KR101110630B1 - 대형 베어링 교정장치 및 교정방법 - Google Patents

대형 베어링 교정장치 및 교정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대형 베어링 교정장치 및 교정방법에 관한 것으로, 열처리 후 변형된 대형(풍력 터빈, 건설기계 등) 베어링의 내외륜을 측정하여 교정하는 대형 베어링 교정장치 및 교정방법에 관한 것이다. 상하판(110,120)으로 형성되어 교정장치를 탑재하는 프레임(100)과; 대형 베어링(900)의 교정부위를 유압실린더(203)로 교정하는 교정부(200)와; 상기 대형 베어링(900)을 회전시키도록 외륜에 밀착되는 구동축(300) 및 아이들(400)과; 상기 대형 베어링(900)의 교정부위를 측정하는 측정부(500)와; 상기 대형 베어링(900)을 상부에 탑재하여 회전을 돕는 하부롤러(600)와; 작업상태 확인 및 작동을 제어하는 OP박스(700)로 구성된다. 따라서, 본 발명은 풍력 터빈이나 건설기계와 같이 대형 기계장치에 사용되는 베어링 제작시 열처리 후 내외륜을 측정하여 교정부위 발생시 교정작업을 실시하여 정밀한 베어링을 제작할 수 있는 효과가 있다.
대형 베어링, 교정부, 구동축, 아이들, 측정부, 하부롤러

Description

대형 베어링 교정장치 및 교정방법{Method and Apparatus for reshaping of bearing}
본 발명은 대형 베어링 교정장치 및 교정방법에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 열처리 후 변형된 대형(풍력 터빈, 건설기계 등) 베어링의 내외륜을 측정하여 교정하는 대형 베어링 교정장치 및 교정방법에 관한 것이다.
대형 베어링은 지름이 5M이상의 비교적 큰 기계장치에 사용되는 것으로, 풍력 터빈이나 탱크 또는 기중기와 같은 건설기계장치에 많이 사용되고 있다.
상기 풍력 터빈(Wind Turbine)은 우리가 주위에서 쉽게 접할 수 있는 청정 에너지원인 바람을 이용하여 생활에 필요한 전기 에너지를 생산하는 전력 변환장치로서, 바람으로부터 회전에너지를 만드는 회전자(Rotor), 전기를 생산하는 발전기(Generator), 회전자의 회전에너지를 발전기로 전달하는 구동장치(Drive Train), 이러한 주요 장치를 지면으로 부터 높이 위치시키기 위한 타워(Tower)로 구성되며, 상기 회전자의 회전을 위해서는 풍력 터빈용 베어링(Wind Turbine Bearing이 사용되고 있다.
그러나, 상기에서 설명한 풍력 터빈 및 탱크나 기중기와 같은 건설기계에 사 용되는 베어링 제작시 열처리 작업 후 내외륜을 정밀하게 측정하고, 측정된 부위에 있어 교정작업이 필요한 부분에 대해서는 교정작업이 이루어질 수 있도록 하는 장치가 요구되고 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 풍력 터빈이나 탱크 또는 건설기계와 같이 대형 기계장치에 사용되는 베어링 제작시 열처리 후 내외륜을 측정하여 교정부위 발생시 교정작업을 실시하는 것으로, 열처리된 대형 베어링을 경사면을 갖는 프레임에 탑재하되, 상기 프레임에는 대형 베어링의 외륜에 밀착되어 베어링을 회전시키는 구동축 및 아이들과, 측정센서로 교정부위를 측정하는 측정부와, 상기 베어링의 회전을 원활하게 돕는 하부롤러와, 교정작업을 실시하는 교정부 및 작업상태 확인 및 작동을 제어하는 OP박스를 구비하는 대형 베어링 교정장치 및 교정방법을 제공하는데 목적이 있다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 상부에서 하부로 경사면을 갖는 상판과 평평한 하판이 기둥으로 고정되며, 상기 하판에 유압펌프와 PC박스를 구비하는 프레임과; 상기 프레임에 탑재되는 대형 베어링의 내측에 위치되도록 상판 중앙부에 좌우방향으로 설치되고, 상부면에 형성되는 가이드레일상에서 좌우 이송되도록 유압실린더로 양단이 연결되는 교정블럭이 LM가이드상에 구비되는 교정부와; 상기 대형 베어링 외측에 위치되도록 상판 하단부 일측에 수직방향으로 설치되고, 양단 써포터에 고정되는 볼스크류가 핸들에 의해 회전되며, 상부면에 형성되는 가이드레일상에서 좌우 이송되도록 LM가이드가 구비되고, 상기 LM가이드 하단에는 커플링으로 연결되는 서보모터가 구비되며, 상단에는 파워블럭과 롤러가 각각 구비되는 구동축 과; 상기 대형 베어링 외측에 위치되도록 상판 하단부 타측에 수직방향으로 설치되고, 양단 써포터에 고정되는 볼스크류가 핸들에 의해 회전되며, 상부면에 형성되는 가이드레일상에서 좌우 이송되도록 LM가이드가 구비되고, 상기 LM가이드 하단에는 엔코더가 구비되며, 상단에는 파워블럭과 롤러가 각각 구비되는 아이들과; 상기 대형 베어링 외측에 위치되도록 상판 상단부 중앙에 수직방향으로 설치되고, 양단 써포터에 고정되는 볼스크류가 핸들에 의해 회전되며, 상부면에 형성되는 가이드레일상에서 좌우 이송되도록 LM가이드가 구비되고, 상기 LM가이드 상단에는 XY테이블과 제1,2측정센서가 구비되는 측정부와; 상기 대형 베어링이 상단에 위치되도록 상판 상단부 양측에 수직방향으로 한쌍이 설치되고, 양단과 중앙의 베어링 사이에 롤러가 구비되며, 상기 양단 베어링에는 체결너트로 체결되는 하부롤러와; 상기 프레임 배면에 상부로 돌출되도록 구비되고, 상단에는 모니터가 구비되며, 하단에는 교정장치를 전기적으로 제어하는 버튼이 구비되는 OP박스로 구성된다.
목적을 달성하기 위한 방법으로는 대형 베어링이 하부롤러 상단과 교정블럭의 바닥면 및 구동축과 아이들의 LM가이드에 구비되는 롤러에 탑재되는 제10단계와; 상기 교정블럭의 외측 수직면에 대형 베어링의 내륜이 밀착되도록 유압실린더를 이용하여 LM가이드를 조절하는 제20단계와; 상기 구동축과 아이들에 구비되는 파워블럭 외주면에 대형 베어링의 외륜이 밀착되도록 LM가이드를 조절하는 제30단계와; 상기 구동축의 서보모터를 구동시켜 대형 베어링을 회전시키는 제40단계와; 상기 측정부에 구비되는 제1,2측정센서로 대형 베어링의 내외륜 교정부위 탐색 후 이상 없을시 작업이 종료되고, 이상 발생시 교정부의 유압실린더를 작동시켜 교정 작업을 실시하는 제50단계와; 상기 대형 베어링의 교정작업 실시 후 상기 구동축의 서보모터를 구동시켜 대형 베어링을 회전시켜 교정된 부위를 확인하는 제60단계를 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 경사면을 갖는 프레임에 대형 베어링의 외륜에 밀착되어 대형 베어링을 회전시키는 구동축 및 아이들과, 측정센서로 교정부위를 측정하는 측정부와, 상기 대형 베어링의 회전을 원활하게 돕는 하부롤러와, 교정작업을 실시하는 교정부 및 작업상태 확인 및 작동을 제어하는 OP박스를 구비하여, 대형 기계장치에 사용되는 베어링 제작시 열처리 후 내외륜을 측정하여 교정부위 발생시 교정작업을 실시하여 정밀한 베어링을 제작할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 대형 베어링 교정장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 대형 베어링 교정장치의 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 대형 베어링 교정장치의 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 교정부 구성을 나타낸 상세도이고, 도 5는 본 발명에 따른 구동축 구성을 나타낸 상세도이고, 도 6은 본 발명에 따른 아이들 구성을 나타낸 상세도이고, 도 7은 본 발명에 따른 측정부 구성을 나타낸 상세도이고, 도 8은 본 발명에 따른 하부롤러 구성을 나타낸 상세도이고, 도 9는 본 발명에 따른 OP박스 구성을 나타낸 상세도이다.
이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 풍력 터빈이나, 탱크 또는 기중기와 같은 대형 건설기계에 사용되는 베어링 교정장치의 사시도와 측면도 및 평면도로서, 대형 베어링 교정장치는 프레임(100) 상단에 교정부(200)와 구동축(300), 아이들(400), 측정부(500), 하부롤러(600) 및 OP박스(700)가 전기적으로 연결되는 구성이다.
상기 프레임(100)은 상부에서 하부로 경사면을 갖는 상판(110)과 평평한 하판(120)이 기둥(130)으로 고정되며, 상기 하판(120)에는 유압펌프(140)와 PC박스(150)를 구비한다.
상기 교정부(200)는 도 4(a) 내지 4(c)의 평면도와 정면도 및 측면도와 같이, 상기 프레임(100)에 탑재되는 대형 베어링(900)의 내측에 위치되도록 상판(110) 중앙부에 좌우방향으로 설치되고, 상부면에 형성되는 가이드레일(G)상에서 좌우 이송되도록 상기 유압펌프(140)로부터 유압을 공급받는 유압실린더(203)에 양단이 연결되는 교정블럭(201)이 LM가이드(202)상에 구비되며, 상기 교정블럭(201) 하단 양측면에는 스프링(204)이 구비된다.
상기 구동축(300)은 도 5(a) 내지 5(c)의 평면도와 정면도 및 측면도와 같이, 상기 대형 베어링(900) 외측에 위치되도록 상판(110) 하단부 일측에 수직방향으로 설치되고, 양단 써포터(301)에 고정되는 볼스크류(302)가 핸들(309)에 의해 회전되며, 상부면에 형성되는 가이드레일(G)상에서 좌우 이송되도록 LM가이드(303)가 구비된다.
상기 LM가이드(303) 하단에는 커플링(304)으로 연결되는 서보모터(313)가 구비되며, LM가이드(303) 상단에는 파워블럭(307)과 롤러(308)가 각각 구비되되, 베어링(306)이 상기 LM가이드(303) 상부로 관통되도록 베어링너트(305)가 상기 LM가 이드(303) 하부면에 밀착되고, 상기 LM가이드(303) 하부 일측에는 클램프레버(312)가 구비된다.
또한, 상기 써포터(301)에는 레버(310)가 구비되며, 볼스크류(302) 측면 상판(110)에는 스케일(311)이 상기 볼스크류(302)와 나란히 위치되도록 구비된다.
상기 아이들(400)은 도 6(a) 내지 6(c)의 평면도와 정면도 및 측면도와 같이, 상기 대형 베어링(900) 외측에 위치되도록 상판(110) 하단부 타측에 수직방향으로 설치되고, 양단 써포터(401)에 고정되는 볼스크류(402)가 핸들(409)에 의해 회전되며, 상부면에 형성되는 가이드레일(G)상에서 좌우 이송되도록 LM가이드(403)가 구비된다.
상기 LM가이드(403) 하단에는 엔코더(404)가 구비되며, LM가이드(403) 상단에는 파워블럭(407)과 롤러(408)가 각각 구비되되, 베어링(406)이 상기 LM가이드(403) 상부로 관통되도록 베어링너트(405)가 상기 LM가이드(403) 하부면에 밀착되고, 상기 LM가이드(403) 하부 일측에는 클램프레버(412)가 구비된다.
또한, 상기 써포터(401)에는 레버(410)가 구비되며, 볼스크류(402) 측면 상판(110)에는 스케일(411)이 상기 볼스크류(402)와 나란히 위치되도록 구비된다.
상기 대형 베어링(900)은 구동축(300)과 아이들(400)의 롤러(308,408) 상부에 탑재되어, 구동축(300)에 구비되는 서보모터(313)에 의해 일방향으로 회전되고, 상기 클램프레버(312,412)는 작업하고자 하는 대형 베어링(900) 모델에 맞는 치구 교환을 위한 파워블럭(307,407) 교체시 고정 및 고정된 상태를 해지하거나, 최초 세팅된 대형 베어링(900) 외륜에 파워블럭(307,407)을 밀착시키기 위하여 클램프레 버(312,412)를 일방향으로 돌려 볼스크류(302,402)의 고정을 해지한 다음, 핸들(309,409)을 회전시켜 파워블럭(307,407)을 대형 베어링(900)에 밀착시킨 후 클램프레버(312,412)를 타방향으로 돌려 볼스크류(302,402)를 고정시키게 된다.
상기 측정부(500)는 도 7(a)와 7(b)의 평면도 및 정면도와 같이, 상기 대형 베어링(900) 외측에 위치되도록 상판(110) 상단부 중앙에 수직방향으로 설치되고, 양단 써포터(501)에 고정되는 볼스크류(502)가 핸들(503)에 의해 회전된다.
또한, 측정부(500) 상부면에 형성되는 가이드레일(G)상에서 좌우 이송되도록 LM가이드(504)가 구비되고, 상기 LM가이드(504) 상단에는 X 또는 Y 방향으로의 이송이 가능한 XY테이블(506)과, 대형 베어링(900)의 교정부위를 측정하는 제1측정센서(507) 및 교정된 부위를 측정하는 제2측정센서(508)가 구비되며, 상기 써포터(501)에는 레버(505)가 구비된다.
상기 하부롤러(600)는 도 8(a)와 8(b)의 평면도 및 정면도와 같이, 상기 대형 베어링(900)이 상단에 위치되도록 상판(110) 상단부 양측에 수직방향으로 한 쌍씩 총 세 쌍이 설치되고, 하부롤러(600) 양단과 중앙의 베어링(602) 사이에 롤러(601)가 구비되며, 상기 양단 베어링(602)에는 체결너트(603)로 체결된다.
상기 하부롤러(600) 양단과 중앙에는 상하 높이 조절이 가능하도록 높이조정 레벨볼트(604)가 좌우 한 쌍씩 구비되어, 상기 하부롤러(600)의 상하단 조절이 가능하다.
상기 OP박스(700)는 도 9(a)와 9(b)의 정면도 및 측면도와 같이, 상기 프레임(100) 배면에 상부로 돌출되도록 구비되고, 상단에는 보호창(702)으로 보호되는 모니터(701)가 구비되며, 하단에는 교정장치를 전기적으로 제어하는 버튼이 구비된다.
상기 OP박스(700) 하단의 버튼은 설비 전원의 ON/OFF에 따른 램프 점등 및 소등을 표시해주는 파워램프(711)(Power Lamp)와, 설비 전원의 ON/OFF를 제어하는 파워스위치(712)(Power Switch)와, Manual/Auto 선택 버튼인 싸이클버튼(713)(Cycle Button)과, Auto시 자동 측정을 시작하는 측정스타트버튼(714)(Measure Start Button)과, Auto시 자동 측정을 정지하는 측정스톱버튼(715)(Measure Stop Button)과, 유압 실린더를 기동하는 펌프온버튼(716)(Hyd' Pump On)과, 유압 실린더의 전/후진 선택 버튼인 전후진버튼(717)(Reshaping Button)과, 모터를 기동시켜 구동롤러를 운전시키는 회전버튼(718)(Rotate Button)과, 운전중 발생하는 알람을 해지하는 알람리셋버튼(719)(Alram Reset Button) 및 운전중 위험 발생시 장비를 정지하는 비상정지버튼(720)(Emergency Stop Button)으로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 대형 베어링 교정장치의 교정방법을 설명하면 다음과 같다.
대형 베어링(900)이 하부롤러(600) 상단과 교정블럭(201)의 바닥면 및 구동축(300)과 아이들(400)의 LM가이드(303,403)에 구비되는 롤러(308,408)에 탑재되는 제10단계(S10)와; 상기 교정블럭(201)의 외측 수직면에 대형 베어링(900)의 내륜이 밀착되도록 유압실린더(203)를 이용하여 LM가이드(202)를 조절하는 제20단계(S20)와; 상기 구동축(300)과 아이들(400)에 구비되는 파워블럭(307,407) 외주면에 대형 베어링(900)의 외륜이 밀착되도록 LM가이드(303,403)를 조절하는 제30단계(S30)와; 상기 구동축(300)의 서보모터(313)를 구동시켜 대형 베어링(900)을 회전시키는 제40단계(S40)와; 상기 측정부(500)에 구비되는 제1,2측정센서(507,508)로 대형 베어링(900)의 내외륜 교정부위 탐색 후 이상 없을시 작업이 종료되고, 이상 발생시 교정부(200)의 유압실린더(203)를 작동시켜 교정작업을 실시하는 제50단계(S50)와; 상기 대형 베어링(900)의 교정작업 실시 후 상기 구동축(300)의 서보모터(313)를 구동시켜 대형 베어링(900)을 회전시켜 교정된 부위를 확인하는 제60단계(S60)를 포함한다.
이때, 상기 OP박스(700)의 버튼 작동에 있어서, 싸이클버튼(713)을 자동으로 선택 후 측정스타트버튼(714)을 눌러 대형 베어링(900)의 내외륜 자동 측정을 실시하며, 측정시 불량(NG)이 발생하게 되면 측정이 완료된 다음 교정위치로 자동회전된다.
그런다음, 싸이클버튼(713)을 수동으로 선택 후 펌프온버튼(716)을 ON으로 하여 유압 실린더를 기동시키며, 전후진버튼(717)을 동작시켜 교정을 실시하고, 싸이클버튼(713)을 자동으로 선택 후 대형 베어링(900)에 대한 확인작업 후 합격(OK) 판정이 나면 작업을 완료하게 된다.
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 대형 베어링 교정장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 대형 베어링 교정장치의 측면도.
도 3은 본 발명에 따른 대형 베어링 교정장치의 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 교정부 구성을 나타낸 상세도.
도 5는 본 발명에 따른 구동축 구성을 나타낸 상세도.
도 6은 본 발명에 따른 아이들 구성을 나타낸 상세도.
도 7은 본 발명에 따른 측정부 구성을 나타낸 상세도.
도 8은 본 발명에 따른 하부롤러 구성을 나타낸 상세도.
도 9는 본 발명에 따른 OP박스 구성을 나타낸 상세도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : 프레임 110 : 상판
120 : 하판 130 : 기둥
140 : 유압펌프 150 : PC박스
200 : 교정부 201 : 교정블럭
202 : LM가이드 203 : 유압실린더
204 : 스프링 300 : 구동축
400 : 아이들 301,401 : 써포터
302,402 : 볼스크류 303,403 : LM가이드
304 : 커플링 404 : 엔코더
305,405 : 베어링너트 306,406 : 베어링
307,407 : 파워블럭 308,408 : 롤러
309,409 : 핸들 310,410 : 레버
311,411 : 스케일 312,412 : 클램프레버
313 : 서보모터 500 : 측정부
501 : 써포터 502 : 볼스크류
503 : 핸들 504 : LM가이드
505 : 레버 506 : XY테이블
507,508 : 제1,2측정센서 600 : 하부롤러
601 : 롤러 602 : 베어링
603 : 체결너트 604 : 높이조정 레벨볼트
700 : OP박스 900 : 대형 베어링

Claims (3)

  1. 대형 베어링 교정장치에 있어서,
    상부에서 하부로 경사면을 갖는 상판(110)과 평평한 하판(120)이 기둥(130)으로 고정되며, 상기 하판(120)에 유압펌프(140)와 PC박스(150)를 구비하는 프레임(100)과;
    상기 프레임(100)에 탑재되는 대형 베어링(900)의 내측에 위치되도록 상판(110) 중앙부에 좌우방향으로 설치되고, 상부면에 형성되는 가이드레일(G)상에서 좌우 이송되도록 유압실린더(203)로 양단이 연결되는 교정블럭(201)이 LM가이드(202)상에 구비되는 교정부(200)와;
    상기 대형 베어링(900) 외측에 위치되도록 상판(110) 하단부 일측에 수직방향으로 설치되고, 양단 써포터(301)에 고정되는 볼스크류(302)가 핸들(309)에 의해 회전되며, 상부면에 형성되는 가이드레일(G)상에서 좌우 이송되도록 LM가이드(303)가 구비되고, 상기 LM가이드(303) 하단에는 커플링(304)으로 연결되는 서보모터(313)가 구비되며, 상단에는 파워블럭(307)과 롤러(308)가 각각 구비되는 구동축(300)과;
    상기 대형 베어링(900) 외측에 위치되도록 상판(110) 하단부 타측에 수직방향으로 설치되고, 양단 써포터(401)에 고정되는 볼스크류(402)가 핸들(409)에 의해 회전되며, 상부면에 형성되는 가이드레일(G)상에서 좌우 이송되도록 LM가이드(403)가 구비되고, 상기 LM가이드(403) 하단에는 엔코더(404)가 구비되며, 상단에는 파 워블럭(407)과 롤러(408)가 각각 구비되는 아이들(400)과;
    상기 대형 베어링(900) 외측에 위치되도록 상판(110) 상단부 중앙에 수직방향으로 설치되고, 양단 써포터(501)에 고정되는 볼스크류(502)가 핸들(503)에 의해 회전되며, 상부면에 형성되는 가이드레일(G)상에서 좌우 이송되도록 LM가이드(504)가 구비되고, 상기 LM가이드(504) 상단에는 XY테이블(506)과 제1,2측정센서(507,508)가 구비되는 측정부(500)와;
    상기 대형 베어링(900)이 상단에 위치되도록 상판(110) 상단부 양측에 수직방향으로 한쌍이 설치되고, 양단과 중앙의 베어링(602) 사이에 롤러(601)가 구비되며, 상기 양단 베어링(602)에는 체결너트(603)로 체결되는 하부롤러(600)와;
    상기 프레임(100) 배면에 상부로 돌출되도록 구비되고, 상단에는 모니터(701)가 구비되며, 하단에는 교정장치를 전기적으로 제어하는 버튼이 구비되는 OP박스(700)로 구성되는 것을 특징으로 하는 대형 베어링 교정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하부롤러(600) 양단과 중앙에는 상하 높이 조절이 가능하도록 높이조정 레벨볼트(604)가 좌우 한 쌍씩 구비되는 것을 특징으로 하는 대형 베어링 교정장치.
  3. 대형 베어링 교정방법에 있어서,
    대형 베어링(900)이 하부롤러(600) 상단과 교정블럭(201)의 바닥면 및 구동축(300)과 아이들(400)의 LM가이드(303,403)에 구비되는 롤러(308,408)에 탑재되는 제10단계(S10)와;
    상기 교정블럭(201)의 외측 수직면에 대형 베어링(900)의 내륜이 밀착되도록 유압실린더(203)를 이용하여 LM가이드(202)를 조절하는 제20단계(S20)와;
    상기 구동축(300)과 아이들(400)에 구비되는 파워블럭(307,407) 외주면에 대형 베어링(900)의 외륜이 밀착되도록 LM가이드(303,403)를 조절하는 제30단계(S30)와;
    상기 구동축(300)의 서보모터(313)를 구동시켜 대형 베어링(900)을 회전시키는 제40단계(S40)와;
    측정부(500)에 구비되는 제1,2측정센서(507,508)로 대형 베어링(900)의 내외륜 교정부위 탐색 후 이상 없을시 작업이 종료되고, 이상 발생시 교정부(200)의 유압실린더(203)를 작동시켜 교정작업을 실시하는 제50단계(S50)와;
    상기 대형 베어링(900)의 교정작업 실시 후 상기 구동축(300)의 서보모터(313)를 구동시켜 대형 베어링(900)을 회전시켜 교정된 부위를 확인하는 제60단계(S60)를 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 베어링 교정방법.
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