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混凝土攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.6

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1、濟(jì)南大學(xué)泉城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目混凝土攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)院工學(xué)院專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(專升本)班級(jí)1701班學(xué)生張凌學(xué)號(hào) 2017040116指導(dǎo)教師段丁杰。一九年四月二十日孤襯板為高餡耐磨合金鑄鐵,其性能指標(biāo)符合JG/T5045.2-93規(guī)定(HRC54,沖擊值27.0kg.cm/cm,抗彎強(qiáng)度600kN/mm2)特殊設(shè)計(jì)的一些設(shè)計(jì)能提高襯板的使用時(shí)間,端襯板為優(yōu)質(zhì)高M(jìn)n耐磨鋼板制成。2.3.6卸料門卸料門的構(gòu)造非常好,因?yàn)樗芾喂蹋w版面與桶內(nèi)弧面保持平行,作用是降低沖擊,卸料門兩端的座位可以來來調(diào)節(jié),接觸面會(huì)發(fā)生磨損,磨損的面會(huì)發(fā)生一定變化,變化可以調(diào)節(jié)間隙,卸料門要密封起來,防止

2、其他的雜質(zhì)進(jìn)入,卸料門的構(gòu)造用了液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),這樣的好處時(shí)結(jié)構(gòu)精密、動(dòng)作穩(wěn)定、可以手動(dòng)控制開關(guān)等等,卸料門的作用也是很重要的,它調(diào)節(jié)卸料門開關(guān)和電控系統(tǒng)一起使用,桶內(nèi)的介質(zhì)互相混合,留下來的就從卸料門出來,并且卸料門的開門可以由情況自己調(diào)整,一切都是為了實(shí)現(xiàn)卸料程度。2.4攪拌主機(jī)類型選擇強(qiáng)制式的混凝土可以分為臥軸式和立軸式,立軸式又分為兩類:渦漿式和星行式?;炷翑嚢铏C(jī)將不同的介質(zhì)混合攪拌比如:水、石子、水泥、和一些添加劑等等。攪拌機(jī)在現(xiàn)代化用途非常廣泛在工業(yè)、道路、廠房等等。由于不同地方的不同混凝土的性質(zhì)不同,所以發(fā)展了不同種類,不同性能的攪拌機(jī)。攪拌機(jī)的選擇可以根據(jù)不同的角度而選擇,按工

3、作性質(zhì)分為兩類:周期式和連續(xù)式;按攪拌方式分為兩類:自落式和強(qiáng)制式;按裝置方式也分為兩類:固定式和移動(dòng)式;還可以按出料分為兩類:傾翻式和非傾翻式;按攪拌筒外型也可以分為四種:盤式、槽式、鼓式、錐式。下面介紹一下這兩種混凝土攪拌機(jī)。2.4.1自落式混凝土攪拌機(jī)這種類型的攪拌機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)用葉片將介質(zhì)提高一定的距離在將其落下進(jìn)行攪拌的最常用的的有JG型鼓筒式、JZ式雙錐反出料式和JF型雙錐傾翻式混凝土攪拌機(jī)。自落式攪拌機(jī)已經(jīng)在生產(chǎn)中用了很久了,它就是將介質(zhì)從一定高度下落下攪拌。圖2.3.a是這種攪拌機(jī)的工作簡(jiǎn)圖。這種攪拌機(jī)的最重要部分是一個(gè)水平放置的圓筒。圓筒里面有徑向片葉。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)圓筒繞線軸運(yùn)動(dòng)。把介質(zhì)

4、放入圓筒中,圓筒會(huì)讓介質(zhì)帶到一定的高度,然后就不管介質(zhì)了,讓其自己降落。就這樣循環(huán)多次。圖b中是強(qiáng)制式攪拌機(jī)的工作簡(jiǎn)圖。強(qiáng)制式的攪拌機(jī)最重要的一個(gè)部件是圓盤,盤內(nèi)裝有運(yùn)動(dòng)的片葉。介質(zhì)在盤內(nèi)運(yùn)動(dòng)會(huì)形成交叉的料流,繼續(xù)攪拌。這種攪拌比自落式的效果猛。它主要攪拌硬性的混凝土。有一種混凝土必須用強(qiáng)制式的攪拌機(jī),這種混凝土得含有輕骨料。因?yàn)檩p骨料從一定高度落下,沖擊的能量很小,產(chǎn)生的攪拌效果不是太好。正因?yàn)閺?qiáng)制式有這樣特點(diǎn),所以現(xiàn)在普遍選擇強(qiáng)制式的攪拌機(jī),雖然它有優(yōu)點(diǎn)也必然有缺點(diǎn),缺點(diǎn)比如:(1)轉(zhuǎn)速很高,動(dòng)力消耗很大,強(qiáng)制式的攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速比其他的高很多,動(dòng)力消耗也比其他的大很多。只有在高轉(zhuǎn)速下才能產(chǎn)生強(qiáng)

5、烈的攪拌作用。(2)葉片、襯板磨損大。強(qiáng)制式攪拌機(jī)葉片的磨耗約為自落式的7-8倍,襯板約為3-4倍。強(qiáng)制式攪拌機(jī)的葉片在工作時(shí)是要強(qiáng)迫攪拌盤內(nèi)購(gòu)物料迅速改變其運(yùn)動(dòng)方向,產(chǎn)此交叉的料流。所以葉片和材料之間的摩擦劇烈,自然葉片的磨耗大。(3)維護(hù)費(fèi)用高。上述兩個(gè)缺點(diǎn)必然在經(jīng)濟(jì)上產(chǎn)生不好的效果。(4)不能攪拌含有大骨料的混凝土。骨料尺寸大時(shí),往往把攪伴葉片卡住,損壞機(jī)器。目前生產(chǎn)的強(qiáng)制式攪拌機(jī)所攪拌的骨料尺寸都在80毫米以下。(5)構(gòu)造復(fù)雜。強(qiáng)制式攪拌機(jī)在構(gòu)造上比自落式復(fù)雜。由于強(qiáng)制式攪拌機(jī)有這樣一些缺點(diǎn),所以在選用時(shí),應(yīng)根據(jù)所要求攪拌的混凝土的具體情況,慎重考慮,盡可能選用自落式攪拌機(jī)。但是,采用

6、強(qiáng)制攪拌這一方法還是混凝土攪拌機(jī)發(fā)展的方向。因?yàn)閺?qiáng)制攪拌攪拌得均勻而見生產(chǎn)率高。自落式攪拌機(jī)的生產(chǎn)率因受到鼓筒臨界轉(zhuǎn)速的限制,很難提高。提高鼓簡(jiǎn)的轉(zhuǎn)速將會(huì)使物料因離心力的作用而貼在筒壁上,反而降低了攪拌效果。所以,現(xiàn)在許多國(guó)家在研究所的強(qiáng)制攪拌方法。圖2.3攪拌機(jī)的工作簡(jiǎn)圖2.4.2強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)它用轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片將混合的介質(zhì)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)、壓擠、切剪等多種方式將它們?cè)谝黄饠嚢?,攪拌作用?qiáng)度大,攪拌的時(shí)間少,這種攪拌機(jī)就適合攪拌比較硬的、比較不容易攪拌的物料,而且效果很好,效率高。但是也有缺點(diǎn),它的葉片容易在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)卡主,所以最好不要攪拌較大較粗的硬性介質(zhì)的混凝土。強(qiáng)制式攪拌機(jī)分為兩種:渦漿式和行星式

7、。這兩種的攪拌機(jī)的燙拌筒是一個(gè)平行放的盤圓。漿臥式有一根回周轉(zhuǎn)在盤中央國(guó)。軸上裝有很多組葉片。行星有兩根軸回轉(zhuǎn)。分別帶動(dòng)幾個(gè)拌合鏟。行星式分為兩類:定盤式和盤轉(zhuǎn)式。以上幾種形式的攪拌機(jī)中,構(gòu)造容易的是渦漿式,但軸轉(zhuǎn)力比較小,盤中的一部分容積能利用,因?yàn)榘桤P軸那里的線速度太低,行星式的構(gòu)造復(fù)雜。但是攪拌的強(qiáng)度大,效果好,當(dāng)然消耗的能量也多,結(jié)構(gòu)上由于整個(gè)攪拌盤在轉(zhuǎn)動(dòng)也不夠理想。定盤式還消除了離心力對(duì)骨科的影響,不容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象。所以,盤轉(zhuǎn)式現(xiàn)已逐漸為定盤式所代替。強(qiáng)制式攪拌機(jī)都是通過盤底部的卸料口卸料,所以卸料迅速。這是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。但是,如果攪拌時(shí)卸料口密封不風(fēng)水泥漿容易從這里漏掉。所以,強(qiáng)

8、制式攪拌機(jī)不適于攪流動(dòng)性大的混合士拌合抖。3設(shè)計(jì)方案擬定3.1原始數(shù)據(jù)出料容積:750L;進(jìn)料容積:1200L;生產(chǎn)率:32.5m3/h;最大骨料粒徑:80/60mm;外形尺寸:6050x2030x5900mm;整機(jī)質(zhì)量:4800kg。3.2設(shè)計(jì)的目的達(dá)到使用的目的:達(dá)到經(jīng)濟(jì)性的需要這是很重要的;要求設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)必須合理性,要求技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)合理性。3.3設(shè)計(jì)大綱3.3.1設(shè)計(jì)原則攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)要求合理性,應(yīng)根據(jù)GB9142-20()0混凝土攪拌機(jī)技術(shù)條件規(guī)范;所用圖紙的幅面應(yīng)符合GB4457-2000中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械制圖中的相關(guān)規(guī)定。3.4攪拌機(jī)選型的確定用到的的建筑材料有很多,最主要的還是混凝

9、土,它用水泥把所有物料粘結(jié)為一體,它是一種非均質(zhì)的材料,用處無處不在,使用量也非常大?;炷翑嚢铏C(jī)用處很大,它用來生產(chǎn)大量的混凝土。混凝土攪拌機(jī)分為兩類:自落式和強(qiáng)制式。以前用混凝土都是塑性的,現(xiàn)在用混凝土都是干硬性的。強(qiáng)制式的攪拌機(jī)在現(xiàn)在生產(chǎn)中用得很多,因?yàn)樗臄嚢栊阅芎?、攪拌均勻、高質(zhì)量生產(chǎn)。所以現(xiàn)在都用強(qiáng)制式攪拌機(jī),但是這種攪拌機(jī)也有自己的缺點(diǎn)就是能耗比較大。我們根據(jù)實(shí)際中不同的需要去選擇不同的攪拌機(jī)類型,攪拌機(jī)的種類有很多種。但是它們的工作原理和性能都是有差別的。如果按著工作方式分為強(qiáng)制式攪拌機(jī)和自落式攪拌機(jī)。JZC750混凝土攪拌機(jī)屬于自落式攪拌機(jī)的一種,J-攪拌機(jī),Z.錐型,C-齒

10、圈,750-出料容量750Lo這種攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)有點(diǎn)復(fù)雜由以下組成:傳動(dòng)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、上料系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)、機(jī)架及行走系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等等。現(xiàn)在生產(chǎn)的JZC型錐型反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī),它的傳送裝置用了齒輪-齒圈傳動(dòng),攪拌筒是由四個(gè)拖輪作為支柱,由傳動(dòng)系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)控制其轉(zhuǎn)動(dòng)方向,攪拌機(jī)的的電機(jī)會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,然后經(jīng)帶傳動(dòng)輸入減速箱,再讓減速箱的兩對(duì)齒輪傳遞給小齒輪,通過和小齒輪嚙合的固定在拌桶上的大齒圈帶動(dòng)拌桶旋轉(zhuǎn)。齒輪傳動(dòng)具有不打滑,傳動(dòng)比準(zhǔn)確等特點(diǎn)。故這次設(shè)計(jì)用JZC750型混凝土攪拌機(jī)作為木設(shè)計(jì)的題目。圖3.1 JZC750混凝土攪拌機(jī)4攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)4.1攪拌機(jī)的用途(1) 攪拌機(jī)能將把筒體內(nèi)的原

11、料充分混合。(2) 攪拌機(jī)能使流動(dòng)的氣體不受限制的擴(kuò)散出去。(3) 攪拌機(jī)能使小顆粒物等在筒體內(nèi)均勻地浮動(dòng)。(4) 攪拌機(jī)能使互不相溶的水或水泥等物料均勻混合或充分蒸發(fā)。4. 2攪拌機(jī)的工作原理攪拌機(jī)的工作原理其實(shí)就是同一個(gè)場(chǎng)地中不同種動(dòng)量之間的轉(zhuǎn)化和磨合,不同動(dòng)量是一種通過質(zhì)量、熱量、互相轉(zhuǎn)換的過程,所以攪拌機(jī)利用轉(zhuǎn)筒內(nèi)的介質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)獲取流動(dòng)場(chǎng)然后在向其輸入機(jī)械能量的一種裝置攪拌過程為:攪拌器的工作在一定速度下轉(zhuǎn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)與減速器一起工作帶動(dòng)的,由于攪拌器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度的不一樣,導(dǎo)致不同速度的流體從自葉輪出派出,派出的流體帶著周邊的液體,導(dǎo)致旁邊靜止的流體卷入其中,攪拌在一起形成一股特殊的運(yùn)動(dòng)流體

12、。這股特殊合成的流體運(yùn)動(dòng)既有沿壁面流動(dòng)乂有上下流動(dòng)及其左右循環(huán)流動(dòng),這種方式的流動(dòng),有利于剖析攪拌機(jī)內(nèi)部比較大的范圍,流體還有著循環(huán)的用處灌內(nèi)介質(zhì)是從葉輪排除的液體來把自葉輪的能量傳遞,同時(shí)把灌內(nèi)溶液循環(huán)到葉輪近旁。且產(chǎn)生的速度會(huì)出現(xiàn)一些波動(dòng),渦流會(huì)混亂移動(dòng),混亂的渦流會(huì)和周圍的流體混合在一塊,他們本身的能量、熱量會(huì)向周圍擴(kuò)散,導(dǎo)致異相間界面更新等引起傳熱反應(yīng)左右和引起全體流液的傳遞作用。攪拌操作有很多種,攪拌介質(zhì)也很多差別也不一樣,各個(gè)機(jī)構(gòu)過程對(duì)攪拌過程也不一樣,所有的這些不同型號(hào)的攪拌機(jī)要與之配合起來。所有的攪拌機(jī)要配合各種不同的要求和情況,它們之間不同的流體狀態(tài)會(huì)提供能量的情況是不同的,

13、所以適合各種不一樣的攪拌過程。4. 3攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)部件組成:攪拌裝置和攪拌筒。攪拌裝置由三部分組成,它們的功能各不相同,分別是攪拌器、攪拌軸和傳動(dòng)裝置。攪拌的開始先讓減速器加速,加速后再和聯(lián)軸器一起連接攪拌軸來帶動(dòng)固定在軸上的齒輪的傳動(dòng)。攪拌桶:附件與桶組合而成。桶體為攪拌提供一個(gè)進(jìn)行空間的容器。圖4.1攪拌機(jī)的外形結(jié)構(gòu)4.3.1電動(dòng)機(jī)的選擇設(shè)定攪拌速率為ni=85r/min;總傳動(dòng)比為i=16。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速:n2=n 1 xi=60x 16r/min= 1360r/min公式(4.1)設(shè)攪拌機(jī)內(nèi)阻力F=8kN,傳動(dòng)線速度V=1.55m/s;P!=FX V/1000 (KW)

14、=8X I.55X !000/1000=l2.4kW 公式(4.2)由 P2=pi/Q,得 P2查表知齒輪聯(lián)軸器的效率為牛=0.99,彈性聯(lián)軸器效率中=0.9927,滾動(dòng)軸承效率甲=0.985,閉式圓柱齒輪效率n5=0.975o耳|=中中乂143、152=0.8927公式(4.3)P2=pi/m=13.89kW公式(4.4)查表選擇電動(dòng)機(jī):Y系列1440r/min,電動(dòng)機(jī)具體型號(hào)為Y160L-4參數(shù):額定功率:15kW:滿載轉(zhuǎn)速:1440r/min;額定電流:3O.3A:滿載時(shí)效率:86%;效益:88.5%;功率因數(shù):0.85;堵轉(zhuǎn)電流:7.0;額定轉(zhuǎn)矩:2.2;最大轉(zhuǎn)矩2.3。4.3.2聯(lián)軸

15、器的選擇聯(lián)軸器的選擇也很重要,一般是從剛性和擾性中選取一個(gè)。其中剛性聯(lián)軸器也是從結(jié)構(gòu)式和可移式中選取一個(gè),固定是完全剛性聯(lián)接的一種,它需要被接連的兩軸中心線嚴(yán)格對(duì)中;可移式僅在傳動(dòng)方向上是剛性聯(lián)接,而其余方向可以讓兩軸之間有一些安裝的誤差,并且有一些補(bǔ)償能力對(duì)軸之間的安裝產(chǎn)生的誤差。通常來說撓性聯(lián)軸器用處很大,一般用于軸之間相對(duì)有位移(軸向和綜合角位移)的地方。它具有隔振、緩沖振動(dòng)的能力,海爾可以補(bǔ)償兩軸間的安裝誤差。撓性聯(lián)軸器又有無彈性元件和含金屬、非金屬?gòu)椥栽郑⑶液饘?、非金屬元件統(tǒng)稱為彈性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器一般用在對(duì)載荷穩(wěn)定、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)、無其他相對(duì)位移、同軸度良好等連接;撓性聯(lián)軸器

16、適用于有位移、沒有彈性元件的連接。在一些載荷難控制、速度不穩(wěn)定的情況下,優(yōu)先選取帶有減震功能的非彈性聯(lián)軸器I。聯(lián)軸器很大優(yōu)點(diǎn)是維護(hù)簡(jiǎn)單,質(zhì)量不重,拆裝容易等。聯(lián)軸器的安裝位置最好處在軸承周圍即可,故本次選用剛性聯(lián)軸器。4.3.3軸承的選擇日常生活中用得上的滾動(dòng)軸承主要包括三大類:第一類是深溝球軸承,它的極限轉(zhuǎn)速比較高、第二類是角接觸球軸承,它的轉(zhuǎn)速非常高、第三類是圓錐求軸承,它的極限轉(zhuǎn)速中等。下面就是詳細(xì)介紹這三類軸承:圓錐滾子軸承:它的極限轉(zhuǎn)速不是很高,偏差可以在2。左右;主要特點(diǎn)是:能撐的住較大的軸向力、軸向聯(lián)合。由于線接觸的關(guān)系,導(dǎo)致角接觸軸承小于承載能力,并且內(nèi)外圈可以拆開,裝載簡(jiǎn)單輕

17、松,一般使用上都是成對(duì)的。深溝球軸承:它的極限轉(zhuǎn)速比較高;允許角偏差8-16。;主要特性應(yīng)用在:能承受很大的徑向載荷,也能承受很大的軸向載荷。當(dāng)速度轉(zhuǎn)的很快并且軸向載荷很小的時(shí)候,可代替推力球軸承,承受著徑向載荷。角接觸球軸承:它的轉(zhuǎn)速非常非常快,偏差可以在2-10左右;主要特點(diǎn):能撐得住較大的軸向力,當(dāng)其公稱軸向角越大,軸承的承載能力也越大。一般兩個(gè)一起應(yīng)用,可以裝在同一個(gè)支點(diǎn)或不同的支點(diǎn)上面。根據(jù)計(jì)算及減速器要求,優(yōu)選出6207深溝球軸承。4.3.4鍵的選擇鍵的用途分為兩類:第一類是讓軸與軸零件之間周向固定,第二類是傳以轉(zhuǎn)矩。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件,可以分為半圓鍵、平鍵等等。這次的設(shè)計(jì)就運(yùn)用上了平鍵聯(lián)

18、接。它的種類和特點(diǎn)如下所示:類型:普通平鍵GB/T1096-2003;薄型平鍵GB/T1567-79特點(diǎn)和應(yīng)用:主要靠側(cè)面?zhèn)鬟f扭矩,無軸向固定作用。對(duì)中性好,容易拆卸。精度比較高。應(yīng)用于高速軸或者正反轉(zhuǎn)均和。薄型平鍵有薄壁結(jié)構(gòu),而且它用在傳動(dòng)距較大的傳距。4.3.5攪拌軸的選擇(1) 選擇材料,確定需用應(yīng)力軸的材料通常選用45鋼,這種鋼性能比較好并且質(zhì)量高,用來提高軸的強(qiáng)度和耐磨性。對(duì)于要求較低的攪拌軸可采用普通碳素鋼制造。本次設(shè)計(jì)中攪拌軸采用45剛:T=30MPa(2)攪拌軸強(qiáng)度計(jì)算軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件:Tmax=MT/Wp365x (P/nfT) 1/3=50.44mm公式(4.7)取 d=5

19、1 mm(3)攪拌軸剛度計(jì)算一般情況下攪拌軸主要靠減速器內(nèi)的一對(duì)軸承支撐,攪拌軸比較長(zhǎng),所以運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)容易發(fā)生振動(dòng),將軸扭彎甚至完全破壞。為保持懸臂攪拌軸的穩(wěn)定,懸臂軸長(zhǎng)度L、攪拌軸直徑d、兩軸承制件的距離B應(yīng)滿足一下關(guān)系:Li/B4-5, Li/d58,沖擊值25.0kg.cm/cm,抗彎強(qiáng)度 600 kN /mnr)o2.3.4軸端密封就拿臥式混凝土攪拌機(jī)來說,它轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的主軸會(huì)浸入物料中,多虧了系統(tǒng)有良好的主軸密封裝置,不然主軸會(huì)被物料磨壞,損傷,會(huì)發(fā)生漏漿,導(dǎo)致級(jí)配。采取了三道密封及骨料架油封和液壓系統(tǒng)供油旁磅,第一道的密封是壓蓋1,耐磨橡膠圈2和轉(zhuǎn)轂組成,砂漿會(huì)浸入縫隙,為了防止這種情況由注油孔內(nèi)腔注入壓力油脂,到主縫中有少許油脂擠出才行,油脂的作用是擋住砂漿進(jìn)入,第二道密封是浮動(dòng)環(huán)密封,是由轉(zhuǎn)轂3轉(zhuǎn)轂6和0型密封圈組成【虬 浮動(dòng)環(huán)會(huì)借助0型圈的彈性的彈性起一定作用,用來承擔(dān)一些壓緊力和一些磨損,由注油孔注入潤(rùn)滑油脂,轉(zhuǎn)轂為粉末冶金專用件,密封面經(jīng)研磨加工,最后由安裝的J型骨架密封組成第三道。攪拌軸的支承是由兩部分一起承擔(dān)的,分別是單獨(dú)的軸承座和帶軸套的調(diào)心滾子軸承。為了保持機(jī)械正常工作,攪拌軸的支撐通過兩個(gè)骨油架的密封起了很重要的左右,有效確保了軸承的良好的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。2.3.5襯板

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