CN115722833A - 一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接技术领域，尤其是一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，包括座台，所述座台上表面固定安装有安装架，所述安装架上端固定安装有焊枪组件，所述座台内部通过移动机构固定安装有滑块，所述滑块滑动设置于所述座台上表面、其上端通过支撑机构固定安装有第一夹持机构，所述安装架内部转动安装有主动轴，所述主动轴端部固定安装有第二夹持机构，该装置能够对不同直径的钢管和法兰进行定位，方便焊接，值得推广。

Description

一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置。

背景技术

在钢管和法兰进行焊接的工作中，在不同的情况下会需要不同尺寸的钢管和法兰，这就需要焊接设备能够满足对不同尺寸的钢管和法兰进行夹持的功能，另外，钢管和法兰在固定过程中，需要保证周向重合的精度。在申请号为CN202111173412.1的中国发明文件中公开了能够解决不锈钢管与法兰盘对接不便以及轴向重合精度不高问题的焊接机，该文件中通过设置的承托压紧机构在对不锈钢管件进行辅助支撑，通过外夹定位机构能够针对不同尺寸的法兰盘进行快速外夹以及压紧固定，通过手轮调节杆能够对龙门架的高度进行调节，使得不锈钢管和法兰盘之间的轴线相重合，以此来提高不锈钢管和法兰盘之间轴向重合的精度，也能够对不同尺寸的法兰盘进行夹持固定。但是，在通过手轮调节杆对龙门架的高度进行调节时，不锈钢管和法兰盘轴向重合的精度还是需要人为判断，人为判断会存在误差且费时费力，具有弊端。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在不同直径的钢管和法兰对接效果欠佳的缺点，而提出的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，包括座台，所述座台上表面固定安装有安装架，所述安装架上端固定安装有焊枪组件，所述座台内部通过移动机构固定安装有滑块，所述滑块滑动设置于所述座台上表面、其上端通过支撑机构固定安装有第一夹持机构，所述安装架内部转动安装有主动轴，所述主动轴端部固定安装有第二夹持机构。

优选的，所述支撑机构包括支撑弧架、导向圈和夹持壳，所述导向圈固定安装于所述夹持壳外侧表面，所述支撑弧架下端与所述滑块固定相连、上端套设于所述导向圈外侧，所述导向圈可转动设置于所述支撑弧架内部，所述夹持壳两侧面开设有第一孔槽，所述第一夹持机构固定安装于所述夹持壳内部。

优选的，所述第一夹持机构包括联动齿轮、滑移杆、定位圈、连接杆、夹持板、主动齿轮和调节杆，所述联动齿轮转动设置于所述安装壳内部，所述联动齿轮与所述主动齿轮啮合相连，所述主动齿轮转动设置于所述夹持壳内，所述调节杆贯穿延伸至所述夹持壳内的端部与所述主动齿轮固定相连，所述联动齿轮内部开设有第二孔槽和条形槽，所述条形槽设置有至少三个并沿着所述第二孔槽呈圆周阵列分布，所述夹持壳一侧表面开设有弧形槽，所述滑移杆一端贯穿设置于所述条形槽内、另一端滑动设置于所述第二孔槽内，所述连接杆通过所述定位圈滑动设置于所述夹持壳内壁表面，所述连接杆一端活动套设于所述滑移杆外侧、另一端与所述夹持板固定相连。

优选的，所述联动齿轮和所述夹持壳同轴设置，所述导向圈和所述夹持壳同轴设置。

优选的，所述第二夹持机构包括安装壳、丝杆和螺纹套块，所述安装壳与所述主动轴固定相连，所述丝杆为双向丝杆并转动设置于所述安装壳内，一对所述螺纹套块分别螺纹套设于所述丝杆的两端，所述螺纹套块一侧固定安装有夹持件。

优选的，所述夹持壳的中心轴线经过两个所述螺纹套块之间连线的中点。

优选的，所述夹持件包括夹持架、第一弹簧和抵杆，所述螺纹套块与所述夹持架固定相连，所述抵杆一端活动贯穿延伸至所述夹持架内部，所述第一弹簧一端与所述抵杆内部固定相连、另一端与所述夹持架固定相连。

优选的，两个所述夹持架内侧表面均固定安装有防滑垫。

优选的，所述夹持壳与所述安装壳之间固定安装有相互配合的紧固件。

优选的，所述紧固件包括定位块、固定盒、第二弹簧和对接杆，所述固定盒固定安装于所述夹持壳靠近所述安装壳的侧面，所述对接杆一端滑动设置于所述固定盒内部，所述第二弹簧一端与所述固定盒固定相连、另一端与所述对接杆固定相连，所述定位块固定安装于所述安装壳一侧，所述定位块可与所述对接杆另一端配合相连。

本发明提出的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，有益效果在于：该装置在使用的过程中，转动丝杆能够带动两个螺纹套块同时相互靠近或相互远离，不仅能够对不同尺寸的法兰进行夹持固定，还能够保证法兰的中心轴线始终经过两个螺纹套块之间连线的中点，通过夹持板能够对不同尺寸的钢管进行夹持，并且所有夹持板到夹持壳的中心轴线的距离始终相等，所以，能够保证钢管的中心轴线始终与夹持板的中心轴线相重合，因此，在对不同尺寸的钢管和法兰进行夹持时，都能保证其轴向轴线相重合，避免了人为判断的弊端，对接效果好。

附图说明

图1为现有技术中圆形法兰和方形法兰的结构示意图；

图2为本发明提出的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置的立体结构示意图；

图3为本发明提出的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置的剖视结构示意图；

图4为本发明提出的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置中第一夹持机构的结构示意图；

图5为图2中A处的放大结构示意图。

图中：座台1、安装架2、滑块3、支撑弧架4、导向圈5、夹持壳6、第一孔槽7、联动齿轮8、第二孔槽9、条形槽10、滑移杆11、定位圈12、连接杆13、夹持板14、主动齿轮15、调节杆16、弧形槽17、主动轴18、安装壳19、丝杆20、螺纹套块21、夹持架22、第一弹簧23、抵杆24、定位块25、固定盒26、第二弹簧27、对接杆28、焊枪组件29、移动机构30。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

参照图2-5，一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，包括座台1，座台1上表面固定安装有安装架2，安装架2上端固定安装有焊枪组件29，座台1内部通过移动机构30固定安装有滑块3，移动机构30能够带动滑块3发生移动，滑块3滑动设置于座台1上表面、其上端通过支撑机构固定安装有第一夹持机构，滑块3移动时能够带动支撑机构移动，支撑机构移动能够带动第一夹持机构移动，安装架2内部转动安装有主动轴18，主动轴18与外部动力设备相连接，主动轴18端部固定安装有第二夹持机构，第二夹持机构用于对法兰进行夹持固定，主动轴18转动能够带动第二夹持机构转动。

支撑机构包括支撑弧架4、导向圈5和夹持壳6，导向圈5固定安装于夹持壳6外侧表面，支撑弧架4下端与滑块3固定相连、上端套设于导向圈5外侧，导向圈5可转动设置于支撑弧架4内部，导向圈5和支撑弧架4相互配合，使得夹持壳6能够转动，并且导向圈5和夹持壳6同轴设置，所以夹持壳6只会沿着自身的中心轴线发生转动，夹持壳6两侧面开设有第一孔槽7，第一孔槽7内用于放置钢管，第一夹持机构固定安装于夹持壳6内部，第一夹持机构用于对钢管进行夹持。

第一夹持机构包括联动齿轮8、滑移杆11、定位圈12、连接杆13、夹持板14、主动齿轮15和调节杆16，联动齿轮8转动设置于安装壳19内部，联动齿轮8与主动齿轮15啮合相连，主动齿轮15转动设置于夹持壳6内，调节杆16贯穿延伸至夹持壳6内的端部与主动齿轮15固定相连，转动调节杆16能够带动主动齿轮15转动，主动齿轮15转动能够带动联动齿轮8转动，联动齿轮8和夹持壳6同轴设置，联动齿轮8也只会沿着夹持壳6的中心轴线转动；

联动齿轮8内部开设有第二孔槽9和条形槽10，条形槽10设置有至少三个并沿着第二孔槽9呈圆周阵列分布，第二孔槽9与第一孔槽7的中心轴线均与夹持壳6的中心轴线相重合，夹持壳6一侧表面开设有弧形槽17，滑移杆11一端贯穿设置于条形槽10内、另一端滑动设置于第二孔槽9内，连接杆13通过定位圈12滑动设置于夹持壳6内壁表面，连接杆13在定位圈12的限制作用下能够沿着条形槽10的长度方向进行移动，连接杆13一端活动套设于滑移杆11外侧、另一端与夹持板14固定相连，定位圈12和滑移杆11对连接杆13进行支撑，并且连接杆13的长度延伸线始终会经过夹持壳6的中心轴线，夹持板14用于对钢管进行夹持，滑移杆11带动连接杆13发生移动时，连接杆11的移动距离会完全相等，所以能够保证钢管的中心轴线会与夹持壳6的中心轴线相重合。

第二夹持机构包括安装壳19、丝杆20和螺纹套块21，安装壳19与主动轴18固定相连，主动轴18转动能够带动安装壳19转动，安装壳19转动能够带动法兰转动，丝杆20为双向丝杆并转动设置于安装壳19内，一对螺纹套块21分别螺纹套设于丝杆20的两端，丝杆20转动时会带动螺纹套块21同时相互靠近或相互远离，并且法兰在被夹持固定后，其中心轴线始终会经过两个螺纹套块21之间连线的中点，螺纹套块21一侧固定安装有夹持件，夹持件用于对法兰进行夹持，夹持壳6的中心轴线经过两个螺纹套块21之间的中点，所以能够保证钢管和法兰的中心轴线相互重合。

该装置在使用的过程中，需要将法兰通过夹持件进行固定，然后转动丝杆20带动螺纹套块21转动，螺纹套块21移动对法兰进行夹持固定，再将钢管放入第一孔槽7内，然后转动调节杆16，调节杆16转动会带动主动齿轮15转动，主动齿轮15转动会带动联动齿轮8转动，联动齿轮8转动会带动条形槽10转动，条形槽10转动会存在有带动滑移杆11转动的作用力，但是滑移杆11远离条形槽10的端部位于弧形槽17内，由于弧形槽17是固定的，所以滑移杆11在受到条形槽10内壁的作用力的同时还会受到弧形槽17内壁的限制，这样就会导致滑移杆11在顺着条形槽10发生转动的同时也会在弧形槽17内发生滑动，所以滑移杆11在条形槽10内的位置也会发生变化，当滑移杆11移动时会带动连接杆13和夹持板14移动，从而能够对夹持板14与夹持壳6中心点之间的距离进行调节，从而能够对不同直径的钢管进行夹持，并且能够保证钢管的中心轴线始终与夹持壳6的中心轴线相重合，这里说明一下，由于联动齿轮8和夹持壳6均具有壁厚，所以滑移杆11在同时受到条形槽10和弧形槽17的作用力的过程中不会发生倾斜，滑移杆11的长度方向始终垂直于联动齿轮8和夹持壳6的内壁表面。当通过移动机构30带动滑块3移动时，滑块3移动能够带动支撑弧架4移动，支撑弧架4移动能够通过导向圈4带动夹持壳6移动，夹持壳6移动能够带动钢管移动，从而能够使得钢管和法兰相抵触，从而能够进行焊接，在焊接过程中，先通过焊枪组件29对钢管和法兰进行预焊，使得钢管和法兰之间进行固定，然后启动外部动力设备带动主动轴18转动，主动轴18转动带动安装壳19转动，安装壳19转动会带动法兰转动，从而能够使得钢管和法兰同时转动，便于焊接。

实施例2

在上述实施例中，通过夹持件对法兰进行夹持固定，但是由于现有技术中与钢管进行焊接的法兰具有不同的形态，根据不同的使用环境会需要不同的法兰，而现有的法兰基本上会有圆形法兰和方形法兰两种形式，但是，现有的焊接夹持设备大多都不能同时适用于这两种形式的法兰，为此，提出本实施例，参照图3及图5，作为本发明的另一优选实施例，在实施例1的基础上，夹持件包括夹持架22、第一弹簧23和抵杆24，螺纹套块21与夹持架22固定相连，抵杆24一端活动贯穿延伸至夹持架22内部，第一弹簧23一端与抵杆24内部固定相连、另一端与夹持架22固定相连，螺纹套块21在相互靠近或相互远离的时候会带动夹持架22之间相互靠近或相互远离，从而能够通过夹持架22对法兰进行夹持，并且抵杆24能够与法兰内部的孔眼进行匹配，从而能够防止法兰与夹持架22之间发生打滑或脱离，两个夹持架22内侧表面均固定安装有防滑垫，防滑垫具有防滑的效果，能够提高夹持架22与法兰之间的摩擦作用力，提高对法兰夹持的稳定性，也能够减小法兰与夹持架22内壁之间的磨损，另外，螺纹套块21移动带动夹持架22移动过程中，主要利用手持转动丝杆20来进行调节，夹持架22对法兰的夹持力度主要来自手持转动丝杆20的力度，夹持中主要通过抵杆24对法兰的孔眼进行限制来实现对法兰的固定，这样在对薄壁法兰进行夹持时，减小手转动丝杆20的力量便能够避免夹持架22在夹持过程损坏或压弯薄壁法兰。

向外拉动抵杆24，第一弹簧23被拉伸，将法兰的两个相对的孔眼与抵杆24相互配合，接着松开抵杆24，第一弹簧23回缩带动底杆24向安装壳19一侧移动，在第一弹簧23的弹力作用下，抵杆24会对法兰进行限制固定，无论是圆形法兰，还是方形法兰，均通过抵杆24对孔眼进行限制固定来进行夹持的，所以，该装置同时适用于方形法兰和圆形法兰，法兰内部两个相对的孔眼被抵杆24进行固定后，法兰的中心轴线都会经过两个螺纹套块21之间连线的中点，所以，通过该夹持件能够保证圆形法兰和方形法兰在夹持固定后，圆形法兰和方形法兰的中心轴线会与钢管的中心轴线相重合。

实施例3

在上述实施例中，当法兰与钢管相互抵触时，通过焊枪组件29能够对法兰和钢管进行初步的焊接，使得法兰和钢管之间进行连接，然后启动外部动力设备带动主动轴18转动，主动轴18转动能够带动安装壳19转动，安装壳19转动能够带动法兰转动，法兰转动从而能够带动钢管转动，但是如果钢管为非直型钢管，并且法兰又是方形法兰，那么这样的钢管和法兰在焊接时，就会对角度有所要求，而法兰和钢管之间相抵触后，通过焊枪组件29进行初步焊接之前，在此期间，法兰和钢管之间可能会发生移动，这样对焊接角度有要求的钢管和法兰焊接时，就会影响焊接质量，为此，提出本实施例，参照图3，作为本发明的另一优选实施例，在实施例1或实施例2的基础上，夹持壳6与安装壳19之间固定安装有相互配合的紧固件，紧固件包括定位块25、固定盒26、第二弹簧27和对接杆28，固定盒26固定安装于夹持壳6靠近安装壳19的侧面，对接杆28一端滑动设置于固定盒26内部，第二弹簧27一端与固定盒26固定相连、另一端与对接杆28固定相连，定位块25固定安装于安装壳19一侧，定位块25可与对接杆28另一端配合相连，当定位块25和对接杆28相互配合时，安装壳19和夹持壳6之间就不会发生相对转动，从而使得钢管和法兰之间不会发生相对转动。

在法兰和钢管分别被夹持固定后，通过移动机构30带动滑块3移动，然后通过转动夹持壳6使得定位块25和对接杆28相互配合，然后能够根据需要对钢管的角度进行调节，这样就可以保证钢管和法兰之间的角度能够满足需要，并且钢管和法兰之间也不会发生相对转动了，提高了焊接质量。

工作原理：

S1：夹持法兰时，首先拉动一个抵杆24使得该抵杆24分别与法兰内部的任意一个孔眼相配合，在第一弹簧23的弹性支撑作用下，抵杆24端部能够对法兰进行限制，使得法兰被限制在夹持架22上，然后转动丝杆20，丝杆20转动带动两个螺纹套块21同时相互靠近，最后调整另一个抵杆24，使得抵杆24与法兰内部的与S1中的孔眼相对的孔眼相配合，法兰被固定，通过调节改变螺纹套块21之间的距离，能够对不同直径的法兰进行夹持固定，并且固定后的法兰的中心轴线始终经过两个螺纹套块21之间连线的中点，另外，无论是圆形法兰，还是方形法兰，均通过抵杆24对孔眼进行限制固定来进行夹持的，所以，该装置同时适用于方形法兰和圆形法兰；

S2：夹持钢管时，将钢管放入第一孔槽7和第二孔槽9内，转动调节杆16，调节杆16带动主动齿轮15转动，主动齿轮15转动能够带动联动齿轮8转动，联动齿轮8转动会带动条形槽10转动，条形槽10转动会存在有带动滑移杆11转动的作用力，由于弧形槽17是固定的，所以滑移杆11在受到条形槽10内壁的作用力的同时还会受到弧形槽17内壁的限制，这样就会导致滑移杆11在顺着条形槽10发生转动的同时也会在弧形槽17发生滑动，所以滑移杆11在条形槽10内的位置也会发生变化，当滑移杆11移动时会带动连接杆13和夹持板14移动，从而能够对不同直径的钢管进行夹持，并且能够保证钢管的中心轴线始终与夹持壳6的中心轴线相重合，又因为夹持壳6的中心轴线经过两个螺纹套块21之间连线的中点，所以，钢管和法兰的中心轴线相重合，保证钢管和法兰同轴设置，配合的更加精准；

S3：将钢管和法兰进行配合时，首先启动移动机构30带动滑块3移动，滑块3移动会带动支撑弧架4移动，支撑弧架4移动能够通过导向圈4带动夹持壳6移动，夹持壳6移动能够带动钢管移动，当夹持壳6移动至靠近安装壳19时，转动夹持壳6，使得对接杆28和定位块25相互配合，如果钢管为直型管，那么不需要再次对钢管的角度进行调节，如果钢管为弯管，且法兰为方形法兰，这种情况下对钢管和法兰之间的角度一般会有要求，那么此时需要对通过转动调节杆16使得夹持板14与钢管松开，对钢管的角度进行再次调节，调节好了之后，通过移动机构30继续带动滑块3移动，滑块3移动带动钢管与法兰相抵触贴合；

S4：焊接时，焊枪组件29在进行焊接的同时，启动外部动力设备带动主动轴18转动，主动轴18转动会带动安装壳19转动，安装壳19转动会通过夹持架22带动法兰转动，并且安装壳19转动还会带动定位块25转动，定位块25转动会带动对接杆28转动，对接杆28转动会通过固定盒26转动，固定盒26转动会带动夹持壳6转动，夹持壳6转动会带动钢管转动，让钢管和法兰能够保持同步转动，能够提高钢管和法兰焊接的精准度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，包括座台(1)，所述座台(1)上表面固定安装有安装架(2)，所述安装架(2)上端固定安装有焊枪组件(29)，其特征在于，所述座台(1)内部通过移动机构(30)固定安装有滑块(3)，所述滑块(3)滑动设置于所述座台(1)上表面、其上端通过支撑机构固定安装有第一夹持机构，所述安装架(2)内部转动安装有主动轴(18)，所述主动轴(18)端部固定安装有第二夹持机构。

2.根据权利要求1所述的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，其特征在于，所述支撑机构包括支撑弧架(4)、导向圈(5)和夹持壳(6)，所述导向圈(5)固定安装于所述夹持壳(6)外侧表面，所述支撑弧架(4)下端与所述滑块(3)固定相连、上端套设于所述导向圈(5)外侧，所述导向圈(5)可转动设置于所述支撑弧架(4)内部，所述夹持壳(6)两侧面开设有第一孔槽(7)，所述第一夹持机构固定安装于所述夹持壳(6)内部。

3.根据权利要求2所述的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，其特征在于，所述第一夹持机构包括联动齿轮(8)、滑移杆(11)、定位圈(12)、连接杆(13)、夹持板(14)、主动齿轮(15)和调节杆(16)，所述联动齿轮(8)转动设置于所述安装壳(19)内部，所述联动齿轮(8)与所述主动齿轮(15)啮合相连，所述主动齿轮(15)转动设置于所述夹持壳(6)内，所述调节杆(16)贯穿延伸至所述夹持壳(6)内的端部与所述主动齿轮(15)固定相连，所述联动齿轮(8)内部开设有第二孔槽(9)和条形槽(10)，所述条形槽(10)设置有至少三个并沿着所述第二孔槽(9)呈圆周阵列分布，所述夹持壳(6)一侧表面开设有弧形槽(17)，所述滑移杆(11)一端贯穿设置于所述条形槽(10)内、另一端滑动设置于所述第二孔槽(9)内，所述连接杆(13)通过所述定位圈(12)滑动设置于所述夹持壳(6)内壁表面，所述连接杆(13)一端活动套设于所述滑移杆(11)外侧、另一端与所述夹持板(14)固定相连。

4.根据权利要求3所述的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，其特征在于，所述联动齿轮(8)和所述夹持壳(6)同轴设置，所述导向圈(5)和所述夹持壳(6)同轴设置。

5.根据权利要求4所述的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，其特征在于，所述第二夹持机构包括安装壳(19)、丝杆(20)和螺纹套块(21)，所述安装壳(19)与所述主动轴(18)固定相连，所述丝杆(20)为双向丝杆并转动设置于所述安装壳(19)内，一对所述螺纹套块(21)分别螺纹套设于所述丝杆(20)的两端，所述螺纹套块(21)一侧固定安装有夹持件。

6.根据权利要求5所述的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，其特征在于，所述夹持壳(6)的中心轴线经过两个所述螺纹套块(21)之间连线的中点。

7.根据权利要求6所述的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，其特征在于，所述夹持件包括夹持架(22)、第一弹簧(23)和抵杆(24)，所述螺纹套块(21)与所述夹持架(22)固定相连，所述抵杆(24)一端活动贯穿延伸至所述夹持架(22)内部，所述第一弹簧(23)一端与所述抵杆(24)内部固定相连、另一端与所述夹持架(22)固定相连。

8.根据权利要求7所述的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，其特征在于，两个所述夹持架(22)内侧表面均固定安装有防滑垫。

9.根据权利要求8所述的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，其特征在于，所述夹持壳(6)与所述安装壳(19)之间固定安装有相互配合的紧固件。

10.根据权利要求9所述的一种适用于不同直径的钢管和法兰对准焊接装置，其特征在于，所述紧固件包括定位块(25)、固定盒(26)、第二弹簧(27)和对接杆(28)，所述固定盒(26)固定安装于所述夹持壳(6)靠近所述安装壳(19)的侧面，所述对接杆(28)一端滑动设置于所述固定盒(26)内部，所述第二弹簧(27)一端与所述固定盒(26)固定相连、另一端与所述对接杆(28)固定相连，所述定位块(25)固定安装于所述安装壳(19)一侧，所述定位块(25)可与所述对接杆(28)另一端配合相连。

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