17下压，能够将钢丝抵压至钢丝缠绕机构中的成型盘上，同时，在一些示例中，于水平调节底座21上安装有裁断气缸23，裁断气缸23位于送丝盘15和排丝压辊17之间，裁断气缸23的伸缩端上安装有裁断刀，在生产工位钢丝缠绕机构上的钢丝圈成型之后，裁断气缸23带动裁断刀能够将钢丝切断。

在本发明中，如图5所示，自动储圈装置包括送圈机构和接圈机构，送圈机构用于将钢丝缠绕机构上的成型钢丝圈取下并递送至接圈机构上，接圈机构用于接取并存储钢丝圈。

具体的，在一些示例中，送圈机构包括地面支架24、送圈底座25、无杆气缸26、夹爪支架27、定中丝杠28、夹取气缸29和夹爪30，其中地面支架24设置在地面上，送圈底座25通过轨道滑动安装在地面支架24上，无杆气缸26安装在地面支架24上并且其移动端与送圈底座25相接用以带动送圈底座25相对于地面支架24进行滑动，夹爪支架27有两个且对称式通过轨道滑动安装在送圈底座25上，定中丝杠28转动架设在送圈底座25上，定中丝杠28的一端接设有手轮，定中丝杠28上设置有两个丝母，夹取气缸29有两个且分别与夹爪支架27相对应，夹取气缸29的伸缩端接设在就近的丝母上且其缸体与夹爪支架27相固定，当操作员通过手轮转动定中丝杠28时，丝母会带着相应的夹取气缸29运动，最终拉动夹爪支架27相互靠近或者远离，使得生产工位上钢丝缠绕机构中的成型盘处于两个夹爪30的正中间，定中完成后，需要夹取钢丝圈时，夹取气缸29工作带动夹爪支架27运动，通过两个夹爪30相互靠近的方式将钢丝圈夹紧，随后无杆气缸26启动，带动送圈底座25朝向接圈机构运动。

操作员通过定中丝杠28调整送圈底座25的操作需要在整个装置启动工作之前完成，并且在实际的生产中，操作员通过该操作完成一次定中之后，即便更换了成型盘，也无需再次手动定中。

具体的，在一些示例中，所述接圈机构包括接圈底座31、接圈支架32、储圈换位电机33、储圈架34、推圈杆35、推出气缸36和下压气缸37，接圈底座31设置在地面上，接圈支架32转动安装在接圈底座31上，储圈换位电机33安装在接圈底座31上并且用于带动接圈支架32在接圈底座31上转动，储圈架34有若干个且呈圆周状接设在接圈支架32上，储圈换位电机33带动接圈支架32旋转时，能够使接圈支架32上的储圈架34接连正对送圈机构，当一个储圈架34上的钢丝圈装满之后，接圈支架32旋转，使得下一个空着的储圈架34正对送圈机构进行接圈储存，而推出气缸36固定在接圈支架32的顶部，下压气缸37固定在推出气缸36的伸缩杆上，推圈杆35安装在下压气缸37的伸缩杆上，当送圈机构要将钢丝圈放置在储圈架34上之后，此时储圈架34上的钢丝圈位于最外侧，可以通过下压气缸37带动推圈杆35向下，随后推出气缸36收缩，带动推圈杆35将钢丝圈推到储圈架34的里侧，避免钢丝圈掉落。

基于上述的一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，本发明还提出了一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型方法，包括如下的步骤：

a．首先，排丝送丝装置将待缠绕的钢丝输送至位于生产工位上钢丝缠绕机构中的成型盘上进行钢丝圈缠绕成型；

具体的，在钢丝经过送丝盘15和排丝压辊17递送至成型盘上之前，涨缩电机14需要带动推杆13运动，使得盘座9带动盘瓣10相对于主轴7进行涨开，随后待钢丝被递送至盘瓣10上之后，缠绕电机5在带动主轴7旋转，对钢丝进行缠绕成钢丝圈。

b．等到钢丝圈缠绕成型后，裁断气缸23工作切断排丝送丝装置中的钢丝，停止向钢丝缠绕机构中输送钢丝；

c．随后，送圈机构工作将成型的钢丝圈从成型盘上取下之后递送至接圈机构的储圈架34上，于此同时，操作员可以再次对待备工位上钢丝缠绕机构中的成型盘进行检查以及更换；

具体的，送圈机构在工作时，首先两个夹取气缸29同步伸长，带动两个夹爪30张开至合适位置，随后无杆气缸26先带动送圈底座25运动至靠近成型盘的位置，之后两个夹取气缸29同步收缩，带动两个夹爪30靠拢，将钢丝圈夹紧，然后涨缩电机14启动，带动盘瓣10收缩，使得盘瓣10与钢丝圈脱离，随后接圈机构中 的推出气缸36伸长、下压气缸37收缩，带动推圈杆35让出位置，然后无杆气缸26带动送圈底座25向着靠近储圈架34的方向运动，等到钢丝圈到达储圈架34上之后，夹取气缸29伸长，将钢丝圈放置在储圈架34上，最后下压气缸37伸长、推出气缸36收缩，将储圈架34上钢丝圈推至储圈架34内侧即可。

d．之后，工位切换装置工作，将更换好成型盘的钢丝缠绕机构换位至生产工位上，继续开始成型下一个新成型盘对应的新规格钢丝圈。

该成型方法通过双工位的钢丝缠绕机构，使得操作员可以在待备工位对成型盘进行更换，同时，更换不同规格的成型盘无需停机，能够提高设备的利用率，在相同时间内增加产能。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，其特征在于：包括机架、钢丝圈缠绕成型装置、排丝送丝装置和自动储圈装置，钢丝圈缠绕成型装置和排丝送丝装置均安装在机架；

所述钢丝圈缠绕成型装置包括工位切换机构和两组钢丝缠绕机构，两组所述钢丝缠绕机构分设在机架的两侧从而分别对应钢丝圈缠绕成型装置的生产工位和待备工位，所述工位切换机构能够带动两组钢丝缠绕机构在机架上旋转从而使两者互换所对应的工位；

所述排丝送丝装置用于将待缠绕的钢丝牵引至与生产工位相对应钢丝缠绕机构上；

所述自动储圈装置用于将生产工位所对应的钢丝缠绕机构上的钢丝圈取下并进行储存。

2.根据权利要求1所述的一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，其特征在于：所述工位切换机构包括切换电机和切换底座，所述切换底座转动安装在机架上，所述切换电机安装在机架上且转动轴与切换底座相接用以带动切换底座在机架上转动，两组所述钢丝缠绕机构分别安装在切换底座的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，其特征在于：所述钢丝缠绕机构包括安装座、成型盘和缠绕电机，所述安装座固定在切换底座上，所述成型盘转动安装在安装座上，所述缠绕电机安装在安装座上并且通过带轮与成型盘相接。

4.根据权利要求3所述的一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，其特征在于：所述成型盘包括主轴、涨缩滑轨、盘座、盘瓣、定位座、移动座、推杆和涨缩电机，所述主轴转动接设在安装座上并且与缠绕电机通过带轮相接，所述推杆滑动插装在主轴上并且能够跟随主轴同步旋转，所述涨缩滑轨圆周状环设在推杆上且呈倾斜式设置，所述盘座与涨缩滑轨一一对应且滑动安装在涨缩滑轨上，所述盘瓣与盘座一一对应且固定在盘座上，所述定位座固定在主轴上，所述盘座与定位座滑动相接，所述移动座滑动安装在切换底座上，所述推杆转动接设在移动座上，所述涨缩电机通过丝杠结构带动移动座在切换底座上进行滑动从而带动推杆在主轴中滑动。

5.根据权利要求1所述的一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，其特征在于：所述排丝送丝装置包括升降调节机构、水平调节机构、送丝盘、压丝气缸和排丝压辊，所述升降调节机构包括升降调节电机和升降调节底座，所述升降调节电机安装在机架上并且通过丝杠结构带动升降调节底座在机架上进行升降运动，所述水平调节机构包括水平调节电机和水平调节底座，所述水平调节电机安装在升降调节底座上并且通过丝杠结构带动水平调节底座在升降调节底座上进行水平运动，所述送丝盘转动安装在水平调节底座上，所述压丝气缸的缸体转动安装在水平调节底座上，所述排丝压辊转动安装在水平调节底座上，所述压丝气缸的伸缩杆与排丝压辊转动相接用于带动排丝压辊下压。

6.根据权利要求5所述的一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，其特征在于：所述水平调节底座上安装有若干排丝立柱，钢丝经过相邻两排丝立柱之间的间隙后缠绕在送丝盘对应的轮槽上，所述水平调节底座上安装有裁断气缸，所述裁断气缸的伸缩端安装有裁断刀能够裁断钢丝。

7.根据权利要求1所述的一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，其特征在于：所述自动储圈装置包括送圈机构和接圈机构，所述送圈机构用于将钢丝缠绕机构上的成型钢丝圈取下并递送至接圈机构上，所述接圈机构用于接取并存储钢丝圈。

8.根据权利要求7所述的一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，其特征在于：所述送圈机构包括地面支架、送圈底座、无杆气缸、夹爪支架、定中丝杠、夹取气缸和夹爪，所述地面支架设置在地面上，所述送圈底座通过轨道滑动安装在地面支架上，所述无杆气缸安装在地面支架上并且其移动端与送圈底座相接用以带动送圈底座相对于地面支架进行滑动，所述夹爪支架有两个且对称式通过轨道滑动安装在送圈底座上，所述定中丝杠转动架设在送圈底座上，所述定中丝杠的一端接设有手轮，所述定中丝杠上设置有两个丝母，所述夹取气缸有两个且分别与夹爪支架相对应，所述夹取气缸的伸缩端接设在就近的丝母上且其缸体与夹爪支架相固定。

9.根据权利要求7所述的一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置，其特征在于：所述接圈机构包括接圈底座、接圈支架、储圈换位电机、储圈架、推圈杆、推出气缸和下压气缸，所述接圈底座设置在地面上，所述接圈支架转动安装在接圈底座上，所述储圈换位电机安装在接圈底座上并且用于带动接圈支架在接圈底座上转动，所述储圈架有若干个且呈圆周状接设在接圈支架上，所述推出气缸固定在接圈支架的顶部，所述下压气缸固定在推出气缸的伸缩杆上，所述推圈杆安装在下压气缸的伸缩杆上。

10.一种双工位旋转式钢丝圈缠绕成型方法，其特征在于：通过如权利要求1-9任一所述的双工位旋转式钢丝圈缠绕成型装置实现，包括如下步骤：

a．首先，排丝送丝装置将待缠绕的钢丝输送至位于生产工位上钢丝缠绕机构中的成型盘上进行钢丝圈缠绕成型；

b．等到钢丝圈缠绕成型后，裁断气缸工作切断排丝送丝装置中的钢丝，停止向钢丝缠绕机构中输送钢丝；

c．随后，送圈机构工作将成型的钢丝圈从成型盘上取下之后递送至接圈机构的储圈架上，于此同时，操作员可以再次对待备工位上钢丝缠绕机构中的成型盘进行检查以及更换；

d．之后，工位切换装置工作，将更换好成型盘的钢丝缠绕机构换位至生产工位上，继续开始成型下一个新成型盘对应的新规格钢丝圈。

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