安全人机疲劳测定方法有哪些

❶ 疲劳试验机的试验方法

疲劳试验是指通过金属材料实验测定金属材料的σ-1，绘制材料的S-N曲线，进而观察疲劳破坏现象和断口特征，进而学会对称循环下测定金属材料疲劳极限的方法。检测设备一般有疲劳试验机和游标卡尺。
在足够大的交变应力作用下，于金属构件外形突变或表面刻痕或内部缺陷等部位，都可能因较大的应力集中引发微观裂纹。分散的微观裂纹经过集结沟通将形成宏观裂纹。已形成的宏观裂纹逐渐缓慢地扩展，构件横截面逐步削弱，当达到一定限度时，构件会突然断裂。金属因交变应力引起的上述失效现象，称为金属的疲劳。静载下塑性性能很好的材料，当承受交变应力时，往往在应力低于屈服极限没有明显塑性变形的情况下，突然断裂。疲劳断口明显地分为两个区域：较为光滑的裂纹扩展区和较为粗糙的断裂区。裂纹形成后，交变应力使裂纹的两侧时而张开时而闭合，相互挤压反复研磨，光滑区就是这样形成的。载荷的间断和大小的变化，在光滑区留下多条裂纹前沿线。至于粗糙的断裂区，则是最后突然断裂形成的。统计数据表明，机械零件的失效，约有70%左右是疲劳引起的，而且造成的事故大多数是灾难性的。因此，通过实验研究金属材料抗疲劳的性能是有实际意义的。

❷ 如何理解研究安全人机工程学的基本方法

1．安全人机工程学研究的主要内容和方法是什么？
人体特性的研究、人机系统的总体设计、工作场所和信息传递装置的设计、环境控制与安全保护设计
实测法（Measure method） ，实验法（Experiment method） ，分析法（Analysis） ，调查研究法（Survey)，计算机仿真法(Simulation)，感觉评价法(Sensory inspection)，图示模拟和模型试验法(model)
2．简述坐姿作业空间设计的主要内容和采用的人体参数。
坐姿作业空间设计主要包括： 工作台、工作座椅、人体活动余隙和作业范围等的尺寸和布局等.
其设计用人体参量（坐姿10个数据）
3．知觉的基本特性及其影响因素
知觉是人脑对直接作用于感觉器官的客观事物和主观状况整体的反映。 人脑中产生的具体事物的印象总是由各种感觉综合而成的，没有反映个别属性的知觉，也就不可能有反映事物整体的感觉。
知觉是在感觉的基础上产生的。感觉到的事物个别属性越丰富、越精确，对事物的知觉也就越完整，越正确。
知觉的整体性 ， 知觉的选择性， 知觉的理解性， 知觉的恒常性
4．信息编码的意义和方法是什么？分析操纵装置特征编码的方法和意义。 （形状、大小、颜色、标志）
5．仪表显示装置设计时主要考虑哪些方面？在各部分的设计中，主要考虑哪些影响因素？ 模拟（指针表盘等的设计） 数字（形状、格式、显示器）
6．脚操纵装置设计的主要内容是什么？
（形式、操纵方式、力量，尺寸、形状位置）
7．人与“机”特性的比较主要从哪些方面考虑？
速度，逻辑推理，计算，可靠性，连续性，灵活性，输入灵敏度，智力，操作处理能力，功率输出，综合能力，记忆
8．安全防护装置设计的基本原则是什么？举例说明这些原则的应用 a) 以保护人身安全为出发点进行设计的原则。 b) 安全防护装置必须安全可靠的原则。
c) 安全防护装置与机械装备配套设计的原则。 d) 简单、经济、方便的原则。 （举例：自己任意）
9．安全人机工程学对安全工程设计的作用主要表现在哪些方面？ （人体结构，匹配，结构及环境设计）

❸ 安全人机工程学的安全人机工程学的研究方法

其基础研究的方法与人机工程学的研究方法基本相同，但是研究问题的角度和着眼点与工效(工作、活动效率)人机工程学相对成为同一研究领域的两个不同的研究侧面，即不同侧重点。安全人机工程学是从适合人的角度和着眼点例重于研究人机结合面。
安全人机工程学的研究方法主要有调查法、实验法和模拟法。

❹ 机械安全技术知识

机械安全技术知识大全

机械的安全功能是指机械及其零部件的某些功能是专门为保证安全而设计的，它主要分为主要安全功能和辅助安全功能两大类。下面是我为大家整理的机械安全技术知识大全，欢迎大家阅读浏览。

第一节机械行业安全概要

知识点一、机械产品主要类别

1、机械行业的主要产品包括12类：

2、重点了解(2)重型矿山机械;(4)石油化工通用机械。

3、非机械行业包括铁道机械、建筑机械、纺织机械、轻工机械、船舶机械等。

知识点二、机械设备的危险部位及防护对策

(一)机械设备的危险部位

1、机械设备可造成碰撞、夹击、剪切、卷入等多种伤害。

2、旋转部件之间、连接件、运动部件;接近类型;通过类型;单向滑动。

(二)机械传动机构安全防护对策

1、机床上常见的传动机构有齿轮啮合机构、皮带传动机构、联轴器等，有必要把传动机构危险部位加以防护。

2、所采取的安全技术措施一般分为直接(设计时)、间接(防护装置)和指导性(安全规定、设置标志)三类。

3、重点：齿轮传动的安全防护：齿轮传动机构必须装置全封闭型的防护装置，没有防护罩不得使用;皮带传动装置的防护罩可采用金属骨架的防护网，与皮带的距离不要小于50mm，不要影响机器的运行。一般传动机构离地面2 m以下，要设防护罩。3种情况加以防护：皮带轮之间的距离在3 m以上;皮带宽度在15 cm以上;皮带回转的速度在9 m/min以上;联轴器等的防护最常见的是Ω型防护罩。

知识点三、机械伤害类型及预防对策

(一)机械伤害类型

1、机械状态：正常工作状态、非正常工作状态、非工作状态。

2、机械行业包括机械伤害、非机械危害。

3、主要危险和危害：物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害、触电、灼烫、火灾、高处坠落等14种。

(二)机械伤害预防对策措施：先后顺序

1、实现机械本质安全：①消除产生危险的原因。②减少或消除接触机器的危险部件的次数;③使人们难以接近机器的危险部位(或提供安全装置，使得接近这些部位不会导致伤害);④提供保护装置或者防护服。

2、保护操作者和有关人员安全：①通过培训来提高人们辨别危险的能力;②通过对机器的重新设计，使危险更加醒目(或者使用警示标志);③通过培训，提高避免伤害的能力;④采取必要的行动来避免伤害的自觉性。

(三)通用机械安全设施的技术要求

1、机械安全防护装置的一般要求。安全防护装置可靠，与设备运转连锁。

2、重点：紧急停车开关。紧急停车开关应保证瞬时动作时能终止设备的一切运动。对有惯性运动的设备，紧急停车开关应与制动器或离合器连锁，以保证迅速终止运行。紧急停车开关的形状应区别于一般开关，颜色为红色;紧急停车开关的布置应保证操作人员易于触及，且不发生危险;设备由紧急停车开关停止运行后，必须按启动顺序重新启动才能重新运转。

3、防护罩做平台或阶梯时，应能承受1500n的垂直力。

知识点四、机械安全设计与机器安全装置

(一)本质安全：是通过机械的设计者，在设计阶段采取措施来消除隐患的一种机械安全方法。

(二)失效安全：设计者应该保证当机器发生故障时不出危险。

(三)定位安全：把机器的部件安置到不可能触及的地点，通过定位达到安全。

(四)机器布置：空间、照明、管线布置、维护时的出入安全。

(五)机器安全防护装置

重点理解：连锁、控制、双手控制安全装置。

知识点五、机械制造场所安全技术

(一)采光:厂房跨度大于12 m时，单跨厂房的两边应有采光侧窗，窗户的宽度应不小于开间长度的1/2;多跨厂房相连，相连各跨应有天窗，跨与跨之间不得有墙封死。车间通道照明灯要覆盖所有通道，覆盖长度应大于90%车间安全通道长度。

(二)通道：包括厂区主干道和车间安全通道。

1、厂区干道的路面要求：车辆双向行驶的干道宽度不小于5m，有单向行驶标志的主干道宽度不小于3m;进入厂区门口，危险地段需设置限速牌、指示牌和警示牌。

2、车间安全通道要求。通行汽车，宽度>3m;通行电瓶车的宽度>1.8 m;通行手推车、三轮车的宽度>1.5 m;一般人行通道的宽度>l m。

(三)设备布局:长度>12 m者为大型设备，6～12m者为中型设备，<6m者为小型设备; 设备间距：大型≥2 m，中型≥lm，小型≥0.7 m; 设备与墙、柱距离：大型≥0.9 m，中型≥0.8 m，小型≥0. 7 m; 高于2 m的运输线应有牢固的防罩(网)，对低于2 m的运输线的起落段两侧应加设护栏，栏高1.05m。

(四)物料堆放

1、包括工位器具、工件、材料的摆放。

2、产品坯料的存放量：产品坯料等应限量存入，白班存放量为每班加工量的1.5倍，夜班存放量为加工量的2.5倍，但大件不超过当班定额。

3、工件、物料摆放不得超高，在垛底与垛高之比为1：2的前提下，垛高不超出2m(单位超高除外)，砂箱堆垛不超过3.5 m。

(五)地面状态：要求生产场地平坦、清洁。深大于0.2 m、宽大于0.1 m的坑、壕、池应有可靠的防护栏或盖板。

第二节金属切削机床及砂轮机安全技术

知识点一、金属切削机床的危险因素

静止部件、旋转部件、内旋转咬合、往复运动和滑动的危害、飞出物。

知识点二、金属切削机床的安全技术措施

1、机床运转异常状态：1)温升异常2)转速异常3)振动和噪声过大4)出现撞击声5)输入输出参数异常6)机床内部缺陷

振动故障率最大：机床由于振动而产生的故障占整个故障的`60%~70%。

2、运动机械中易损件的故障检测。

重点：易损件有传动轴、轴承、齿轮、叶轮，其中滚动轴承和齿轮的损坏更为普遍。

3、金属切削机床常见危险因素的控制措施：1)设备可靠接地，照明采用安全电压。2)楔子、销子不能突出表面。3)用专用工具，带护目镜。4)尾部安防弯装置及设料架。5)零部件装卡牢固。6)及时维修安全防护、保护装置。7)选用合格砂轮，装卡合理。

(8)加强检查，杜绝违章现象，穿戴好劳动保护用品。

知识点三、砂轮机的安全技术要求

砂轮机安装：地点选择。砂轮机正面装设不低于1.8m高度的防护挡板。

砂轮的平衡。直径大于或等于200mm的砂轮装上法兰盘后应先进行静平衡调试。

砂轮与卡盘的匹配。砂轮法兰盘直径不得小于被安装砂轮直径的1/3，且规定砂轮磨损到直径比法兰盘直径大10mm时应更换新砂轮。

砂轮机的防护罩。开口角度在主轴水平面以上不允许超过65゜，开口大于等于30゜时必须设挡屑屏板，砂轮圆周表面与挡板的间隙应小于6mm。

砂轮机的工件托架。直径在150m以上必须设置可调托架，砂轮与托架之间的距离应小于被磨工件最小外形尺寸的1/2，但最大不应超过3mm。

砂轮机使用安全要求：禁止侧面磨削;不准正面操作;不准共同操作。

第三节冲压(剪)机械安全技术

知识点一、冲压作业的危险因素

设备结构具有的危险;动作失控;开关失灵;模具的危险(伤害部位主要是手部)。

知识点二、冲压作业安全技术措施

包括改进冲压作业方式、改革冲模结构、实现机械化自动化、设置模具和设备的防护装置等。冲压作业机械化和自动化是减轻工人劳动强度、保证人身安全的根本措施。

重点：冲压设备的安全装置。按结构分为机械式、按钮式、光电式、感应式等。机械式防护装置。主要有：推手式、摆杆(拨手)、拉手安全装置。

知识点三、剪板机安全技术措施

操作剪板机时的注意事项(重点2、4、5)。不应独自1人操作剪板机;运动部位必须安装防护罩;操作者的手指保持安全距离，手指离剪刀口应保持最少200mm以外的距离，并且离开压紧装置。

第四节木工机械安全技术

知识点一、木工机械危险有害因素

刀轴转速高、多刀多刃、手工进料等。机械伤害：危险性大，发生概率高;火灾和爆炸：后果严重;木材的生物、化学危害;木粉尘危害;噪声和振动危害。

知识点二、木工机械安全技术措施

1、在设计上就应使木工机械具有完善的安全装置，包括安全防护装置、安全控制装置和安全报警信号装置。徒手操作者必须有安全防护措施，消声、吸尘或通风装置，刀轴与电气应有安全联控装置，采用安全送料装置或设置分离刀、防反弹安全屏护装置，设置遇事故需紧急停机的安全控制装置。

2、手压平刨伤手为多发性事故，手压平刨刀轴的设计与安装要求：1)必须使用圆柱形刀轴，绝对禁止使用方刀轴。2)压刀片的外缘应与刀轴外圆相合，当手触及刀轴时，只会碰伤手指皮，不会被切断。3)刨刀刃口伸出量不能超过刀轴外径1.1mm。4)刨口开口量应符合规定。

第五节铸造安全技术

知识点一、铸造作业危险有害因素

火灾及爆炸、灼烫、机械伤害、高处坠落、尘毒危害、噪声振动、高温和热辐射

知识点二、铸造作业安全技术措施

(一)工艺要求

在工艺可能的条件下，宜采用湿法作业，操作条件差的场合宜采用机械手遥控隔离操作。污染较小的造型、制芯工段在集中采暖地区应布置在非采暖季节最小频率风向的下风侧，在非集中采暖地区应位于全面最小频率风向的下风侧。

(二)建筑要求：铸造车间应安排在高温车间、动力车间的建筑群内，建在厂区其他不释放有害物质的生产建筑的下风侧;厂房主要朝向宜南北向;绿化带。

(三)除尘：电弧炉的烟气净化设备宜采用干式高效除尘器;冲天炉的排烟净化宜采用机械排烟净化设备。

第六节锻造安全技术

知识点一、锻造的特点

在金属灼热的状态下进行，所使用的设备如空气锤、蒸汽锤、摩擦压力机等，工作时发出的都是冲击力，作用力是很大的，

知识点二、锻造的危险有害因素

伤害事故：机械伤害、火灾爆炸、灼烫(800~1200)。

职业危害：噪声和振动、尘毒危害、热辐射。

知识点三、锻造的安全技术措施

12点(掌握重点启动装置3、4、5及11)。外露的传动装置(齿轮传动、摩擦传动、曲柄传动或皮带传动等)必须要有防护罩;启动装置必须能保证对设备进行迅速开关，并保证设备运行和停车状态的连续可靠;电动启动装置的按钮盒，其按钮上需标有“启动”、“停车”等字样。停车按钮为红色，其位置比启动按钮高10—12 mm;新安装和经过大修理的锻压设备，应该根据设备图纸和技术说明书进行验收和试验。

第七节安全人机工程基本知识

知识点一、定义与研究内容

(一)“人—机—环境”系统

解决安全问题的根本需求是实现生产过程的机械化和自动化。

(二)人机系统的类型：主要有两类，一类为机械化、半机械化控制的人机系统;另一类为全自动化控制的人机系统。

1)机械化、半机械化控制的人机系统：人主要充当生产过程的操作者与控制者。系统的安全性主要取决于人机功能分配的合理性、机器的本质安全性及人为失误状况。

2)全自动化控制的人机系统：人是监视着和管理者。系统的安全性主要取决于机器的本质安全性、机器的冗余系统失灵以及人处于低负荷时应急反应变差等。

第八节 人的特性

知识点一、人体测量

(一)静态测量。

测量方法：可采取不同的姿势，主要有立姿、坐姿、跪姿和卧姿等几种。

人体测量的数据是指人体不同部位的尺寸，在设计不同的设备或产品时会涉及到。

影响人体测量数据的因素：民族因素，性别、年龄因素，职业因素。

(二)动态测量

(三)人体测量数据的运用准则

最大最小准则，可调性准则，平均准则，使用最新人体数据准则，地域性准则，功能修正与最小心理空间相结合准则(着装修正量、功能修正量得到最小功能尺寸、附加心理修正量得到最佳功能尺寸)。

知识点二、人的生理特性

1、视觉

暗适应与明适应能力：暗适应的过渡时间较长，约需要30min;明适应约需1min;

眩光有害影响：使暗适应破坏，产生视觉后像;降低视网膜上的照度;减弱观察物体与背景的对比度;观察物体时产生模糊感觉等，这些都将影响操作者的正常作业。

视错觉：形状错觉，色彩错觉，物体运动错觉。其中常见的形状错觉有长短错觉、方向错觉、对比错觉、大小错觉、远近错觉及透视错觉等。色彩错觉有对比错觉、大小错觉、温度错觉、距离错觉及疲劳错觉等。

视觉损伤与视觉疲劳：眼睛能承受的可见光的最大亮度值约为106cd/m2。300m以下的短波紫外线可引起紫外线眼炎。紫外线照射4～5h后眼睛便会充血，l0～12h后会使眼睛剧痛而不能睁眼。常受红外线照射可引起白内障。直视高亮度光源如激光、太阳光等，会引起黄斑烧伤，有可能造成无法恢复的视力减退。低照度或低质量的光环境，会引起各种眼的折光缺陷或提早形成老花。眩光或照度剧烈而频繁变化的光可引起视觉机能的降低。

视觉的运动规律：人眼看一个目标要得到视觉印象，最短的注视时间为0.07～0.3s，这里与照明的亮度有关。人眼视觉的暂停时间平均需要0.17s。

2、听觉。听觉的功能有分辨声音的高低和强弱，还可以判断环境中声源的方向和远近。

听觉绝对阈限：频率阈限、声压阈限和声强阈限。

听觉辨别阈限：人耳具有区分不同频率和不同强度声音的能力。

辨别声音的方向和距离的能力。

3、人的感觉与反应

反应时间：是从包括感觉反应时间到开始动作所用时间的总和。一般条件下，反应时间约为0.1-0.5S，对于复杂的选择性反应时间达1-3S，要进行复杂判断和认识的反应时间平均达3-5S。

减少反应时间的途径：1)合理地选择感知类型(听觉的反应时间最短0.1-0.2S);2)按人机工程学原则设计机器;3)通过训练提高人的反应速度。

(二)人体的特性参数

与产品设计和操作机器有关参数：静态参数，动态参数，生理学参数，生物力学参数。

人体劳动强度参数：耗氧量、心率、人的劳动强度。体力劳动强度按劳动强度指数i大小分为4级：轻劳动、中等强度劳动、重强度劳动、很重体力劳动。

(三)疲劳

疲劳的定义：疲劳分为肌肉疲劳(或称体力疲劳)和精神疲劳(或称脑力疲劳)两种。

消除疲劳的途径：设计时应充分考虑人的生理心理因素;改善工作环境;合理安排作息时间。

3、疲劳测定的方法：主观感觉调查表法、分析脑电图、测定频闪值、智能测验、精神测验、连续拍摄人体动作的变化。

4、单调作业与轮班作业

避免作业单调的措施：培养多面手，工作延伸，操作再设计，显示作业终极目标，动态信息报告，推行消遣工作法，改善作业环境。

轮班作业：单班制、两班制、三班制或四班制等。许多企业实行“四班三运转制” 。

知识点三、人的心理特性

能力：是指一个人完成一定任务的本领。主要有感觉、知觉、观察力、注意力、记忆力、思维想象力和操作能力等。

各种能力的总和就构成人的智力，它包括人的认识能力和活动能力。

情绪与情感。不安全情绪有急躁情绪和烦躁情绪。

第九节 机械的特性

知识点一、机械安全的定义及特性

机械安全的特性。现代机械安全具有：系统性、防护性、友善性、整体性。

知识点二、机械故障诊断技术

故障诊断的基本流程包括诊断文档建立和诊断实施两大部分。诊断实施过程的基本步骤：信号检测 、特征提取(或称信号处理) 、状态识别、诊断决策 。

(三)故障诊断技术

1、振动信号的检测与分析

振动信号一般用位移、速度或加速度传感器来测量。传感器应尽量安装在诊断对象敏感点或离核心部位最近的关键点。

2、油液分析技术：应用较多的有光谱油液分析和铁谱油液分析 。

3、温度检测及红外线监测技术。

4、超声探伤技术：可以对所有固体材料进行探伤和检测。

5、表面缺陷探伤技术：磁粉探伤、渗透探伤、涡流探伤。

知识点三、 机械的可靠性设计与维修性设计

可靠性定义：指系统或产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力。

可靠性度量指标：可靠度、故障率(或失效率)、平均寿命(或平均无故障工作时间)、维修度、有效度。

有效度：狭义可靠度r(t)与维修度m(τ)的综合称为有效度，也称广义可靠度。

(二)维修性设计

维修性是指对故障产品修复的难易程度。即在规定条件和规定时间内，完成某种产品维修任务的难易程度。

应考虑的主要问题：可达性、零组部件的标准化与互换性、维修人员的安全。

第十节 人机作业环境

知识点一、光环境

(一)光的度量

概念：光通量、发光强度(光强)、亮度、照度。照度不足是重要原因。

(二)照明对作业的影响

照明与疲劳、照明与事故。视觉疲劳是产生事故和影响工效的主要原因。

知识点二、色彩环境

颜色的特性颜色具有色调、明度、彩度三个基本特性。

色彩对生理的影响，视觉疲劳。

知识点三、微气候环境

构成微气候的要素：空气温度、空气湿度、气流速度、热辐射。

空气温度，分为舒适温度(21±3℃)和允许温度(舒适温度±3~5 ℃)。

空气湿度，有绝对湿度和相对湿度，相对湿度在80%以上为高气湿，低于30%为低气湿，舒适的湿度一般为40%~60%。

气流速度，室外一般为0.15m/s时空气新鲜。

(二)人体对微气候环境的感受与评价

1、微气候环境的综合评价。1)有效温度(感觉温度)：干球温度、湿球温度和气流速度;2)不适指数：干球温度、湿球温度;3)三球温度指数wbgt：干球、湿球、黑球;4)卡他度：气温、湿度和风速。

2、高温作业环境对人体的影响：高温环境使人心率和呼吸加快、湿热环境对中枢神经系统具有抑制作用、高温环境下，人的水分和盐分大量丧失。

3、低温环境对人体的影响：手的触觉敏感性临界皮温是10℃左右。

第十一节 人机系统

知识点一、人机信息及能量交换系统模型

人机系统的任何活动实质上是信息及能量的传递和交换。

知识点二、人机功能分配

1、人在人机系统中的主要功能：传感功能、信息处理功能、操纵功能。

2、人机功能分配原则：笨重的、快速的、持久的、可靠性高的、精度高的、规律性的、单调的、高价运算的、操作复杂的、环境条件差的工作，适合机器;而研究、创造、决策、指令和程序的编排、检查、维修、故障处理及应付不测等工作，适合人。

知识点三、人机系统可靠性计算

(一)人机系统的可靠度计算

1、人机串联系统。人机并联系统：并行工作冗余法、后备冗余法。

2、两人监控人机系统的可靠度：异常时相当于两人并联;正常相当于两人串联。

异常情况时，Rsr′=RHb·RM=[1-(1-R1)(1-R2)]RM

正常情况时，Rsr″=RHc·RM=Rl·R2·RM

(二)人机系统可靠性设计基本原则

1、系统的整体可靠性原则、高可靠性组成单元要素原则 、具有安全系数的设计原则、高可靠性方式原则、标准化原则、高维修度原则(零件标准化、部件通用化、设备系列化)、事先进行试验和进行评价的原则、预测和预防的原则、人机工程学、技术经济性、审查原则、整理准备资料和交流信息原则、信息反馈原则、设立相应的组织机构。

2、高可靠性方式原则：冗余设计、故障安全装置、自动保险装置。

3、故障安全结构有以下几种：

①消极被动式。组成单元发生故障时，机器变为停止状态。

②积极主动式。组成单元发生故障时，机器一面报警，一面还能短时运转。

③运行操作式。即使组成单元发生故障，机器也能运行到下次的定期检查。

通常在产业系统中，大多为消极被动式结构。

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❺ 疲劳强度有哪些分析方法

1.选用高强度的金属材料。
2.合理的零件结构、形状设计。避免应力集中。
3.选用合理的热处理，消除材料内应力。
4.降低表面粗糙度，提高表面质量，可以消除初始裂纹存在的可能性。例如，大型发动机的重要紧固螺栓，表面粗糙度Ra1.6（螺帽除外）。
5.强力抛丸，强化表面。
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