CN114734159B - 一种高强度钢结构及该钢结构制作加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢结构技术领域，特别涉及一种高强度钢结构及该钢结构制作加工工艺，包括主管件和与主管件相连接的支管件，过渡板的一端穿插在主管件内并与之焊接，过渡板的另一端通过螺栓安装有两个倾斜布置的U型连板，U型连板穿插在支管件内并与之焊接；上述钢结构由钢结构焊接夹具进行焊接加工，钢结构焊接夹具包括支架,支架的中部设置有定位组件，支架的两端分别安装有支锁定件和主锁定件。本发明采用过渡板与主管件进行插接并焊接的方式增加主管件的连接面积，同时U型连板与支管件焊接的方式增加钢结构整体的强度，本发明通过焊接夹具能够对主管件、支管件的焊接位置与过渡板的位置进行对位，焊接夹具还能够快速调节钢结构的角度。
Description
技术领域
本发明涉及钢结构技术领域，特别涉及一种高强度钢结构及该钢结构制作加工工艺。
背景技术
在钢结构的搭建过程中，钢结构中钢材的交接位置或者转接位置为整个钢结构支撑较为薄弱的位置，因此钢结构节点的整体强度影响着整个钢结构的强度，现在较为常见的钢结构节点为立柱与桁架的连接，对于有些需要用到管件的钢结构，图1中的钢结构连接也较为常用；该种钢结构中主管件与支管件会采用焊接球进行焊接连接，这种连接方式会存在钢结构收到弯矩力时，连接点的受力面积较小，使得钢结构存在不稳定的情况。
此外上述钢结构在加工过程中需要将主管件和支管件焊接在各自的连接位置上，且管件焊接的位置需要位于各自连接位置的中部，现有类似钢结构的焊接一般通过人工将管件进行定位的方式进行焊接处理，这种处理方式会存在管件的焊接位置存在偏差，管件焊接时会发生位置，造成钢结构的强度降低，且钢结构进行焊接时需要频繁转换焊接角度，使得钢结构转向操作难度大。
发明内容
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种高强度钢结构，包括主管件和与主管件相连接的支管件，所述主管件的一端中部设置有方形缺口，过渡板的一端穿插在方形缺口内并与之焊接，过渡板的另一端通过螺栓安装有两个倾斜布置的U型连板，过渡板卡在U型连板的开口端内，两个U型连板以过渡板的中部为中心对称布置，支管件的一端中部开设有连接槽口，U型连板的封闭段穿插在连接槽口内并与之焊接。
上述该钢结构的制作加工工艺，包括以下步骤：
第一步、过渡板定位：首先通过螺栓将过渡板与U型连板进行锁定连接，然后将过渡板放置在钢结构焊接夹具上，通过该焊接夹具上的定位组件将过渡板的位置进行夹持锁定；
第二步、主管件和与支管件定位：过渡板锁定完成后，将主管件上方形缺口的一端卡在过渡板上，并通过主锁定件进行锁定，然后将支管件分别卡设在U型连板上，并通过支锁定件将其进行锁定；
第三步、钢结构焊接：管件锁定完成后，控制定位组件解除对过渡板的锁定，然后将主管件焊接在过渡板上，支管件焊接在U型连板上。
该钢结构的制作加工工艺采用钢结构焊接夹具配合完成，钢结构焊接夹具包括支架,支架的中部设置有定位组件，支架对应U型连板的一端设置有支锁定件，支架的另一端安装有主锁定件，支锁定件、主锁定件均与支架的内侧壁滑动配合，支架上设置有对滑动后的主锁定件进行位置锁定的卡扣组件，且支锁定件、主锁定件均以主管件为轴心进行转动。
所述支锁定件能够根据支管件的位置将其进行锁定，支锁定件、主锁定件上均设置有用于将支管件、主管件进行锁定的卡夹。
所述卡夹包括半环形结构的卡夹底座，卡夹底座的上侧面与主管件的轴心线处于同一水平线，卡夹底座的一端通过铰链安装有上卡夹，卡夹底座与上卡夹组成环形结构，卡夹底座的另一端设置有L型结构的延伸架，延伸架上通过滑动配合的方式连接有弹性杆，弹性杆位于延伸架内的一端设置有梯形卡块，梯形卡块对应上卡夹的一侧为倾斜结构，梯形卡块的底部卡在上卡夹上，卡夹底座与上卡夹上均设置有锁定带。
优选的，所述卡夹底座上的锁定带与上卡夹上的锁定带以卡夹底座的上侧面为对称面对称布置，锁定带的两端为弹性伸缩结构，锁定带的中部为橡胶材质。
优选的，所述支架对应主管件的一端设置有对主管件进行让位的正位方槽，正位方槽的两侧均通过弹簧杆安装有弧形支板，弧形支板能够对主管件的前后位置进行正位，使得主管件的前后位置与过渡板的前后位置相对应，弧形支板上设置有用于对主管件进行传送的滚珠。
优选的，所述主锁定件包括与支架内侧面滑动配合的主支座，主支座的底面为弧形结构，主支座的上侧面与卡夹底座的底部相连接。
优选的，所述支架的上侧面且位于主支座的正下侧设置有弧形支撑台，主支座的下侧面沿其弧形结构设置有底部带有滚珠的支撑体，支撑体上的滚珠贴合在弧形支撑台上。
优选的，所述卡扣组件包括分布在支架外侧面的弧形板，弧形板上沿其弧形结构均匀设置有插杆，弧形板的下端通过复位弹簧杆安装在支架的外侧面，主支座上与支架进行滑动配合的主滑动块上均匀设置有插孔，插杆穿过支架并穿插在插孔内。
优选的，所述定位组件包括第一调节件和安装在调节件上的定位支架，第一调节件包括双向丝杠，双向丝杠的两端设置有方向相反的螺纹，双向丝杠的一端转动连接在支架上，双向丝杠的另一端穿过支架并连接有转轮，双向丝杠上通过螺纹配合的方式对称安装有移动块,移动块的上端均与一个定位支架的底部相连接，两个定位支架的相对侧均安装有定位卡架。
优选的，所述定位卡架为U型结构，定位卡架U型结构的侧边向外倾斜布置，定位卡架下侧的侧边设置有延长平板。
优选的，所述支锁定件包括支滑动板，支滑动板与支架的侧面滑动配合，支滑动板上设置有与定位组件上第一调节件结构相同的第二调节件，第二调节件上的移动块上均安装有随动板，随动板的上侧面通过转轴与卡夹底座的底部相连接。
优选的，所述支滑动板上与支架滑动配合的支滑动块设置有伸缩多边形块，支架上与支滑动板滑动配合的滑槽内设置有与伸缩多边形块相配合的配合定位体。
本发明的有益效果在于：一、本发明采用过渡板与主管件进行插接并焊接的方式增加主管件的连接面积，同时采用U型连板与过渡板螺栓连接，且U型连板与支管件焊接的方式增加钢结构整体的强度，本发明通过焊接夹具能够对主管件、支管件的焊接位置与过渡板的位置进行对位，从而增加钢结构的连接精度，焊接夹具还能够快速调节钢结构的角度，便于钢结构的焊接处理。
二、本发明通过增加主管件与支管件的连接与焊接面积的方式，从而增加钢结构的整体强度。
三、本发明焊接夹具中定位组件能够对不同宽度的过渡板进行定位锁定，使得不同宽度的过渡板的中部位置相同，即过渡板的中部位置与主管件的轴心线相对应。
四、本发明焊接夹具中弧形支板能够对主管件的前后位置进行正位，使得主管件的前后位置与过渡板的前后位置相对应。
五、本发明焊接夹具通过向右拉动弧形板，使得插杆从插孔内移出，之后调节主支座到合适的角度，并通过插杆重新穿插在插孔内，使得主支座得到定位，以便对钢结构进行整体角度的快速调节。
六、本发明锁定件能够对不同倾斜角度的支管件进行锁定，且夹能够针对不同尺寸的主管件和支管件进行锁定，从而增加焊接夹具的适用性。
附图说明
下面接合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明高强度钢结构的结构示意图。
图2是本发明钢结构焊接夹具的第一结构示意图。
图3是本发明钢结构焊接夹具的第二结构示意图。
图4是本发明钢结构焊接夹具中支架与定位组件之间的侧视结构示意图。
图5是本发明钢结构焊接夹具中支架、主锁定件与卡夹之间的第一结构示意图。
图6是本发明钢结构焊接夹具中支架、主锁定件与卡夹之间的第二结构示意图。
图7是本发明钢结构焊接夹具中支架与主锁定件之间的结构示意图。
图8是本发明钢结构焊接夹具中支架、支锁定件与卡夹之间的结构示意图。
图9是本发明钢结构焊接夹具中支架与支锁定件之间的俯视结构示意图。
图中：1、主管件；2、支管件；11、过渡板；12、U型连板；3、支架；4、定位组件；5、主锁定件；6、支锁定件；31、卡扣组件；7、卡夹；71、卡夹底座；72、上卡夹；73、延伸架；74、弹性杆；75、梯形卡块；76、锁定带；32、正位方槽；33、弹簧杆；34、弧形支板；51、主支座；52、弧形支撑台；53、支撑体；35、弧形板；36、插杆；37、复位弹簧杆；41、定位支架；42、双向丝杠；43、移动块；44、定位卡架；45、延长平板；61、支滑动板；62、随动板；63、伸缩多边形块。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
参阅图1，一种高强度钢结构，包括主管件1和与主管件1相连接的支管件2，所述主管件1的一端中部设置有方形缺口，过渡板11的一端穿插在方形缺口内并与之焊接，过渡板11的另一端通过螺栓安装有两个倾斜布置的U型连板12，过渡板11卡在U型连板12的开口端内，两个U型连板12以过渡板11的中部为中心对称布置，支管件2的一端中部开设有连接槽口，U型连板12的封闭段穿插在连接槽口内并与之焊接。
参阅图2、图3和图5，上述钢结构由钢结构焊接夹具进行焊接加工，钢结构焊接夹具包括支架3,支架3的中部设置有定位组件4，支架3对应U型连板12的一端设置有支锁定件6，支架3的另一端安装有主锁定件5，支锁定件6、主锁定件5均与支架3的内侧壁滑动配合，支架3上设置有对滑动后的主锁定件5进行位置锁定的卡扣组件31，且支锁定件6、主锁定件5均以主管件1为轴心进行转动，钢结构焊接夹具能够针对上述钢结构通过将过渡板11进行定位锁定，然后通过支锁定件6、主锁定件5分别将主管件1和支管件2进行锁定，使得主管件1和支管件2能够分别插接到过渡板11、U型连板12上合适的位置，从而增加钢结构的焊接精度，锁定后的钢结构能够整体进行角度调节，便于对钢结构的焊接位置进行操作处理。
参阅图4，所述定位组件4包括第一调节件和安装在调节件上的定位支架41，第一调节件包括双向丝杠42，双向丝杠42的两端设置有方向相反的螺纹，双向丝杠42的一端转动连接在支架3上，双向丝杠42的另一端穿过支架3并连接有转轮，双向丝杠42上通过螺纹配合的方式对称安装有移动块43,移动块43的上端均与一个定位支架41的底部相连接，两个定位支架41的相对侧均安装有定位卡架44；所述定位卡架44为U型结构，定位卡架44U型结构的侧边向外倾斜布置，定位卡架44下侧的侧边设置有延长平板45，定位组件4能够对不同宽度的过渡板11进行定位锁定，使得不同宽度的过渡板11的中部位置相同，即过渡板11的中部位置与主管件1的轴心线相对应，具体的，首先将过渡板11放置在延长平板45上，通过转动转轮使得双向丝杠42带动移动块43同步向内移动，从而过渡板11的前后侧面均锁定在定位卡架44的倾斜侧边内，定位卡架44的倾斜侧边使得焊接夹具能够对不同厚度的过渡板11进行锁定，进一步增加焊接夹具的适用范围。
参阅图3，所述支架3对应主管件1的一端设置有对主管件1进行让位的正位方槽32，正位方槽32的两侧均通过弹簧杆33安装有弧形支板34，弧形支板34能够对主管件1的前后位置进行正位，使得主管件1的前后位置与过渡板11的前后位置相对应，弧形支板34上设置有用于对主管件1进行传送的滚珠。
参阅图5和图8，所述支锁定件6能够根据支管件2的位置将其进行锁定，支锁定件6、主锁定件5上均设置有用于将支管件2、主管件1进行锁定的卡夹7。
参阅图5，所述卡夹7包括半环形结构的卡夹底座71，卡夹底座71的上侧面与主管件1的轴心线处于同一水平线，卡夹底座71的一端通过铰链安装有上卡夹72，卡夹底座71与上卡夹72组成环形结构，卡夹底座71的另一端设置有L型结构的延伸架73，延伸架73上通过滑动配合的方式连接有弹性杆74，弹性杆74位于延伸架73内的一端设置有梯形卡块75，梯形卡块75对应上卡夹72的一侧为倾斜结构，梯形卡块75的底部卡在上卡夹72上，卡夹底座71与上卡夹72上均设置有锁定带76，卡夹7能够针对不同尺寸的主管件1和支管件2进行锁定，从而增加焊接夹具的适用性，且通过卡夹7能够将主管件1和支管件2锁定在合适的位置，以便不同直径的主管件1和支管件2均位于特定的位置，增加钢结构的焊接精度，具体的，初始状态下卡夹底座71与上卡夹72处于张开状态，过渡板11锁定完成后，将主管件1方形切口的一端卡套在过渡板11的外侧，然后通过转动上卡夹72，使得上卡夹72卡在卡夹底座71上，并通过梯形卡块75将上卡夹72进行锁定，此时锁定带76能够将主管件1进行锁定，同理将支管件2进行锁定，以便主管件1、支管件2在焊接时不会发生位移。
继续参阅图5，所述卡夹底座71上的锁定带76与上卡夹72上的锁定带76以卡夹底座71的上侧面为对称面对称布置，锁定带76的两端为弹性伸缩结构，锁定带76的中部为橡胶材质，针对不同尺寸的主管件1或者支管件2进行锁定时，锁定带76两侧的弹性伸缩结构能够自动伸缩，以便锁定带76中部的橡胶材质能够将管件进行锁定。
继续参阅图5，所述主锁定件5包括与支架3内侧面滑动配合的主支座51，主支座51的底面为弧形结构，主支座51的上侧面与卡夹底座71的底部相连接；所述支架3的上侧面且位于主支座51的正下侧设置有弧形支撑台52，主支座51的下侧面沿其弧形结构设置有底部带有滚珠的支撑体53，支撑体53上的滚珠贴合在弧形支撑台52上，弧形支撑台52能够对主支座51进行支撑，当主支座51进行角度调节时，支撑体53上的滚珠能够在弧形支撑台52上滚动。
参阅图6和图7，所述卡扣组件31包括分布在支架3外侧面的弧形板35，弧形板35上沿其弧形结构均匀设置有插杆36，弧形板35的下端通过复位弹簧杆37安装在支架3的外侧面，主支座51上与支架3进行滑动配合的主滑动块上均匀设置有插孔，插杆36穿过支架3并穿插在插孔内，通过插杆36穿插在插孔内能够对主支座51进行锁定，当主支座51进行角度调节时，向右拉动弧形板35，使得插杆36从插孔内移出，之后调节主支座51到合适的角度，并通过插杆36重新穿插在插孔内，使得主支座51得到定位。
参阅图8和图9，所述支锁定件6包括支滑动板61，支滑动板61与支架3的侧面滑动配合，支滑动板61上设置有与定位组件4上第一调节件结构相同的第二调节件，第二调节件上的移动块上均安装有随动板62，随动板62的上侧面通过转轴与卡夹底座71的底部相连接；所述支滑动板61上与支架3滑动配合的支滑动块设置有伸缩多边形块63，支架3上与支滑动板61滑动配合的滑槽内设置有与伸缩多边形块63相配合的配合定位体，支锁定件6能够对不同倾斜角度的支管件2进行锁定，具体的，根据支管件2的倾斜角度控制第二调节件将随动板62移动到合适的位置，然后将随动板62上的卡夹底座71通过转轴进行转动，使得卡夹底座71的角度与支管件2的角度相对应，之后通过卡夹7将支管件2进行锁定，当主支座51进行角度调节时，支滑动板61会随之配合转动，伸缩多边形块63与配合定位体相配合能够对支滑动板61的位置进行限定，以便支滑动板61在无外力的情况下不会发生随意转动。
本发明还提供了针对上述钢结构采用钢结构焊接夹具进行制作加工的工艺，包括以下步骤：
第一步、过渡板11定位：首先通过螺栓将过渡板11与U型连板12进行锁定连接，然后将过渡板11放置在延长平板45上，通过转动转轮使得双向丝杠42带动移动块43同步向内移动，从而过渡板11的前后侧面均锁定在定位卡架44的倾斜侧边内；
第二步、主管件1和与支管件2定位：过渡板11锁定完成后，将主管件1上方形缺口的一端卡在过渡板11上，弧形支板34能够对主管件1的前后位置进行正位，使得主管件1的前后位置与过渡板11的前后位置相对应，然后通过转动上卡夹72，使得上卡夹72卡在卡夹底座71上，并通过梯形卡块75将上卡夹72进行锁定，此时锁定带76能够将主管件1进行锁定，然后将支管件2分别卡设在U型连板12上，并通过支锁定件6上的卡夹7将其进行锁定；
第三步、钢结构焊接：管件锁定完成后，控制定位组件4解除对过渡板11的锁定，然后将主管件1焊接在过渡板11上，支管件2焊接在U型连板12上，过渡板11与主管件1、支管件2进行焊接时，可通过点焊的方式将主管件1、支管件2的位置进行定位，然后将其上侧的焊接位置进行焊接处理，之后向右拉动弧形板35，使得插杆36从插孔内移出，之后调节主支座51到合适的角度，并通过插杆36重新穿插在插孔内，使得主支座51得到定位，此时支滑动板61能够配合转动，以便钢结构能够进行整体角度的调节，便于钢结构其他的位置得到焊接处理。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，仍涵盖在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种高强度钢结构，包括主管件(1)和与主管件(1)相连接的支管件(2)，其特征在于，所述主管件(1)的一端中部设置有方形缺口，过渡板(11)的一端穿插在方形缺口内并与之焊接，过渡板(11)的另一端通过螺栓安装有两个倾斜布置的U型连板(12)，过渡板(11)卡在U型连板(12)的开口端内，两个U型连板(12)以过渡板(11)的中部为中心对称布置，支管件(2)的一端中部开设有连接槽口，U型连板(12)的封闭段穿插在连接槽口内并与之焊接；
该钢结构的制作加工工艺，包括以下步骤：
第一步、过渡板(11)定位：首先通过螺栓将过渡板(11)与U型连板(12)进行锁定连接，然后将过渡板(11)放置在钢结构焊接夹具上，通过该焊接夹具上的定位组件(4)将过渡板(11)的位置进行夹持锁定；
第二步、主管件(1)和与支管件(2)定位：过渡板(11)锁定完成后，将主管件(1)上方形缺口的一端卡在过渡板(11)上，并通过主锁定件(5)进行锁定，然后将支管件(2)分别卡设在U型连板(12)上，并通过支锁定件(6)将其进行锁定；
第三步、钢结构焊接：管件锁定完成后，控制定位组件(4)解除对过渡板(11)的锁定，然后将主管件(1)焊接在过渡板(11)上，支管件(2)焊接在U型连板(12)上；
该钢结构的制作加工工艺采用钢结构焊接夹具配合完成，钢结构焊接夹具包括支架(3),支架(3)的中部设置有定位组件(4)，支架(3)对应U型连板(12)的一端设置有支锁定件(6)，支架(3)的另一端安装有主锁定件(5)，支锁定件(6)、主锁定件(5)均与支架(3)的内侧壁滑动配合，支架(3)上设置有对滑动后的主锁定件(5)进行位置锁定的卡扣组件(31)，且支锁定件(6)、主锁定件(5)均以主管件(1)为轴心进行转动；
所述支锁定件(6)能够根据支管件(2)的位置将其进行锁定，支锁定件(6)、主锁定件(5)上均设置有用于将支管件(2)、主管件(1)进行锁定的卡夹(7)；
所述卡夹(7)包括半环形结构的卡夹底座(71)，卡夹底座(71)的上侧面与主管件(1)的轴心线处于同一水平线，卡夹底座(71)的一端通过铰链安装有上卡夹(72)，卡夹底座(71)与上卡夹(72)组成环形结构，卡夹底座(71)的另一端设置有L型结构的延伸架(73)，延伸架(73)上通过滑动配合的方式连接有弹性杆(74)，弹性杆(74)位于延伸架(73)内的一端设置有梯形卡块(75)，梯形卡块(75)对应上卡夹(72)的一侧为倾斜结构，梯形卡块(75)的底部卡在上卡夹(72)上，卡夹底座(71)与上卡夹(72)上均设置有锁定带(76)。
2.根据权利要求1所述一种高强度钢结构，其特征在于，所述卡夹底座(71)上的锁定带(76)与上卡夹(72)上的锁定带(76)以卡夹底座(71)的上侧面为对称面对称布置，锁定带(76)的两端为弹性伸缩结构，锁定带(76)的中部为橡胶材质。
3.根据权利要求1所述一种高强度钢结构，其特征在于，所述支架(3)对应主管件(1)的一端设置有对主管件(1)进行让位的正位方槽(32)，正位方槽(32)的两侧均通过弹簧杆(33)安装有弧形支板(34)，弧形支板(34)上设置有用于对主管件(1)进行传送的滚珠。
4.根据权利要求1所述一种高强度钢结构，其特征在于，所述主锁定件(5)包括与支架(3)内侧面滑动配合的主支座(51)，主支座(51)的底面为弧形结构，主支座(51)的上侧面与卡夹底座(71)的底部相连接。
5.根据权利要求4所述一种高强度钢结构，其特征在于，所述支架(3)的上侧面且位于主支座(51)的正下侧设置有弧形支撑台(52)，主支座(51)的下侧面沿其弧形结构设置有底部带有滚珠的支撑体(53)，支撑体(53)上的滚珠贴合在弧形支撑台(52)上。
6.根据权利要求5所述一种高强度钢结构，其特征在于，所述卡扣组件(31)包括分布在支架(3)外侧面的弧形板(35)，弧形板(35)上沿其弧形结构均匀设置有插杆(36)，弧形板(35)的下端通过复位弹簧杆(37)安装在支架(3)的外侧面，主支座(51)上与支架(3)进行滑动配合的主滑动块上均匀设置有插孔，插杆(36)穿过支架(3)并穿插在插孔内。
7.根据权利要求1所述一种高强度钢结构，其特征在于，所述定位组件(4)包括第一调节件和安装在调节件上的定位支架(41)，第一调节件包括双向丝杠(42)，双向丝杠(42)的两端设置有方向相反的螺纹，双向丝杠(42)的一端转动连接在支架(3)上，双向丝杠(42)的另一端穿过支架(3)并连接有转轮，双向丝杠(42)上通过螺纹配合的方式对称安装有移动块(43),移动块(43)的上端均与一个定位支架(41)的底部相连接，两个定位支架(41)的相对侧均安装有定位卡架(44)。
8.根据权利要求7所述一种高强度钢结构，其特征在于，所述定位卡架(44)为U型结构，定位卡架(44)U型结构的侧边向外倾斜布置，定位卡架(44)下侧的侧边设置有延长平板(45)。
9.根据权利要求1所述一种高强度钢结构，其特征在于，所述支锁定件(6)包括支滑动板(61)，支滑动板(61)与支架(3)的侧面滑动配合，支滑动板(61)上设置有与定位组件(4)上第一调节件结构相同的第二调节件，第二调节件上的移动块上均安装有随动板(62)，随动板(62)的上侧面通过转轴与卡夹底座(71)的底部相连接。
10.根据权利要求9所述一种高强度钢结构，其特征在于，所述支滑动板(61)上与支架(3)滑动配合的支滑动块设置有伸缩多边形块(63)，支架(3)上与支滑动板(61)滑动配合的滑槽内设置有与伸缩多边形块(63)相配合的配合定位体。
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