胶印机输纸的规矩解析

  1.3 规矩部分

  规矩部分的作用给纸张进行定位,使每张纸都能在同一位置上进入印刷单元,因此其精度的高低直接决定了印品套印误差的大小,所以规矩部分的安装和调节是非常生要的。

  1.规矩部分的工作原理。纸张在规矩部分是怎样进行定位的呢?实际工作中,纸张首先到前规,在前规处于静止状态后,被拉向侧规边。前规给纸张在前进方向定位,侧规给纸张进行侧向定位。一般机器的前规至少两个以上,大多数机器都四个以上,但是只有两个是用来定位的。为什么只用两个呢?这是因为两点确定一条直线,少了不行,多了会发生相互干涉。

  侧规的前规定位完后,又将纸张拉向规矩边。这实际上在纸张上又多了一个定位点。加上前规两点共三点给纸定位,因而纸张的整个平面位置就被确定了。通过前述分析可以看出:规矩部分的定位原理实际上利用了两点一线、三点一面的几何原理。

  上面对纸张定位做了一个简单分析,更深入分析表明:纸张不只是平面定位,而且还要空间定位,也就是说纸张的整体始终被置于某一个确定的空间内。纸张的空间定位对规矩部分的工作状态有着很高的要求,这一点是调节前规和侧规的关键之一。

  2.前规的作用。前规给纸张纵向定位,这是前规的主要作用之一。除此之外,前规还有很多其它的作用。下面把这些作用做一些归纳和总结。

  (1)纸张纵向定位纸张纵向定位直接决定了在此方向上的套印精度。如果不对纸张进行此方向定位或者说定位不准,将会造成一系列的印刷故障。如起褶、重影等。
  (2)改变叼口的大小,在印刷过程中,有时需改变叼口的大小,解决这个问题的方法有两种:一种是借滚筒;另一种是调整前规的前后位置。当前规的改变量比较小时,动前规还是比较方便的。
  (3)弥补装版和晒版的误差装版和晒版从理论上来说是很难保证所有的图像都处于标准位置,一般情部钙都需要通过前规的微量调整来达到确定的位置,这也是前规的重要作用之一。
  (4)弥被输纸误差输纸过程中,纸张由自由状态进入半约束状态,可以说每次到前规的纸张都不处于同一位置,而是通过前规使其到达确定的位置。
  (5)为侧规定位创造条件 侧规定位是在前规定位的基础上进行的,因此前规定位是侧规定拉的基准。这一点从所设计的印刷机上都能看到。一般情况下,前规定位准确,即使侧规定位不准,机器也不会停车,但如前规定位不准,则机器会自动停车。这是因为侧规定位不准,但只要前规定位准确,印出的印品有时还可以使用。
  (6)对各种不同类型和幅面的纸张能进行调节印刷时所印的纸张根据用户的要求而变化,不可能始终保持一样,因此前规必须能根据不同类型和幅面的纸张做出相应的调整,保证纸张准确定位。

  3.前规的分类及工作原理。

  (1)前规的分类 前规一般分为上摆式和下罢式两种。

  上摆式的前规与下摆式的前规相比:一是其调节和安装都非常方便;二是对前口成荷叶边的纸张不需要附加任何其它机构就能消除;下摆式的前规与上摆式的前规相比,能够在纸张还没有完全离开输纸板时就能回到输纸板上,这样就增加了前规的定位时间,更容易保证定位的精度。在定位时间不变的情况下,可以提高机器的速度。所以上摆式的前规适合于低速大幅面或高速小幅面,而下摆式的前规适合于高速大幅面,这也是当代胶印机的一个明显特征。

  下摆式前规缺点是安装复杂,而且需增加专门消除荷叶边的机构。

  (2)前规的工作原理上摆式前规因无需附加消除荷叶边的机构,它只做摆动。一般情况下其摆动的动作都是通过凸轮带动连杆机构实现的。

  对前规运动有下列要求:

  ①给纸张定位时,要提前稳定在输纸板上。
  ②当递纸牙叼纸离开前规板时,前规应提前摆下让纸。
  ③前规回摆时不应和上一张纸相互干涉,前规要实现这几点,其部件动作必须灵活,时间和位移配合准确,同时各部件应具有最小的串动和跳动。前规的高低和前后的调节机构一般都是比较复杂的,国产设备用的是连杆机构,海德堡用的是三点悬浮式机构。

  前规的高低调节必须考虑纸张的变化及对侧规的影响。这一点在讲到侧规时再详细分析。

  4.侧规的作用。给纸张侧向定位是侧规的主要作用之一,和前规一样,侧规还有很多其它作用下面详细分析一下其各个作用。

  (1)纸张侧向定位给纸张侧向定位是使纸张在侧向保证套印精度的重要措施。前规定位准确,如果侧规定位不准,将给印张的后续套印或裁切带来很大困难。

  (2)弥补装版、晒版的误差当前规根据装版和晒版的误差调节时,理论上说侧规挡板的角度也需调节,这样始终保持前规和侧规成直角状态给纸张定位。因此在侧规上也专设有此机构。

 
 
(图 1.12)

  (3)弥补输纸或纸张裁切误差侧规的侧向拉纸量为0—12mm,在这其中到底选多少合适呢?假如选12mm,即最大拉纸量。选这个拉纸量只要在拉规能接触到的范围内都能将纸定位。但是由于输纸和裁切误差,有的纸张就可能在12mm之外,这样的纸就无法定位了。假如选0mm,即不拉纸,这样显然和没有侧规一样。纸张变成两点定位,没有达到平面定位的要求。一般选择的拉纸量为5—8mm。选择5—8mm的拉纸量并不是说每次的拉纸量为5—8mm。这个拉纸量只是一个平均数,绝大多数的纸张都在这个接纸量范围内。假如由于输纸误差,有的纸不在这个范围内。大于8mm则多拉,小于5mm则少拉。所以拉纸量的大小实际上是在0—12mm之间变化。

  (4)对各种不同的纸张和幅面能进行调节印刷时由于纸张幅面和厚度的变化,侧规矩能进行相应调节,保证侧向准确定位。[next]

  5.侧规的种类及工作原理。

  (1)侧规的分类侧仙一般分两种,即推规和拉规。推规推动纸张在对面横向定位,拉规拉着纸张在规矩边横向定位。

  推规在较早的机器上还能见得到,现在绝大多数印刷机上用的都是拉规。这是因为纸张的柔性存在,用推规很难保持定位精度。下要主要讲的是侧拉规。

  侧拉规有扇形板式的、滚轮式的、磁条式的等。扇形板式的拉规在较早的国产机器上使用过,现在已基本上被淘汰了。目前几乎所有北人设备用的都是滚轮式的。海德堡设备用的都是磁条式的拉规。滚轮式的拉规优点是把往复运动改成旋转运动,因此惯性冲击很小,缺点是与纸张的接触面较小,当振动较大时,容易造成套印不准。

  磁条式拉规的特点是可以与纸张获得较大的接触面积,而且对前规的定位精度影响比较小,但这种结构相对复杂,安装精度要求也很高。对侧规的运动有下列几点要求:

  ①在前规定拉完毕后才能拉纸;②在递纸牙取纸时,侧规必须离开纸张表面;③在拉纸过程中必须稳定不变(侧规与纸张之间始终保持接触)。

  (2)侧规拉纸的原理分析侧仙拉纸靠的是摩擦力,摩擦力的形成原理与纸张在输纸板上的摩擦力的形成原理基本相似,因此要使纸张可靠定位,必须创造摩擦力的形成条件。纸张受力分析如下:

 
 
(图 1.13)

  f1为主动件产生的摩擦力,f2为从动件(一般指的都是滚轮)产生的摩擦力,f3为其它部件在纸张表面产生的摩擦力,根据运动的要求有f1=f2+f3。

  f1和f2都与侧规弹簧的压力成正比。f3与其它部件在纸上的作用力成正比。f3力包括:纸张与纸张之间的摩擦力、侧规压板的阻力等。f1、f2和f3三个力之间的关系直接影响定位的精度。

  根据侧规的作用可以看出侧规应具有下列功能:

  ①根据纸张幅面变化,横向能够相对移动;
  ②根据纸张厚度变化,在高度方向上能做相对调节;
  ③根据传动的需要,滚子对纸张的压力应能调节;
  ④根据位置配合的需要,侧规挡板和前规之间的夹角能做相互调节(使成直角状态);
  ⑤根据时序关系,侧规拉纸的起如和结束时间应是可以调节的;⑥工作和非工作状态的选择。

  6.前规定对侧规定位的影响。首先前规是侧规定位的基准,只有前规定位准确,侧规定位才有意义。其次,前规如果太低,则会在纸张表面产生较大的摩擦,从而破坏侧规摩擦传动的条件;前规如果太高,则其定位的精度则是很低,侧规定位也不能把纸张有效地校正过来。因此前规不能太高,也不能太低,一般前规的高度为纸厚加上0.20mm,这样基本上能保持定位的精度,同时产生阻碍纸张横向运动的摩擦力也比较小。

  侧规要想定位准确,必须克服所有的摩擦力,这一点在调机时勿必注意。侧规挡板的高度为纸厚加0.20mm,这样能保证纸张进入侧规的阻力比较小。再一个就是调整拉轮的压力,从而改变摩擦传动的条件。因此一定要注意前规定对侧规定位的影响,带有下压式的前规更要注意这一点。

  7.递纸牙。递纸牙是使纸张由半自由状态进入受控状态的一个极其重要的环节。这个状态的可靠性直接影响套印精度,因此无论从设计、加工,还是安装等各方面对递纸牙的要求都非常高。一般对递纸牙都有下列几点要求:

  (1)自身运动轨迹

  ①相对于输纸板绝对静止取纸。这是纸张交接的关键一步。只有绝对静止,才能保证交接的平稳性,不破坏纸张的定位精度。
  ②匀加速运动把纸张由输纸板传到压印滚筒或传纸滚筒。这个要求保证纸张平稳交接,惯性冲击最小。这一点是设计递纸凸轮的关键。实际上设计递纸凸轮不一定非得等加速或等减速,关键是要求运动平稳,惯性冲击最小。
  ③相对静止地把纸张交给后续滚筒,只有相对静止才能进行纸张交接,如果在交接过程中相对滑动,则交接的精度被破坏。
  ④匀减速从滚筒回到输纸板上。这个要求使纸张回到输纸板上时,所需的稳定时间最少,使其最快地步入绝对静止状态。这一点也是设计递纸凸轮的关键一部分。

  (2)相对运动的要求

  ①前规和侧规定位完毕后,递纸牙才能到输纸板上取纸。
  ②递纸牙离开输纸板时,前规应提前离开输纸板。
  ③递纸牙的牙垫和后传纸滚筒的牙垫相平行时,才能交接纸张。
  ④当出现输纸故障时,递纸牙在输纸板上不合牙。

  (3)运动轨迹的要求

  ①运动轨迹平滑,惯性冲击最小。
  ②在运动轨迹内,不能与任何其它部件相互干涉。

  (4)本身精度的要求

  ①所有的牙垫平齐,摩擦系数均匀分布。
  ②所有的牙片压力一致,接触均匀。
  ③所有牙片的动作一致。
  ④开闭牙机构动作灵活、可靠。
  ⑤递纸牙轴的串动和跳动最小。

  8.各种类型递纸牙及其工作原理。递纸牙一般分为四大类:上摆式、下摆式、滚筒式、超越式。

  (1)上摆式 上摆式分为四大类:定心上摆式,偏尺摆动式,偏心回转摆动式。

  ①定心摆动式:这种递纸牙的往返运动轨迹不一致,即众滚筒回到输纸板上时,递纸牙的位置比较高,高多少随偏心量而变化,但是这种递纸牙结构复杂,而且惯性冲击随偏心量的增大而增大,因此偏心量不可能特别大。有时还需加专门的防蹭脏机构
  ②偏心回转摆动式:这种递纸牙和上面的偏心摆动式的差不多,惯性冲击相对稍小一些。

  (2)上摆式机构的蹭脏原理分析 当递纸牙把纸张传给后续滚筒时,纸张将沿滚筒的切线方向取向,见图1.14所示。


 
(图 1.14)

  这样递纸牙在回程摆动时很容易和纸张的尾部相蹭,尤其是厚纸或高速,这种现象更为严重。因此如印厚纸或高速时,必须有专门的防蹭脏机构。防蹭脏机构主要使纸张尾部弯曲,这样就阻止了递纸牙和纸张相蹭。

  (3)下摆式下摆式目前所见到的就一种,即定心摆动式。没有偏心摆动式的,其主要原因很可能是安装空间太小。下摆式与摆式的相比,最主要的一个优点是递纸牙可以在纸张还未全离开输纸板时,就回到输纸板上,这样可以延长交接时间,提高交接的稳定性,从而可以提高机器的速度。

  (4)下摆式机构的蹭脏原理分析。当递纸牙把纸张传给后续滚筒时,纸张将沿滚筒的切线方向取向。如3.14图所示。

  这样递纸牙在回摆时就容易和纸张表面相蹭,当纸张离开输纸板的瞬间这时纸张的尾部开始振动。前一、两周的振幅特别大,因此蹭脏的可能性也非常大。对于高速或印厚纸时,这种现象更为突出。所以必须加有专门的防蹭脏机构。目前采用的方法是在牙垫片上加有自由转动的滚子,这样当纸张尾部与其相碰时,它和纸张之间不存在相对滑动,从而避免蹭脏。即便这样,如果纸张特别厚,机器的速度又很高,纸张的尾部的冲击非常大,仍然容易破坏印张背面的图文。

  (5)回转滚筒式回转滚筒式一般分为两种:一种是间歇式的,另一种是匀速回转式的。前一种主要用于低速机器上,现已趋于淘汰。匀速回转式的目前用的最多是海德堡印刷机。匀速回转式的一个最大的优点是蹭脏可能性被完全消除,而且比偏心摆动式的冲击要小。但是这种递纸牙也只能在纸张完全离开输纸板后才能回到输纸板上,与下摆式相比,存在着取纸时间不足的问题,另一个缺点是这种递纸牙的结构比较复杂。因此在高速印刷机中,这种递纸牙很有可能被淘汰。

  (6)超越式超越式续纸的定位在滚筒上进行,因而机器的速度可以更高,但是由于这种机构定位的精度问题,特别是对于大幅面,定位的精度更低,所以一般都是小型胶印机上采用这种机构。

  超越式一般分为两种,即气动式和摩擦式。气动式的靠压差将纸张传给滚筒,摩擦式的靠摩擦轮将纸张传给滚筒。[next]

  9.互锁机构。

  (1)互锁机构的作用是在机器出现故障时,使输纸板上的纸位置固定不动。摆动器不传纸。互锁机构的目的有四个:

  ①保护印品:互锁机构动作后,使印张固定在输纸板上,当故障排除后,纸张仍可继续使用。否则,假如纸张出现歪斜,递纸牙仍继续传纸、则左右咬口不一,套印精度被破坏,还有可能造成重影、起褶等一系列印刷故障。
  ②保护橡皮:橡皮起到转移油墨的作用,如果双张或多张纸进入其表面被破坏,则油墨传递被破坏,印品质量也就无法保证。更换或垫补橡皮都是很麻烦的。
  ③保护滚筒牙排:当咬口不匀时,纸张很容易在牙排内滑动,久而久之,造成牙垫磨损,套印精度会受到影响。
  ④保护机器:当纸张成缕或有异物进入滚筒之间时,机器将受到突然冲击,滚筒表面、轴承及齿轮等都有可能被破坏。互锁机构可以说是最后一道安全线。

  (2)互锁机构的动作分为两大部分

  ①使纸张停在输纸板上:使纸张停在输纸板上的方法多种多样。海德堡印刷机采用的是输纸板下面吸气,输纸板上面压纸。国产设备采用的是输纸板下面吸气,前规停在输纸板上。前规停在输纸板上或输纸板上面压纸都有专门的机构控制。
  ②递纸牙在输纸板上不合牙:这个动作是通过开牙凸轮的移动来实现的。不管采用什么样的机构,最后的结果都一样。递纸牙离开输纸板后仍然合牙,因为这时牙排已离开纸张。
  ③互锁机构的动作过程:a.光电传感器识别信号传给主控制台;b.主控制台分析并通知相应控制开关;c.控制开关起动,执行机构开始工作。

  互锁机构的重要作用决定了它始终必须处于正常的工作状态。

  10.纸张在输纸部分的运动过程分析。纸张由纸堆处的静止状态被递纸吸嘴加速传接纸辊。接纸辊将其传送到规矩部分后,它又处于静止状态。纸张在这期间内经历了一个加速、减速和再加速的过程。纸张的加速过程是很明显的,但是纸张的减速过程是怎样实现的呢?

  (1)驱动纸张向前运动的摩擦力已不复存在纸张到输纸板上时处于匀速传动,但当纸张前口离开传送带时,这时驱动的摩擦力逐渐减少。一个输纸步距过去后,纸张已完全离开输纸布带。纸张向前运动只靠其惯性。由于摩擦阻力的存在,其惯性逐渐减少,从而降低纸张的速度。

  (2)前规板的角度和输纸板的角度不一样前规板的角度比输纸板的角度小,这样从输纸板上传过来的纸张方向发生变化,从而改变了其速度。通过速度分析可以知道,速度降低。

  (3)前规减速纸张到达前规后,有的纸到的近一些,有的到的远一些,但是如纸张到达前规已为零速,那么前规就无法弥补输纸误差,起不到定位的作用。所以纸张在到达前规时,速度应略大于零,为防止纸张反弹,在纸张的尾部加有毛刷轮,吸收反弹的级量,后续的纸张也对纸张的反弹有一定的阻碍作用。

  11.输纸部分的调节。

  (1)基准。一切动作和行为的出发点。此出发点只有一个,把这个出发点就叫做绝对基准。对一台机器来说,机器的基准包括设计基准、加工基准、安装和调试基准。相对基准:此动作和行为以绝对基准为出发点,但是它又是另外一些动作和行为的出发点,把此出发点叫做相对基准。相对基准一般都一个以上,但是它们的地位并不是等同的。

  没有基准就等于不存在动作和行为的出发点,那么所有的动作和行为必然是一片混乱。所以在设计、加工、安装和调试机器时必须找到其基准和相对基准,否则机器就无法制造出来。

  (2)调机基准。机器所有部件的时间和位移的出发点,此基准只有一个,叫做调机的绝对基准。

  除绝对基准外,还有调机的相对基准,它是指某部件的时间和位移以调机的绝对基准为出发点,但另外一些部件又以此部件的时间和位移为出发点,则把这个部件就叫做调机的相对基准。调机的相对基准一般有一个以上。

  绝对基准和相对基准是机器调节的依据,找不到基准和相对基准,调节也就无法进行。掌握了绝对基准和相对基准,调试起来就减少了盲目性,这也是所谓的调机捷径之一。

  (3)印刷机调机的绝对基准和调机的相对基准印刷机的调机基准因不同的机型而不同,但是调机的绝对基准只有一个。有的机器调试的绝对基准是压印滚筒,有的是套准滚筒。目前一般多色印刷机调机的绝对基准都是套准滚筒(把递纸牙看成是套准滚筒的一部分)。调机的绝对基准选哪一个没关系,但是一经选定,则中途不能变动,否则一切工作还需从头开始。也就是说,绝对基准是不可调节的。相对基准根据传动链而定。

  (4)传动链各部件的时间和位移以一定的先后次序联系起来,这个链就叫做传动链。传动链上不可调节的点就是调机的绝对基准,传动链上除了绝对基准点和每个分支(传动链上除了主链外,有时还有很多支链)的最后一点外,其它所有的点都可叫做相对基准。

  因此在调试机器时,把其传动链首先分析清楚,然后在传动链上找到调机的色对基准和相对基准。除此之外还必须有各部件相对于绝对基准和相对基准的时间和位移的关系图,这样的在调节机器时就能做到有章可依。这就是调机的最基本方法,也可称之为调机原理。

  (5)输纸部分的传动链 输纸部分的传动链如下所示:

  套准滚筒—规矩部分—输纸板—飞达—给纸堆

  在这个传动链上,套准滚筒为调机的绝对基准,除纸堆外其它的都可叫做调机的相对基准,但这些相对基准的地位不一样,越靠近绝对基准,其级别就越高,其它的则次之,根据与绝对基准之间的远近关系,又可分为第一,第二,……相对基准。在这里规矩部分则是第一相对基准,输纸板是第二相对基准,飞达是第三相对基准。找到了输纸部分的绝对基准和相对基准,再备有每个部件与基准和相对基准的时间和位移的关系图,则输纸部分就能够进行调节了。具体做法简述如下:

  ①套准滚筒为基准,一旦其位置确定后,不能相对于其它任何部件调节。
  ②规矩部分相对于套准滚筒(或称为递纸牙)调节:套准滚筒到输纸板上取纸时,假如取纸时间不对,那么只能调规矩部分,不能调套准滚筒(递纸牙)。

  套准滚筒和规矩之间的配合关系是这样的:套准滚筒到输纸输上取纸时,规矩部分已定位完毕,递纸牙和规矩部分交接一段时间后,前规下摆,递纸牙叼纸离开输纸板,然后前规回到输纸板上给后续纸张定位,递纸牙摆回后开始叼第二张纸。 

 
(图 1.15)

  ③输纸板相对于规矩部分的调节:当前规刚好到达输纸板上时,这时输纸板传过来的纸张前口应距前规5mm左右。为什么要留5mm呢?主要考虑的是前规的稳定时间,因为前规的摆动都是靠凸轮驱动的。前规停在输纸板上,恰为凸轮的最高点与摆杆机构接触。这点正是凸轮的一个过滤点。由于前规的惯性存在,前规在这一点不能处于绝对静止状态,所以前规需要一个稳定时间。曾有人认为5mm是为纸张减速用的,这种理解是不正确的。因为输纸板到前规的距离始终为定值,而输纸板始终在连续匀速运转,则每次传到前规板上,纸的速度都是一样的。假定机器的速度不变,要减速的办法就是增加位移,但实际上纸张在前规板上的行程并没因那5mm而增加,那么怎么说它起到了减速作用呢?从另外一个角度看,假如5mm距离起到了减速作用,那么机器的速度变化后,这5mm距离也应随之而变,速度高一点,距离大一点;速度低一点,距离小一点。这种假设实际上根本就不存在。

  如何保证这5mm的距离?唯一的办法就是调整输纸板和前规之间的配合。这个调节的地方一般都在给纸机的传动面,通过齿轮或链条的位置变化来改变它们之间的相互关系,从而达到预定的要求。

  ④飞达相对于输纸板的调节:正常运转时,飞达应把纸张传递过接纸辊5mm左右,这时压轮才能下压,如果发现此配合不对,应该调飞达。目前胶片机的飞达一般都是通过万向联轴驱动的,通过改变万向节端部法兰盘上的长孔位置即可。

  ⑤纸堆相对于飞达的调节:当纸堆与飞达配合不合适时,首先应该调纸堆,即纸堆应处于自由状态。

  上面简述了输纸部分之间的调整,具体每个部件的内部也可按此关系进行调整,但有一点需注意,绝对不能反调,即不能把基准搞反了。

  组件中相对复杂的是飞达和规矩部分。规矩部分前已叙述过。下面以飞达为例来分析组件内部的调整方法。飞达内各部件的相对运动关系在设计时就已固定,一般不可调节,只有在大修时才可进行调整,但是在此分析一下其内部部件之间的相到关系对飞达的调整是很有益处的。递纸吸嘴、分纸吸嘴和压脚的作用前已叙述过。从传动链看它们之间的相互关系应该是:递纸吸嘴一分纸吸嘴—压脚。递纸吸嘴为飞达内调试的绝对基准,分纸吸唯相对于递纸吸嘴可以调节,但相对于压脚,它又是相对基准。也就是说,递纸吸嘴和分纸吸嘴之间出现配合不正确时,应该调分纸吸嘴;当分纸吸嘴和压脚之间的关系不正确时,应调压脚。这样就明确了三部件之间的相互关系。

  (6)对称原则在输纸部分调节中的应用,从飞达、输纸板到前规,可以看出,其上的绝大多数部件都是呈对称状态出现。正因如此,这些部件的调节必须以对称原则为出发点,即位置对称、力量对称、调节对称。这是能否保证机器正常运转的关键。但是在实际过程中,理想的对称是不存在的,那么是不是正常运转就会被破坏呢?实际上并没有。为什么?这是因为规矩部分有弥补输纸误差的作用,实际上弥补的就是由这些不对称因素造成的误差。不过这个所能弥补的误差是有限的,当输纸误差超过一定程度时,规矩也就无能为力,只能给出一个错误信号,解决这个问题方法只能采取准对称原则。实际工作中,各部件都应以准对称原则的状态来工作,尽可能使其逼近理想的对称状态,这就是调机的首要条件之一。

[时间:2009-03-24  作者:蔡吉飞  来源:胶印领机必读]

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