Mancais Autolubrificantes

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1 GG D Mancais Autolubrificantes Manual Técnico GG EARING TECHNOLOGY an EnPro Industries company

2 Qualidade Todos os produtos descritos nesse catálogo são fabricados sob o controle de sistemas de gerenciamento de qualidade aprovados conforme ISO 0 e ISO 00.

3 Conteúdo Introdução Estrutura do D Propriedades e vantagens do D Aplicações Funcionamento Lubrificantes sólidos D Filme de amaciamento D Propriedades de atrito e desgaste Características Técnicas Ligas de bronze padronizadas Montagem e tolerâncias Contra material Projeto Carga específica Velocidade de deslizamento Fator pu Seleção de materiais Cálculo de vida útil estimativo Especificações Formas e dimensões Mancais radiais mancais flangeados anéis de encosto... 8 Mancais esféricos Padrão Série C Mancais esféricos Padrão Série E Dados para aplicação de mancais Informações do produto

4 Introdução ência e conhecimento acumulado em mancais autolubrificantes, oferecendo uma vasta diversidade de materiais e a aplicação do conhecimento técnico através de uma ampla gama de indústrias. Nossa engenharia de aplica- ção pode fornecer assistência na: Os equipamentos e sistemas atuais possuem uma demanda muito grande por mancais econômicos e de excelente desempenho. Não só espera-se que os mancais trabalhem sob condições cada vez mais críticas, com mínima ou nenhuma manutenção, como também se espera que eles ofereçam maior confiabilidade, tempo de vida útil e custos mais baixos de aquisição e manutenção. Os mancais autolubrificantes livres de manutenção D são projetados para aplicações com altas cargas específicas, longos períodos sob carga, baixas velocidades e em situações de difícil lubrificação. Além disso, podem também substituir os mancais de rolamento lubrificados com graxa ou óleo. A GG traz mais de 0 anos de experi-! Seleção do melhor tipo de mancal para sua aplicação! Projeto de produtos padronizados ou customizados! Cálculo estimativo de vida útil! Montagem e instalação A GG oferece os mais avançados materiais de deslizamento do mercado, desenvolvidos e testados em laboratórios especializados e produzidos nos mais altos padrões de qualidade, certificados pela DIN ISO 0:000, ISO/TS 99:00, e DIN EN ISO 00.. Estrutura do D Os mancais D são compostos por expostos à água do mar. A liga de um suporte, produzido de uma das quatro ligas de bronze de alta qualidade disponíveis, insertos de lubrificante sólido incorporados em sua estrutura, que fornecem a lubrificação evitando o atrito e desgaste aumentando o tempo de serviço, e uma camada de filme de amaciamento. Os insertos, em conjunto com o filme de amaciamento aplicado, são distribuídos de modo a otimizar a distribuição do lubrificante durante toda a vida do mancal. Esta estrutura fornece um coeficiente de atrito extremamente baixo, máxima resistência ao desgaste, longa vida útil e resistência à corrosão, mesmo em situações lubrificadas, ambientes sujos ou quando bronze e o lubrificante são escolhidos baseados nos requisitos de aplicação e nas condições de operação. Suporte (bronze) Inserto de lubrificante sólido Camada de deslizamento com filme de amaciamento

5 Introdução. Propriedades e vantagens do D! Livre de manutenção!! Alta capacidade de carga!!! Excelente performance sob altas cargas e movimentos intermitentes! Lubrificante sólido com excelente desempenho aixo coeficiente de atrito Efeito "stick-slip" desprezível aixa taxa de desgaste ao longo da vida útil Propriedades Carga máxima p N/mm 0 00 Carga máxima p N/mm 0 00 Velocidade máxima de deslizamento U m/s 0. Valor máximo de pu N/mm x m/s Temperatura máxima C 00 0 Temperatura mínima C - Coeficiente de atrito f (a seco) Dureza do contra material H 00 Rugosidade superficial do contra material Ra Tabela : Propriedades do D Unidades D-A D- D-C D-D m Aplicações Alguns exemplos de potenciais aplica- mineração, construção e agrícola e ções para os mancais D são equi- outros equipamentos fora de estrada. pamentos hidromecânicos, compor- Os mancais também podem ser utilizatas de emergência e eclusas, coroas dos em siderúrgicas e aciarias, ingiratórias, componentes para energia dústria offshore e projetos de engeeólica, válvulas de grande porte, má- nharia civil como pontes e outras quinas pesadas, equipamentos de ele- estruturas. vação e transportadores, maquinas de uchas cilíndricas uchas flangeadas Anéis de encosto Mancais esféricos Placas Todas as peças são fornecidas com filme de amaciamento, não representado nas figuras acima.

6 Funcionamento Movimento sem lubrificação Para continuar deslizando, as super- fícies devem cisalhar os planos mais frágeis na área de contato. Este processo de repetidas uniões e separa- ções resulta na perda de material e desgaste. Quando duas superfícies entram em contato sem lubrificação elas produzem atrito, resultando em desgaste. Este atrito, por sua vez, é o resultado de:! Adesão das superfícies ou micro soldagem! Deformações da superfície! Contato entre as saliências ou partículas externas O desgaste por adesão resulta da formação e destruição de picos localizados na superfície de deslizamento. aço bronze Movimento com lubrificação externa As propriedades autolubrificantes dos lubrificação nos mancais convenciomancais D oferecem melhor de- nais resulta em um alto atrito, desgaste sempenho comparado a outros man- prejudicial e falha prematura do mancais lubrificados convencionalmente, cal. particularmente onde a lubrificação externa com graxa ou óleo é de difícil manutenção. aço Estes lubrificantes podem ser expelidos da zona de contato sob cargas muito altas, durante longos períodos de repouso bronze ou até em condições normais de rotação ou oscilação. Esta falta filme hidrodinâmico Movimento com lubrificante sólido Fornecendo constantemente lubrifi- cante sólido, o mancal proporciona uma baixa taxa de atrito e desgaste durante sua vida útil. O uso de polímeros e outros lubrificantes sólidos reduzem o atrito adesivo e o desgaste entre as superfícies de deslizamento metálicas. O filme de amaciamento e os insertos em PTFE ou grafite nos mancais D separam as superfícies de deslizamento em contato. Os mancais são projetados para manter um filme de lubrificante até quando não estão em movimento. Isto garante o baixo atrito e desgaste mesmo sob altas cargas s. inserto de lubrificante sólido filme de lubrificante sólido aço bronze filme de lubrificante sólido

7 Funcionamento. Lubrificantes sólidos D Os insertos especiais de PTFE ou dos insertos no mancal é imprescingrafite utilizados nos mancais D dível para um bom desempenho. são resultado de extensos testes de Projetados para se intercalarem na laboratório, e foram amplamente comdireção de deslizamento, garantem a provados nas aplicações práticas de transferência otimizada de lubrificante sucesso. à superfície do contra material. O lubri- Os insertos de lubrificante sólido são ficante garante que não ocorra neproduzidos por um processo próprio, nhuma reação eletrolítica ou química para que se obtenha um material de entre o suporte e a superfície de desalta densidade e lubricidade, e são lizamento, quando o mancal está inseridos permanentemente nos furos sujeito à umidade ou submerso em de suporte do bronze. A distribuição água.. Filme de amaciamento D Os mancais D são fornecidos com transferida para o contra material nos um filme de lubrificante sólido que facilita o processo de amaciamento. Ele é aplicado após a colocação do lubrificante sólido e a usinagem final. Esta camada tem cerca de -0 μm de espessura e não deve ser removida! Para o caso de eventuais danos durante a montagem, podemos fornecer o filme para reparos em campo. Parte do filme de amaciamento é movimentos iniciais do mancal. Este é o início de um período de transição que continua até que o lubrificante sólido comece a ser liberado pelos depósitos. Esta transferência de material garante:! aixo e constante coeficiente de atrito! Efeito "stick-slip desprezível! Capacidade de carga total imediata. Propriedades de atrito e desgaste Os fatores principais que afetam o exemplo, o valor pode ser tão baixo atrito do material D são a pressão, quanto 0.0, sob baixas cargas e altas velocidade, temperatura e condição temperaturas ele pode alcançar 0.. do contra material, nesta ordem. Para os cálculos, recomendamos Coeficiente de atrito e taxa de des- assumir valores de coeficiente de gaste são relativos a muitos fatores. atrito entre 0. e 0.. Sob altas cargas e umidade, por

8 Características Técnicas. Ligas de bronze padronizadas Liga D D-A D- D-C D-D D-E AS DIN Composição Propriedades mecânicas* Aplicações Densi- Lim. Resist. Along. Dureza AS DIN Norma Liga Norma Liga dade** Escoam. à tração % H*** % % kg/dm³ N/mm² N/mm² % ronze industrial Cu 8-8 Cu 8-8 Sn.-. Sn Zn - Zn - C0.0.0 Pb -8 Pb Ni < Ni < [] 9 [] Sb < Cu 8 min Cu > Al 0 -. Al Ni -. Ni [] [0] C Fe -. Fe.0-. Mn <. Mn < Cu 0- Cu Al -. Al Fe - Fe.- C Mn.- Mn.-. 8 [0] [0] Zn -8 Zn - rest Ni < Ni < Podemos fornecer materiais especiais para as aplicações em que não podem ser utilizadas as ligas padronizadas de bronze. Tabela : Ligas de bronze padrão * Valores apenas para referência. A partir de sua solicitação, nossa engenharia pode escolher o material mais apropriado baseado nos seus dados de operação. A viabilidade de algumas ligas depende dos requisitos dimensionais de cada projeto. Favor consultar nossa engenharia para informações detalhadas. ** Somente para informação; a densidade depende da porcentagem de cada componente na liga do material e, portanto, não deve ser usada como uma referência. *** Somente para informação. Montagem e tolerâncias A montagem do mancal D é feita para a montagem recomendamos o resfriamento dos mancais com diâme- tro externo > 00mm. Nossa engenharia de aplicações pode fornecer o processo detalhado desse método. por meio de interferência entre o diâmetro externo e o diâmetro do alojamento, ou entre o diâmetro do anel interno e o eixo nos mancais esféricos. Devido à alta interferência Aplicações simples, baixos requisitos Material padrão - atende à maioria das aplicações Cargas muito elevadas com máxima resistência à corrosão Maior capacidade de carga, porém com menor resistência à corrosão do que o DC D <mm o D >mm o D >0mm o - 0 para D H = 0,8 para D H > = para D H = 0,8 para D H > = Anel de montagem Nota: Lubrificar o diâmetro externo do mancal para facilitar a montagem Figura : Montagem da bucha 8

9 Recomendações de montagem e tolerâncias Dimensões (para mancais com Ø interno 00 mm) Tolerância Rugosidade ( m) Ø alojamento H. Ø externo da bucha s. Ø interno (antes da montagem) E8. Ø interno (depois da montagem) H0. Ø eixo d Concentricidade interno / externo da bucha Tabela : Dados de montagem - buchas cilíndricas e flangeadas Para diâmetro interno > 00 mm, as to- aplicação. Sua especificação de aplilerâncias devem ser definidas pelo cação pode requerer instruções de nosso departamento técnico de montagem especiais. acordo com as condições de cada IT9 Características Técnicas. Contra material O contra material (eixo) deverá ter uma liga D não padrão, a dureza do características adequadas, tais como; eixo deverá exceder aquela do bronze dureza, rugosidade superficial e resis- em pelo menos 00 H. tência à corrosão. Quando for utilizada Projeto de um mancal D Os principais parâmetros para determinar as dimensões, ou calcular o tempo de vida útil de um mancal D incluem:!! Carga específica p [N/mm²] Temperatura T [ C] lim! Fator pu [N/mm² x m/s]! Composição do contra material! Rugosidade do contra material Ra! Outros fatores. Ex: projeto, material [μm] do alojamento, lubrificação, sujeira e influências externas Projeto. Carga especifica A carga especifica p é definida como a carga de trabalho dividida pela área projetada da bucha e é expressa em N/mm² (MPa). uchas (..) F p= D. i [N/mm ] Placas (..) F p= L. W [N/mm ] Anéis (..) F p= ṗ(d - D ) o i [N/mm ] Mancais esféricos (..) F p= d. C k [N/mm ] 9

10 Projeto j j Figura : ângulo de oscilação j. Velocidade de deslizamento A velocidade de deslizamento U [m/s] é calculada como segue: Rotação contínua uchas* (..) D.. i pn U= 0. 0 Movimento oscilatório [N/mm ] Anéis (..) uchas* Anéis (..) [N/mm ] (..) D o+di D U= i. p... jn osz p U= U= D o+di. ṗn 0. 0 jn osz [N/mm ] [N/mm ] *Para o cálculo de velocidade de deslizamento em mancais esféricos substituir D i por dk. Fator pu A vida útil de funcionamento de um mancal D é comandada pelo fator pu, que é calculado como segue: (..). pu = p U [N/mm x m/s] 0

11 Projeto. Seleção do Material A seleção do material para sua aplicação deve ser orientada por um de nossos engenheiros de aplicações. Para uma rápida consulta, o diagrama seguinte fornece um método interativo de referência para seleção do material: A velocidade de deslizamento U é inferior a 0, m/s? Não Consulte a engenharia GG Sim Sim A carga específica p é inferior a MPa? Não Corrosão é um problema? Sim A carga específica p é inferior a 00 MPa? Não Não Sim Consulte a engenharia GG Sim O valor pu é inferior a 0,8 N/mm x m/s? Não O valor pu é inferior a, N/mm x m/s? Não O valor pu é inferior a,0 N/mm x m/s? Sim Não Sim Sim O mancal trabalhará submerso em água? Não Considere o D-A Considere o D- Considere o D-C Considere o D-D Para temperaturas de trabalho C considere insertos de PTFE. Para temperaturas de trabalho > C considere insertos de grafite. A temperatura máxima de trabalho depende das propriedades da liga de bronze. Consulte a engenharia da GG caso sua temperatura de trabalho exceda o limite das ligas de bronze padrão.

12 Projeto. Cálculo estimativo de vida útil O cálculo estimativo de vida dos É importante ressaltar que o cálculo é mancais D é útil na escolha da liga baseado em resultados de laboratóde bronze, confirmando se o material rio, que simulam as condições na qual é adequado para sua aplicação. Na o mancal trabalhará. O efeito de página 8 você encontrará um formu- algumas condições, especialmente a lário que traz os dados de aplicações presença de partículas abrasivas, não mais importantes no projeto dos pode ser totalmente reproduzido mancais. aseados nesse formulário, nestes testes. Portanto não oferecenossos engenheiros de aplicação mos garantia sobre a vida útil calculapodem estimar a vida útil do compo- da a menos que seja feita uma confirnente. mação por escrito e que recebamos todos os dados da aplicação. Tipo de Carga Os mancais D têm um ótimo de- O desempenho do mancal sob carga sempenho sob cargas unidirecionais, reduz sua capacidade de resistência à fadiga e elevada capaci- carga que, por sua vez, está diretadade de carga total. Isto possibilita a mente relacionada à resistência à utilização de mancais menores e/ou fadiga do material. aumento da vida útil do mancal. Movimento do mancal e eixo O mancal D tem melhor desem- útil. Por outro lado, quando se trapenho quando trabalha com o contra balha com o contra material estático material se movimentado em relação ocorre o efeito contrário; conforme a ele. Nesta configuração, a área de ocorre o desgaste, a área de contato contato aumenta com o desgaste reduz-se e ocorre o aumento da preslocalizado do mancal e a pressão de são de contato, reduzindo a vida útil. contato reduz-se, prolongando a vida Corrosão eletrolítica possa ocorrer, como em ambientes com alta umidade ou equipamentos que trabalham submer- sos. Nestes casos, os insertos à base de PTFE são recomendados. A resistência à corrosão depende principalmente da lubrificação, mancal e material das superfícies de deslizamento. Os insertos de grafite nunca devem ser utilizados onde a corrosão Produtos químicos A GG pode informar sobre a com- mendado que a resistência química patibilidade dos mancais D com seja confirmada com testes sempre produtos químicos. No entanto é reco- que possível.

13 Especificações Código para buchas cilíndricas (exemplo): Diâmetro interno da bucha em mm Diâmetro externo da bucha em mm Comprimento em mm Identificação do material (DA, D, DC, DD, DE) Insertos e filme de amaciamento ( para PTFE, para grafite) Peças especiais ex. canais, tolerâncias especiais Número de duplicação Código para buchas flangeadas (exemplo): Identificação do flange Diâmetro interno da bucha em mm Diâmetro externo da bucha em mm Comprimento em mm Identificação do material (DA, D, DC, DD, DE) Insertos e filme de amaciamento ( para PTFE, para grafite) Peças especiais ex. canais, tolerâncias especiais Número de duplicação Código para anéis (exemplo): Identificação de anel usinado ex: Segmentado, meio anel, bi-partido Diâmetro externo do anel em mm Espessura do anel ( dígitos) Identificação do material (DA, D, DC, DD, DE) Insertos e filme de amaciamento ( para PTFE, para grafite) Peças especiais ex. canais, tolerâncias especiais Número de duplicação Código para placas de deslizamento (exemplo): Identificação de placa Espessura da placa em mm Constante Comprimento em mm Identificação do material (DA, D, DC, DD, DE) Insertos e filme de amaciamento ( para PTFE, para grafite) Peças especiais ex. canais, tolerâncias especiais Número de duplicação Código para mancais esféricos (exemplo): Identificação de mancais esféricos Material do anel interno (d k) SS - aço inox CS - aço carbono com cromo duro DA, D, DC, DD, DE + para PTFE ou para grafite Diâmetro interno da esfera em mm (d) Material da esfera externa (D) SS - aço inox CS - aço carbono com cromo duro DA, D, DC, DD, DE + para PTFE ou para grafite Peças especiais ex. canais, tolerâncias especiais Número de duplicação DC - S DC - S MW 0 DC - S S DC - S S SS DC - S Todos os mancais D não são mate- cotações. Sua consulta deve sempre riais de estoque. Os códigos acima ser acompanhada das condições de apresentados são apenas para a aplicação e desenhos para a nossa interpretação dos códigos de produtos análise técnica. utilizados em nossos catálogos e

14 Formas e Dimensões Mancais radiais Mancais radiais e axiais (flangeados) Di mm - insertos passantes Di > mm - insertos cegos no Di Di mm - insertos passantes Di > mm - insertos cegos no Di fl Do Dfl D Di Di Do ST Mancais axiais / Anéis Placas de deslizamento Movimento W Di Do ST SS L Dimensões sob medida Mancais esféricos Pintle bearing / Calotas Esféricas h C d r Todos os mancais D são providos de um filme de amaciamento, que por razões óticas não é representado nas fotos. D dk d D r Os mancais D não são itens de estoque. São produzidos de acordo com os requisitos do cliente, podem ser fabricados a partir de desenhos com dimensões e tolerâncias especiais e em formatos não inclusos na tabela, bem como segmentos radiais e axiais, setores, entre outros. Por razões econômicas, os modelos e medidas exibidos nas tabelas seguintes devem ser utilizados sempre que possível.

15 Mancais radiais / Mancais flangeados / Anéis de encosto - Dimensões Mancais radiais uchas flangeadas - Anéis Diâmetro Comprimento mm Diâmetro Espessura Com- mm.0 x Di 0. x Di. x Di mm do flange primen- to Di Do recom. min max Di D Do Dfl fl / ST ,,0,0,0,0,0,0,,,0,,0,0,0,0,0,,0,,,,,,,, 0,0 0,0 0,0 0,0,,,0,0,0, 0,0 0,0 0,0 uchas flangeadas uchas flangeadas - Anéis Largura = + fl / St onde = largura da bucha e fl / S T = espessura do anel ou do flange * ,0 0 8* 0 0, * 0, * 0* 8* 0* 9* 000* 00* 00 0 * * 0* * 000* 00* * 00* * 0* ,0,0,0,0,0 0,0 0,0 *largura dividida ( x 0,) devido ao processo de fabricação

16 8 Mancais esféricos - Padrão Série C - Dimensões e capacidade de carga ISO 0- Série C D-A Radial [kn] Axial [kn] D- Radial [kn] Axial [kn] d D C d d k r r a ,,,,,,,,, d D ISO 0- Série C C d d k r,,,,,,,, r, D-C Radial [kn] Axial [kn] a D-D Radial [kn] Axial [kn] Notas:.As capacidades de carga acima indicadas servem apenas como orientação preliminar. É recomendado que nossa engenharia de aplicação avalie cada projeto..as cargas acima indicadas são as máximas possíveis sob velocidades extremamente baixas..o tamanho dos mancais esféricos padrões são dados pela ISO 0-, os tamanhos também podem ser determinados baseados nos formulário para aplicação de mancais. Todos os mancais esféricos são fabricados sob encomenda, não são itens de estoque

17 9 Mancais esféricos - Padrão Série E - Dimensões e capacidade de carga ISO 0- Série E D-A Radial [kn] Axial [kn] D- Radial [kn] Axial [kn] d D C d d k r r a , 0,,,,,,,,,,,,,,, ISO 0- Série E D-C Radial [kn] Axial [kn] D-D Radial [kn] Axial [kn] d D C d d k r r a , 0,,,,,,,,,,,,,,, Notas:.As capacidades de carga acima indicadas servem apenas como orientação preliminar. É recomendado que nossa engenharia de aplicação avalie cada projeto..as cargas acima indicadas são as máximas possíveis sob velocidades extremamente baixas..o tamanho dos mancais esféricos padrões são dados pela ISO 0-, os tamanhos também podem ser determinados baseados nos formulário para aplicação de mancais. Todos os mancais esféricos são fabricados sob encomenda, não são itens de estoque.

18 0 Dados para aplicação de mancais Aplicação: Tipo de Mancal: ucha cilíndrica o Projeto / N : Quantidade: Projeto novo Projeto existente Di Do Dimensões [mm] Diâmetro interno Diâmetro externo Comprimento/ Largura D i D o Montagem e Tolerâncias [mm] Eixo D J Alojamente D H ucha flangeada fl Largura do anel externo F Diâmetro do flange D fl Espessura do flange fl Espessura do anel S T Comprimento da placa L Largura da placa W Espessura da placa S S Carga Carga radial F - [N] - [N] Dados do Cliente Empresa Rua Cidade / CEP Nome Tel. Carga axial F - [N] - [N] Carga específica p - radial [N/mm ] - axial [N/mm ] Movimento Rotação Velocidade de deslizamento Comprimento do curso Ciclos Data / assinatura N [/min] U [m/s] L S [mm] [/min] Deslocamento angular j[ ] Freqüência N [/min] OSZ Contramaterial Material Dureza H/HRC Rugosidade Ra [ m] Ambiente de operação Temperatura ambiente máx / min T [ ] amb Alojamento com boa dissipação térmica Alojamento com pouca interferência ou isolado com pouca dissipação térmica Alojamento não-metálico com pouca dissipação térmica Operação alternada em água e a seco Lubrificação Funcionamento a seco Por lubrificante Lubrificação hidro Fluido de processo Lubrificante Viscosidade h Fax Lubrificação através do fluido de processo Lubrificação na instalação Tempo de operação Operação contínua Operação intermitente Dias / ano Vida útil Vida útil requerida L [h] H Anel de encosto Placa de deslizamento SS W Peças especiais (croquis) Movimento rotativo Carga constante Carga rotativa Do Mancal esférico Do Di Movimento oscilatório Movimento linear F Do L S T Di Di Dfl graphic design Martin Heiligenmann. D-0 Heilbronn. Tel. +9 (0)-80. Fax +9 (0)

19 Informações do produto sejam que possam decorrer direta ou indiretamente da utili- zação de seus produtos. Todos os negócios feitos com a GG estão sujeitos às suas condições de venda e fornecimento, que fazem parte das pro- postas e das listas de preços, das quais, a pedido, fornecemos cópias. Os produtos GG estão sujeitos a um desenvolvimento constante e a GG se reserva o direito de fazer mudanças na especificação ou melhorias de seus produtos, sem aviso prévio. Edição de 009; Português (esta edição substitui as anteriores, que, portanto, estão canceladas). A GG assegura que os produtos aqui descritos não têm defeitos de material ou de fabricação. Os detalhes descritos nesse documento têm a finalidade de dar subsídios para determinar a adequação do material para a aplicação desejada. Foram desenvolvidos através de nossas próprias pesquisas, bem como de publicações disponíveis no mercado. Não representam nenhuma garantia das propriedades Se não for expressamente acordado por escrito, a GG não dá nenhuma garantia que estes produtos sejam adequados para alguma aplicação particular, ou para quaisquer condições especificas de operação. A GG não assume nenhuma responsabilidade por perdas, danos ou custos, quaisquer que Visite-nos na internet: GG e D são marcas registradas da GG 009 GG. Todos os direitos reservados. 9 /09

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