JPS6065908A - スラスト軸受装置の起動方法 - Google Patents
スラスト軸受装置の起動方法Info
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- JPS6065908A JPS6065908A JP58171268A JP17126883A JPS6065908A JP S6065908 A JPS6065908 A JP S6065908A JP 58171268 A JP58171268 A JP 58171268A JP 17126883 A JP17126883 A JP 17126883A JP S6065908 A JPS6065908 A JP S6065908A
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- JP
- Japan
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- starting
- thrust bearing
- pressure oil
- stationary plate
- oil pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C17/00—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
- F16C17/04—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only
- F16C17/06—Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for axial load only with tiltably-supported segments, e.g. Michell bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2380/00—Electrical apparatus
- F16C2380/26—Dynamo-electric machines or combinations therewith, e.g. electro-motors and generators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はスラスト軸受装置の起動方法に係り、特に支軸
回転電機等に用いて、定常運転時の軸受損失を大幅に減
少させることができるようにした高周速大荷重のスラス
ト軸受装置の起動時に対し、安定したスラスト軸受性能
を発揮できるようにしたスラスト軸受装置の起動方法に
関する。
回転電機等に用いて、定常運転時の軸受損失を大幅に減
少させることができるようにした高周速大荷重のスラス
ト軸受装置の起動時に対し、安定したスラスト軸受性能
を発揮できるようにしたスラスト軸受装置の起動方法に
関する。
一般に支軸回転電機例えば立形水車発電機まだは揚水発
電電動機に使用されるスラスト軸受は、発電機と水車の
回転体の重量だけでなく、水車またはポンプ水車の水ス
ラストも支持している。近年、発電機の高速大容量化に
ともなって水スラストが回転体重量の3倍に達するもの
があり、水スラストと回転体重量との合計スラスト荷重
が4000トンを越え、スラスト軸受の周速が60m
/ s e cを越えるものもある。このため、このよ
うな大形機では、スラスト軸受の摩擦損失がI+o−8
kwにも達し、発電機全体の効率に影響するうえ、スラ
スト軸受冷却装置の容量が増大し、不経済な本のとガっ
ている。
電電動機に使用されるスラスト軸受は、発電機と水車の
回転体の重量だけでなく、水車またはポンプ水車の水ス
ラストも支持している。近年、発電機の高速大容量化に
ともなって水スラストが回転体重量の3倍に達するもの
があり、水スラストと回転体重量との合計スラスト荷重
が4000トンを越え、スラスト軸受の周速が60m
/ s e cを越えるものもある。このため、このよ
うな大形機では、スラスト軸受の摩擦損失がI+o−8
kwにも達し、発電機全体の効率に影響するうえ、スラ
スト軸受冷却装置の容量が増大し、不経済な本のとガっ
ている。
この莫大な摩擦損失を減少し、効率良く冷却できるスラ
スト軸受装置として、回転板を摺動支持する静止板を直
接水冷却するもの、静止板を半径一方向に2分割するも
の、静止板を上下の二層構造とするもの等、種々のもが
発明されたが、何れも十分な成果が得られず、最近は静
止板の合金を従来の鉄系金属よりも熱伝導率が高く、弾
性係数が小さい銅系金属で製造することが発明された。
スト軸受装置として、回転板を摺動支持する静止板を直
接水冷却するもの、静止板を半径一方向に2分割するも
の、静止板を上下の二層構造とするもの等、種々のもが
発明されたが、何れも十分な成果が得られず、最近は静
止板の合金を従来の鉄系金属よりも熱伝導率が高く、弾
性係数が小さい銅系金属で製造することが発明された。
このようにすると、熱伝導率が高いことから、軸受温度
絶対値が従来の鉄系金属のものに比べ20℃以上低下し
、又、弾性係数が小さいことがら、回転板が運転の際に
内外径の温度差による凸形変形をしても、楔形油膜を含
めてこれにほぼ做って静止板は凹形変形をし、非常に高
い耐負荷容量を有するスラスト軸受装置が実現された。
絶対値が従来の鉄系金属のものに比べ20℃以上低下し
、又、弾性係数が小さいことがら、回転板が運転の際に
内外径の温度差による凸形変形をしても、楔形油膜を含
めてこれにほぼ做って静止板は凹形変形をし、非常に高
い耐負荷容量を有するスラスト軸受装置が実現された。
ところで、室軸水車発電機あるいは揚水発電電動機c以
下主機とする)に使用されるスラスト軸受は、起動・停
止時の境界潤滑状態を避けるため、外部に設置された高
圧油ポンプにより軸受すべり面に高圧油を送り、強制的
に油膜を作って軸受の焼付けを防止している。したがっ
て、主機停止状態から起動する際に、回転板すべり面の
半径方向の熱変形が零または零に近い条件では、高圧油
ポンプによル高圧油吹出し孔1個で静止板すべり面のほ
ぼ中央部に高圧油が送られると、静止板台金の弾性変形
すなわち凹状の変形が増大する。この状態を第1図に示
す。第1図においてαeは内径Dls外径り、の環状の
回転板である。(Inは静止板であり、r17a)は銅
系金属からなる扇形状の静止板台金であって、上面にバ
ビットメタルr17b)がライニングされている。この
静止板(171は多数のコイルばね08を介して軸受台
I上に弾性支持されている。
下主機とする)に使用されるスラスト軸受は、起動・停
止時の境界潤滑状態を避けるため、外部に設置された高
圧油ポンプにより軸受すべり面に高圧油を送り、強制的
に油膜を作って軸受の焼付けを防止している。したがっ
て、主機停止状態から起動する際に、回転板すべり面の
半径方向の熱変形が零または零に近い条件では、高圧油
ポンプによル高圧油吹出し孔1個で静止板すべり面のほ
ぼ中央部に高圧油が送られると、静止板台金の弾性変形
すなわち凹状の変形が増大する。この状態を第1図に示
す。第1図においてαeは内径Dls外径り、の環状の
回転板である。(Inは静止板であり、r17a)は銅
系金属からなる扇形状の静止板台金であって、上面にバ
ビットメタルr17b)がライニングされている。この
静止板(171は多数のコイルばね08を介して軸受台
I上に弾性支持されている。
(20a)は静止板+171のすべり間中央部付近に高
圧油を吹出すだめの小孔であり、(21a)は送油孔で
ある。
圧油を吹出すだめの小孔であり、(21a)は送油孔で
ある。
主機停止状態から起動する際に回転板側の半径方向の熱
変形が零または零に近い条件では、高圧油ポンプ(図示
せず)により小孔r20a)から高圧油を吹出すと、静
止板Q71は中央部がΔ2の寸法だけ凹み、内径側およ
び外径側の油膜H−M、N という微小厚さになってし
オう。このときの油膜圧力分布は矢印の頂点を結んだ曲
線で示すように最大値Pの山形になる。この第1図で明
らかなようK。
変形が零または零に近い条件では、高圧油ポンプ(図示
せず)により小孔r20a)から高圧油を吹出すと、静
止板Q71は中央部がΔ2の寸法だけ凹み、内径側およ
び外径側の油膜H−M、N という微小厚さになってし
オう。このときの油膜圧力分布は矢印の頂点を結んだ曲
線で示すように最大値Pの山形になる。この第1図で明
らかなようK。
高圧油を供給すると、静止板台金r17a)が銅系金属
で弾性係数が小さいため、凹状の強制変形が過大と々す
、静止板内周側および外周側の油膜厚さが減少して潤滑
状態が境界潤滑と称する不安定な状態になり、軸受焼損
の原因とな石。この焼損の原因となる油膜厚さの減少に
よる不安定現象はスラスト軸受の回転板の昇速と共に解
消するが、極めて危険な現象であった。
で弾性係数が小さいため、凹状の強制変形が過大と々す
、静止板内周側および外周側の油膜厚さが減少して潤滑
状態が境界潤滑と称する不安定な状態になり、軸受焼損
の原因とな石。この焼損の原因となる油膜厚さの減少に
よる不安定現象はスラスト軸受の回転板の昇速と共に解
消するが、極めて危険な現象であった。
本発明は定常運転時の軸受損失を大幅に減少させること
ができるようにした高周速大荷重のスラスト軸受装置の
起動時に、安定したスラスト軸受性能を発揮できるよう
にしたスラスト軸受装置の起動方法を提供することを目
的とする。
ができるようにした高周速大荷重のスラスト軸受装置の
起動時に、安定したスラスト軸受性能を発揮できるよう
にしたスラスト軸受装置の起動方法を提供することを目
的とする。
本発明においては、高圧油ポンプは、少なくとも主機起
動時の回転速度が主機定格回転速度の30チに達するμ
前に停止させ、静止板の内径側および外径側の油膜厚さ
を所望の厚さ以上に保持して、起動を安全に行なえるよ
うにするものである。
動時の回転速度が主機定格回転速度の30チに達するμ
前に停止させ、静止板の内径側および外径側の油膜厚さ
を所望の厚さ以上に保持して、起動を安全に行なえるよ
うにするものである。
以下、本発明の一実施例について、第2図ないし第4図
を参照して説明する。
を参照して説明する。
第2図において、室軸回転電機等の主機の回転軸(Il
lに対する軸受装置として、同一の油槽(12内にスラ
スト軸受装置+t31とガイド軸受装置Iとが設置され
、このうちスラスト軸受装置03)は、スラストカラー
0511回転板Qe、静止板an、コイルばねθ稀およ
び軸受台部等から構成されている。すなわち、立形の回
転軸(111の外周に段付スラストカラー0ωが嵌着さ
れ、このスラストカラー叫の下端面に回転板(11が締
結されている。そして、この回転板tteの下面と摺動
可能に、複数の扇形の静止板Q71が回転軸Ql)の外
周に放射状に配設され、この静止板07)は多数のコイ
ルばね0樽を介して軸受台(14上に弾性支持され、油
槽H内に保持されている。静止板0ηは、第3図に示す
ように、台金r17m)は銅系の金属で作られ、上面に
パビットメタル(17b)がライニングされている。運
転時にすべり面と彦る静止板上面(17b)には、高圧
油を吹出すための小孔C20g)が設けられ、この小孔
(’20a)にそれぞれ静止板外周側から高圧油を導く
だめの送油孔(21a)が静止板aη内部に穿設されて
流路(21)を形成している。
lに対する軸受装置として、同一の油槽(12内にスラ
スト軸受装置+t31とガイド軸受装置Iとが設置され
、このうちスラスト軸受装置03)は、スラストカラー
0511回転板Qe、静止板an、コイルばねθ稀およ
び軸受台部等から構成されている。すなわち、立形の回
転軸(111の外周に段付スラストカラー0ωが嵌着さ
れ、このスラストカラー叫の下端面に回転板(11が締
結されている。そして、この回転板tteの下面と摺動
可能に、複数の扇形の静止板Q71が回転軸Ql)の外
周に放射状に配設され、この静止板07)は多数のコイ
ルばね0樽を介して軸受台(14上に弾性支持され、油
槽H内に保持されている。静止板0ηは、第3図に示す
ように、台金r17m)は銅系の金属で作られ、上面に
パビットメタル(17b)がライニングされている。運
転時にすべり面と彦る静止板上面(17b)には、高圧
油を吹出すための小孔C20g)が設けられ、この小孔
(’20a)にそれぞれ静止板外周側から高圧油を導く
だめの送油孔(21a)が静止板aη内部に穿設されて
流路(21)を形成している。
また、外部からこの送油孔r21a)に給油するだめの
接続金臭(22)が静止板台金(17a)の外周に取付
けられている。そして、第2図に戻って、油槽03の外
部には高圧油ポンプ(23)が設けられ、油槽a2内の
潤滑油(24)を吸込管(25)により吸込み、吐出管
(26)によシ逆止弁(27)を介して高圧油の流路C
21)に高圧油を供給し、小孔(20a)から静止板a
ηのすべり面に吹出すようになっている。(28)は高
圧油ポンプ(23)の駆動電動機であり、電磁スイッチ
(29)を介して電源(30)から電力を受けるように
なっている。(31)は水冷管であって内部に冷却水を
通し、潤滑油(24)を冷却するものである。
接続金臭(22)が静止板台金(17a)の外周に取付
けられている。そして、第2図に戻って、油槽03の外
部には高圧油ポンプ(23)が設けられ、油槽a2内の
潤滑油(24)を吸込管(25)により吸込み、吐出管
(26)によシ逆止弁(27)を介して高圧油の流路C
21)に高圧油を供給し、小孔(20a)から静止板a
ηのすべり面に吹出すようになっている。(28)は高
圧油ポンプ(23)の駆動電動機であり、電磁スイッチ
(29)を介して電源(30)から電力を受けるように
なっている。(31)は水冷管であって内部に冷却水を
通し、潤滑油(24)を冷却するものである。
しかして、本実施例においては、上記装置を用いて、第
4図に示すような高圧油ポンプ運転モードで高圧油ポン
プ(23)を使用する。即ち、主機起動の数分前に高圧
油ポンプ(23)を運転し、主機起動前約30秒以内に
停止するものである。
4図に示すような高圧油ポンプ運転モードで高圧油ポン
プ(23)を使用する。即ち、主機起動の数分前に高圧
油ポンプ(23)を運転し、主機起動前約30秒以内に
停止するものである。
次に作用について説明する。
高圧油ポンプ(23)を主機起動前約30秒以内に停止
するから、回転板06)と静止板tiDとの間に供給さ
れた高圧油は第5図に示すように平担に分布され、圧力
分布がほぼ均一になり回転板(161と静止板(17+
は平行になり、HMfN’で示す油膜厚さは均一になる
。そして、第6図に高圧油ポンプ(23)停止後の回転
板Oeと静止板Q71との間の最小油膜厚さの時間経過
に対する変化を実測した曲線図を示−すが、30秒以内
であればかなり厚い油膜が残存していることが明らかで
ある。従って高圧油ポンプ(23)停止後30秒以内に
主機を起動すれば、安定な流体潤滑状態でのスラスト軸
受性能を発揮できることが分った。特に20秒以内の起
動では極めて安定した潤滑性能が得られることも、実荷
重試験で検証できた。
するから、回転板06)と静止板tiDとの間に供給さ
れた高圧油は第5図に示すように平担に分布され、圧力
分布がほぼ均一になり回転板(161と静止板(17+
は平行になり、HMfN’で示す油膜厚さは均一になる
。そして、第6図に高圧油ポンプ(23)停止後の回転
板Oeと静止板Q71との間の最小油膜厚さの時間経過
に対する変化を実測した曲線図を示−すが、30秒以内
であればかなり厚い油膜が残存していることが明らかで
ある。従って高圧油ポンプ(23)停止後30秒以内に
主機を起動すれば、安定な流体潤滑状態でのスラスト軸
受性能を発揮できることが分った。特に20秒以内の起
動では極めて安定した潤滑性能が得られることも、実荷
重試験で検証できた。
第7図に他の実施例の運転モードを示す。
との実施例は、主機起動直後の回転速度が定格回転速度
の30優に達する以内の時間内に、高圧油ポンプ(23
)を停止するようにしたものである。
の30優に達する以内の時間内に、高圧油ポンプ(23
)を停止するようにしたものである。
他は第2図ないし第4図に示した実施例と同様である。
このようにしても、回転板Q旬の回転速度が定格回転速
度の301以内であるならば、起動時、高圧油ポンプ(
23)による静圧流体潤滑と、本来の動圧による流体潤
滑が相互に牽制し合って発生する不安定現象を解消する
ことができ、境界潤滑と称する不安定状態に入らないの
で、第4図に示した運転モードの実施例と本質的には相
違しないことが検証され、安全に起動できることが確認
された。
度の301以内であるならば、起動時、高圧油ポンプ(
23)による静圧流体潤滑と、本来の動圧による流体潤
滑が相互に牽制し合って発生する不安定現象を解消する
ことができ、境界潤滑と称する不安定状態に入らないの
で、第4図に示した運転モードの実施例と本質的には相
違しないことが検証され、安全に起動できることが確認
された。
尚、主機の回転速度に対応する高圧油ポンプ(23)の
運転制御は、実際のシーケンス上、秒単位でコントロー
ル可能であり、本発明実施に当って問題になることは々
い。そF、て静止板Q71は静止板台(17a)を鉄系
金属にしたものに本発明を適用し、前記各実施例に準じ
た作用効果を得ることも可能である。
運転制御は、実際のシーケンス上、秒単位でコントロー
ル可能であり、本発明実施に当って問題になることは々
い。そF、て静止板Q71は静止板台(17a)を鉄系
金属にしたものに本発明を適用し、前記各実施例に準じ
た作用効果を得ることも可能である。
以上説明したように、本発明によれば、高圧油ポンプは
、少なくとも主機起動時の回転速度が主機定格回転数の
30チに達する以前に停止させるようにしたので、静止
板の内径側および外径側の油膜厚さを所望の厚さ以上に
保持して、起動を安全に行える高周速大荷重用のスラス
ト軸受装置の起動方法となる。
、少なくとも主機起動時の回転速度が主機定格回転数の
30チに達する以前に停止させるようにしたので、静止
板の内径側および外径側の油膜厚さを所望の厚さ以上に
保持して、起動を安全に行える高周速大荷重用のスラス
ト軸受装置の起動方法となる。
第1図は従来の起動方法を実施した場合のスラスラスト
軸受装置を示す右半部縦断面図、第3図は第2図の静止
板を示す斜視図、第4図は第2図の装置を使用して起動
する際の高圧油ポンプの運転モード図、第5図は第4図
の高圧油ポンプ停正直後のスラスト軸受装置の油膜形成
状態と油膜圧力分布を示す説明図、第6図は第2図の装
置の高圧油ポンプ停止後の回転板と静止板間の最小油膜
厚さの時間的変化を示す曲線図、第7図は他の実施例の
運転モード図である。 [1・・・回転軸 12・・・油 槽 15・・・スラストカラー 16・・・回転板17・・
・静止板 18・・・弾性部材であるコイルばね 19・・・支持部材である軸受台 20a・・・吐出口である小孔 2]・・・流 路 23・・・高圧油ポンプ24・・・
潤滑油 代理人 弁理士 井 上 −力 筒 1 図 第 2 図 A 第 3 丙 第 4 図 第5図 第 6 図 otz J 第 7 図 高E−ン虫ポンプ2.禰−21士−F −肘開
軸受装置を示す右半部縦断面図、第3図は第2図の静止
板を示す斜視図、第4図は第2図の装置を使用して起動
する際の高圧油ポンプの運転モード図、第5図は第4図
の高圧油ポンプ停正直後のスラスト軸受装置の油膜形成
状態と油膜圧力分布を示す説明図、第6図は第2図の装
置の高圧油ポンプ停止後の回転板と静止板間の最小油膜
厚さの時間的変化を示す曲線図、第7図は他の実施例の
運転モード図である。 [1・・・回転軸 12・・・油 槽 15・・・スラストカラー 16・・・回転板17・・
・静止板 18・・・弾性部材であるコイルばね 19・・・支持部材である軸受台 20a・・・吐出口である小孔 2]・・・流 路 23・・・高圧油ポンプ24・・・
潤滑油 代理人 弁理士 井 上 −力 筒 1 図 第 2 図 A 第 3 丙 第 4 図 第5図 第 6 図 otz J 第 7 図 高E−ン虫ポンプ2.禰−21士−F −肘開
Claims (2)
- (1)支軸回転電機等の主機の回転軸と、この回転軸と
一体に回転するスラストカラーと、このスラストカラー
下端面に設けられた回転板と、前記回転軸の周りに放射
状に油槽内の潤滑油中に配置され前記回転板を摺動可能
に支持する複数の静止板と、これらの静止板を蝉性部材
を介して支持する支持部材と、前記静止板外周側面から
静止板内部を貫通して静止板上面へ開口する吐出口を具
えた流路な設け、高圧の潤滑油を前記流路へ導入しJ前
記静止板上面へ吐出する為に油槽外部に設置された高圧
油ポンプとを備えたスラスト軸受装置の起動方法におい
て、高圧油ポンプは主機め起動に入る以薊から運転し、
少なくとも主機起動時の回転速度が主機定格回転速度の
30チに達する以前に停止することを特徴とするスラス
ト軸受装置の起動方法。 - (2)高圧油ポンプの停止は、主機起動前の30秒以内
としたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のス
ラスト軸受装置の起動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58171268A JPS6065908A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | スラスト軸受装置の起動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58171268A JPS6065908A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | スラスト軸受装置の起動方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065908A true JPS6065908A (ja) | 1985-04-15 |
Family
ID=15920173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58171268A Pending JPS6065908A (ja) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | スラスト軸受装置の起動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065908A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0254379U (ja) * | 1988-10-13 | 1990-04-19 |
-
1983
- 1983-09-19 JP JP58171268A patent/JPS6065908A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0254379U (ja) * | 1988-10-13 | 1990-04-19 |
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