岩石夾持裝置機械設計

㈠ 怎樣寫《淺談現代機械設計方法》畢業論文

機械手夾持器畢業設計論文及裝配圖論文編號:JX402 包括裝配圖,字數:15384.頁數:60摘要本次機械手的設計本設計說明書主要對於夾持器，伸縮臂，液壓系統及PLC控制編程進行的設計思想和設計過程。內容主要包括：夾持器與伸縮臂總體方案的確定，採用了液壓與電動驅動系統，相應的涉及到電機和液壓缸的選擇計算，總體結構設計、主要部件的受力分析和強度校核。關鍵詞:機械手,夾持器,PLC,液壓
Abstract
the this manipulator's design this design instruction booklet mainly regarding the screw clamp, expands and contracts the arm, the design concept which and the design process the hydraulic system and the PLC control programming carries on. The content mainly includes: The screw clamp and the expansion arm overall concept's determination, has used the hydraulic pressure and the electrically operated driving system, corresponding involving to electrical machinery and hydraulic cylinder's choice computation, gross structure design, major component's stress analysis and intensity examination. key word: Manipulator, screw clamp, PLC, hydraulic pressure
目錄
摘要 1
Abstract 1
第一章 夾持器 3
1.1夾持器設計的基本要求 3
1.2夾持器結構設計 4
1.2.1夾緊裝置設計. 4
1.2.2手爪的夾持誤差及分析 7
1.2.3楔塊等尺寸的確定 10
1.2.4材料及連接件選擇 13
第二章 腕部 15
2.1腕部設計的基本要求 15
2.2具有一個自由度的回轉缸驅動的典型腕部結構 15
2.3腕部結構計算 16
2.3.1腕部回轉力矩的計算 16
2.3.2回轉液壓缸所驅動力矩計算 18
2.3.3回轉缸內徑D計算 20
2.3.4液壓缸蓋螺釘的計算 21
2.3.5靜片和輸出軸間的連接螺釘 23
2.3.6腕部軸承選擇 24
2.3.7材料及連接件，密封件選擇 24
第三章 伸縮臂設計 26
3.1伸縮臂設計基本要求 26
3.2方案設計 27
3.3伸縮臂機構結構設計 29
3.3.1伸縮臂液壓缸參數計算 29
3.3.2導向桿機構設計 36
第四章 驅動系統 39
4.1驅動系統設計要求 39
4.2驅動系統設計方案 39
4.3驅動系統設計 40
4.3.1分功能設計分析 40
4.3.2液壓泵的確定與所需功率計算 40
4.3.3確定泵的電機功率N 41
4.3.4液壓元件的選擇,如表5.2所示 42
4.3.5輔助元件的選擇 43
4.5液壓系統的驗算 43
4.6液壓系統圖 44
4.6.1設計的液壓系統圖 44
4.6.2液壓系統電磁鐵動作順序控制原理 44
4.6.3電磁鐵動作順序 45
第五章 PLC控制系統 48
5.1 PLC的構成及工作原理 48
5.2 PLC選擇 48
5.3程序設計 50
5.4語句表 52
總 結 58
參考文獻 59以上回答來自: http://www.lwtxw.com/html/44-5/5217.htm

㈡ 岩石中氣體突破壓力測定

方法提要

岩樣被潤濕性流體飽和後，非潤濕性流體必須克服岩石的毛細管阻力才能排驅潤濕性流體。岩石的毛細管半徑越小，則阻力越大，所需突破壓力越高。在模擬地層條件下，逐漸增加進口端的壓力，當壓力足以排替岩樣中的飽和流體時，在出口端即可見到氣體突破逸出，該時間相應的進口壓力即為流體試樣的突破壓力。根據泊肅葉公式計算出氣體從蓋層的底界穿越至頂界所經歷的時間，即為突破時間。

試驗裝置

突破壓力裝置 (示意圖見圖72.20) 主要包括:

中間容器 容積 1000cm3，工作壓力大於 20MPa。

壓力表0.4 級。

加濕器 工作壓力大於 20MPa。

六通閥 工作壓力大於 30MPa，工作溫度 20～150℃。

岩心夾持器 公稱壓力 50MPa，溫度 20～150℃。

高壓計量泵 公稱壓力大於 30MPa。

活塞式中間容器 容積 1000cm3。工作壓力大於 20MPa。

溫度控制儀 (150 ±1) ℃。

監測器 精度 0.05cm3。

真空泵 真空度小於 6.7 ×10- 2Pa。

真空乾燥器。

烘箱 工作溫度 20～200℃。

圖72.20 突破壓力測定裝置示意圖

試劑和材料

氯化鈉。

氫化鎂。

無水氯化鈣。

空氣或氮氣，鋼瓶裝。

岩樣制備

試樣按垂直方向鑽取。鑽取的派敗試樣在測定前必須洗油，洗油一般在索氏抽提器中進行，所用的洗油液是溶解原油較強的有機溶劑。岩樣要清洗至出口溶劑無色透明，熒光 3級以下為止。清洗油後的岩樣放入溫度控制在 (105 ± 2) ℃烘箱中烘 8h 以上，烘到試樣恆量為止。時間間隔:

試驗壓力小於 5MPa 時，30min。

試驗壓力 5～10MPa 時，60min。

試驗壓力 (>10)～15MPa 時，90min。

試驗壓力大於 15MPa 時，120min。試驗壓力間隔: 每一次的測定壓力按上一次壓力的 15%增加。

分析步做羨陸驟

1) 地層條件下飽和煤油的氣體突破壓力測定。① 去掉圖72.20 中的加濕器，將中間容器 2 的出口端管線接六通閥，將干岩樣裝入岩心夾持器內。③ 用高壓計量泵加圍壓至地層有效上覆壓力，地層壓力按數據處理公式 (72.114) 計算。④ 測量干樣在地層條件下滲透率，滲透率的進口壓力即為飽和煤油的起始壓力。⑤ 將岩樣放入真空乾燥器中抽空，真空度低於 133.3Pa 繼續抽空 2h，放入煤油繼續抽空直至沒有氣泡為止。⑥ 岩樣移至中間容器，加壓 10～20MPa 並保持 24h 以上，使試樣充分為煤油飽和。⑦ 將飽和煤油後的岩樣裝入岩心夾持器。按照②加圍壓，根據試井、測井資料確定試驗溫度。⑧ 接通氣源，通過中間容器緩沖，至岩心夾持器進口端，按選定的起始壓力試驗時間間隔、壓力間隔的要求逐漸由低到高進行測定。測定中監測器監測岩樣出口端情況，當有氣體逸出時，相應的進口壓力即為該試樣的突破壓力。

2) 地層條件下飽和水的氣體突破壓力測定。① 煤油換成模擬地層水或標准鹽水後，重復前面 1) 中②、④、⑤。對遇水易膨脹破碎的泥岩試樣，可先裝入岩心夾持器，加圍壓至地層有效上覆壓力後抽空 2h，加壓模擬地層水或標准鹽水，並在 10～20MPa 的壓力下穩定 8～24h，使試樣充分飽和。② 將具飽和水的岩樣放入岩心夾持器內，按上面 1)中⑥加圍壓和溫度。③ 起始壓力按飽和煤油的突破壓力，飽和水的突破壓力按上述 1)中⑦測定。

數據處理

地層有效上覆壓力的計算。在不考慮孔隙流體壓純頃力情況下，地層有效上覆壓力值確定公式為:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:p_H為地層上覆壓力，MPa;ρ_D為岩樣密度，g/cm³;ρ_W為地層水密度，g/cm³;H為取樣深度，m。

突破時間的計算。按泊肅葉公式計算突破時間:

岩石礦物分析第四分冊資源與環境調查分析技術

式中:t_a為突破時間，s;h為岩層厚度，cm;α為孔隙彎曲的理論修正值;μ為流體黏度，Pa·s;r_A為孔隙半徑，cm;Δp為流體從孔隙中排出時的壓力差，10⁵Pa。

㈢ 套管結構設計

鑽孔結構設計確定之後,需進行套管結構設計,其主要內容是套管的級配、上返水力計算、套管內外扶正與密封、套管座及尾管設置等。套管結構設計是安全鑽進的重要保障。

(一)套管的級配

深孔及特深孔鑽探一般設計4～6層套管。每層套管的內外徑規格及級配關系原則上應符合《地質岩心鑽探規程》所對應的口徑要求。目前我國地質岩心鑽探口徑系列及套管級配關系如表3-5所列。

表3-5 地質岩心鑽探鑽進口徑與套管級配推薦表

在實際施工中,根據地層的復雜程度,可將上部套管直徑加大,以增加套管預留層數。套管層間級配一般是上一層套管最小內徑要比下一層套管串最大外徑≥5mm。為了減少擴孔次數,上一級鑽進孔徑應滿足下一級套管下孔要求。若套管下入後需用水泥固井,套管外徑與孔壁環狀間隙應不小於20mm。套管內徑與鑽具之間的級配原則是環狀間隙不大於10mm(金剛石鑽進應在3～5mm之間),以保證鑽具回轉過程中的穩定性。

(二)鑽具與套管、孔壁環狀間隙水力計算

設計深孔套管結構時,要根據不同孔深條件下鑽具、套管及鑽孔的環狀間隙核算水力參數,以確定安全鑽進的最佳排量。

1.沖洗液流量計算

鑽進過程中,沖洗液流量應滿足攜帶岩粉、冷卻鑽頭的需要。根據鑽孔結構和鑽具級配參數,可按下式計算正循環所需流量:

深部岩心鑽探技術與管理

式中:v為沖洗液上返速度;D為鑽孔內徑;d為鑽桿外徑。

繩索取心系列口徑所需最小流量推薦值見表3-6。

表3-6 繩索取心系列口徑所需要的最小流量推薦值

注:表中流量推薦值以沖洗液上返流速分別為:清水1.5m/s,泥漿1m/s計算。

在實際施工中,由於上部套管內徑較大,鑽孔局部超徑、漏失等情況,實際流量要略大於計算值。採用孔底動力時,其流量必須滿足鑽具正常工作所需要求。

2.沖洗液循環阻力損失計算

鑽進過程中,當沖洗液流量一定時,循環阻力損失主要受循環通道總長度、鑽孔環狀間隙大小、鑽具形態、沖洗液密度和流變參數等影響。沖洗液循環阻力損失如公式(3-2)所示:

P=k(P₁+P₂+P₃+P₄)(3-2)

式中:P₁、P₂、P₃、P₄分別為流經鑽桿、環狀間隙、地面管路、孔底鑽具時的阻力損失,k值一般取1.1～1.4。當孔深增加到一定深度後,P₁和P₂佔了總阻力損失的絕大部分。

鑽桿內沖洗液循環阻力損失可由公式(3-3)計算:

深部岩心鑽探技術與管理

式中:P₁為循環壓力降;ρ為沖洗液密度;v為沖洗液上返速度;η_e為沖洗液塑性黏度;d為鑽桿內徑。

鑽孔環空間隙中循環壓力降可由公式(3-4)計算:

深部岩心鑽探技術與管理

式中:P₂為循環壓力降;l為鑽孔深度;v為上返速度;η_e為沖洗液塑性黏度;D為鑽孔內徑;d為鑽桿外徑。

實際施工中影響壓力損失因素較多,公式的理論計算值有一定誤差。在安徽廬樅科學鑽探現場,孔深3000m的N系列口徑鑽孔,採用無固相沖洗液鑽進的循環阻力損失達8MPa左右。可通過加大鑽頭外徑(增加鑽孔環狀間隙)、降低泥漿黏度等措施來降低沖洗液循環阻力損失。

(三)內套管及活動套管設置

套管與鑽孔孔壁接觸,以護壁為主要目的稱之為外套管。外套管內下入的套管稱之為內套管,分為固定式和活動式內套管。固定式內套管一部分置於套管內,其餘則延伸至地層中,以分層護壁為目的,一般在終孔前不從鑽孔中提出。活動式內套管主要解決套管與鑽具合理級配和預留口徑問題。

金剛石鑽探的鑽孔內活動套管設置如圖3-5所示。

圖3-5 金剛石鑽探鑽孔內活動套管設置示意圖

深孔鑽探設計套管串時須預留若干口徑,所以多採用下活動式內套管的方法。根據現場鑽進口徑條件可下入多層或單層活動式內套管。多層活動套管具有穩定性好、減少對外套管敲擊、保護外套管等優點,但費用增大,提拔內套管很麻煩,處理層間內套管夾卡事故難度大。單層活動套管可節約套管費用,降低提拔內套管的風險,但內外套管環狀間隙較大,穩定性差,對外套管有一定的敲擊作用。活動套管下入的次數及規格視鑽進口徑而定。在實際施工中,一般選擇單層活動式內套管,以扶正措施解決內套管穩定性問題。

鑽探過程中,若遇到其他措施無法護壁必須下套管的復雜地層,可提出活動套管再擴孔下入下一級套管。

(四)套管固定密封與扶正設計

1.套管固定與密封

深部鑽探往往孔內下有多層套管,如套管層間不用水泥固管,就存在套管密封問題。套管密封目的是防止復雜地層孔壁沉渣流入孔內,同時防止鑽屑進入內外套管間隙造成套管卡夾事故。套管的密封主要集中在地表套管口和孔內套管底兩大部位。

一般孔口套管(亦稱導向管)是焊接在一塊鋼板上並用水泥固牢,作為各層套管的承托。其他各層套管口與法蘭盤連接固定,各法蘭盤間設置橡膠密封圈(或膠皮墊)作為管口密封(圖3-6)。鑽進含油氣地層時,孔口套管需安裝防噴套管頭。

圖3-6 孔口套管密封裝置示意圖

1—防護套;2—法蘭盤;3—固定螺栓;4—固定銷;5—密封墊;6—承托鋼板;7—水泥底座;8—套管

套管底部密封常採用特殊設計的套管靴(套管座),套管靴上部連接套管,下部坐落在岩層上,活動套管一般承托在外套管靴上,固定式內套管也常帶套管靴,坐落在延伸的下段岩層上。套管底部的固定與密封裝置如圖3-7所示。

圖3-7 套管底部固定與密封裝置示意圖

(a)外套管靴;(b)活動套管座

套管底部應坐在較完整的硬岩層上,並以斜面錐度作為密封面。施工時,先用小一級口徑鑽5～10m深的引導孔(亦可作沉渣孔),再用錐形鑽頭修0.5m深的錐形面,以便外套管靴能吻合坐入。岩石較軟或破碎時,需將外套管靴用水泥固定,透孔後再下入內套管。

套管串下孔時,絲扣部位應採用環氧樹脂或厭氧膠粘接以增強密封性及連接強度,防止套管脫扣。

2.套管扶正器設計

為了使孔內套管居中,增加其穩定性和剛性,需要在套管柱上安裝扶正器。對固孔套管的扶正器而言,除了上述作用外,還有助於克服水泥漿竄槽,減少套管壓差卡鑽危險,提高水泥固井質量,減少套管與孔壁的摩擦阻力。

套管扶正器主要類型有:彈性扶正器、剛性扶正器、半剛性扶正器等,如圖3-8所示。應根據孔深、孔斜、套管外環間隙等參數來選擇套管扶正器。要求扶正器的過水斷面大,彈性好,強度高,與孔壁接觸面積小,並具有上下活動及轉動性能。固孔用套管扶正器一般選擇彈性扶正器,對於孔斜角較大的鑽孔採用半剛性扶正器;地層復雜孔段盡量選用螺旋形扶正器。

圖3-8 常用扶正器類型

彈性扶正器:(a)弓形;(b)螺旋形;(c)雙弓形;(d)半剛性;剛性扶正器:(e)直形;(f)螺旋形;(g)、(h)扶正圈

活動套管的扶正器與固孔套管扶正器作用有所不同,它沒有水泥環固結支撐(根據工程需要可提出孔外),因此,不僅要求扶正器對套管柱有很好的扶正穩定作用,而且要有良好的抗震和減震作用。

施工中一般在承壓套管段選擇剛性扶正器,受拉套管段選用半剛性扶正器。因小口徑金剛石鑽探的鑽孔與套管、套管與套管之間環空很小,無法使用標準的扶正器產品。小口徑鑽探的經驗表明,採用金屬扶正器一旦在孔內或活動套管環空中斷裂,便會造成很難處理的事故。我們曾用在套管上焊接金屬材料的剛性扶正器,一般鑽進2～3天即發生套管折斷事故,導致無法正常鑽進。針對這一問題,安徽省地礦局313地質隊探礦工程技術研究所設計了一種彈塑性套管扶正器(圖3-9)。這種扶正器用尼龍棒車制而成(也可壓膜成型),兼有彈性和剛性,對套管有良好的抗震、減震作用。由於它不是金屬材料,一旦發生套管事故也很容易處理。該扶正器先後在霍邱周集鐵礦區深部鑽探研究ZK1725試驗孔、汶川地震斷裂帶科學鑽探 WFSD-3孔、國家深部鑽探項目贛州於都3000m科學鑽探NLSD-1孔和安徽廬樅3000m科學鑽探LZSD-1孔中使用,沒有發生折斷、卡夾等套管事故,活動套管起拔自如,應用效果很好。

圖3-9 彈塑性套管扶正器

套管扶正器的安裝間距也影響著套管柱的穩定性,可參考石油天然氣行業SY/T5334—1996標准進行估算。金剛石地質岩心鑽探所用套管壁較薄,變形量較大,目前還沒有建立這方面的標准,只能憑經驗確定套管扶正器間距:外套管(固孔套管)30～40m,活動套管6～9m。基岩段套管與孔壁環狀間隙小於30mm固孔時,一般可不設扶正器。

(五)套管引鞋、旋流短節與浮力裝置

1.引鞋

引鞋是裝在套管柱底部的圓錐形帶循環孔的短節,其作用是引導套管入井,防止套管底部插入井壁或刮擠井壁泥餅,並使套管底座居中。套管引鞋一般用鋁、生鐵、水泥或硬質木料製成,如圖3 10所示。

圖3-10 引鞋結構示意圖

2.旋流短節

旋流短節是接在套管鞋上的一段帶有左螺旋排孔的短節(圖3-11),一般有8～9個出口方向傾斜向上的孔,孔徑25～30mm。其作用是使水泥漿旋流上返,有利於將沖洗液替走,以保證套管鞋附近的注水泥質量。

圖3-11 旋流短節結構示意圖

3.套管浮力裝置

套管浮力裝置有浮鞋和浮箍兩種形式。在引鞋中裝置一個回壓閥就成為浮鞋,如圖3-12所示。浮箍內部結構與浮鞋基本相同,但沒有引導套管下入的圓形凸頭(圖3-13)。浮鞋與浮箍的主要作用是:阻止沖洗液進入套管並產生浮力減輕升降系統、鑽塔及套管連接處的負荷;注水泥結束後阻止水泥漿迴流,防止水泥塞上移,保證水泥返高。浮箍上部的球座擋板即為注水泥時膠塞下行的承托環(也稱阻流環),下套管時將浮箍裝在水泥塞預定位置,在替沖洗液過程中,當膠塞被推到承托環時即遇阻碰壓,這時應立即停泵。

圖3-12 浮鞋結構圖

圖3-13 浮箍結構圖

浮鞋一般用水泥和鋁材料製成,浮箍一般用生鐵或鋁材料製成。在特殊情況下,浮鞋與浮箍也可同時使用,以保證浮箍不損壞,起到雙保險作用,有時為了三保險還加兩個浮箍,以滿足水泥返高等要求。

地質岩心鑽探多採用較為簡易的回壓凡爾浮箍形式(圖3-14),浮箍用生鐵製成,其螺紋與套管下部內加厚接箍連接,浮球用膠木或尼龍製成。這種形式結構簡單,加工方便成本低。

圖3-14 簡易回壓凡爾式浮箍

(六)尾管設計

尾管是指與主套管(或上層套管)底部相連而口徑小1～2級的套管。設置尾管可節約管材(無需從孔底下至孔口),減輕套管重量。

尾管懸掛裝置是下尾管的關鍵器具,它藉助液壓力或機械力使尾管牢固地連接在上一層套管上,達到護壁和固孔目的。尾管懸掛技術在油氣鑽井中應用較為廣泛,目前主要有封隔式、旋轉式、機械式、液壓式、膨脹式等尾管懸掛器,如圖3-15所示。

在地質岩心鑽探中,由於孔徑較小,套管間的環狀間隙小,尾管懸掛裝置橫向尺寸受到限制,給懸掛裝置設計帶來難度。近年來,為了適應深部鑽探的需要,部分地勘單位也進行了小口徑尾管懸掛技術的嘗試與研究。安徽省地礦局313地質隊探礦工程技術研究所設計的小口徑簡易尾管懸掛裝置在使用中取得了良好的效果。小直徑尾管懸掛裝置結構如圖3-16所示。小口徑尾管懸掛裝置主要設計尺寸見表3-7。

圖3-15 典型尾管懸掛器

(a)卡瓦封隔式;(b)旋轉式;(c)機械式;(d)液壓式;(e)膨脹式

圖3-16 小直徑尾管懸掛裝置

(a)懸掛座;(b)反脫接頭

表3-7 小口徑尾管懸掛裝置主要設計尺寸

小口徑尾管懸掛裝置工作原理示於圖3-17,該裝置利用上層套管座內錐面和尾管懸掛座外錐面相吻合的機構,實現在重力作用下的嵌入自卡來懸掛尾管。為了增加懸掛錐面間的摩擦阻力,在尾管懸掛裝置下到位後,從鑽桿內投入分水鋼球,並投放1kg左右細顆粒(Ф0.5～Ф1.0mm)鋼砂或石英砂,用泵將石英砂通過分水口送至上層套管座和尾管懸掛座間隙中。然後正向回轉鑽桿將反脫接頭回扣提出孔口,尾管便安裝結束。若尾管安裝後需要水泥固井,應提前在尾管下端鑽3～4個直徑15mm的返漿孔(為保證尾管強度不要在同一橫截面鑽孔)。注水泥漿時,將鑽桿下入尾管底部進行注漿固孔。

圖3-17 小直徑尾管懸掛裝置工作原理示意圖

㈣ 有關機械方面畢業論文

現今,伴隨著我國科技、經濟的飛速發展,我國的機械行業也取得了較大的進步。下文是我為大家整理的關於有關機械方面畢業論文的範文，歡迎大家閱讀參考!

有關機械方面畢業論文篇1

淺析機械設計與機械製造技術

摘要：改革開放以後，我國科技發展水平越來越高，機械製造技術在與機械制圖、電工、計算機應用技術等結合使用過程中不斷發展，但是與國外先進技術相比還是有一定距離。本文就主要對機械設計與機械製造相關問題進行了分析探討。

關鍵詞：機械設計;機械製造;措施

引言

當代社會，隨著社會的進步和科技的發展，人們對生活品質的要求越來越高，連帶著對各種產品的標准越加嚴格，對產品的要求向著以下方面發展：合理的價格、高檔的質量、方便性、多樣化的種類、高度自動化、觀賞性等。所以對機械設計以及機械製造的探究就顯得非常有意義，能夠對提升產品各方面的性質特點有所貢獻。

一、機械設計的技術分析

1、機械設計的初期計劃設計分析

機械設計要進行初期的計劃設計，其在工作方面和計算機軟體的設計需求分析比較類似，在設計之前要對機器設計的要求進行調查和分析，在分析要求的過程中，對機器應該具備的功能也要進行掌握。以此作為機械設計的基礎，然後在設計以及製造過程中要對相應的約束條件進行規定。

2、機械設計的設計方案分析

在機械設計中，方案設計是關鍵的部分，方案也是設計的靈魂，其決定著設計的成敗。在設計階段，會遇到很多的問題，主要要面對的問題就是實際和理論之間的矛盾。方案設計不僅僅要符合機器本身的性能，同時，在功能方面也要進行滿足。在方案設計方面，對檢驗人員對機器開發、認識以及創新方面都要進行重視.在設計階段，主要的步驟可以簡單概括為對工作原理進行定義、對機器結構進行確定、對機器運動方式進行設計、對零部件的選取與設計進行判斷、對制圖進行設計以及對初步設計進行調查。

3、機械設計的主要技術設計分析

機械設計中，對技術層面的要求最為嚴格，在這個階段要對設計圖紙進行校對，同時，要對圖紙進行計算，對設計總圖和部分草圖要進行對比和核對分析。在機械設計方面對每個部分都要進行設計，設計時要進行非常嚴格的核對，不能出現疏漏的情況，同時，在校對方面也要保證質量。對要進行產品生產的機械，在設計時，要根據產品進行定型設計。

4、機械設計的技術發展趨勢分析

(1)針對現代機械產品的機械設計

現代機械產品對機械設計提出了更高的要求，因此，在進行機械設計時，在技術層面一定要不斷的進行改善.機械產品設計要更加具有智能化特點，主要的方式就是利用現代化設計手段，在設計過程中應用先進的設計軟體和虛擬的設計技術，對產品設計進行虛擬化，同時，利用多媒體技術對產品的性能結構進行模擬演示，以達到更好的設計效果。

在機械設計方面要更加的系統化，機械設計中包含著很多的部件，這些部件要有機的結合在一起才能形成整體的設計，同時，要具有一定的層次性，在經過系統設計以後才能實現機械產品的設計目標。最後是要具有模塊化特點，這種理念在設計方面比較簡單，但是，要保證機械設計功能實現模塊組合，在產品方案設計過程中進行實現。機械產品設計要具有特性，要根據所生產的產品特性來進行機械設計，在這個過程中要利用計算機對產品進行構建，同時，進行必要的推理，最終形成方案設計。

(2)現代機械設計的未來發展與前景分析

機械產品在性能方面要更加的優良，因此，在進行機械設計過程中要以提高產品的性能為目標，其中機械產品的優良性主要體現在可靠性技術以及控制技術方面。機械設計要更加適合市場發展，在激烈的市場競爭中能夠獲得發展空間，產品在形成以後要能夠在市場中進行拓展。同時，在經濟環境不斷變化的情況下，要不斷開發新技術，這樣能夠在機械設計方面應用新技術。新技術要具備一定的競爭優勢，主要體現在技術方面的創新，成本方面的降低，智能化設計等。應用新技術來提高機械設計的市場競爭能力，對企業未來的發展更加有利。

二、機械製造的技術分析

1、主要的機械製造工藝

當代機械製造的技術覆蓋范圍非常廣，包括焊、鉗等。而現代機械製造的焊接技術主要有：埋弧焊焊接技術，即在焊劑表層下靠燃燒電弧來完成焊接的焊接技術;電阻焊焊接技術是指將待焊接的物體牢牢壓在正負兩極之間，再接上電源，依靠電流經過被焊接物表面以及周邊能夠發熱的效應，將其熔化，使它和金屬融為一體的壓力焊接工藝;螺柱焊焊接技術，就是使螺柱的一端和管件或板件的表面緊緊連接在一起;攪拌摩擦焊焊接技術就是在焊接時，除了焊接用的攪拌頭，其餘焊接消耗性材料如焊劑、焊絲等都舍棄的焊接工藝;氣體保護焊焊接技術，即用電弧來發熱的焊接技術。

2、先進的機械製造技術的特點分析

(1)全球化

在經濟全球化前提下，機械的製造企業已經將資源配置擴散至全球范圍，這促進了製造業在全球大范圍的迅速擴展壯大。現代機械製造技術也承受著全球化的挑戰，許多先進的機械製造技術層出不窮。一個機械產品的完成可能是幾個國家或地區分工合作的結果，所以一個國家要想在經濟全球化大背景下處於常勝地位，就要使本國的製造技術處於國際先進行列，再依據國情和具體的製造技術合理分配機械產品的製造工序。

(2)系統性的技術綜合

隨著社會的進步，現代科技在機械製造中的重要性也逐漸突出，先進的機械製造技術更是多種現代科技的有機結合。先進的機械製造技術不僅突出製造技術的本身，而且增大了製造技術的范圍。現代機械製造技術已經滲透到產品的調研、設計、製造、生產以及銷售等整個鏈條中，應用到的科學技術有自動化、現代化管理信息系統、計算機等，是一種綜合性的製造。

(3)不斷迎合市場經濟

傳統工藝製造的機械產品已經遠遠落後於現代市場對機械產品的需求，因此現代機械製造技術要在保留原有製造工藝的前提下努力創新，同時不斷吸收世界各國的先進工藝，研究開發新的製造技術。這樣才能使機械製造在競爭逐漸激烈的市場經濟中占據有利地位。

(4)符合工業發展的新要求

現代工業正在迅猛的發展，而且各種新技術的體系也接連融入其中，如計算機技術、化工技術等先進的現代技術都很好的融合成了一體。現代工業前提下，機械製造要不斷革新製造技術，努力提升生產的效率，進一步滿足客戶的需求，從而能夠很好的進行市場的擴展。

3、我國機械製造技術的現況及發展趨勢分析

現今，我國的機械製造業發展迅猛，究其原因，主要可以從機械製造的設計、製造工藝和管理等方面來分析：首先就是機械製造的設計方面，在工業比較發達的國家企業多數都應用先進的設計理論及方法，而且會對機械製造的設計數據進行不間斷的更新，特別是計算機CAD軟體技術的應用，更是讓越來越多的機械製造企業走進了無圖紙的時代，可目前我國緊缺這樣類似的先進技術或者是應用得不廣泛，需要有關部門和核心機械製造企業大力的宣傳和推廣;其次是機械製造的技術分析方面，目前機械製造的主要發展趨勢是高精密、高精度加工，在發達的國家，一些高級的加工工藝如納米、電磁、微型加工以及激光等加工技術都被廣泛運用到實際的生產製造中，而目前我國這類高端技術應用得則很少甚至還沒有開發出來。

因此，在我國的機械製造技術方面還有很大的發展進步空間，值得投入更多的精力去研究探索;最後就是機械製造的管理方面，在這個信息時代的大背景下，應用計算機技術來實行管理已經成為了一種必然趨勢，隨著機械製造的組織機制和生產方式的不斷更新，精細生產(LP)、准時生產制(JIT)、敏捷製造(AM)以及製造資源計劃(MRPⅡ)等先進的管理思想應運而生，而在我國這些先進的管理理念則比較稀少，只有極少數的機械製造企業引進了這些管理機制，因此我國的機械製造企業要多多引進這類先進的製造管理理念，提高機械製造的效益與效率。

結束語

綜上所述，要想促進機械製造業的發展，就必須不斷提高機械製造技術和精密加工工藝的發展及應用水平。而機械設計對機械製造來說非常的重要，因此在機械設計過程中要嚴格把關，保證質量，實現高標准、高質量的機械生產。

參考文獻

[1]郭健禹.現代機械製造技術的發展方向探析[J].中國科技縱橫，2011(18).

[2]劉超.我國機械設計製造及其自動化發展方向研究[J].河南科技，2013(6).

[3]陳海平.試析我國機械製造技術的現狀及發展方向[J].價值工程，2013(18).

有關機械方面畢業論文篇2

淺析電梯的機械裝置及機械結構

摘要：隨著高層建築的進一步增多，電梯也開始頻繁出現在我國的各大商場及居民建築物中，電梯為人們的生產及生活活動帶來了方便與快捷的同時，所出現的安全事故等問題也為人們的正常生活秩序造成了嚴重的影響。

關鍵詞：電梯;機械裝置;機械結構

引言

電梯給人們的生活帶來了方便和快捷，但是，當電梯出現故障的同時也給人們帶了不便甚至危害到了人們的生命安全。因此，應對電梯結構進行進一步的研究和完善。

一、電梯的概念及分類

1、電梯的概念

雖然電梯十分普及，多數人也都使用過電梯，但是人們對於電梯的理解卻僅僅局限於狹義的概念方面，所謂狹義的電梯指的是對規定樓層進行服務的，具有轎廂等垂直或是傾斜的升降設備，不包括自動人行道以及自動扶梯等等。對於廣義的電梯而言，其主要指的是具有動力驅動的，可沿著剛性導軌進行運行的箱體或是沿著固定的線路進行運行的梯級、踏步等等，可對人或貨物進行升降或平行運送的機電設備。其既包括普通意義上的載人或載貨電梯，也包括自動扶梯以及自動人行道等等。

2、電梯的分類

2.1 按其運行速度快慢來分，可將電梯分為四大類：低速、快速、高速以及超高速四類電梯。對於低速電梯而言，其主要指的是運行速度小1m/s的電梯，多數貨梯的運行速度均在此速度區間內;快速電梯指的是運行速度在1m/s-2m/s之間的電梯，通常而言，15層以內的多層客梯以及住宅電梯的運行速度均在此區間內;高速電梯主要指的是運行速度在2m/s-4m/s之間的電梯，高層寫字樓中常為此種類型的電梯;而超高速電梯的運行速度超過4m/s，主要用於分區進行控制的高層大廈中。

2.2 根據電梯使用用途的不同，可將其分為乘客、載貨、醫用、雜物、觀光、車輛以及船舶等多種類型的電梯，除了常用電梯以外，還有不少種類較為特殊的電梯，例如，建築施工電梯、斜行電梯以及立體停車場用電梯等等。

二、電梯的機械結構及主要裝置分析

1、門系統

門系統的主要任務是在電梯運行的過程中關閉電梯的轎廂空間門與各層的層門以免乘客出現意外。門系統是電梯安全保障的重點之一，門系統必須保障的幾點是：在轎廂沒有升到層門並停好之前層門自動閉鎖(某商場就出現過電梯因意外導致層門閉鎖失靈，結果一個乘梯的顧客看也沒看就走了進去);在轎廂運動過程中轎廂門必須自動閉鎖。

2、曳引系統

曳引系統的主要目的就是牽引轎廂上上下下到達乘梯者指定的層數。曳引系統主要由導向輪、限速輪、曳引鋼索、曳引機等組成。曳引機即俗稱的電梯主機，是為電梯提供動力的裝置。電梯主機根據其電機可以分為交流曳引機與直流曳引機;根據其減速方式可以分為無齒輪曳引機與有齒輪曳引機;按其速度可以分為低、中、高、超高速曳引機;據其結構形式可分為卧式曳引機與立式曳引機。電梯的轎廂與對重是通過同一根曳引繩掛在同一個曳引輪上的。轎廂的重量與對重的重量使曳引輪與曳引繩之間產生摩擦力，曳引機則驅動曳引輪轉動從而以摩擦力驅動轎廂的上下。

3、轎廂系統

轎廂就是我們平常進入到電梯里的廂式空間。轎廂一般是由轎底、轎門、轎頂、轎壁等部件組成的。轎廂是四大空間中唯一的乘客空間。轎頂與轎門對面的轎壁通常為鏡面，轎頂處安裝有監控裝置。轎廂是電梯的承重與承載空間也是我們最熟的空間，但是我們不知道的是轎廂的底部還有稱重裝置，可以精確地稱量出目前電梯上所有乘員的總重量，一旦這個總重量超出了電梯的額定重量，則發出聲音報警，現在許多電梯已經將原來單調的警示音改成了語音報警，以提示電梯目前處於超生停止運行狀態，必須對重要做出調整。這時候只要下去一個或幾個人只要不超過額定的重量電梯就可以繼續運行了。

4、導向系統

電梯的導向系統主要由導軌、導軌架、導靴等組成。導向系統的功能就是對轎廂與對重的自由度進行限制，約束對重與轎廂在各自的軌導上運行，以免發生碰撞，因為對重與轎廂其實挨得很近，如果不加以約束非常容易相撞。在意外停電、曳引繩斷裂等意外發生時，導向系統可以將轎廂卡死在導軌上以防止其做自由落體式墜落從而造成人身傷亡。導軌能控制電梯的升降方向，控制了轎廂和對重在水平方面的移動，使得轎廂與對重在井道中處於合理的位置，避免發生傾斜。電梯井道中共有4根導軌，2根為對重架導向，2根為轎廂導向。利用螺栓、螺母與壓道板實現導軌的固定。而導軌架之間的距離需控制在3-5m長的導軌上，且數量必須在2個以上。導軌在安全鉗動作時，可當成被夾持的支承件，支撐轎廂或對重。

5、重量平衡系統

此系統主要包括了對重、補償繩、補償裝置以及補償纜等。對重用的鋼絲繩經曳引輪與導向輪同轎廂相連，並負責在運行過程中對轎廂及電梯的負載進行平衡。對於對重重量值而言應嚴格依據電梯的額定載重量相關要求進行配置，以盡可能確保電梯處於一個最佳的工作狀態。若電梯的曳引高度大於30m時，曳引鋼絲繩的差重將會對電梯的運行穩定性及其平衡狀態造成影響，因此，必須進行補償裝置的增設，例如，補償鏈及補償纜等等。

6、機械裝置

電梯作為垂直交通工具，安全必須絕對保證。在此主要介紹限速器、安全鉗、緩沖器及終端超越保護裝置。

6.1 限速器和安全鉗

限速器能夠反映轎廂或對重的實際運行速度，當電梯的運行速度達到或超過設定的極限值時(一般為額定速度的115%以上)，限速器停止運轉，並藉助繩輪中的摩擦力或夾繩機構提拉起安裝在轎廂樑上的連桿機構，通過機械動作發出信號，切斷控制電路，同時迫使安全鉗動作，從而使轎廂強行制停在導軌上，只有當所有安全開關復位，轎廂向上提起時，安全鉗才能釋放。當安全鉗沒有恢復到正常狀態時，電梯不能使用。所以限速器是電梯超速並在超速達到臨界值時，起檢測及操縱的作用。

6.2 緩沖器

緩沖器是電梯極限位置的最後一道安全裝置。當所有保護措施失效時，帶有較大的速度與能量的轎廂便會沖向底層或頂層，造成機毀人亡的嚴重後果。設置緩沖器的目的，就是吸收、消耗轎廂能量。一般在對重側和轎廂側都分別設有緩沖器。緩沖器的類型有彈簧型和液壓型。由於彈簧緩沖器受到撞擊後需要釋放彈性變形能，產生反彈，造成緩沖不穩，因此一般只用於額定速度1m/s以上的低速梯。液壓緩沖器，是以消耗能量的方式緩沖的，因此沒有回彈現象，緩沖過程相對平穩，雜訊又小，因此在快速和高速電梯中被普遍使用。

6.3 終端超越保護裝置

終端超越保護裝置的作用，在於避免電梯的電氣系統失效，而造成轎廂越過上、下端站能夠持續運行，引起沖頂、撞底等意外的發生。終端超越保護裝置，通常安裝在轎廂導軌的上、下終端支架上，其主要是由減速開關、限位開關、極限開關並配有打板、碰輪、鋼絲繩等構件組成。打板在電梯失控後，會因轎廂的運行而與減速開關相碰，讓開關內的接點送出電梯停止運行的指令信號。若這種方式無法停止電梯，則需要利用限位開關的動作，使得電梯往相反的方向運行。若電梯依舊無法停止，極限開關將把電源斷開，電梯迅速停止。

結束語

綜上所述，雖然電梯的機械結構較為簡單，但其機電一體化程度相對較高，所應用的自動化技術也相對較為先進，電梯控制電路及過程復雜程度高。但是，同其他任何機電系統相同，電梯的裝置以及機械結構間也存在著不少問題。因此，現有電梯仍需進一步完善，應將傳統的曳引繩牽引電梯轉變為磁懸軌道動力牽引電梯，並採用固定軌道對電梯進行固定，以確保電梯使用過程的安全性。

參考文獻

[1] 葉安麗.電梯控制技術[M].北京：機械工業出版社，2007.

[2]丁立強.曳引電梯動態特性研究及其模擬平台開發[D].杭州:浙江大學，2005.

㈤ 挖隧道用什麼機器

挖隧道的機器是隧道掘進機。隧道掘進機分為兩類：用於軟土地層的盾構隧道掘進機，簡稱盾構機；用於岩石地層的全斷面硬岩隧道掘進機，簡稱硬岩TBM（Tunnel Boring Machine）。

隧道掘進機是利用回轉刀具開挖，同時破碎洞內圍岩及掘進，形成整個隧道斷面的一種新型、先進的隧道施工機械。其特點為快速、安全、經濟、質量高。

2014年12月27日，我國國產首台擁有自主知識產權的大直徑全斷面硬岩隧道掘進機（敞開式TBM）在湖南長沙順利下線。它的成功研製打破了國外在該領域的長期壟斷，填補了我國大直徑全斷面硬岩隧道掘進機研製的空白。

大直徑全斷面硬岩隧道掘進機常用於長大硬岩隧道施工，是集開挖、支護、出渣等功能於一體的成套掘進設備；因它對設備的可靠性和長壽命要求極高，被稱為工程機械的「航空母艦」和「掘進機之王」。一個多世紀以來，該設備核心技術一直被國外壟斷，國內的TBM全部依賴進口。

為實現裝備製造業技術的突破，中國鐵建重工集團依託國家「863計劃」項目支持，結合實驗工程地質條件開展關鍵技術研究和科技攻關，突破了打直徑TBM多系統協調技術、大功率、變載荷等核心技術，成功研製出達國際先進水平的國產首台大直徑全斷面硬岩隧道掘進機（敞開式TBM）。

(5)岩石夾持裝置機械設計擴展閱讀：

我國鐵路建設、公路交通、水利水電、城市軌道交通、礦井建設、大規模的輸氣、輸電、輸水工程等基礎設施建設對TBM市場需求巨大，大直徑TBM也將廣泛應用於各個領域。

國產首台擁有自主知識產權的大直徑全斷面硬岩隧道掘進機（敞開式TBM）下線後，用於國家重點工程吉林省中部城市引松供水工程，掘進長度共計23公里，工程所在地以底山丘陵為主。

設備針對吉林中部城市引松供水工程輸水總干線隧洞「長距離、大埋深、高應力、搞水壓、搞地溫、大涌水、易岩爆」等地質特點和技術難點，大直徑TBM把高強度、高風險、高污染的隧道掘進工程作業轉變成為相對安全、高效的綠色施工模式，滿足隧道建設快速、優質、高效、安全、環保、集成化程度高的要求。

㈥ 請問機械加工工裝夾具設計的三要素是什麼

請問機械加工工裝夾具設計的三要素是：工裝夾具應具備足夠的強度和剛度、夾緊的可靠性、良好的工藝性。

利用工件前工序中加工完的孔進行定位時，需要使用有公差的銷子進行定位。 通過工件孔的精度與銷子外形的精度配合，根據配合公差進行組合，可以使定位精度達到實際需求。

此外，在使用銷子定位的時候，一般一個使用直柱銷另一個使用菱形銷，那麼這樣裝拆工件就會變得比較方便，很少會出現工件與銷子卡死的情況。

(6)岩石夾持裝置機械設計擴展閱讀：

基本要求

1、保證工件的加工精度保證加工精度的關鍵，首先在於正確地選定定位基準、定位方法和定位元件，必要時還需進行定位誤差分析，還要注意夾具中其他零部件的結構對加工精度的影響，確保夾具能滿足工件的加工精度要求。

2、提高生產效率專用夾具的復雜程度應與產能情況相適應，應盡量採用各種快速高效的裝夾機構，保證操作方便，縮短輔助時間，提高生產效率。

3、工藝性能好專用夾具的結構應力求簡單、合理，便於製造、裝配、調整、檢驗、維修等。

4、使用性能好工裝夾具應具備足夠的強度和剛度，操作應簡便、省力、安全可靠。在客觀條件允許且又經濟適用的前提下，應盡可能採用氣動、液壓等機械化夾緊裝置，以減輕操作者的勞動強度。

5、經濟性好專用夾具應盡可能採用標准元件和標准結構，力求結構簡單、製造容易，以降低夾具的製造成本。因此，設計時應根據訂單及產能情況對夾具方案進行必要的技術經濟分析，以提高夾具在生產中的經濟效益。

㈦ 畢業設計是可調夾具設計，夾持物可以X、Y、Z軸移動和沿Y軸轉動，如何設計

以下方案請參考：
1. 夾持部的選擇：A手動夾緊裝置（簡單）B動力（氣動液壓電動）夾緊裝置 （復雜）
2. Y軸旋轉 蝸輪蝸桿實現自鎖
3. xyz軸移動 手動滑台，可選直線導軌+螺桿
注意：1.必要時加些鎖緊手柄保證系統的剛性
2.如果是動力夾緊必須考慮配線配管的路徑，需要使用旋轉接頭和拖鏈

㈧ 細數工業機器人到底有多少種手，各種抓取工件的形式及應用場合

對於工業機器人來說，搬運物料是其抓取作業方式中較為重要的應用之一。工業機器人作為一種具有較強通用性的作業設備，其作業任務能否順利完成直接取決於夾持機構，因此機器人末端的夾持機構要結合實際的作業任務以及工作環境的要求來設計，這導致了夾持機構結構形式的多樣化。

大多數機械式夾持機構為雙指頭爪式，根據手指運動方式的可分為：回轉型、平移型；夾持方式的不同又可分成內撐式與外夾式；根據結構特性可分為氣動式、電動式、液壓式及其組合夾持機構。

氣壓傳動的氣源獲取較為方便，動作速度快，工作介質無污染，同時流動性優於液壓系統，壓力損失較小，適用於遠距離控制。以下為幾種氣動式機械手裝置：

1.回轉型連桿杠桿式夾持機構

該種裝置的手指（如V型手指、弧形手指）通過螺栓固定在夾持機構上，更換較為方便，因此能夠顯著擴大夾持機構的應用場合。

2.直桿式雙氣缸平移夾持機構

這種夾持機構的指端通常安裝於配備有指端安裝座的直桿上，當壓力氣體進入單作用式雙氣缸的兩個有桿腔時，會推動活塞逐漸向中間移動，直至將工件夾緊。

一般由單作用雙聯氣缸與交叉式指部構成。氣體進入氣缸的中間腔後，會推動兩個活塞往兩邊運動，從而帶動連桿運動，交叉式指端便會將工件牢牢固定；如果沒有空氣進入中間腔體，活塞會在彈簧推力的作用下復位，固定的工件會被松開。

通過四連桿機構實現力的傳遞，其撐緊方向和外夾式相反，主要用於抓取帶有內孔的薄壁工件。夾持機構撐緊工件後，為了確保其能夠順利的用內孔定位，通常安裝 3 個手指。

固定式無桿活塞缸的氣動系統如下所示，該缸為單作用氣缸，反向靠彈簧力作用，由兩位三通電磁閥實現換向。

當壓縮空氣的方向控制閥處於圖所示左位工作狀態時,氣壓缸的左腔即無桿腔進入壓縮空氣,活塞將在空氣壓力的作用下向右運動，使鉸桿壓力角α逐漸減小,藉助角度效應將空氣壓力放大，接著將力傳到恆增力杠桿機構杠桿上，作用力將被再一次放大，變為夾持工件的作用力 F。當方向控制閥處於右位工作狀態時，氣壓缸的右腔即有桿腔進入壓縮空氣,推動活塞向左運動,夾持機構松開工件。

氣吸式末端夾持機構藉助吸盤內的負壓所形成的吸力來移動物體。主要用於抓取外形較大、厚度適中、剛性較差的玻璃、紙張、鋼材等物體。根據負壓產生方法可分為以下幾種：

1.擠壓式吸盤

吸盤內的空氣由向下的擠壓力排擠而出，使吸盤內部產生負壓，形成吸力將物體吸住。用於抓取形狀不大，厚度較薄且質量較輕的工件。

控制閥將來自氣泵的壓縮空氣自噴嘴噴入，壓縮空氣的流動會產生高速射流，從而帶走吸盤內中的空氣，如此便在吸盤內產生負壓，負壓所形成的吸力便可吸住工件。

利用電磁控制閥將真空泵與吸盤相聯，當抽氣時，吸盤腔內空氣被抽走時，形成負壓而吸住物體。反之，控制閥將吸盤與大氣相聯時，吸盤失去吸力而松開工件。

1.常閉式夾持機構

藉助彈簧強大預緊力固定鑽具，液壓松開。夾持機構未執行抓取任務時，處於夾緊鑽具狀態。其基本結構為一組經過預壓縮的彈簧作用在斜面或杠桿等增力機構上，使卡瓦座產生軸向移動，帶動卡瓦徑向移動，夾緊鑽具；高壓油進入卡瓦座與外殼形成的液壓缸，進一步壓縮彈簧，使卡瓦座和卡瓦產生反向運動，松開鑽具。

2.常開式夾持機構

通常採用彈簧松開、液壓夾緊的方式，未執行抓取任務時處於松開狀態。夾持機構靠液壓缸的推力產生夾持力，油壓減低將導致夾持力的減小，通常要在油路上設置性能可靠的液壓鎖來保持油壓。

3.液壓松緊型夾持機構

松開、夾緊均通過液壓實現，如果兩側液壓缸進油口均通通高壓油，則卡瓦會隨著活塞運動向中心收攏，夾緊鑽具，改變高壓油入口，卡瓦則背離中心，松開鑽具。

4.復合式液壓夾持機構

這種裝置有主液壓缸與副液壓缸，副液壓缸側連接一組碟簧，當高壓油進入主液壓缸，推動主液壓缸缸體移動，通過頂柱將力傳給副液壓缸側的卡瓦座，碟簧被進一步壓縮，卡瓦座移動；同時，主液壓缸側卡瓦座在彈簧力作用下移動，松開鑽具。

分為電磁吸盤和永久吸盤兩種。電磁吸盤是用接通和切斷線圈中的電流，產生和消除磁力的方法來吸住和釋放鐵磁性物體。永磁吸盤則是利用永久磁鋼的磁力來吸住鐵磁性物體的它是通過移動隔磁物體來改變吸盤中磁力線迴路，從而達到吸住和釋放物體的目的。但同樣是吸盤，永久吸盤的吸力不如電磁吸盤大。

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