機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-單軸面筋脫水機(jī)設(shè)計(jì)【全套圖紙】
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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 1 目目 錄錄 第 1 章 前言.1 第 2 章 方案論證.3 第 3 章 計(jì)算部分.9 3.1 主軸直徑的初步估算.9 3.1.1 初步估算軸徑 .9 3.1.2 軸上受力分析 10 3.1.3 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 10 3.2 滾動軸承的選擇及校核計(jì)算15 3.4 電動機(jī)的選擇20 第 4 章 設(shè)計(jì)部分22 4.1 絞龍的設(shè)計(jì)22 4.2 絞龍殼體的設(shè)計(jì)24 4.3 篩網(wǎng)的設(shè)計(jì)24 4.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25 4.5 支承件的設(shè)計(jì)26 第 5 章 設(shè)備概述及其使用注意事項(xiàng)29 5.1 設(shè)備概述29 5.2 設(shè)備使用注意事項(xiàng)30 第 6 章 小節(jié)32 第 7 章 致謝33
2、 第 8 章 參考文獻(xiàn)34 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 2 第第 1 1 章章 前言前言 全套圖紙,加全套圖紙,加 153893706 大學(xué)四年就要結(jié)束,畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科生獲得學(xué)士學(xué)位的必要條 件。 畢業(yè)設(shè)計(jì)它能夠綜合運(yùn)用大學(xué)間段所學(xué)的專業(yè)知識,并與實(shí)際的生 產(chǎn)相結(jié)合 ,只有在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中我們才能真正的體會到一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品 在從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的一系列工作。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本學(xué)科的基本理論、專業(yè)知識和基本 技能,提高分析與解決實(shí)際問題的能力,完成工程師的基本訓(xùn)練和初步 培養(yǎng)從事科學(xué)研究工作的重要環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠 培養(yǎng) 我們的 獨(dú)立 工作能力、開發(fā)創(chuàng)造能力為主,兼顧所學(xué)知識的鞏固、應(yīng)用和擴(kuò)大 了專
3、業(yè)知識。畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括工作計(jì)劃和組織、檢索與閱讀中外文獻(xiàn) 資料、調(diào)查研究、方案比較選擇、設(shè)計(jì)與計(jì)算、綜合分析、計(jì)算機(jī)繪圖、 方案模擬抽象 、總結(jié)提高、撰寫報(bào)告等。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn) 用所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本知識、基本技能和專業(yè)知識,聯(lián)系生產(chǎn)及科研實(shí) 際完成某一課題,全面檢驗(yàn)學(xué)生分析和解決問題的能力,使學(xué)生掌握基 本方法,受到初步的工程技術(shù)訓(xùn)練。是培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能 力和創(chuàng)業(yè)精神的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。 能夠掌握如何針對某一機(jī)械設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì),是本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的。 希望能夠通過此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠達(dá)到這一點(diǎn)。運(yùn)用四年來所學(xué)的專業(yè) 知識使之與現(xiàn)實(shí)中的設(shè)備相結(jié)合,也正是我們學(xué)習(xí)的最終目的。用我
4、們 的理論知識在現(xiàn)實(shí)中能夠有所創(chuàng)新,使中國的制造業(yè)更上一步。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 3 根據(jù)要求,我設(shè)計(jì)的產(chǎn)品主要適用于小麥谷朊粉生產(chǎn)工藝過程中的 濕面筋脫水,也適用于其它類型的粗纖維的脫水。采用該設(shè)備可使 小麥谷朊粉 生產(chǎn)過程中 、和面后 分離出的 多水面筋 -濕面筋 得到充 分的脫水處理。 脫水后的面筋經(jīng)過進(jìn)一步 的干燥加工使其成為 谷朊 粉,同時(shí)可 對 B 淀粉采取回收 利用 處理, 采用該設(shè)備是必不可少的技 術(shù)措施。 根據(jù)國內(nèi)外同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),我增加了一個(gè)出水口,這樣 可以使?jié)衩娼?擠壓后的含淀粉殘水得到回收利用,減少洗滌損失,提高 淀粉回收率。并從中改善生產(chǎn)環(huán)境,提高副產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益
5、。 該產(chǎn)品的傳動平穩(wěn),工作性能良好以及定位準(zhǔn)確,外觀力求輪廓清晰,美 觀大方,占地面積小,實(shí)用性強(qiáng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 4 第第 2 2 章章 方案論證方案論證 針對目前國內(nèi)小麥淀粉和谷朊粉的加工工藝過程,多采用進(jìn)口設(shè)備, 及國內(nèi)不完善的設(shè)備,不是資金昂貴就是設(shè)備達(dá)不到生產(chǎn)要求。不能正 常地實(shí)現(xiàn)淀粉與谷朊粉的現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝,造成資金的外流與資源的浪 費(fèi)?,F(xiàn)根據(jù)國內(nèi)外生產(chǎn)廠家的現(xiàn)成設(shè)備及有關(guān)資料設(shè)計(jì)此設(shè)備。 小麥淀粉在食品、冷飲、輕工、紡織、制藥、造紙等行業(yè)中有著 廣泛的應(yīng)用。 1:食品行業(yè)。主要應(yīng)用于火腿腸、粉絲、雪糕、果凍等產(chǎn)品中。以 及用于味精、麥精粉、可食性包裝膜、水解及發(fā)酵工業(yè)產(chǎn)品中。
6、 2:紡織行業(yè)。小麥淀粉特別適合于纖維工業(yè),尤其是織布、漿紗、 整理和染色用糊。 3:造紙行業(yè)。小麥淀粉在造紙行業(yè)用量比較大,主要用作濕部的粘 結(jié)劑、表面涂層、施膠和制造瓦楞紙的粘合劑。 4:醫(yī)藥行業(yè)。主要用作制片劑、稀釋劑等。 5:淀粉深加工業(yè)。生產(chǎn)糊精、氧化酯、淀粉醚、淀粉糖等產(chǎn)品。 6:其他行業(yè)。在其他行業(yè)可用于制焊條、鑄造的砂型、炭精棒成型 和干電池等。 谷朊粉是從小麥中直接分離出來的高蛋白聚合物,蛋白質(zhì)含量為 7580%,脂肪含量為1.01.25%,吸水率為 150200%,吸水后的濕面 筋保持了原有的自然活性及天然物理狀態(tài),具有粘性、彈性、延伸性、 薄膜成型性和吸脂乳化性。 谷朊粉
7、是糧食工業(yè)、食品工業(yè)和飼料工業(yè)理想的天然添加劑。廣泛 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 5 應(yīng)用于生產(chǎn)面包粉、方便面粉、餃子粉、掛面粉等專用粉中,用于改善 專用粉的烘焙品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)、食用品質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值。食品工業(yè)用其制 成營養(yǎng)、保健、方便于一體的各類食品,如水面筋、油面筋、烤麩、古 老肉、素雞、罐頭、火腿腸等,飼料工業(yè)用于生產(chǎn)高檔水產(chǎn)品如螃蟹、 鱉、對蝦等飼料的粘合劑和營養(yǎng)添加劑。不僅提高了飼料的營養(yǎng)價(jià)值, 還提高了飲料在飼喂中的利用率??傊?,谷朊粉在面粉行業(yè)、面包行業(yè)、 冷凍食品行業(yè)、肉類食品行業(yè)、飼料行業(yè)、化學(xué)工業(yè)等行業(yè)中都有著重 要的應(yīng)用。 雖然我國是小麥生產(chǎn)大國,小麥年產(chǎn)量一億噸左右,但是,多年來 小
8、麥谷朊粉的生產(chǎn)沒有引起足夠的重視,造成這種情況的原因主要有如 下幾種:( 1)小麥一直是人們的口糧,所以我國的小麥加工規(guī)模較小、 工藝落后;( 2)小麥蛋白的黏度較大,烘干困難,不利于工業(yè)化生產(chǎn); (3)由于小麥加工工藝落后,生產(chǎn)過程中的污水不易治理,環(huán)境污染嚴(yán) 重;( 4)以谷朊粉為原料的制成品樣式較少,市場需求量較小,使得國 內(nèi)對加工谷朊粉的設(shè)備要求不是太高,無形中造成了谷朊粉加工工藝技 術(shù)緩慢。 近年來,在國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的帶動下,在人們對谷朊粉的需求日 趨增長的情況下,我國小麥谷朊粉工業(yè)得到長足的發(fā)展。特別是新的技 術(shù)、新工藝的引進(jìn),使小麥深加工有了技術(shù)支撐,一些具有較高開發(fā)創(chuàng) 新能力
9、,技術(shù)先進(jìn)、規(guī)模較大的大中型企業(yè)相繼投產(chǎn),小麥副產(chǎn)品得到 充分的利用,促進(jìn)了行業(yè)的快速發(fā)展。 小麥谷朊粉的工藝技術(shù)發(fā)展至今,主要加工工藝如下圖: 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 6 這種方法生產(chǎn)淀粉、谷朊粉工藝有如下特點(diǎn):工藝設(shè)備投資省、上 馬快、設(shè)備操作簡單、穩(wěn)定,以面粉為原料,需要和制粉車間配套建廠, 制粉工藝、面粉的面筋含量、灰分、含砂量、淀粉損傷率、蛋白質(zhì)變性、 細(xì)菌含量等指標(biāo),對生產(chǎn)淀粉、谷朊粉的產(chǎn)品質(zhì)量影響很大,面筋洗滌、 淀粉沉淀不能連續(xù)生產(chǎn),操作強(qiáng)度大,人為影響因素多,采用沉淀池占 地面積大,沉淀率底,生產(chǎn)周期長,衛(wèi)生指標(biāo)較難保證,水耗大,廢水 處理困難,干態(tài)制粉動耗大,綜合生產(chǎn)成本高。 所
10、使用的主要設(shè)備有間歇式面筋機(jī)、離心篩、沉淀池、三足式人工 上卸料離心機(jī)、淀粉氣流干燥系統(tǒng)、谷朊粉干燥系統(tǒng)等設(shè)備。在這些設(shè) 備中除纖維分離及干燥設(shè)備仍舊被使用外,其余設(shè)備均被淘汰。因此在 今后的市場競爭中,與先進(jìn)的工藝相比,無論從技術(shù)、質(zhì)量、價(jià)格等方 面都無競爭優(yōu)勢。我國小麥谷朊粉工業(yè)要想發(fā)展,在激烈的市場競爭中 有一定的能力,就必需進(jìn)行工藝和設(shè)備的改造。要進(jìn)行工藝改造,首先 要設(shè)計(jì)工藝路線,看它是否可行。然后按照工藝路線設(shè)計(jì)各種類型的設(shè) 備,而設(shè)備的好壞將直接影響工藝的可行性。因此,從某種意義上來說, 谷朊粉工業(yè)的現(xiàn)代化將取決于加工谷朊粉設(shè)備的現(xiàn)代化。 針對目前國內(nèi)淀粉和谷朊粉的生產(chǎn)現(xiàn)狀和工藝
11、過程,我們提出了改 進(jìn)方案的指導(dǎo)思想,即立足國內(nèi),結(jié)合實(shí)情,進(jìn)行工藝設(shè)備的改造,將 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 7 過去的間歇式、半機(jī)械化、敞開式的傳統(tǒng)工藝方法改為連續(xù)式、機(jī)械化、 管道化的生產(chǎn)工藝,即由間歇式馬丁法改進(jìn)為連續(xù)式馬丁法,達(dá)到生產(chǎn) 工藝連續(xù)化、管道化、自動化、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的低消耗、低成本、高質(zhì)量、 高收率、實(shí)現(xiàn)少投資、低風(fēng)險(xiǎn)、高產(chǎn)出、高效益的目標(biāo)。 具體做法是:在面筋的分離工序,用雙軸式自動和面機(jī)取代過去的 間歇式、手工操作的雙Z 葉型面筋機(jī);在淀粉的分級、洗滌工序用蝶片 式分離機(jī)、臥式螺旋沉降式分離機(jī)取代過去的沉淀池;在面筋的脫水工 序,用臥式全自動脫水機(jī)取代過去的三足式人工上卸料離心機(jī);在
12、纖維 分離及干燥工序,仍采用過去的離心篩及氣流烘干設(shè)備。 整個(gè)工藝可分為5 個(gè)部分,即面筋分離部分;纖維分離部分;淀粉 分級、精制部分;谷朊粉和淀粉的烘干部分。其中,脫水機(jī)是谷朊粉烘 干之前最重要的一環(huán),是制得谷朊粉重要的組成部分。下面我們對多水 濕面筋脫水工序作一簡單介紹。 多水濕面筋脫水工序,即是有高壓泵將多水濕面筋送入脫水機(jī),由 于脫水機(jī)采用變螺距結(jié)構(gòu)(變螺距鉸龍),所以物料在機(jī)器內(nèi)既受到軸 向擠壓力,也受到一定的徑向力,經(jīng)過高壓擠壓,面筋與水在鉸龍殼體 底端的網(wǎng)格處被擠出來,落入網(wǎng)篩上方,面筋順著網(wǎng)篩落入面筋出口; 水成了篩網(wǎng)的篩下物,進(jìn)入出水口(進(jìn)入出水口的水含有B-淀粉, 可回收,
13、且水也可重新利用)。從而完成了多水濕面筋的脫水工藝。為 下一步的干燥提供合適含水量的面筋團(tuán)。 現(xiàn)在國內(nèi)使用的脫水機(jī)有些使用篩網(wǎng)直接脫水,但這樣的處理方式, 并不能很好的脫水,不利于下一步的工藝加工。還有一些使用螺旋擠壓 的方式,使用絞龍推擠物料。這種方式,造成功耗較大,資源的浪費(fèi)。 為此,我采用變距絞龍,及在絞龍殼體底端鉆孔,濕面筋與水脫離絞龍, 在下層篩網(wǎng)處分離。結(jié)構(gòu)參照如下圖示: 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 8 主要結(jié)構(gòu)主要有電動機(jī)、聯(lián)軸器、脫水箱、絞龍及其外殼、機(jī)架等部分組成的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 9 第第 3 3 章章 計(jì)算部分計(jì)算部分 3.1 主軸直徑的初步估算 軸是組成機(jī)械的一個(gè)重要零件。它
14、支撐著其它轉(zhuǎn)動件回轉(zhuǎn) 并傳遞轉(zhuǎn)矩,同時(shí)它又通過軸承和機(jī)架聯(lián)接。所有軸上部件都圍 繞軸心線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動,形成了一個(gè)以軸為基準(zhǔn)的組合體 軸系部件。 脫水機(jī)主軸主要受彎矩和轉(zhuǎn)矩。所以按彎轉(zhuǎn)合成力矩初步 估算軸徑。 3.1.1 初步估算軸徑 選擇軸的材料為40Gr、經(jīng)調(diào)制處理 由機(jī)械設(shè)計(jì)便覽 表 45-1 查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為 毛坯直徑 (mm) 硬度 (HB) 抗拉強(qiáng) 度極限 屈服點(diǎn) s 彎曲疲勞極 限 -1 扭轉(zhuǎn)疲勞 極限 - 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 10 b (MPa ) MPaMPa1 MPa 101-300241-286686490343181 根據(jù)表 38.3-1 公式初步算軸徑,由于材料為40
15、Cr,由表 38.3-2 軸的材料40Cr41Cr18Ni9Ti /N mm-2 40-5215-25 A100.7-98148-125 注:當(dāng)彎矩相對較小或只受轉(zhuǎn)矩時(shí),取較大值, A 取較小 值;反之 取較小值, A 取較大值。所以脫水機(jī)選取 A=99 =20 則得 =46.7mm 為了減輕機(jī)器重量及降低制造成本,初步設(shè)計(jì)采取空心軸方式。內(nèi)、外徑比為 1:1.25。 由機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊 第 13 章 表 3.13-29 空心軸計(jì)算系數(shù)b 軸內(nèi)徑 /軸外徑1/4 1/3 1/2 1/1.6 1/1.4 1/1.25 b0.99610.98770.93750.8470.730.59 對于空心軸須
16、將實(shí)際傳遞的功率P 除以空心軸計(jì)算系數(shù)b 后 由上式 得: d=79.1mm 按上式計(jì)算的軸徑、未考慮鍵槽對軸強(qiáng)度的影響,若開一個(gè)鍵槽則軸徑 增大 4%5%,經(jīng)計(jì)算得: d=82.3-83.0mm 故主軸直徑取內(nèi)徑:80mm,外徑: 100mm。 3.1.2 軸上受力分析 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 T1=1.2x9550 x11/105( Nm) =1200Nm 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 11 絞龍主軸上葉片上圓周力的確定: 由于濕面筋是固液合物為假塑性流體,所受的力很難確定 ,數(shù)據(jù)都是 由試驗(yàn)得來的 ,根據(jù)資料按最大所受力約為500N 葉片軸向力的確定: 葉片所受周力的合力為0。 3.1.3 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
17、及校核 估算軸徑 按許用應(yīng)力計(jì)算: 3 p dA n 材料選用 45 鋼。A 取值 110 粉碎機(jī)功率 P = 100 kw ; n = 1000 r/min; 33 100 11051.06 1000 p dA n 軸上需要開鍵槽,軸徑增大 10; 得 d 56.17 粉碎機(jī)軸徑需要乘以危險(xiǎn)系數(shù) 2 確定最小軸徑為 d =112 根據(jù)軸所需結(jié)構(gòu),繪制軸的草圖如下: 垂直平面受力簡圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 12 Mn 打板的密度為 7.81 克/. 體積為 :2524.270 3 cm 3 cm 重量 G = mg = 7.81xx2.52427x9.8 = 193.203 N ; 3 10 打板
18、數(shù)量為 30 ; 總重量為 = 5790 N 2r F 轉(zhuǎn)矩 T = 1050500N 66 110 9.55 109.55 10 1000 P T n 圓周力 = 1 2 t T F d 2 1050500 112 1 18758.9 t FN 計(jì)算垂直面支撐反力 12 12 2 2 828387 4415790 828 rr r FF F 得到: = 10871 N 2 2r F = 5081 N 1 1r F 水平平面受力簡圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 13 計(jì)算水平面支撐反力 作用在軸上得壓力62254.5N Q F 12 1 288729 44162254.5 729 ss s FF F 得
19、到: = 102910.5 N 1 s F = 40656 N 2 s F 彎矩圖 垂直面彎矩圖 1 5081 44822762882276 Xx MNmmNm 2 2276 10871 0.8897388 Xx MNm 3 22767388246.54865.5 Xx MNm 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 14 水平面彎矩圖 1 62254.5 0.169960.72 Xy MNm 2 9960.7250220.32440259.6 Xy MNm 3 9960.7240259.636143.25844 Xy MNm 合成彎矩 M 22 xyxz MMM 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 15 22 5180176 16
20、20835392 40323.88 xyxz MMM 許用應(yīng)力 1 1 65 230 b b MPa MPa 應(yīng)力校正系數(shù) 1 1 0.28 b b 轉(zhuǎn)矩 T = 1050500N 66 110 9.55 109.55 10 1000 P T n 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 0.28 1050500T296880TN mmA 在最小軸徑中間截面出 2 222 40323.88296880 IV MMT 299606 IV MN mmA 校核軸徑 計(jì)算危險(xiǎn)截面軸的直徑 軸的最小軸徑取的是 d=112mm 軸徑 3 10.1 IV b M d 3 299606 0.1 65 35.9dmm 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 16
21、dd 合格 結(jié)論:經(jīng)校核后知該軸強(qiáng)度和剛度均達(dá)到所用的要求。 軸主要校核它的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 max=T/2R0 xR0=1200/2x3.14x45x10=700.7N 查 40Cr 的基本數(shù)據(jù)最大扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為:1250N, max=700.7800 時(shí) ,取 k1=0.50.7; 水平布置時(shí)取大值 ;傾斜布置時(shí)取小 值, ;輸送流動性好的,琢磨性小的物料時(shí)取大值,輸送流動性差的,有一定琢 磨性的物料時(shí)取小值.充填率小時(shí) 取大值,反之 取小值. 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 24 實(shí)體面型節(jié)距 S=0.8D 帶式面形節(jié)距 S=D 葉片面形節(jié)距 S=1.2D 確定螺旋的直徑 D 由資料糧食輸送機(jī)械與運(yùn)用 ,公式
22、 4-25 DQ/(47bA0 。K1)1/2.5 Q 取 Q=80t/h L 喂料器長度 L=10m 裝滿系數(shù)取 A 物料特性系數(shù) 查表 4-3 =0.20-0.35,A=40-50 取 =0.33 A=65 0 輸送物料容重, 小麥一般為 0.75t/m3, 。修正系數(shù) 因該輸送機(jī)傾斜放置所以 。值取 0.7 K1 葉面影響系數(shù),查表 4-4 取 K1=1(滿面式) s 螺距,b=s/D=0.8 代入數(shù)據(jù) DQ/(47bA0 。K1)1/2.5=0.504m=504mm 查表 4-2 取 D=500mm 。K1) 代入數(shù)據(jù) n=105.8r/min 取 n=90 r/min。 用公式 42
23、1 驗(yàn)算,A65 nman=A/D1/2=92 r/min nnman 可以滿足。 的驗(yàn)算。 根據(jù)公式 424 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入,得 =Q/(47D2sn0 。K1)0.38 計(jì)算所得的裝滿系數(shù) 在表 43 所列推薦之范圍內(nèi)(0.330.4),因此以 上數(shù)據(jù)計(jì)算均合理。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 25 4.2 絞龍殼體的設(shè)計(jì) 絞龍殼體主要是為了讓絞龍能順利工作而設(shè)計(jì)的,采用不 銹鋼材料。兩端與端蓋處采用焊接的方式聯(lián)接。表面不需要粗糙 度要求,內(nèi)表面有保證絞龍的正常運(yùn)行,所以要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)加工到 一定的粗糙度值。在殼體底端設(shè)置出料小孔。為了使面筋與水同 進(jìn)擠出來。結(jié)構(gòu)圖如下: 4.3 篩網(wǎng)的設(shè)計(jì) 篩網(wǎng)是為了讓
24、從絞龍殼體出來的面筋與水分離的。當(dāng)面筋 與水同時(shí)落入篩網(wǎng)上時(shí),面筋成為篩上物,進(jìn)入面筋出口;水成 為篩下物,進(jìn)入出水口。篩網(wǎng)要承受面筋與水的壓力,所以設(shè)計(jì) 時(shí),要考慮壓力的問題,在底層增加兩根支承板。篩網(wǎng)網(wǎng)格面積 設(shè)計(jì)為絞龍橫截面積的2/3。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 26 4.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)形狀要有利于輪轂、軸承的配合和固定,同時(shí)軸 還有利用材料、加工裝配、應(yīng)力集中等問題。多說情況下采用階 梯軸較為合適,因?yàn)樗母鞫螐?qiáng)度接近等強(qiáng)度,加工又不過于復(fù) 雜,并且軸上零件裝拆方便且固定可靠。 在設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)時(shí)要考慮如下幾點(diǎn)。 1軸上零件的周向固定 軸上零件必須可靠地周向固定,以傳遞運(yùn)動和動力。周
25、向 固定可采用鍵、花鍵、銷、型面或過盈連接等,這些連接統(tǒng)稱為 軸轂連接。 采用何種周向固定,要根據(jù)載荷的大小和性質(zhì)、輪轂與軸 的對中要求和重要性等因素來確定。例如,齒輪和軸一般可用平 鍵連接;在重載、沖擊或振動情況下,可用過盈配合加鍵連接; 再傳遞較大扭矩、軸上零件需做軸上移動或?qū)χ幸筝^高情況下, 可采用花鍵連接;輕載或不重要情況下,可采用鍵連接或緊定螺 釘連接等。 2軸上零件的軸向固定 軸上零件的軸向位置必須定位且固定,以能承受軸向力或 不產(chǎn)生軸向移動。軸向固定有兩種方法:一是利用軸本身的組成 部分,如軸肩、軸環(huán)、圓錐面、過盈配合等,這類方法可承受較 大的軸向力;二是采用附件,如擋環(huán)、間隔
26、套筒、軸端擋圈、圓 螺母、彈性卡環(huán)、緊定螺釘、楔鍵、銷等,其中彈性卡環(huán)、緊定 螺釘只能承受較小的軸向力。軸肩或軸環(huán)的高度h 可在 (0.07d+2)(0.1d+5)mm 間選取,軸環(huán)寬度b=1.4h。安裝滾動 軸承處的軸肩高度和圓角半徑有專門規(guī)定。為使軸上零件緊靠在 軸肩或軸環(huán)的定位面上,軸的過渡圓角半徑r 應(yīng)小于輪轂孔 的到角高度 c1;安裝輪轂的軸頭長度應(yīng)稍短于輪轂的長度。 3軸的加工、裝配工藝性 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 27 軸的形狀應(yīng)力求簡單,階梯數(shù)盡可能減少,鍵槽、退刀槽、 砂輪越程槽、圓角半徑、中心孔等尺寸盡可能劃一,以利加工和 檢驗(yàn)。精度和表面粗糙度要定的適當(dāng),不必要的提高將增加成本。
27、 各零件裝配時(shí)應(yīng)盡量不接觸其它零件的裝配表面。軸肩高度不應(yīng) 妨礙零件的拆卸。軸端應(yīng)有倒角等。 4提高軸的強(qiáng)度和減小軸的質(zhì)量 1)軸上零件的合理布置和合理設(shè)計(jì): 2)降低應(yīng)力集中,提高疲勞強(qiáng)度:設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)盡 量減少應(yīng)力集中源并降低其最大局部應(yīng)力。減小應(yīng)力集中的一個(gè) 基本原則是避免軸的剖面尺寸發(fā)生急劇變化。 3)提高表面質(zhì)量,提高疲勞強(qiáng)度:對軸的表面進(jìn)行輥壓、 噴丸等強(qiáng)化處理和減小表面粗糙度,有助于提高強(qiáng)度 5如圖(主軸及周圍零件的部裝圖)所示,根據(jù)軸的受力, 選取 60000 型 GB/T276 深溝球軸承兩個(gè)和50000 型 GB/T307 單向推力軸承一個(gè)。 (兩端軸徑的d=90)
28、4.5 支承件的設(shè)計(jì) 支承件是機(jī)電裝備中的重要基本構(gòu)件之一,主要包括機(jī)身、立柱、橫梁、 底座、工作臺、箱體及升降臺等大件。 基本要求 支承件應(yīng)具有足夠大的抵抗受迫振動和自激振動的能力(既抗振性) ; 這就要求支承件具有良好的動態(tài)性能;支承件應(yīng)具有良好的熱穩(wěn)定性,避免 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 28 或減少熱變形對機(jī)電裝備工作精度的影響;支承件應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性, 并注意合理選材,以減少內(nèi)應(yīng)力;設(shè)計(jì)支承件時(shí)還應(yīng)保證加工和裝配工藝性 好、吊運(yùn)安全、操作方便、排屑通暢等。支承件的性能對機(jī)電裝備的性能影 響很大,且其重量可占總重量 80%以上,故支承件的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很重要的工 作。在要求滿足的條件下,盡量減
29、輕重量,節(jié)省材料,降低能耗。 設(shè)計(jì)步驟 首先是根據(jù)支承件的使用要求進(jìn)行受力和變形分析,確定主、次力和力 矩。再根據(jù)所受的力和其它要求(如排屑、安裝電器、平衡錘等零部件) , 并參考現(xiàn)有機(jī)電裝備中的同類型件,初步確定其尺寸和形狀;然后,可以采 用有限元法,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行驗(yàn)算或進(jìn)行模型試驗(yàn),求得支承件的靜態(tài)剛度 和動態(tài)特性,并對支承件進(jìn)行熱變形和熱應(yīng)力進(jìn)行分析;最后,根據(jù)上述結(jié) 果,對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改,或?qū)讉€(gè)方案進(jìn)行對比,選擇出最佳方案。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在進(jìn)行支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)考慮機(jī)電裝備所屬的類型、布局及 常用的支承件的形狀,在滿足機(jī)電裝備工作性能的前提下,綜合考慮其它工 藝性、環(huán)境屬性及
30、工業(yè)美學(xué)等方面的問題。其次,根據(jù)支承件的要求、受力 情況及其它要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),在保證支承件具有良好性能的同時(shí),又能減 輕重量,節(jié)約材料和能源。 截面形狀的選擇 合理設(shè)計(jì)支承件的結(jié)構(gòu)是應(yīng)在盡可能減輕重量的條件下,使其具有最大 的靜剛度。由于各類機(jī)電裝備的用途、性能及規(guī)格等不同,支承件的形狀和 尺寸大小千差萬別。 壁厚的設(shè)計(jì) 為了減輕機(jī)電裝備的重量,節(jié)約材料,以減小驅(qū)動力,節(jié)約能源,應(yīng)在 結(jié)構(gòu)工藝可行的條件下,盡量減小支承件的壁厚。支承件壁的內(nèi)、外兩側(cè)有 時(shí)設(shè)有肋板或肋條,以加強(qiáng)支承件壁的穩(wěn)定性。 材料和時(shí)效處理 支承件常用的材料除了有鑄鐵、鋼板和型鋼外,此外,考慮到實(shí)際工作要求 和經(jīng)濟(jì)性等因素
31、,有時(shí)也可選用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土、樹脂混凝土或天然花崗巖 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 29 等作為支承件的材料。時(shí)效處理方法有自然時(shí)效、人工時(shí)效和振動時(shí)效等三種。 自然時(shí)效是將鑄鐵毛坯或粗加工后的半成品在露天環(huán)境下存放 3 個(gè)月到幾年, 逐漸消除其內(nèi)應(yīng)力,使材料內(nèi)部性能逐漸趨于穩(wěn)定,然后再進(jìn)行加工。人工時(shí) 效又稱燜火,是將工件放在 200以下的退火爐中,以不超過 80/H 的速度加 熱到 500-550,經(jīng) 6-8H 保溫,消除工件的內(nèi)應(yīng)力,然后以不超過 40/H 的 速度緩慢地冷卻,以免產(chǎn)生新的應(yīng)力,當(dāng)冷卻到 400以下后,方可從爐中取 出工件。振動時(shí)效是近幾年發(fā)展起來的一種新型時(shí)效方法。它是將工件放在
32、兩 個(gè)彈性支座上,激振器裝在工件的中部。將激振器的激振頻率調(diào)到等于工件一 次彎曲振動的固有頻率,使工件發(fā)生共振,其彎曲應(yīng)力加上內(nèi)應(yīng)力將有一部分 超過材料的屈服點(diǎn),使材料產(chǎn)生一定的塑性變形,從而消除內(nèi)應(yīng)力。鋼板焊接 件消除焊接應(yīng)力,采用的時(shí)效處理方法與鑄鐵基本相同,只是人工熱時(shí)效處理 要升溫到 600-650。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 30 第第 5 5 章章 設(shè)備概述及其使用注意事項(xiàng)設(shè)備概述及其使用注意事項(xiàng) 5.1 設(shè)備概述 在我國國內(nèi)的脫水機(jī)產(chǎn)品中,其工作方式大都為間歇式的,這種脫 水機(jī)工作時(shí)要人工投料(濕面筋),每個(gè)工作周期,要手動將濕面筋投 入鉸龍入口。用這種脫水機(jī),在工作中操作人員勞動量大,
33、需要專人負(fù) 責(zé)投料工作,且投料勞動強(qiáng)度大,環(huán)境衛(wèi)生得不到保證,穩(wěn)定性差,濕 面筋輸送不均勻,且常有被高壓擠出。這些都影響濕面面脫水的效果, 最終會影響到谷朊粉的產(chǎn)量,會影響到整個(gè)生產(chǎn)線的工作效能。 再者,一些企業(yè)引進(jìn)國外生產(chǎn)線,造成大量資金負(fù)擔(dān),這樣會影響 到整個(gè)生產(chǎn)線的正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀況。 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,我們所設(shè)計(jì)新型的目的是提供一種單軸變螺 距式脫水機(jī),能實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動脫水作業(yè)。并且針對國內(nèi)現(xiàn)有脫水機(jī)脫水 效果較差,產(chǎn)量不高的缺點(diǎn),及國外同類產(chǎn)品的一些優(yōu)點(diǎn),我們將之設(shè) 計(jì)為單軸式變螺距結(jié)構(gòu),這樣就可以提供一個(gè)高壓空間,在作業(yè)時(shí)起到 使?jié)衩娼畹玫奖M可能多的脫水,提高脫水效果,為下一步的造粒干燥
34、, 獲得谷朊粉做了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。同時(shí),谷朊粉生產(chǎn)線配用這種單軸式 變螺距式自動脫水機(jī)可以提高生產(chǎn)線的自動化程度,有利于提高谷朊粉 生產(chǎn)線的工作效能。 按照我們的指導(dǎo)思想,我們將脫水機(jī)的結(jié)構(gòu)定為變速電機(jī)、單軸變 螺距式自動脫水機(jī),并且使鉸龍軸在實(shí)現(xiàn)推進(jìn)物料的同時(shí)也起到擠壓物 料面團(tuán)向出面口位置移動的作用。其大體結(jié)構(gòu)和機(jī)械工作原理介紹如下: 整機(jī)機(jī)型為臥式,動力輸入裝置為電動機(jī),動力傳輸裝置采用聯(lián)軸 器,動力通過聯(lián)軸器的傳輸帶動鉸龍作回轉(zhuǎn)運(yùn)動。為了實(shí)現(xiàn)脫水效果的 明顯性,我們設(shè)計(jì)了變速電機(jī),調(diào)節(jié)電機(jī)的速度,來控制鉸龍的轉(zhuǎn)速, 調(diào)節(jié)箱體內(nèi)的壓力,進(jìn)而高地調(diào)節(jié)脫水效果。為了減輕機(jī)身重量和提高 畢業(yè)設(shè)
35、計(jì)(論文) 31 鉸龍軸的強(qiáng)度,鉸龍軸的主體部分采用空心軸,軸的兩端(與軸承的配 合處和與聯(lián)軸器的連接處)采用實(shí)心軸。攪拌軸上葉片的設(shè)計(jì)采用變距 螺旋式,既是使葉片與主軸的水平線成一定角度,這樣就可以實(shí)現(xiàn)在推 進(jìn)濕面筋的同時(shí),使面筋向指定的方向移動,還可以擠壓濕面筋的功能。 考慮到在實(shí)際的生產(chǎn)中,對濕面筋的脫水效果觀察清楚,另外,考慮到 其內(nèi)部維修的需要,不僅要在設(shè)計(jì)時(shí)避免脫水倉內(nèi)沒有死角,我們根據(jù) 以前的設(shè)備,增加了一個(gè)觀察窗口。這樣,在實(shí)際生產(chǎn)過程中,就可以 很容易的觀察到濕面筋的脫水效率,進(jìn)而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速,以取得理想 的、合適的脫水效果。 整機(jī)的底座和支架采用角鋼和槽鋼的焊接結(jié)構(gòu),以承
36、受生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生 的強(qiáng)大振動力。 總之,我們所設(shè)計(jì)的單軸式變螺距結(jié)構(gòu)自動脫水機(jī)結(jié)構(gòu)主要由電動 機(jī)、聯(lián)軸器、脫水箱、鉸龍及其外殼、機(jī)架等部分組成。 5.2 設(shè)備使用注意事項(xiàng) 1:脫水的基本原理與工藝要求 脫水的基本原理該設(shè)備采用變速電機(jī)做為驅(qū)動動力,結(jié)構(gòu)緊湊,鉸龍葉 片采用變螺距結(jié)構(gòu),與鉸龍殼體高度雙重產(chǎn)生壓縮比,推擠物料前進(jìn) 壓縮,由嵌有透孔篩板的滲水殼排出水分,脫水后的物料經(jīng)出料口落料。 滲水壁殼及篩板采用對開式螺栓緊固結(jié)構(gòu),便于維護(hù)拆裝。進(jìn)料口及滲 水壁下部均設(shè)有接水斗及排水管。在擠壓過程中物料體積逐段縮小,充 分排出積水,形成松散、低含水量的理想狀態(tài)。為下一步的干燥造粒打 下基礎(chǔ)。該設(shè)備體積
37、小,操作維護(hù)簡便。 2:影響脫水效果的因素 脫水效果的好壞受很多因素的影響,要得到符合加工要求的濕面筋, 必須從各個(gè)方面調(diào)整,使工藝條件達(dá)到最佳狀態(tài)。而要做到這一點(diǎn),了 解和掌握影響脫水效果的因素是非常重要的。影響脫水效果的主要因素 有: 1)小麥面粉的種類 2)變速電機(jī)的轉(zhuǎn)速 3)進(jìn)入鉸龍的含水濕面筋的速度 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 32 4)設(shè)備安裝的準(zhǔn)確性 5)添加劑的使用情況 3:脫水機(jī)操作方法 1)開車前檢查脫水機(jī)內(nèi)有無異物,底部的面筋出口及出水口是否 已經(jīng)打開,防護(hù)裝置是否牢靠,電源電壓是否正常。 2)脫水機(jī)開車前須先啟動攪拌軸空轉(zhuǎn)35 分鐘,檢查有無異 ?,F(xiàn)象和雜音。如設(shè)備完好,再啟動進(jìn)
38、料裝置進(jìn)料。 3)含水濕面筋加入后,應(yīng)先緩緩啟動電機(jī),以減少鉸龍葉片的動 力負(fù)荷。 4)脫水機(jī)工作過程中,最好不要中途停機(jī),確需停機(jī),時(shí)間最好 不要超過 10 分鐘,如需要停機(jī)10 分鐘以上,必須將機(jī)內(nèi)物料 卸完后再啟動試機(jī)。 5)脫水后的面筋應(yīng)立即送入后序裝置。 6)在正常開機(jī)過程中,經(jīng)常觀察電壓電流表的讀數(shù)和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情 況,軸承發(fā)熱情況,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。在生產(chǎn)中,不得把手伸 入料桶內(nèi)。 7)電機(jī)的轉(zhuǎn)速確定,主要根據(jù)生產(chǎn)要求,靠人的感覺和經(jīng)驗(yàn)來確 定。 8)脫水機(jī)鉸龍殼內(nèi)壁、攪拌軸、葉片上的物料,每班清理一至二 次。殘留的變質(zhì)、污染的物料必須作其他處理,不得再作谷朊粉 生產(chǎn)的原料。工作完畢
39、后,必須把黏附在脫水機(jī)鉸龍殼內(nèi)壁、攪 拌軸、葉片上的物料徹底清理干凈,避免細(xì)菌的繁殖和設(shè)備腐蝕。 9)傳動防護(hù)裝置在脫水機(jī)正常運(yùn)行時(shí)嚴(yán)禁打開或拆除,確需要打 開時(shí),應(yīng)先停機(jī)。 4:使用注意事項(xiàng) 1)在運(yùn)轉(zhuǎn)當(dāng)中,應(yīng)注意機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)聲音是否諧調(diào),若出現(xiàn)異常 現(xiàn)象,要立即停車,并排除故障。 2)定時(shí)檢查機(jī)器焊接及各緊固部位,是否有松動,脫接現(xiàn)象。 3)每隔一個(gè)月應(yīng)在各緊固部位涂潤滑油。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 33 第第 6 6 章章 小節(jié)小節(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是按照畢業(yè)設(shè)計(jì)要求、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)、并參照國內(nèi)同 類產(chǎn)品,由我獨(dú)立設(shè)計(jì)完成的。 畢業(yè)設(shè)計(jì),是考察大學(xué)生綜合利用自己四年所學(xué)的知識對問題進(jìn)行 分析、研究、以及
40、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,在呂俊智 及喬永欽老師的指導(dǎo)下、其他同學(xué)的幫助下,以及我個(gè)人通過夜以繼日的 查閱資料和計(jì)算,最終得以順利完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)單軸變螺距式自動 脫水機(jī)。 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我不僅了解了小麥谷朊粉的加工工藝過程、掌 握了單軸變螺距式自動脫水機(jī)的功能原理和設(shè)計(jì)方法,還學(xué)會了使用各種 機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)手冊和一些有關(guān)方面的參考書來幫助自己完成設(shè)計(jì)任務(wù)。在 指導(dǎo)老師呂俊智、喬永欽身上,我們不僅學(xué)會了一些書本上學(xué)不到的有關(guān) 機(jī)械設(shè)計(jì)的知識,還學(xué)會了如何做一個(gè)好設(shè)計(jì)員以及做人的道理。 經(jīng)過三個(gè)多月的磨練和奮斗,感覺自己進(jìn)步很大,發(fā)現(xiàn)了自己的能力和 未被挖掘的潛力。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅使
41、我完善和復(fù)習(xí)了以前所學(xué)知識,同時(shí)從 老師和同組同學(xué)那里學(xué)到了在課本上學(xué)不到的知識。它們將對我以后的工 作、學(xué)習(xí)和生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。總之,一句話,畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益匪淺! 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束,雖然時(shí)間短暫,但在這期間,我發(fā)現(xiàn)了自己的 許多不足,同時(shí)也學(xué)到其他同學(xué)身上的優(yōu)點(diǎn),這些都是我的收獲。 總之,這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是愉快的,更是成功的,因?yàn)樗械慕Y(jié)果都是 我自己用汗水換來的。 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 34 第第 7 7 章章 致謝致謝 在此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我遇到了許多的困難。在學(xué)校各個(gè)部門及老師 同學(xué)的幫助下我完成了畢業(yè)設(shè)計(jì),因此我真誠的向那些給我?guī)椭椭笇?dǎo)的 部門和個(gè)人致意我的謝意。 首先要感謝學(xué)校和機(jī)電工
42、程學(xué)院,為我們能較好進(jìn)行設(shè)計(jì)提供了很多 的幫助,為我們能順利進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了前提。還應(yīng)該感謝學(xué)校圖書館, 給我們提供了大量的資料,對我解決設(shè)計(jì)中碰到的問題提供了很大的幫助。 其次,要感謝我們的設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師:呂俊智老師。她豐富的專業(yè)知識 和經(jīng)驗(yàn)以及對專業(yè)孜孜不倦的敬業(yè)態(tài)度讓我感觸很深。從她身上,我不僅學(xué) 到了很多專業(yè)方面的知識,還學(xué)到了一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笾?。所有這些都將成 為我們以后繼續(xù)學(xué)習(xí)的榜樣。 再次,我還感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的紹濤、李化英、巴文蘭、李 志強(qiáng)、隨達(dá)等同學(xué),他們和我一起學(xué)習(xí)、生活了兩個(gè)多月,在各個(gè)方面都 給了我很大的幫助。 最后,我們還要感謝為我們畢業(yè)設(shè)計(jì)提供參觀實(shí)習(xí)場所的單
43、位 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 35 第第 8 8 章章 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 林述溫 機(jī)電裝備設(shè)計(jì) 北京,機(jī)械工業(yè)出版社,2002.4 2 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊 北京,化學(xué)工業(yè)出版社,2001.5 3 東莞市 TR 軸承集團(tuán)有限公司 滾動軸承與現(xiàn)代帶座軸承的選用 北 京,機(jī)械工業(yè)出版社,1999. 4 輸送機(jī)械設(shè)計(jì)選用編委會 輸送機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊 北京,化學(xué)工業(yè) 出版社,1998. 55 黃平 常用機(jī)械零件及機(jī)構(gòu)圖冊 北京,化學(xué)工業(yè)出版社,1999. 66 符煒 實(shí)用切削加工手冊 湖南,科學(xué)技術(shù)出版社,2003. 7 邱宣懷機(jī)械設(shè)計(jì) 北京,高等教育出版社,2001 8 吳克敏機(jī)械零件圖冊 北京,人民教育出版社,1978 9 章躍 機(jī)械制造專業(yè)英語 北京,機(jī)械工業(yè)出版社 2003.1 10 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 2-4 卷 化學(xué)工業(yè)出版社 2002; 11 徐灝 新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 機(jī)械工業(yè)出版社 1995; 12 彭朝新 機(jī)械常用技術(shù) 四川科學(xué)技術(shù)出版社 1984; 13 王忠茂 常用調(diào)速設(shè)備技術(shù)手冊機(jī)械工業(yè)出版社 1994; 14 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 第 1-3 卷 機(jī)械工 業(yè)出版社 2004 15 項(xiàng)城蓮花味精集團(tuán)
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