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文檔簡介

《主推進(jìn)動(dòng)力裝置》

第十一章推進(jìn)軸系第三節(jié)齒輪箱和聯(lián)軸器

包括:齒輪傳動(dòng)裝置聯(lián)軸器離合器制動(dòng)器等等作用:匯集和分配主機(jī)功率變速主機(jī)和螺旋槳離合正倒車換向減振、隔振齒輪傳動(dòng)裝置

輔助功率齒輪傳動(dòng)裝置

正倒車減速齒輪傳動(dòng)裝置

減速齒輪傳動(dòng)裝置

一、齒輪箱(一)齒輪箱的基本知識(shí)1、定義:

齒輪箱,又名變速箱,是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu),通過不同齒數(shù)的齒輪嚙合,將主機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換到螺旋槳需要的轉(zhuǎn)速,并能改變軸系轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。

2、作用:a、減速,就是常說的減速齒輪箱。b、改變傳動(dòng)方向,例如用兩個(gè)扇形齒輪可以將力垂直傳遞到另一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸,例如Z型傳動(dòng)c、改變轉(zhuǎn)動(dòng)力矩,同等功率條件下,速度轉(zhuǎn)的越快的齒輪,軸所受的力矩越小,反之越大。d、離合功能,可以通過分開兩個(gè)原本嚙合的齒輪,達(dá)到把主機(jī)與螺旋槳分開的目的。。e、分配動(dòng)力,例如可以用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī),通過齒輪箱主軸帶動(dòng)多個(gè)從軸,從而實(shí)現(xiàn)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)多個(gè)負(fù)載的功能。3、齒輪箱分類:

齒輪齒輪箱蝸桿齒輪箱行星齒輪箱圓柱齒輪齒輪箱圓錐齒輪齒輪箱圓錐—圓柱齒輪齒輪箱圓柱蝸桿齒輪箱圓弧齒蝸桿齒輪箱錐蝸桿齒輪箱蝸桿—齒輪齒輪箱漸開線行星齒輪齒輪箱擺線齒輪齒輪箱諧波齒輪齒輪箱a、按齒輪形狀分類b、按變速次數(shù)分類船用齒輪箱的分類減速齒輪箱倒順減速齒輪箱幷車減速齒輪箱船用齒輪箱的作用減速倒順離合幷車分車齒輪箱傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)裝置的組成、作用、類型組成:倒順減速齒輪、離合器、彈性聯(lián)軸器及相應(yīng)的潤滑冷卻系統(tǒng)。作用:減速、變速、倒車、離合、減振類型:減速齒輪箱、倒順減速齒輪箱、并車齒輪箱1、減速齒輪箱

類型:單級(jí)減速齒輪箱:垂直異心,水平異心兩級(jí)或多級(jí)減速齒輪箱行星齒輪減速箱單級(jí)減速齒輪箱作用、類型1、單級(jí):垂直異心,水平異心2、兩級(jí)或多級(jí):燃?xì)廨啓C(jī)或蒸汽輪機(jī)裝置通常采用。(1)單級(jí)減速齒輪箱單級(jí)齒輪箱結(jié)構(gòu)形式:水平異心(1)單級(jí)減速齒輪箱單級(jí)齒輪箱結(jié)構(gòu)形式:

垂直異心NBC5700(垂直異心)PMG540(水平異心)水平剖分組裝透視圖一級(jí)圓柱齒輪齒輪箱組裝錄像圖17異心齒輪減速器1-柴油機(jī)2-彈性聯(lián)軸器3-氣胎制動(dòng)器4-減速器5-推力軸承減速齒輪傳動(dòng)裝置

異心齒輪減速器

特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、主機(jī)重心低,可保證雙機(jī)雙槳船主機(jī)間的距離。

圖18同心齒輪減速器1-柴油機(jī)2-彈性連軸器3-減速器4-推力軸承A-輸入軸B-輸出軸減速齒輪傳動(dòng)裝置

同心齒輪減速器

特點(diǎn):所占面積小,但傳動(dòng)效率低,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高。

NBC6000B(偏心)YBF10-1470(一進(jìn)多出)(2)兩級(jí)或多級(jí)減速齒輪箱(3)行星齒輪減速箱行星齒輪減速器1-太陽輪2-行星齒輪3-內(nèi)齒體4-殼體5-軸承6-系桿7-輸出軸8、9、10-軸承11-驅(qū)動(dòng)軸行星齒輪減速箱工作原理

驅(qū)動(dòng)源以直接或連接方式啟動(dòng)太陽齒輪,太陽齒輪將組合于行星架上的行星齒輪帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。整組行星齒輪系統(tǒng)沿著內(nèi)齒輪環(huán)自動(dòng)繞行轉(zhuǎn)動(dòng),行星架連結(jié)出力軸輸出達(dá)到減速目的。更高減速比則借由多組階段齒輪與行星齒輪倍增累計(jì)而成減速齒輪傳動(dòng)裝置行星齒輪減速器

特點(diǎn):尺寸小、能量輕、可傳遞大功率大扭矩,傳動(dòng)效率高。

行星減速機(jī)相較于傳統(tǒng)齒輪減速機(jī)的優(yōu)勢:

1、體積小,重量輕。一般的減速機(jī)體積較大,傳動(dòng)效率不高,行星減速機(jī)的結(jié)構(gòu)比較緊湊,回程間隙小、體積小,安裝方便且承載能力高,用途會(huì)更加廣泛一些,一般應(yīng)用于伺服、步進(jìn)、直流等傳動(dòng)系統(tǒng)中。

2、高扭力、耐沖擊:行星齒輪的結(jié)構(gòu)異于傳統(tǒng)行星齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)方式。傳統(tǒng)齒輪僅依靠兩個(gè)齒輪間極少數(shù)點(diǎn)接觸擠壓驅(qū)動(dòng),所有負(fù)荷集中于相接觸的少數(shù)齒輪面,容易產(chǎn)生齒輪的摩擦和斷裂。而行星減速機(jī)具有六個(gè)更大面積齒輪接觸面360度均勻負(fù)荷,多個(gè)齒輪面共同均勻承受瞬間沖擊負(fù)荷,使其更能承受較高扭力沖擊。

3、一般減速機(jī)和行星減速機(jī)的工藝上來講,行星減速機(jī)做工精細(xì),精度較高,行星減速機(jī)的箱體采用球墨鑄鐵,大大提高了箱體的鋼性及抗震性。

4、行星減速機(jī)比一般的減速機(jī)要使用壽命長而且運(yùn)行中產(chǎn)生的噪音會(huì)相對(duì)較小。因?yàn)樾行菧p速機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩最高可以達(dá)到2600000Nm,齒輪均采用滲碳或碳氮共滲處理,得到最佳的耐磨性和耐沖擊韌性。

5、在做工工藝的基礎(chǔ)上,行星減速機(jī)的性價(jià)比更高,不過這一點(diǎn)主要取決于對(duì)減速機(jī)精度與力矩大小的要求。2、離合倒順減速齒輪箱倒順減速齒輪箱平行軸式:體積大,傳動(dòng)扭矩大多片式摩擦離合、倒順、減速箱工作原理1-輸入軸法蘭;2-輸入軸;3-返回油缸;4-活塞;5-順車離合器外殼;6、18-倒車齒輪;7-從動(dòng)摩擦片組;8-主動(dòng)摩擦片組;9-空心套軸;10、16-順倒車小齒輪;11-滾動(dòng)軸承;12、13-油孔;14-輸出軸法蘭;15-輸出軸大齒輪;17-倒車離合器外殼3、幷車傳動(dòng)減速齒輪箱四、并車機(jī)組雙機(jī)并車減速裝置示意圖1-柴油機(jī)2-彈性聯(lián)軸器3-氣胎離合器4-減速器5-液力耦合器減速齒輪傳動(dòng)裝置

雙機(jī)并車減速裝置

特點(diǎn):船舶生命力強(qiáng),可單機(jī)運(yùn)行,提高裝置壽命,節(jié)油尺寸小、重量輕,功率大結(jié)構(gòu)復(fù)雜,負(fù)荷不易分配均勻,控制復(fù)雜船用齒輪箱主要技術(shù)性能參數(shù)′?

標(biāo)定傳遞能力(kw/(r/min))?

標(biāo)定輸入轉(zhuǎn)速(r/min)?

輸入軸、輸出軸的轉(zhuǎn)向?

減速比PPebM=9.55eb=9.55′nnebebni=

1n2?

標(biāo)定螺旋槳推力(kN)?

中心距?

允許工作傾斜度(°)?

換向時(shí)間(s)?

操縱方式?

重量與尺寸6下午3時(shí)15分48秒式中:

n1為輸入軸的轉(zhuǎn)速

n2為輸出軸的轉(zhuǎn)速減速比表示了減速器的減速程度,大功率行星齒輪減速器的i=3~12之間傳動(dòng)比:下圖齒輪系中Z1=20,Z2=40,Z3=20,Z4=60,傳動(dòng)比i14傳動(dòng)比:大功率中速柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速在300—600r.p.m,為了獲得高的推進(jìn)效率(螺旋槳以80r.p.m以下轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)效率最高)。所以采用了齒輪箱減速的間接動(dòng)力傳遞方式。一臺(tái)中速柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)螺旋槳單機(jī)單槳(齒輪減速器)雙機(jī)雙槳兩臺(tái)中速柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)螺旋槳齒輪減速器雙機(jī)單槳(齒輪減速器)四機(jī)雙槳大功率行星齒輪齒輪減速器減速齒輪箱的選擇1、按推進(jìn)系統(tǒng)形式選擇減速齒輪箱的功能減速齒輪箱應(yīng)具有的功能推進(jìn)系統(tǒng)形式減速帶離合器、可逆轉(zhuǎn)、內(nèi)置推力軸承不可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)—減速齒輪箱—定距漿不可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)—減速齒輪箱—調(diào)距漿

減速、內(nèi)置推力軸承不可逆轉(zhuǎn)柴油機(jī)—減速齒輪箱—調(diào)距漿

減速、內(nèi)置推力軸承、具有(連軸帶發(fā)電機(jī))PTO雙機(jī)單槳應(yīng)采用雙進(jìn)單出并車齒輪箱32下午3時(shí)15分48秒減速齒輪箱的選擇2

按推進(jìn)系統(tǒng)布置的尺寸要求選擇減速齒輪箱的結(jié)構(gòu)形式減速齒輪箱結(jié)構(gòu)形式推進(jìn)系統(tǒng)的尺寸特征螺旋槳中心高低位置適中、

可采用輸入、輸出在同一軸機(jī)艙上下部位尺寸足夠螺旋槳中心位置偏低、機(jī)艙

應(yīng)采用高輸入、低輸出的垂下部受到結(jié)構(gòu)限制

直偏心減速齒輪箱螺旋槳中心位置無法進(jìn)一步

應(yīng)采用輸入、輸出在水平方線上的減速齒輪箱降低、機(jī)艙高度有限制向的水平偏心減速齒輪箱減速齒輪箱的選擇?

3.按船舶吃水、航速(螺旋槳的最大可能直徑)及主機(jī)轉(zhuǎn)速大小考慮適當(dāng)?shù)臏p速比。?

4.算出傳扭能力,即輸入額定功率(kW或BHP)/輸入轉(zhuǎn)速(r/min)。?

5.在所有型號(hào)的減速齒輪箱選擇圖表上(注意船級(jí)社的不同)查出具體規(guī)格。?

6.在名義減速比的基礎(chǔ)上進(jìn)一步查出實(shí)際減速比。?

7.根據(jù)實(shí)際減速比核算具體規(guī)格的正確性,并核定減速齒輪箱實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速。(1)系統(tǒng)檢查——按油水系統(tǒng)管路圖檢查工作油管、潤滑油管、冷卻水管、備用油泵、過濾器、各種閥件及儀表等的工作狀態(tài)。(2)油位檢查——以量油尺上有油位標(biāo)志為準(zhǔn)。若油位太低,則油泵有吸入空氣有可能;若油位太高,齒輪浸入油池太深。(3)動(dòng)車前檢查——將齒輪箱換向操作手柄推到“空車”位置,對(duì)主機(jī)和尾軸或中間軸盤車,檢查主機(jī)和螺旋槳是否運(yùn)轉(zhuǎn)自如。(4)起動(dòng)主機(jī),先低速空車運(yùn)轉(zhuǎn)5min,然后將操作手柄推到“順車”或“倒車”位置,各運(yùn)轉(zhuǎn)5min。檢查油壓,空車時(shí)壓力為0.2~0.6MPa。壓力的提高是通過兩級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)的。兩級(jí)壓力調(diào)節(jié)閥用以保證驅(qū)動(dòng)齒輪箱平穩(wěn)無沖擊地?fù)Q向,以保護(hù)動(dòng)力裝置。4、船用齒輪箱的維護(hù)和管理(5)定期檢查地腳螺栓(6)齒輪箱的工作油壓力視所配的主機(jī)功率不同而調(diào)整,按說明書的規(guī)定操作。(7)在單獨(dú)安裝油泵的情況下,第一次開動(dòng)之前,須在各管路系統(tǒng)中串油約2h。齒輪箱入口處應(yīng)嵌上一只細(xì)濾網(wǎng),用來過濾管路中殘留的雜物。當(dāng)油管直徑大于20mm時(shí),細(xì)濾網(wǎng)還應(yīng)有帶孔圓板支撐。圓盤由厚度2mm的鋼板制成,并在表面上布滿直徑為8mm的孔,以防止油泥積累過多細(xì)濾網(wǎng)被壓壞。在泵串油時(shí),可檢查外部關(guān)系是否有泄漏。(8)齒輪箱應(yīng)先在部分負(fù)荷工況下運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速緩慢提高,然后滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),再調(diào)節(jié)冷卻水流量,直到保持恒溫為止。4、船用齒輪箱的維護(hù)和管理4.船用齒輪箱的維護(hù)管理1)系統(tǒng)檢查檢查工作油管、潤滑油管、冷卻水管、備用油泵、過濾器、各種閥件及儀表;2)油位、油質(zhì)檢查3)動(dòng)車前檢查保證轉(zhuǎn)動(dòng)自如,運(yùn)行時(shí)負(fù)荷逐步加大;4)動(dòng)車試驗(yàn)起動(dòng)主機(jī)低速轉(zhuǎn)5min、正、倒車各轉(zhuǎn)5min,應(yīng)平穩(wěn)無沖擊;查油壓,應(yīng)符合說明書規(guī)定;5)定期查地腳螺釘?shù)谌?jié)齒輪箱和聯(lián)軸器二、聯(lián)軸器聯(lián)軸器的作用:將推力軸、中間軸和尾軸連接成為整體簡述44下午3時(shí)15分48秒聯(lián)軸器的分類:1、剛性聯(lián)軸器?

剛性聯(lián)軸器是由剛性傳力件構(gòu)成,各聯(lián)接件之間不能相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此不具備補(bǔ)償兩軸線相對(duì)偏移的能力,只適用與被聯(lián)接兩軸在安裝時(shí)能嚴(yán)格對(duì)中,工作時(shí)不產(chǎn)生兩軸相對(duì)偏移的場合,剛性聯(lián)軸器無彈性元件,不具備減振和緩沖功能,一般只適用于載荷平穩(wěn)并無沖擊振動(dòng)的工況條件。?

剛性聯(lián)軸器亦稱之為固定式剛性聯(lián)軸器–

凸緣聯(lián)軸器–

徑向鍵凸緣聯(lián)軸器–

平行聯(lián)軸器–

夾殼聯(lián)軸器–

套筒聯(lián)軸器?

剛性聯(lián)軸器一般結(jié)構(gòu)簡單,制造成本較低。?

選用剛性聯(lián)軸器是應(yīng)盡量減少被聯(lián)接兩軸軸線對(duì)中的誤差,為了減少附加載荷對(duì)聯(lián)軸器的影響,應(yīng)盡量減少聯(lián)軸器和軸承之間的距離。1)凸緣聯(lián)軸器(法蘭盤)?

整鍛式凸緣聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)圖?

焊接凸緣聯(lián)軸器焊接結(jié)構(gòu)尺寸圖53使用有鍵可拆法蘭式聯(lián)軸節(jié)和液壓聯(lián)軸節(jié),此類結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但使用效果好。2)有鍵可拆法蘭式聯(lián)軸器

法蘭盤連接方式通常兩類螺栓連接,一種上常見的緊配螺栓,安裝時(shí)需要干冰冰凍,另一種是液壓膨脹螺栓,使用效果好,但是拆裝復(fù)雜。3)夾殼形聯(lián)軸器?

夾殼形聯(lián)軸器的橫截面尺寸比凸緣聯(lián)軸器小,軸向長度大,自重為凸緣聯(lián)軸器的1.5~2.0倍。?

一般用于中小功率的船舶軸系上。?

夾殼聯(lián)軸器的優(yōu)點(diǎn)是裝拆容易。拆卸時(shí)不需要將軸作軸向移動(dòng),徑向間隙小,對(duì)中好。?

材質(zhì)用鑄鋼ZG30、ZG35或鍛鋼35號(hào)。4)液壓聯(lián)軸器?

常用液壓聯(lián)軸器有–液壓套筒聯(lián)軸器–液壓法蘭聯(lián)軸器?

優(yōu)點(diǎn):–裝配的兩零件間不產(chǎn)生直接摩擦,配合質(zhì)量好;–拆卸時(shí)也不致?lián)p壞零件及影響第二次裝配質(zhì)量;–配合面間取消了鍵槽,提高了連接強(qiáng)度,簡化了加工工序;–不用法蘭和連接螺栓,改善了軸系結(jié)構(gòu);–拆裝比較方便。?

液壓套筒聯(lián)軸器典型結(jié)構(gòu)圖

dMark!4)OK-HB聯(lián)軸節(jié)4)OK-HB聯(lián)軸節(jié)OK-HB聯(lián)軸節(jié)主要是由兩只高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)鋼的套子組成,一個(gè)薄壁的內(nèi)套和一個(gè)厚壁的外套。薄壁內(nèi)套的外表面有輕微的錐度,其錐度與外套內(nèi)孔的錐度一致。內(nèi)套的內(nèi)孔直徑比軸的直徑稍大一點(diǎn),可以在拆裝時(shí)使軸能容易地通過。另外螺在內(nèi)套小端的大螺母及油封和內(nèi)外套組成一個(gè)密封腔室。原理密封腔室如果壓進(jìn)液壓油,將推動(dòng)外套與內(nèi)套做相對(duì)運(yùn)動(dòng),由于內(nèi)外套的配合面的錐形,所以它們軸向相對(duì)移動(dòng)產(chǎn)生了徑向的相互作用,使內(nèi)套直徑縮?。ㄊ軌嚎s),外套直徑變大,內(nèi)套直徑縮小結(jié)果使其與軸產(chǎn)生過盈,同樣內(nèi)外套的配合也產(chǎn)生了過盈。在裝配過程中為了減少內(nèi)外套軸向相對(duì)移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力,利用高壓油作用到內(nèi)外套的配合錐面上,使配合面產(chǎn)生了一層薄油膜克服摩擦作用,當(dāng)外套直徑達(dá)到正確的位置時(shí),徑向油泵減壓泄油,使得內(nèi)外套之間保持正常的摩擦作用。外套接觸面的錐度在1:80左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它們之間靜摩擦角,加上安裝至設(shè)計(jì)位置,內(nèi)、外套之間、內(nèi)套與軸之間有很大的過盈應(yīng)力作用,在軸系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),產(chǎn)生的摩擦力足以用來傳遞扭矩或克服拉力作用,而不產(chǎn)生滑動(dòng),使聯(lián)軸節(jié)實(shí)現(xiàn)其功能。拆OK-HB聯(lián)軸節(jié)時(shí)是很簡單的。高壓油注壓進(jìn)聯(lián)軸節(jié)內(nèi)外套之間,減少了摩擦作用,且由于錐面的因素,高壓油作用在外套上有一個(gè)軸向分力,導(dǎo)致外套從錐面下滑;而軸向液壓單元產(chǎn)生的作用力是上面軸向分力的平衡力,通過控制油腔放油速度,來控制外套的下滑速度,防止其滑得過快。下圖為拆卸原理圖液壓聯(lián)軸器(剛性聯(lián)軸器)拆裝3.OK-HB聯(lián)軸節(jié)準(zhǔn)備油泵:一只低壓大流量的泵(300kg/cm2),根據(jù)說明書要求準(zhǔn)備幾只SKF油泵或高壓大流量的風(fēng)(電)動(dòng)泵(2500kg/cm2),適當(dāng)?shù)挠凸?、接頭了解錐形內(nèi)套與外套的安裝距離A3(圖1),錐形內(nèi)套與尾軸的安裝距離A2(圖2)及安裝后的外徑膨脹量Δ值。(a)先將聯(lián)軸節(jié)的油孔轉(zhuǎn)向上面,然后將中間軸與尾軸支撐起來。(b)用壓縮空氣向軸向推力油缸內(nèi)沖氣,使油缸內(nèi)密封板復(fù)位。(c)按圖1將1#軸向推力油泵,和2臺(tái)3#徑向擴(kuò)張油泵,分別用相配套的油泵連接起來,在軸向油缸另一側(cè)安裝好2#回油閥及回油管,并準(zhǔn)備器皿接住回油。(d)打開聯(lián)軸節(jié)中間油孔絲堵,分別用每臺(tái)3#油泵向油道內(nèi)沖油,直到中間油孔油大量的油溢出為止,在將絲堵堵死(e)啟動(dòng)1#軸向油泵,向軸向推力油缸內(nèi)壓油,當(dāng)2#回油閥有油溢出時(shí),關(guān)閉2#回油閥,軸向油缸繼續(xù)加壓到20Mpa停止,之后用2臺(tái)3#油泵對(duì)聯(lián)軸節(jié)徑向加壓擴(kuò)張,直到錐形內(nèi)套大端外徑有油滲出時(shí),迅速的打開2#回油閥,此時(shí)外套將緩緩地從內(nèi)套上滑下來。582、彈性聯(lián)軸器

1)彈性聯(lián)軸器作用:

a.改變軸系自振頻率,使主機(jī)在使用轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)不出現(xiàn)共振轉(zhuǎn)速

b.改善減速齒輪箱的工作條件(如果有)

c.補(bǔ)償軸系的安裝誤差和船體變形造成的誤差減少附加應(yīng)力

d.隔音、隔振、隔熱、電器絕緣2)彈性聯(lián)軸器種類

a.伏爾肯(Vulkan)型橡膠聯(lián)軸器

b.卷簧彈性聯(lián)軸器

c.蓋斯林格(Geislinger)高阻尼簧片型

伏爾肯型橡膠聯(lián)軸器1-主動(dòng)法蘭2-橡膠環(huán)3-壓緊環(huán)4-從動(dòng)法蘭卷簧彈性聯(lián)軸器卷簧彈性聯(lián)軸器蓋斯林格高阻尼簧片式聯(lián)軸器1-花鍵軸2-側(cè)板3-限位塊壓緊螺栓4-錐形環(huán)5-外套圈6-彈簧片7-限位塊8-帶法蘭側(cè)板液力耦合器的聯(lián)軸器型

工作腔中充油量不變,對(duì)從動(dòng)軸及主動(dòng)軸只起連接作用。摩擦離合器的分類按結(jié)合力的來源分按摩擦面的形狀分

a.機(jī)械式-靠機(jī)械傳動(dòng)裝置使摩

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