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1、編號(hào):密級(jí):公 開階段標(biāo)記:頁(yè)數(shù):共頁(yè)小型澆注生產(chǎn)線項(xiàng)目名稱:部 門:智能科技編 寫:校 對(duì):審 核:標(biāo) 審:批 準(zhǔn):智能科技WUHAN QIANFENG INTELLIGENTY SCIENCE & TECHNOLOGY CO.,二一八年七月會(huì)簽?zāi)夸?、項(xiàng)目建設(shè)背景及必要性31.1 概述31.2 項(xiàng)目建設(shè)的必要性31.3 設(shè)計(jì)依據(jù)42、性能指標(biāo)及技術(shù)要求42.1 防爆、防靜電安全要求42.2 技術(shù)指標(biāo)及技術(shù)要求43、 項(xiàng)目建設(shè)總體方案53.1 建設(shè)目標(biāo)53.2 總體建設(shè)內(nèi)容64、項(xiàng)目生產(chǎn)線總體. 64.1總體步驟6生產(chǎn)工藝分析74.24.3節(jié)拍分析及工藝平衡74.4廠房. 74.5生

2、產(chǎn)線整體布局及方案85、生產(chǎn)線詳細(xì)設(shè)計(jì)方案105.1殼體轉(zhuǎn)運(yùn)及精準(zhǔn). 105.2推進(jìn)劑自動(dòng)加料115.3澆注速度自動(dòng). 12系統(tǒng)方案135.46、生產(chǎn)線安全防護(hù)方案137、總結(jié)141、項(xiàng)目建設(shè)背景及必要性1.1概述推進(jìn)劑的澆注速度對(duì)推進(jìn)劑澆注質(zhì)量有很大影響,澆注速度過快,藥漿內(nèi)的氣體無法及時(shí)除去,藥柱內(nèi)會(huì)形成氣孔,同時(shí)藥漿澆入速度過快,藥漿還來不及容易搭橋形成缺料;而澆注速度過慢,澆注時(shí)間變長(zhǎng),推進(jìn)劑藥漿具有一定適用性,隨著時(shí)間推移推進(jìn)劑粘度增加,藥漿的性變差,澆入發(fā)內(nèi)難以會(huì)導(dǎo)致缺料,因此,發(fā)裝藥過程中澆注速度的極其重要。目前,澆注速度通過人工手動(dòng)膠管閥開度來實(shí)現(xiàn),推進(jìn)劑下料速度完全依靠操作人

3、員的經(jīng)驗(yàn)來,而即使同一配方推進(jìn)劑由于原材料的差異,藥漿的工藝性也差異,通常發(fā)裝藥澆注時(shí),操作通過 10min 推進(jìn)劑下料重量來計(jì)算下料速度,再根據(jù)計(jì)算結(jié)果膠管閥開度,因此澆注速度具有很大隨意性,均勻性更是無法保證。而對(duì)于一些藥型結(jié)構(gòu)復(fù)雜的發(fā),對(duì)澆注速度勻速性要求極高,現(xiàn)有的人工方式很大缺陷風(fēng)險(xiǎn)。為提高發(fā)裝藥過程的自動(dòng)化水平,以某型發(fā)生產(chǎn)為樣例,利用研究所成生產(chǎn)工藝,參照已有的生產(chǎn)設(shè)備,結(jié)合實(shí)際情況,提出了小型發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的原材料準(zhǔn)備、混合、澆注、脫膜等工序的智能系統(tǒng),其目的是為了當(dāng)前小型固體發(fā)生產(chǎn)工序,減少,提高生產(chǎn)過程中的安全性和質(zhì)量。1.2項(xiàng)目建設(shè)的必要性047 小型澆注工房澆注間現(xiàn)有 2

4、個(gè)1000mm 澆注缸、2 個(gè)500mm 澆注缸,1 個(gè)300mm澆注缸,該工房目前主要三個(gè)主要問題:一是 047 工房澆注轉(zhuǎn)運(yùn)通道與 037 硫化工房直對(duì),037 硫化工房長(zhǎng)期存放發(fā),047 工房或 037 工房發(fā)生安全事故將直接波及與其相鄰工房,嚴(yán)重者可次生、衍生安全事故,二是 047 工房澆注間現(xiàn)共有 5 個(gè)澆注缸,相鄰兩個(gè)澆注缸間最小距離僅為 500mm,澆注缸外部還突出有多路保溫水管道和真空管道,空間局促、狹小,小發(fā)、隨機(jī)試件轉(zhuǎn)運(yùn)以及操作行走過程中極易發(fā)生磕碰、跌絆,造成安全、質(zhì)量事故;三是隨著調(diào)試試件和小發(fā)澆注數(shù)量增多,047 工房經(jīng)常需要連續(xù)進(jìn)行兩輪、甚至三輪裝藥,目前澆注間僅靠

5、一臺(tái)柜式空調(diào)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié),連續(xù)澆注時(shí)間的延長(zhǎng)導(dǎo)致藥漿的熱量損失多、溫度下降快,工藝性能變差,澆注安全質(zhì)量隱患,尤其在低溫季節(jié),該隱患表現(xiàn)更為突出。所以需要優(yōu)化小型澆注現(xiàn)場(chǎng)工藝布局,作業(yè)條件。1.3設(shè)計(jì)依據(jù)航天工業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) QJ2274-92復(fù)合固體推進(jìn)劑研制生產(chǎn)安全技術(shù)規(guī)定;兵總質(zhì)(1990)2 號(hào)、引信及品工廠設(shè)計(jì)安全規(guī)范。2、性能指標(biāo)及技術(shù)要求2.1防爆、防靜電安全要求(1)設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行中設(shè)計(jì)總則的要求;民標(biāo)準(zhǔn) GB5083-1999生產(chǎn)設(shè)備安全衛(wèi)生(2)設(shè)備、零部件選型均以防火、防爆等級(jí)為依據(jù),采用相應(yīng)的防護(hù)措施,確保生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)不出現(xiàn)明火花;(3)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所有電器均按不低于 Exd

6、IIBT4 防爆等級(jí)選型;(4)設(shè)備接地,接地電阻不大于 4。2.2技術(shù)指標(biāo)及技術(shù)要求(1)適用型號(hào)范圍:以 502 系列發(fā)為依托,并涵蓋直徑在 300mm 范圍以內(nèi),長(zhǎng)1500mm 范圍內(nèi)的小型發(fā);(2)發(fā)裝配需配備裝配平臺(tái),在平臺(tái)周邊配式工裝暫存庫(kù);(3) 澆注設(shè)計(jì)為二次真空澆注模式,但是也可以進(jìn)行一次真空澆注;(4) 澆注過程為提高澆注速度,可以采用加壓澆注模式提高效率;(5) 一次澆注料斗和二次澆注料斗有效裝藥量500kg(密度按 1.7g/cm3 計(jì)算);(6)具有兩個(gè)澆注工位,單個(gè)澆注工位滿足 9 臺(tái)發(fā)同時(shí)進(jìn)行澆注,兩個(gè)工位既可單澆注,也可以同時(shí)進(jìn)行澆注相同配方和不同配方推進(jìn)劑;(

7、7)澆注結(jié)束后增加一個(gè)振動(dòng)平臺(tái),至少滿足 9 臺(tái)發(fā)同時(shí)進(jìn)行聲共振除氣;(8)澆注速度實(shí)時(shí)并自動(dòng),增加智能化模塊及其相關(guān)的工裝,設(shè)備。澆注過程中利用系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)澆注推進(jìn)劑重量和澆注時(shí)間兩個(gè)工藝參數(shù),計(jì)算出澆注速度并與預(yù)期設(shè)定的澆注速度比較,比較結(jié)果反饋給系統(tǒng)來判別,由智能化系統(tǒng)發(fā)出指令控制調(diào)節(jié)下料開度或擠壓以達(dá)到預(yù)期目標(biāo);(9)澆注前藥漿感度以選擇投料前是否開啟;檢測(cè),主要測(cè)試摩擦感度、撞擊感度和靜電感度等,此功能可(10)檢測(cè)藥漿的粘度和性,可以預(yù)先設(shè)定粘度達(dá)到什么值后澆注藥漿不繼續(xù)澆注等要求;(11)澆注料斗內(nèi)藥漿溫度、澆注缸內(nèi)溫度和真空度的檢測(cè),藥漿溫度一般在(45-50)范圍內(nèi),澆注缸、料

8、斗內(nèi)溫度一般667Pa,特殊要求的除外;在(40-55)范圍內(nèi),余壓一般要求為(12)混合藥漿出料到澆注料斗內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出料,操作后續(xù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作;只需將混合鍋推到出料工位,(13)數(shù)據(jù)(藥溫、藥重、余壓、澆注時(shí)間、溫度、時(shí)何等)、查閱、儲(chǔ)存和打印實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,真正實(shí)現(xiàn)的可追溯性和真實(shí)性;(14)發(fā)在澆注工序之間和轉(zhuǎn)硫化工序建議采用軌道直接;(15)硫化分為兩個(gè)間,硫化工位建議采用智能倉(cāng)儲(chǔ)模式進(jìn)行設(shè)計(jì);(16(17)間溫度在(50-80)范圍內(nèi)可調(diào)間內(nèi)任意兩點(diǎn)的溫差不大于±2;間采用油浴方式熱風(fēng)循環(huán)加熱;(18)保溫效果要求:停止供電后,烘箱箱門在密閉的情況下,內(nèi)部溫度下降速率5/h;

9、(19)間升降溫速率 1/h10/h 可控(升溫可作不要求);(20)兩個(gè)間必須可以單升溫、降溫和保溫操作;(21)在每個(gè)間不同部位布置不少于 4 個(gè)防爆型溫度傳感器。3、 項(xiàng)目建設(shè)總體方案3.1建設(shè)目標(biāo)自動(dòng)化目標(biāo)生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化系統(tǒng),混合藥漿出料到澆注料斗內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出料。澆注速度實(shí)時(shí)并自動(dòng),增加智能化模塊及其相關(guān)的工裝、設(shè)備。澆注過程中利用系統(tǒng)實(shí)時(shí)發(fā)澆注推進(jìn)劑重量和澆注時(shí)間兩個(gè)工藝參數(shù),計(jì)算出澆注速度并與預(yù)期設(shè)定的澆注速度比較,比較結(jié)果反饋給系統(tǒng)來判別,由智能化系統(tǒng)發(fā)出指令調(diào)節(jié)下料開度或擠壓以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。柔性化目標(biāo)不同系列發(fā),生產(chǎn)線可適應(yīng)不同型號(hào)發(fā)的澆注生產(chǎn)。以 502 系列發(fā)為依托,

10、并涵蓋直徑在 300mm 范圍以內(nèi),長(zhǎng) 1500mm 范圍內(nèi)的小型發(fā)信息化目標(biāo)。通過運(yùn)用現(xiàn)代企業(yè)管理技術(shù)、技術(shù)和集成技術(shù),達(dá)到對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的各種信息流的有效和,從而將不同生產(chǎn)模塊、不同工藝步驟連接成一個(gè)完整的價(jià)值鏈結(jié)構(gòu)。最終實(shí)現(xiàn)維度的綜合集成,即從維度出發(fā),將生產(chǎn)準(zhǔn)備、結(jié)構(gòu)、信息、標(biāo)準(zhǔn)工藝、定額等集成。生產(chǎn)能力小發(fā),年產(chǎn)量 3000 發(fā),爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)目標(biāo) 10000 發(fā)/年;1000L 混合鍋,1 個(gè)小時(shí)澆注完畢,可采用加壓澆注方式。3.2總體建設(shè)內(nèi)容自動(dòng)化澆注生產(chǎn)線主要包含轉(zhuǎn)運(yùn)功能模塊和自動(dòng)加料功能模塊;關(guān)鍵則在于模具轉(zhuǎn)運(yùn)及精準(zhǔn)、推進(jìn)劑自動(dòng)加料技術(shù)及澆注速度自動(dòng)技術(shù)的順利實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)運(yùn)功能模塊實(shí)現(xiàn)殼

11、體在生產(chǎn)線中的自動(dòng)安全可靠地流轉(zhuǎn);自動(dòng)加料模塊實(shí)現(xiàn)藥漿從混合鍋至一級(jí)料斗、一級(jí)料斗到料斗及料斗至殼體的自動(dòng)澆注過程。4、項(xiàng)目生產(chǎn)線總體4.1總體步驟澆注生產(chǎn)線主要包括殼體準(zhǔn)備階段、藥漿出料階段及澆注生產(chǎn)階段。殼體準(zhǔn)備階段包括 9 個(gè)殼體為一組安裝并固定在托座裝置上、芯模裝配、托座轉(zhuǎn)運(yùn)至澆注間等工序。藥漿出料階段包括混合鍋藥漿翻轉(zhuǎn)出料至一級(jí)料斗、一級(jí)料斗澆注至 9 個(gè)料斗等工序。澆注生產(chǎn)階段包括藥漿加壓、推進(jìn)劑澆注、保壓、放氣、發(fā)出缸、預(yù)整、轉(zhuǎn)下工序等工序??傮w步驟如圖 4.1。發(fā)出缸圖 4.1 小型澆注生產(chǎn)線流程圖4.2生產(chǎn)工藝分析澆注是把經(jīng)混合后的藥漿安全、無氣孔地澆鑄到包覆好后的發(fā)殼體內(nèi),

12、后形成符合設(shè)計(jì)要求的發(fā)裝藥。芯??梢韵妊b配后再澆藥,也可以澆完藥漿后再差芯模。常用的澆注方法有真空澆注法、插管澆注法和底部澆注法等,但最廣泛的是真空澆注法。真空澆注法的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是直接利用真空壓差和自重使推進(jìn)劑藥漿流入燃燒室中,二是直接利用真空條件去除推進(jìn)劑藥漿中的氣體,使推進(jìn)劑藥柱中的殘留氣體降到最低程度。因此當(dāng)推進(jìn)劑藥漿的流變性能較差時(shí),僅憑真空壓差和推進(jìn)劑自重作為驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行澆注會(huì)直接影響澆注速度和質(zhì)量,為此就必須引入加壓澆注工藝,通過蠕動(dòng)泵加壓輸送或氮?dú)饧訅狠斔偷姆绞綄⑺帩{快速注入發(fā)裝藥燃燒室。澆注生產(chǎn)線的檢測(cè)項(xiàng)目主要有:藥重、真空度(或余壓)、澆注時(shí)間、澆注速度、抽空時(shí)間、

13、放氣時(shí)間等。澆注生產(chǎn)線工序主要包括殼體準(zhǔn)備、推進(jìn)劑藥漿出料、藥漿加壓、推進(jìn)劑澆注、保壓、放氣、發(fā)出缸、預(yù)整、轉(zhuǎn)下工序等步驟,具體生產(chǎn)流程見圖 4.1。殼體流轉(zhuǎn)過程境溫度范圍為 10-30,濕度為<80%。澆注料斗和澆注缸在 45-55范圍內(nèi)進(jìn)行保溫,澆注缸余壓667Pa。4.3節(jié)拍分析及工藝平衡4.4廠房為滿足建設(shè)生產(chǎn)線要求,需對(duì)廠房進(jìn)行設(shè)計(jì),主要內(nèi)容包括:(1)新建小型澆注工房4.2;室,主要包括 1 間室、1 間更衣室、1 間休息室,如圖預(yù)整轉(zhuǎn)下工序澆注 2放氣保壓殼體入缸殼體準(zhǔn)備澆注 1加壓澆注藥漿出料(2) 新建小型澆注配套的 2 間硫化間,如圖 4.3(3) 新建小型澆注工房工

14、藝布局如圖 4.4 所示,其中的預(yù)整間、澆注間 1、澆注間 2 及成品間呈環(huán)形布局,形成生產(chǎn)線系統(tǒng);工房右側(cè)設(shè)置工裝暫存區(qū);(4)室與硫化間之間需根據(jù)實(shí)際情況鋪埋軌道,方便工件轉(zhuǎn)運(yùn)。圖 4.2室布局圖圖 4.3硫化間布局圖圖 4.4 小型澆注工房工藝布局圖4.5生產(chǎn)線整體布局及方案小型澆注生產(chǎn)線主要包括澆注間 1、澆注間 2、預(yù)整間及成品間,如圖 3.1 所示,四個(gè)工序間在 502 澆注工房?jī)?nèi)成環(huán)形布局,形成生產(chǎn)線系統(tǒng)。待澆注的殼體安裝在托座裝置上,在環(huán)形生產(chǎn)線上轉(zhuǎn)運(yùn),依次完成上述四個(gè)工序。圖 4.3 澆注生產(chǎn)線整體布局圖為了更為清晰的展示生產(chǎn)線上各工序間的總體方案,現(xiàn)將環(huán)形生產(chǎn)線上的四個(gè)工序

15、展開成直線布置的形式,如下圖 3.2。裝配間澆注間 1預(yù)整間、成品間澆注間 2圖 3.2澆注生產(chǎn)線整體方案圖殼體首先在裝配間中安裝在一個(gè)托盤裝置之上,并通過托座上的抱緊裝置抱緊,防止其在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中傾倒,并在工房?jī)?nèi)預(yù)烘好,載有殼體的托盤裝置通過傳送帶(也可采用軌道轉(zhuǎn)運(yùn)和 AGV 小車轉(zhuǎn)運(yùn)模式)被運(yùn)送至澆注間 1,并通過位置檢測(cè)開關(guān)精準(zhǔn)停在澆注工位,9 個(gè)澆注料斗下降與模具澆注口對(duì)接,通過安裝在料斗下方的稱重傳感器測(cè)量澆注的物料量進(jìn)而模具是否澆注完畢,澆注速度通過膠管閥開度來實(shí)現(xiàn)其快慢的調(diào)節(jié),若澆注完畢則膠管閥關(guān)閉,同時(shí)澆注料斗升起。澆注完畢后,殼體可至澆注間 2 以同樣方式進(jìn)行澆注,然后運(yùn)送至預(yù)

16、整間,最后送至成品間。為了除氣,可在澆注間后增加振動(dòng)平臺(tái),待澆注完成后,托座裝置轉(zhuǎn)運(yùn)至振動(dòng)平臺(tái)上,同時(shí)對(duì) 9 個(gè)模具進(jìn)行聲共振除氣。多批次連續(xù)化澆注,9 個(gè)料斗的自動(dòng)加料技術(shù)通過其上方具備水平移動(dòng)功能的大料斗來實(shí)現(xiàn),該大料斗在水平方向上可沿著 X 軸和 Y 軸移動(dòng)并可精準(zhǔn)添加到 9 個(gè)澆注料斗之中。,以便將推進(jìn)劑自動(dòng)系統(tǒng)中所有設(shè)備本身配置以太網(wǎng)接口,可通過標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 協(xié)議直接聯(lián)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)和。5、生產(chǎn)線詳細(xì)設(shè)計(jì)方案小型澆注生產(chǎn)線主要包括模具轉(zhuǎn)運(yùn)及精準(zhǔn)、推進(jìn)劑自動(dòng)加料及澆注速度自動(dòng)等技術(shù)方案。5.1殼體轉(zhuǎn)運(yùn)及精準(zhǔn)殼體在轉(zhuǎn)運(yùn)前首先需要裝配固定在托座裝置上,并通過抱緊裝置抱緊殼體,防止

17、其在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中傾倒,如圖 5.1 所示。每個(gè)殼體后面都有一個(gè)抱緊裝置,其抱緊機(jī)構(gòu)通過絲杠、螺母和導(dǎo)軌組件的傳動(dòng)調(diào)整高度以適應(yīng)不同長(zhǎng)度的殼體,并通過機(jī)、齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)抱緊、自鎖和解除抱緊動(dòng)作。圖 5.1 裝配并抱緊裝配及抱緊后的 9 個(gè)殼體固定在托板之上,通過傳送帶來轉(zhuǎn)運(yùn)(也可以采用軌道或AGV 小車轉(zhuǎn)運(yùn)),當(dāng)托板和殼體到達(dá)指定工位時(shí),相應(yīng)的位置檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到信號(hào)并將托座和殼體停止指置。模具托板位置檢測(cè)開關(guān)圖 5.2 模具轉(zhuǎn)運(yùn)及原理圖5.2推進(jìn)劑自動(dòng)加料混合藥漿出料到澆注料斗內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出料,操作只需將混合鍋推到出料工位,后續(xù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。自動(dòng)加料設(shè)備由 XY 軸移動(dòng)導(dǎo)軌、膠管閥、一級(jí)澆注料斗和澆

18、注料斗等組成。出料工位的翻轉(zhuǎn)裝置將混合鍋的藥漿倒進(jìn)一級(jí)澆注料斗中,一級(jí)澆注料斗在 XY 軸移動(dòng)平臺(tái)上依次對(duì)底下的 9 個(gè)澆注料斗進(jìn)行澆注。膠管閥可實(shí)現(xiàn)澆注料斗澆注口的自動(dòng)開啟和關(guān)閉。各澆注料斗可以調(diào)整豎直方向的位置,以適應(yīng)不同直徑、不同高度的殼體,料斗澆注口各自對(duì)應(yīng)一個(gè)殼體,并配備觀察口,下料采用可開口大小的膠管閥。傳送帶X 軸移動(dòng)導(dǎo)軌Y 軸移動(dòng)導(dǎo)軌加料料斗膠管閥圖 5.3 自動(dòng)加料結(jié)構(gòu)示意圖5.3澆注速度自動(dòng)推進(jìn)劑的澆注速度對(duì)推進(jìn)劑澆注質(zhì)量有很大影響,澆注速度過快,藥漿內(nèi)的氣體無法及時(shí)除去,藥柱內(nèi)會(huì)形成氣孔,同時(shí)藥漿澆入速度過快,藥漿還來不及容易搭橋形成缺料;而澆注速度過慢,澆注時(shí)間變長(zhǎng),推

19、進(jìn)劑藥漿具有一定適用性,隨著時(shí)間推移推進(jìn)劑粘度增加,藥漿的性變差,澆入發(fā)內(nèi)難以會(huì)導(dǎo)致缺料,因此,發(fā)裝藥過程中澆注速度的極其重要。澆注速度自動(dòng)主要通過安裝在澆注料斗上的電子秤和膠管閥以及加壓澆注的壓力值配合實(shí)現(xiàn),具體為:澆筑過程中利用系統(tǒng)實(shí)時(shí)澆注重量和澆注時(shí)間,計(jì)算出澆注速度并與設(shè)定的澆注速度比較并反饋至系統(tǒng),由智能化系統(tǒng)發(fā)出指令,自動(dòng)調(diào)節(jié)膠管閥的開度或加壓澆注的擠壓值,以調(diào)節(jié)澆注速度,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的效果。電子秤膠管閥圖 5.4 澆注速度自動(dòng)5.4系統(tǒng)方案系統(tǒng)是澆注成型裝置的組織、指揮系統(tǒng),是其不可分割的組成部分。它具有以下功能:澆注裝置的功能;對(duì)參數(shù)的測(cè)控與;安全聯(lián)鎖;工作狀態(tài)監(jiān)視等,并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離及各種參數(shù)的和顯示,狀態(tài)的及等。澆注系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)澆注過程,預(yù)留 Profinet 接口;器采用西門子公司 S7-300 系列的 PLC器;所有低壓電器品牌采用公司系統(tǒng)主要包括功能系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)兩大

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