GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: BẢO DƯỠNG GẦM VÀ THIẾT BỊ CÔNG TÁC MÁY LU

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Mô đun: Bảo dưỡng gầm và thiết bị công tác máy lu là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc nghề Vận hành máy thi công mặt đường ở trình độ Cao đẳng. Tài liệu được ban hành chính thức theo Quyết định số 1955/QĐ-CĐGTVTTWI-ĐT ngày 21/12/2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Giao thông Vận tải Trung ương I, trực thuộc Bộ Giao thông Vận tải. Trong chương trình đào tạo chuyên ngành, mô đun này giữ vị trí trọng tâm nhằm trang bị khối kiến thức kỹ thuật cơ sở và kỹ năng thực hành bảo dưỡng hệ thống gầm của các phương tiện thi công nền móng, đường giao thông, sân bay và đê điều.

Mục tiêu học tập của giáo trình xác định rõ người học sau khi hoàn thành mô đun phải nắm vững các nguyên lý cấu tạo, chức năng hoạt động của các cụm chi tiết thuộc phần gầm máy lu; nhận biết và phân loại được các dòng máy đầm nén phổ biến; thực hiện đúng quy trình kỹ thuật kiểm tra, chẩn đoán, bảo dưỡng định kỳ và khắc phục các sai lệch kỹ thuật trên hệ thống truyền lực, hệ thống lái, hệ thống phanh và hệ thống di chuyển.

Cấu trúc giáo trình được phân định thành 5 bài học chuyên đề theo trình tự logic kỹ thuật: từ tổng quan thiết bị, phân loại dầu mỡ bôi trơn, chu kỳ bảo dưỡng cho đến kết cấu và quy trình bảo dưỡng chi tiết từng hệ thống chức năng. Cách tiếp cận của tài liệu dựa trên phương pháp kết hợp giữa lý thuyết kết cấu cơ học - thủy lực và bảng hướng dẫn quy trình thao tác từng bước. Điểm đặc thù của giáo trình là việc sử dụng trực tiếp các sơ đồ động học, thông số kỹ thuật và hình ảnh mô tả từ các dòng máy lu thực tế như Sakai R2, Sakai TS200, Sakai SW70C, Sakai T3650C, JV100A và SV 510-IE.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Nội dung giáo trình gồm 5 bài học chính với tiến trình tiếp cận từ tổng thể đến chi tiết:

  • Bài 1: Tổng quan về gầm máy lu: Cung cấp định nghĩa máy lu (thiết bị phục vụ đầm nén đất, cấp phối, vật liệu làm đường); phân loại 4 nhóm máy lu chính gồm lu chân cừu (quả lăn có vấu sắp xếp hình bàn cờ hoặc mắt áo), lu rung (tải trọng tĩnh 12–16 tấn, khi rung đạt 25–30 tấn; loại 2 bánh sắt 7 tấn khi rung đạt 14 tấn), lu tĩnh (bánh thép mặt trơn nhẵn) và lu bánh lốp. Phân tích giao diện điều khiển, bảng táp-lô, các loại đồng hồ đo (tốc độ quay động cơ, nhiệt độ nước làm mát, áp suất khí, mức nhiên liệu) và hệ thống đèn cảnh báo trên các dòng máy JV100A, SV 510-IE, Sakai R2, Sakai TS200, Sakai SW70C. Quy định chủng loại dầu mỡ bôi trơn và xây dựng chu kỳ bảo dưỡng máy.
  • Bài 2: Bảo dưỡng hệ thống truyền lực máy lu: Giới thiệu công dụng, phân loại ly hợp chính (thường đóng và thủy lực) và ly hợp đảo chiều. Trình bày chi tiết cấu tạo ly hợp đảo chiều (trục đảo chiều, cặp bánh răng vành chậu - quả dứa, thân bộ ly hợp, đĩa ép, đĩa chủ động, chốt định vị, vành điều chỉnh, càng đóng mở, lò xo ngăn cách). Phân tích cấu tạo và nguyên lý hộp số cơ khí 3 trục (trục chủ động, trục trung gian, trục bị động, bộ đồng tốc, cặp bánh răng số lùi) với các cấp số I, II, III (số truyền thẳng $i=1$) và số lùi. Phân loại và cấu tạo trục truyền động các đăng (khớp chữ thập, khớp nối mềm, trục then hoa); cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bộ vi sai (bánh răng trụ, cam, trục vít; vành răng, vỏ vi sai, bánh răng bán trục, bánh răng vệ tinh và cơ cấu khóa vi sai chống sa lầy).
  • Bài 3: Bảo dưỡng hệ thống lái máy lu: Phân loại hệ thống lái theo nguyên tắc dẫn động (cơ học, thủy lực, khí nén) và kết cấu. Mô tả cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống lái kiểu trục vít - bánh vít trên máy lu tĩnh; hệ thống lái trợ lực thủy lực trên máy lu rung (gồm bơm dầu bánh răng, xi lanh van phân phối, piston phân phối, lò xo cân bằng, van an toàn, xi lanh thủy lực và tay quay trục đứng).
  • Bài 4: Bảo dưỡng hệ thống phanh máy lu: Phân loại phanh theo công dụng (phanh chính/phanh chân, phanh dừng/phanh tay, phanh chậm dần), theo kết cấu (phanh guốc, phanh đĩa, phanh đai) và theo dẫn động (cơ khí, thủy lực, khí nén, kết hợp khí nén - thủy lực). Trình bày cấu tạo phanh đai trên máy lu tĩnh (bàn đạp, thanh răng khóa phanh, lò xo hồi vị, thanh kéo, càng chữ A, chốt, dải phanh, trống phanh) và phanh đĩa dẫn động thủy lực trợ lực chân không trên máy lu rung.
  • Bài 5: Bảo dưỡng hệ thống di chuyển máy lu: Trình bày sơ đồ động học hệ thống di chuyển cơ học trên máy lu tĩnh Sakai T3650C (động cơ $\rightarrow$ ly hợp $\rightarrow$ hộp số $\rightarrow$ khớp các đăng $\rightarrow$ bánh răng quả dứa/vành chậu $\rightarrow$ bộ vi sai $\rightarrow$ bán trục $\rightarrow$ xích truyền lực cuối $\rightarrow$ bánh chủ động); sơ đồ động hệ thống di chuyển thủy lực trên máy lu rung (động cơ điêzen $\rightarrow$ bộ ngắt công suất PTO $\rightarrow$ bơm di chuyển thủy lực $\rightarrow$ mô tơ di chuyển trước và mô tơ dẫn động hộp số sau $\rightarrow$ trục chủ động $\rightarrow$ bánh răng côn $\rightarrow$ bán trục $\rightarrow$ bộ truyền lực cuối).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Lý thuyết cơ học và truyền động động lực học: Nguyên lý thay đổi tỷ số truyền, truyền mô-men quay qua các khâu khớp cơ khí, cơ cấu bánh răng côn đổi hướng truyền lực dọc thành ngang, cơ chế biến chuyển động quay tròn thành tịnh tiến.
  • Nguyên lý thủy lực ứng dụng: Hoạt động phân phối áp suất chất lỏng qua van điều khiển, nguyên lý tạo lực đẩy vô cấp từ bơm bánh răng đến mô tơ thủy lực và cơ cấu chấp hành xi lanh lái/phanh.
  • Tiêu chuẩn chất lỏng kỹ thuật: Bảng phân loại độ nhớt và phẩm cấp dầu động cơ (SAE 10W-30, SAE 30, SAE 40 theo dải nhiệt độ $-15^\circ\text{C}$ đến $55^\circ\text{C}$), dầu bánh răng (SAE 10W-90, SAE 90, SAE 140), dầu thủy lực chống mài mòn (ISO VG32, ISO VG68, ISO 3448), mỡ chịu áp lực cao gốc Lithium (NLGI-2) và nhiên liệu điêzen theo tiêu chuẩn ASTM-D975 2D.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật thao tác: Thực hiện đúng quy trình nạp nhiên liệu qua bình lọc, xả cặn nước bình lắng điêzen, thay lõi lọc dầu, lọc hút thủy lực, thay dầu các-te động cơ, xả gió hệ thống phanh và ly hợp thủy lực.
  • Kỹ năng đo kiểm và căn chỉnh: Sử dụng khối chữ V và đồng hồ so kiểm tra độ cong trục các đăng (giới hạn tối đa $0{,}8\text{ mm}$), đo độ đảo đĩa phanh (giới hạn tối đa $0{,}1\text{ mm}$), dùng thước đo độ dày má phanh đĩa (thay thế khi $\le 1\text{ mm}$ hay $0{,}039\text{ in}$), căn chỉnh khe hở đai phanh và trống phanh ($2 - 3\text{ mm}$), chỉnh độ chùng dây đai quạt gió và độ căng xích truyền động.
  • Kỹ năng vận hành quy trình an toàn: Thực hiện trình tự kiểm tra 11 vị trí trước khi khởi động; quy trình sấy nóng buồng đốt ở nấc HEAT ($10 - 15\text{ giây}$) khi thời tiết lạnh; chạy không tải $5\text{ phút}$ để hâm nóng máy sau khởi động và hạ nhiệt trước khi tắt máy.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp sư phạm tích hợp theo mô đun nghề (Competency-Based Training), gắn kết chặt chẽ giữa phần giải phẫu kết cấu chi tiết và quy trình thực hiện các bước bảo dưỡng tại xưởng.

Trong mỗi bài học, nội dung thực hành được chia thành các quy trình chuẩn hóa:

  • Xử lý tình huống kỹ thuật (Case studies): Xử lý hiện tượng ly hợp bị trượt do mòn tấm ma sát thông qua thao tác tháo chốt định vị và xoay vành điều chỉnh; xử lý hiện tượng máy bị sa lầy một bên bánh bằng việc vận hành cơ cấu khóa vi sai; kiểm tra độ kín khí của bộ trợ lực phanh chân không thông qua thử nghiệm đạp giữ bàn đạp khi tắt/bật động cơ.
  • Thực hành quy trình tháo lắp và bảo dưỡng: Các bước bảo dưỡng định kỳ thay dầu hộp số, quy trình tháo cụm xi lanh phanh đĩa, tháo má phanh, vệ sinh pít-tông bằng khí nén, bôi mỡ glycol gốc xà phòng Lithium lên cao su chắn bụi và kỹ thuật xả bọt khí đường ống phanh qua nút xả.
  • Phương pháp đánh giá: Đánh giá năng lực người học qua mức độ chính xác của thao tác định lượng (đo độ dày má phanh, độ đảo đĩa phanh, độ căng xích) và tính tuân thủ các quy định an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp trong quá trình thu hồi dầu mỡ thải.
  • Hướng dẫn tự học: Học viên dựa vào số giờ máy làm việc trên đồng hồ công tơ mét để lập kế hoạch bảo dưỡng theo các cấp: $50\text{h}$, $100\text{h}$, $250\text{h}$, $300\text{h}$, $500\text{h}$, $1.000\text{h}$ và khi có yêu cầu phát sinh.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tích hợp dữ liệu kỹ thuật từ các dòng máy thi công thực tế: Giáo trình cập nhật đầy đủ các thông số kết cấu của các model máy thi công đang hoạt động trên công trường:
    • Máy lu Sakai R2: Động cơ diesel HINO W04D dung tích $4.009\text{ cc}$, công suất $66\text{ PS} / 1.800\text{ v/p}$, mô-men xoắn cực đại $25\text{ kg}\cdot\text{m} / 1.800\text{ v/p}$; dung tích thùng nhiên liệu $120\text{ lít}$, thùng thủy lực $95\text{ lít}$, thùng chứa nước $600\text{ lít}$; vận tốc di chuyển đạt $19\text{ km/h}$.
    • Máy lu Sakai TS200: Tải trọng toàn bộ $15\text{ tấn}$, công suất động cơ $92\text{ HP}$, dung tích buồng đốt $5.785\text{ cc}$.
    • Máy lu Sakai SW70C: Trọng lượng $7.050\text{ kg}$, bán kính quay vòng $4.700\text{ mm}$, công suất động cơ $74\text{ PS} / 2.200\text{ v/p}$, 4 cấp tốc độ di chuyển ($3\text{ km/h}$, $5\text{ km/h}$, $7\text{ km/h}$, $11\text{ km/h}$).
  • Chuyển đổi công nghệ truyền động: Phản ánh rõ xu hướng hiện đại hóa từ hệ thống truyền động cơ khí thuần túy (dẫn động xích, lái trục vít - bánh vít) sang hệ thống truyền động thủy lực vô cấp kết hợp bộ ngắt công suất PTO và trợ lực lái thủy lực toàn phần.
  • Chuẩn hóa hệ thống bảng điều khiển và hiển thị: Đưa vào tài liệu chi tiết các loại đèn cảnh báo điện tử (đèn báo tắc bầu lọc khí, tắc bầu lọc thủy lực, cảnh báo nhiệt độ nước làm mát, áp suất dầu bôi trơn, mức nước cất ắc quy) giúp người vận hành theo dõi trạng thái kỹ thuật trực quan.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên và học viên: Học sinh, sinh viên hệ Cao đẳng và Trung cấp chuyên ngành Vận hành máy thi công mặt đường, Công nghệ kỹ thuật máy xây dựng hoặc Kỹ thuật cơ khí công trình giao thông.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các mô-đun kiến thức cơ sở về Cơ học ứng dụng, Vẽ kỹ thuật cơ khí, Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật, Nguyên lý động cơ đốt trong và Thủy lực đại cương.
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm giáo trình giảng dạy lý thuyết chuyên ngành và khung tiêu chuẩn để xây dựng phiếu hướng dẫn thực hành tại xưởng bảo dưỡng, gara cơ khí.
  • Kỹ thuật viên tại doanh nghiệp: Cán bộ kỹ thuật, thợ sửa chữa và thợ vận hành máy tại các ban quản lý dự án công trình, công ty xây dựng giao thông sử dụng làm tài liệu quy chuẩn để tra cứu định mức bảo dưỡng định kỳ và các thông số kỹ thuật kiểm tra tại hiện trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn phục vụ đào tạo trình độ Cao đẳng nghề Vận hành máy thi công mặt đường. Tài liệu cũng phù hợp làm tài liệu đào tạo nghề cho kỹ thuật viên bảo dưỡng tại các gara máy công trình, thợ lái máy lu và cán bộ quản lý thiết bị cơ giới tại các công trường xây dựng hạ tầng giao thông.

2. Cần kiến thức nền nào để học?

Người học cần nắm vững kiến thức cơ sở về vật lý cơ học, kỹ thuật nhiệt động lực học, nguyên lý động cơ diesel, sơ đồ mạch thủy lực cơ bản và kỹ năng đọc bản vẽ kỹ thuật cơ khí máy xây dựng.

3. Điểm khác biệt với giáo trình máy cơ giới khác?

Tài liệu tập trung chuyên sâu vào các kết cấu đặc thù của máy lu đầm nén mà các loại máy cơ giới khác không có, bao gồm: cơ cấu ly hợp đảo chiều (thay cho cơ cấu gài số lùi thông thường), cơ cấu khóa vi sai chuyên dụng chống sa lầy bánh lu, hệ thống phanh đai tang trống cơ khí kết hợp phanh đĩa thủy lực, sơ đồ phân phối công suất từ bộ trích lực PTO đến mô tơ rung và mô tơ di chuyển vô cấp.

4. Làm sao để tự học hiệu quả?

Người học cần kết hợp đối chiếu sơ đồ nguyên lý với cấu tạo thực tế của từng cụm chi tiết trên máy; tuân thủ chu kỳ kiểm tra theo số giờ hiển thị trên đồng hồ công tơ mét; thực hiện kiểm tra định lượng thông số bằng dụng cụ đo chính xác (thước đo, đồng hồ so, dưỡng đo) thay vì ước lượng cảm tính.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo?

Chương trình đào tạo bao gồm các tài liệu chuyên đề bổ trợ cùng khối nghề thi công mặt đường gồm: giáo trình bảo dưỡng máy tưới nhựa đường, bảo dưỡng máy nén khí, bảo dưỡng máy cắt bê tông, máy sơn kẻ đường và máy đầm mặt đường.

Bảng tra cứu các mốc bảo dưỡng định kỳ

Khoảng thời gian Vị trí kiểm tra / Bảo dưỡng Nội dung công việc Loại dầu mỡ / Vật tư kỹ thuật
Bảo dưỡng ca (Trước/Sau vận hành) Mức nước làm mát, dầu động cơ, dầu thủy lực, dầu diesel Kiểm tra mức, châm thêm nếu thiếu; kiểm tra phanh, lọc khí, nước bình phun; bơm mỡ chốt trung tâm Nước sạch, dầu diesel ASTM-D975 2D, dầu động cơ, mỡ chịu áp Lithium
Sau $50\text{ giờ}$ Xích lái, thùng dầu thủy lực, bình lắng diesel, ắc quy, chân phanh, cần đảo chiều, xi lanh lái Tra dầu xích, xả cặn nước bình lắng, kiểm tra dung dịch nước cất ắc quy, bơm mỡ các khớp xoay và xi lanh Dầu bánh răng SAE 90, dầu ISO VG68, nước cất, mỡ NLGI-2
Sau $100\text{ giờ}$ Dây đai quạt gió Kiểm tra độ căng, điều chỉnh độ chùng Quy chuẩn căng dây đai cơ khí
Sau $250\text{ giờ}$ Các-te động cơ, bầu lọc dầu động cơ, xích lái, trục bơm nước Thay dầu động cơ, thay mới lõi lọc dầu, kiểm tra căn chỉnh xích lái, bơm mỡ trục bơm Dầu động cơ SAE 40, lõi lọc dầu tiêu chuẩn, mỡ NLGI-2
Sau $300\text{ giờ}$ Lõi lọc diesel, các-te động cơ, bầu lọc dầu Thay mới lõi lọc diesel, thay dầu bôi trơn và lõi lọc dầu động cơ Dầu bôi trơn SAE 40, lõi lọc nhiên liệu diesel
Sau $500\text{ giờ}$ Bơm nước, bộ lọc nhiên liệu, bộ lọc dầu động cơ Bơm mỡ ổ bi bơm nước, thay lõi lọc nhiên liệu, thay lõi lọc dầu Mỡ Lithium, lõi lọc chuyên dụng
Sau $1.000\text{ giờ}$ Hộp bánh răng, thùng dầu thủy lực, bộ lọc hút, trợ lực trung tâm, vỏ bánh răng mô tơ bánh lu Thay mới toàn bộ dầu thủy lực, súc rửa thùng chứa, thay dầu hộp giảm tốc, thay lõi bộ lọc hút Dầu bánh răng SAE 10W-90 / SAE 90, dầu thủy lực ISO VG68
Khi có yêu cầu / Định kỳ đột xuất Bộ phận nạo bánh lu, bộ lọc khí, bộ lọc và vòi phun hệ thống tưới, thùng chứa nước Điều chỉnh hoặc thay mới lưỡi nạo; làm sạch hoặc thay lõi lọc khí; súc rửa đường ống phun và thùng nước Lưỡi nạo cơ khí, lõi lọc khí tiêu chuẩn, nước sạch

Kết luận

Giáo trình Mô đun: Bảo dưỡng gầm và thiết bị công tác máy lu là tài liệu kỹ thuật có giá trị chuẩn hóa cao về mặt phương pháp và quy trình công nghệ cho nghề Vận hành máy thi công mặt đường. Nội dung văn bản xây dựng lộ trình học tập chặt chẽ: bắt đầu từ việc nắm vững kết cấu gầm và chu kỳ bảo dưỡng (Bài 1), đi sâu vào cơ chế truyền động ly hợp - hộp số - vi sai (Bài 2), làm chủ hệ thống lái (Bài 3), hệ thống phanh (Bài 4) và hoàn thiện năng lực kỹ thuật trên hệ thống di chuyển (Bài 5).

Để đạt hiệu quả thực hành cao nhất, người học cần kết hợp nghiên cứu giáo trình với việc thao tác trên các trang thiết bị kiểm tra đo đạc chuyên dụng tại xưởng thực hành và tham khảo các tài liệu liên kết trong dây chuyền máy thi công mặt đường giao thông.