Giáo trình bảo dưỡng sửa chữa bơm, quạt, máy nén khí – Trường Cao đẳng Dầu khí, mã mô đun MECM53107, 2022

Giáo trình nghiên cứu sửa chữa và bảo dưỡng bơm 1 nghề lắp đặt vận hành bảo dưỡng bơm quạt máy nén khí cao đẳng, trình bày lý thuyết rõ ràng, minh họa ví dụ thực tế, phù hợp sinh

• Tác giả: Nguyễn Thành Danh
• Trường học: Trường Cao Đẳng Dầu Khí
• Chuyên ngành: Sửa Chữa - Bảo Dưỡng Bơm, Quạt, Máy Nén Khí
• Đề tài: Giáo Trình Bảo Dưỡng và Sửa Chữa Bơm, Quạt, Máy Nén Khí Cao Đẳng
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Bà Rịa Vũng Tàu

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. BÀI MỞ ĐẦU
• 2. BÀI 1: SỬA CHỮA – BẢO DƯỠNG BƠM PISTON
• 3. BÀI 2: SỬA CHỮA – BẢO DƯỠNG BƠM BÁNH RĂNG
• 4. BÀI 3: SỬA CHỮA – BẢO DƯỠNG BƠM MÀNG
• 5. BÀI 4: SỬA CHỮA – BẢO DƯỠNG BƠM LY TÂM
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Bảo Dưỡng và Sửa Chữa Bơm Quạt Máy Nén Khí

Giáo trình "Bảo Dưỡng và Sửa Chữa Bơm, Quạt, Máy Nén Khí" được biên soạn nhằm cung cấp kiến thức cơ bản và chuyên sâu về các loại bơm, quạt và máy nén khí. Nội dung giáo trình không chỉ giúp sinh viên hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị này mà còn trang bị cho họ kỹ năng thực hành cần thiết trong ngành công nghiệp chế biến dầu khí.

1.1. Mục tiêu của giáo trình

Giáo trình nhằm mục đích trang bị cho sinh viên kiến thức về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và quy trình bảo dưỡng, sửa chữa các loại bơm, quạt và máy nén khí.

1.2. Đối tượng áp dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế cho sinh viên cao đẳng, trung cấp nghề và cán bộ kỹ thuật trong ngành công nghiệp chế biến dầu khí.

II. Những thách thức trong Bảo Dưỡng và Sửa Chữa Bơm Quạt Máy Nén Khí

Bảo dưỡng và sửa chữa bơm, quạt, máy nén khí gặp nhiều thách thức do sự đa dạng về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng loại thiết bị. Việc nhận diện hư hỏng và đưa ra phương pháp khắc phục hiệu quả là rất quan trọng.

2.1. Các dạng hư hỏng thường gặp

Các dạng hư hỏng phổ biến bao gồm rò rỉ, giảm hiệu suất, và tiếng ồn bất thường. Việc phát hiện sớm các dấu hiệu này giúp nâng cao hiệu quả bảo trì.

2.2. Nguyên nhân gây hư hỏng

Nguyên nhân gây hư hỏng có thể do thiết kế không hợp lý, vật liệu kém chất lượng, hoặc điều kiện vận hành không phù hợp.

III. Phương pháp Bảo Dưỡng và Sửa Chữa Bơm Quạt Máy Nén Khí

Để đảm bảo hiệu suất hoạt động của bơm, quạt và máy nén khí, việc áp dụng các phương pháp bảo dưỡng và sửa chữa đúng cách là rất cần thiết. Các phương pháp này bao gồm bảo trì định kỳ và sửa chữa khi có sự cố.

3.1. Quy trình bảo trì định kỳ

Quy trình bảo trì định kỳ bao gồm kiểm tra, làm sạch, và thay thế các bộ phận hư hỏng để đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định.

3.2. Kỹ thuật sửa chữa hiệu quả

Kỹ thuật sửa chữa hiệu quả bao gồm việc sử dụng các công cụ chuyên dụng và tuân thủ quy trình tháo lắp, sửa chữa để tránh gây hư hỏng thêm cho thiết bị.

IV. Ứng dụng thực tiễn của Bảo Dưỡng và Sửa Chữa Bơm Quạt Máy Nén Khí

Bảo dưỡng và sửa chữa bơm, quạt, máy nén khí có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp, đặc biệt là trong ngành công nghiệp chế biến dầu khí. Việc duy trì hiệu suất của các thiết bị này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao năng suất sản xuất.

4.1. Tác động đến năng suất sản xuất

Việc bảo trì và sửa chữa kịp thời giúp duy trì năng suất sản xuất, giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của thiết bị.

4.2. Ảnh hưởng đến môi trường

Các thiết bị hoạt động hiệu quả sẽ giảm thiểu ô nhiễm môi trường, góp phần bảo vệ hệ sinh thái.

V. Kết luận và Tương lai của Bảo Dưỡng và Sửa Chữa Bơm Quạt Máy Nén Khí

Bảo dưỡng và sửa chữa bơm, quạt, máy nén khí là một lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp. Tương lai của lĩnh vực này sẽ phụ thuộc vào sự phát triển của công nghệ và các phương pháp bảo trì tiên tiến.

5.1. Xu hướng công nghệ trong bảo trì

Xu hướng công nghệ mới như IoT và AI sẽ giúp cải thiện quy trình bảo trì, nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong việc phát hiện hư hỏng.

5.2. Tầm quan trọng của đào tạo

Đào tạo kỹ thuật viên có tay nghề cao là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong lĩnh vực bảo trì và sửa chữa thiết bị.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun "Sửa chữa - Bảo dưỡng Bơm 1" (Mã mô đun: MECM53107) là tài liệu đào tạo chuyên môn nghề thuộc chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng cho nghề Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí và ngành Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí. Tài liệu do Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) biên soạn và ban hành theo Quyết định số 207/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 tại Bà Rịa - Vũng Tàu, với sự tham gia của nhóm tác giả gồm Nguyễn Thành Danh (Chủ biên), Lê Duy Nam và Bùi Việt An.

Trong cấu trúc chương trình khung 92 tín chỉ (tổng cộng 2.205 giờ), mô đun MECM53107 có thời lượng 3 tín chỉ với 75 giờ đào tạo trực tiếp (bao gồm 14 giờ lý thuyết, 57 giờ thực hành/thảo luận/bài tập và 4 giờ kiểm tra). Mô đun này được bố trí giảng dạy sau các môn học kỹ thuật cơ sở (Dung sai, Vật liệu cơ khí, Vẽ kỹ thuật, Cơ kỹ thuật, Điện kỹ thuật cơ bản, Nhiệt kỹ thuật, Gia công nguội, Nguyên lý - Chi tiết máy, Cân bằng động) và đứng trước các mô đun chuyên sâu như Sửa chữa - Bảo dưỡng Bơm 2, Thực tập sản xuất và Khóa luận tốt nghiệp.

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định rõ qua ba chuẩn đầu ra:

• Về kiến thức (A1): Trình bày được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và lập được quy trình tháo lắp, bảo dưỡng, sửa chữa các loại bơm thông dụng.
• Về kỹ năng (B1): Thực hiện tháo lắp, sửa chữa các loại bơm công nghiệp; nhận biết và phân tích được các dạng hư hỏng; đề xuất phương án xử lý kỹ thuật phù hợp.
• Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1): Rèn luyện tác phong làm việc khoa học, phương pháp làm việc nhóm, tuân thủ nghiêm ngặt quy định an toàn lao động và vệ sinh công nghiệp.

Giáo trình tiếp cận theo cấu trúc tích hợp lý thuyết kỹ thuật máy thủy lực với quy trình thực hành xưởng, tập trung trực tiếp vào bốn họ máy bơm chủ đạo được ứng dụng trong các nhà máy lọc - hóa dầu và công trình dầu khí.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình gồm Bài mở đầu và 4 bài học chuyên môn, được thiết kế theo tiến trình logic từ lịch sử phát triển, phân loại tổng quát đến cấu tạo chi tiết và kỹ thuật sửa chữa từng nhóm thiết bị:

1. Bài mở đầu: Giới thiệu về vị trí của mô đun và ứng dụng của bơm trong công nghiệp chế biến dầu khí (1 giờ lý thuyết)

   • Khái quát lịch sử phát triển máy thủy khí từ guồng nước cổ đại (3000 năm TCN), bơm piston của Otto Henrich (1640), Newcomen (1805), Worthington (1840-1850) đến lý thuyết máy cánh dẫn của Euler (1751-1754), tuabin Fourneyron (1830), bơm ly tâm Sablukov (1831) và bơm nhiều cấp của Reynolds (1875).
   • Định nghĩa bơm theo chức năng biến đổi cơ năng thành năng lượng dòng chất lỏng; hệ thống phân loại theo nguyên lý làm việc (bơm cánh dẫn, bơm thể tích, bơm phun tia), theo công dụng (cấp nước nồi hơi, bơm dầu, nhiên liệu, cứu hỏa, hóa chất) và theo dải thông số cột áp, lưu lượng.

2. Bài 1: Sửa chữa – Bảo dưỡng Bơm Piston (16 giờ: 4 giờ lý thuyết, 12 giờ thực hành)

   • Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy bơm thể tích kiểu piston: bơm piston tác động đơn, bơm piston tác động kép và bơm piston vi sai.
   • Thiết lập công thức tính lưu lượng lý thuyết cho bơm tác động đơn $Q_{lt} = \frac{F \cdot l \cdot n}{60}$, bơm tác động kép $Q_{lt} = \frac{F \cdot l \cdot n}{60} + \frac{(F-f) \cdot l \cdot n}{60}$, và xác định hiệu suất thể tích $\eta_v = \frac{Q_{thực}}{Q_{lý\ thuyết}}$.
   • Quy trình chạy thử rà bề mặt chi tiết ma sát (cụm xilanh - piston); quy định thử áp lực thủy lực buồng nén ở mức 37,5 MPa (375 $kG/cm^2$) trong 5 phút đối với bơm có áp suất làm việc 25 MPa.
   • Bảng phân tích hiện tượng, nguyên nhân và biện pháp khắc phục các sự cố: tụt lưu lượng, tiếng gõ cụm van/tay biên, quá nhiệt bàn trượt, hỏng đệm kín ty bơm, hao hụt dầu bôi trơn buồng cácte.

3. Bài 2: Sửa chữa – Bảo dưỡng Bơm Bánh Răng (16 giờ: 3 giờ lý thuyết, 13 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra)

   • Đặc tính kỹ thuật của bơm bánh răng ăn khớp ngoài và ăn khớp trong dùng trong hệ thống bôi trơn, truyền động thủy lực và vận chuyển chất lỏng độ nhớt cao (dầu, nhựa đường).
   • Vật liệu chế tạo thân và bánh răng bằng thép không gỉ (Inox 304, Inox 316) ứng phó môi trường hóa chất ăn mòn; dạng răng thẳng, nón chữ V, xoắn ốc.
   • Hướng dẫn vận hành: cố định bệ bơm, đấu nối Y-lọc, kiểm tra van an toàn, chiều quay trục chủ động.
   • Nhận diện và xử lý sự cố: hiện tượng xâm thực do áp suất hút giảm, nhiễm bẩn chất lỏng/không khí, mòn cánh và hở phốt cơ khí.

4. Bài 3: Sửa chữa – Bảo dưỡng Bơm Màng (18 giờ: 3 giờ lý thuyết, 14 giờ thực hành, 1 giờ kiểm tra)

   • Kết cấu buồng bơm kép, màng bơm (diaphragm), cụm 4 van bi (ball & seat) và bộ van phân phối khí nén chuyển đổi chu trình qua cơ cấu trục nối.
   • Quy trình vận hành bơm màng khí nén: kiểm tra khả năng tự mồi khô, căn chỉnh áp suất khí nén qua bộ điều áp (filter-regulator) và van tiết lưu; giới hạn vận hành ở mức 50% công suất thiết kế để kiểm soát độ bền màng.
   • Các dạng hư hỏng phụ tùng điển hình: rách màng đàn hồi, mòn bi và đế van một chiều, kẹt trục spool của bộ chia khí.

5. Bài 4: Sửa chữa – Bảo dưỡng Bơm Ly Tâm (24 giờ: 3 giờ lý thuyết, 18 giờ thực hành, 3 giờ kiểm tra)

   • Lý thuyết chuyển hóa năng lượng qua bánh công tác tạo lực ly tâm; các dải thông số làm việc: lưu lượng $Q$ ($2 \div 70.000\ m^3/h$), cột áp $H$ ($10 \div 1.000\ m$), công suất $N$ ($1 \div 12.000\ kW$), vận tốc quay ($730 \div 6.000\ vòng/phút$), hiệu suất $\eta \approx 0,9$, chiều cao hút chân không cho phép $H_{ck} \le 10\ m$.
   • Phân loại: bơm một cấp, bơm nhiều cấp, bơm một miệng hút (côngxon), bơm hai miệng hút đối xứng cân bằng lực dọc trục; bơm trục đứng và trục ngang.
   • Kết cấu chi tiết rôto - stato: bánh công tác dạng hở, nửa hở, cánh kín (đúc gang/thép, độ nhẵn bề mặt cấp 3 đến 6); trục thép hợp kim ghép then; buồng xoắn ốc; hệ thống làm kín bằng vòng chịu mòn (wear ring), hộp đệm chèn amiăng và vòng làm kín cơ khí (mechanical seal); gối đỡ trục (ổ bi đỡ hướng kính và bi chặn dọc trục).
   • Khái niệm cơ bản về máy nén ly tâm: tỷ số nén $R = \frac{P_2}{P_1}$, lưu lượng khí nén (CFM - Cubic Feet per Minute), chiều cao nén.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình củng cố ba khối kiến thức nền tảng:

• Lý thuyết thủy khí và biến đổi năng lượng: Mô hình truyền động thủy lực thể tích (áp suất tạo bởi tải trọng và sự thay đổi thể tích khoang kín) và thủy động lực học cánh dẫn (tam giác vận tốc, sự chuyển đổi động năng vận tốc thành áp năng trong buồng xoắn ốc theo định lý Euler).
• Nguyên lý cân bằng lực và xâm thực: Hiện tượng mất cân bằng lực dọc trục trong bơm một miệng hút và giải pháp thiết kế (bố trí bánh công tác đối xứng, đĩa cân bằng, piston cân bằng); bản chất vật lý của hiện tượng xâm thực (cavitation) khi áp suất lòng dẫn hạ thấp hơn áp suất hóa hơi của chất lỏng.
• Tiêu chuẩn lắp ghép và an toàn cơ khí: Dung sai lắp ghép ổ trượt, ổ bi, khe hở vòng mòn (wear ring), yêu cầu cân bằng tĩnh - cân bằng động rôto, và phương pháp tính chọn công suất dẫn động an toàn ($N_{đc} = k \cdot N$, với $k > 1$).

Kỹ năng phát triển

Thông qua hệ thống bài thực hành xưởng chiếm 76% thời lượng, người học được rèn luyện:

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác tháo dỡ, đo kiểm khe hở hình học, căn chỉnh độ đồng tâm trục giữa bơm và động cơ dẫn động (mô tơ điện, động cơ diesel, tuabin); thay thế phốt cơ khí, tết chèn hộp đệm, màng đàn hồi, bi van và vòng wear ring; thực hiện thử kín và thử áp lực thủy lực.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đo đạc và đối chiếu các thông số vận hành (áp suất hút $P_1$, áp suất đẩy $P_2$, nhiệt độ thân ổ đỡ, mức rung động) trên đồ thị đặc tuyến để phán đoán nguyên nhân gây tụt áp, rung lắc hoặc rò rỉ lưu chất.
• Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Lập bảng quy trình công nghệ bảo dưỡng định kỳ (hàng ngày, hàng tháng, hàng quý); thiết lập phiếu kiểm tra an toàn trước khi đóng điện/cấp khí nén; ghi nhật ký ca vận hành theo tiêu chuẩn nhà xưởng.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình quy định cụ thể mô hình tổ chức dạy và học theo phương pháp dạy học tích cực, tích hợp chặt chẽ giữa giờ học lý thuyết trên lớp và giờ thực hành tại xưởng máy:

• Phương pháp giảng dạy của giảng viên:

  • Áp dụng phương pháp diễn giảng ngắn gọn, nêu vấn đề kỹ thuật thực tế từ các nhà máy lọc dầu và trạm bơm công nghiệp.
  • Tổ chức cho người học xử lý các bài tập tình huống sự cố (case studies) và câu hỏi thảo luận sau mỗi bài học (ví dụ: giải thích nguyên nhân bơm không lên áp suất, rung lắc thân bệ, hoặc xử lý quá nhiệt ổ bi).
  • Hướng dẫn sinh viên tự đọc tài liệu kỹ thuật, quy trình công nghệ của nhà chế tạo trước khi thực hiện thao tác tháo lắp trên mô hình và thiết bị thật.

• Hình thức tổ chức học tập của người học:

  • Hoạt động theo nhóm nhỏ từ 4 đến 6 người học dưới sự điều phối của nhóm trưởng để phân chia nhiệm vụ đo kiểm, lập biên bản tháo lắp và viết báo cáo kỹ thuật.
  • Tuân thủ quy định tham dự tối thiểu 70% thời lượng lý thuyết (người học vắng trên 30% số tiết lý thuyết bắt buộc phải học lại mô đun).
  • Tự nghiên cứu giáo trình, bản vẽ kết cấu cơ khí và tài liệu hướng dẫn kỹ thuật trước giờ lên lớp.

• Cơ sở vật chất và trang thiết bị đào tạo:

  • Phòng học lý thuyết và xưởng thực hành đáp ứng tiêu chuẩn nghề cơ khí - dầu khí.
  • Trang thiết bị gồm máy chiếu (projector), máy vi tính, máy phay, dụng cụ đo kiểm cơ khí, cùng mô hình cắt bổ và cụm thiết bị bơm thật (bơm piston, bơm bánh răng, bơm màng khí nén, bơm ly tâm trục ngang/trục đứng).

• Quy chế và phương pháp kiểm tra, đánh giá: Quy trình đánh giá tuân thủ Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội, với cơ cấu điểm số gồm:

  • Điểm quá trình (trọng số 40%): Gồm 01 điểm kiểm tra thường xuyên (hỏi miệng/thuyết trình/báo cáo nhóm sau 15 giờ) và 01 điểm kiểm tra định kỳ (tự luận/trắc nghiệm/thực hành sau 45 giờ).
  • Điểm thi kết thúc mô đun (trọng số 60%): Tổ chức sau 75 giờ với hình thức phối hợp giữa thi lý thuyết tổng hợp (tự luận/trắc nghiệm) và thi kỹ năng thực hành thao tác bảo dưỡng trên máy bơm thực tế.
  • Điểm tổng kết được chấm theo thang điểm 10, làm tròn đến một chữ số thập phân, sau đó quy đổi sang điểm chữ (A, B, C, D, F) và thang điểm 4 theo quy chế đào tạo tín chỉ.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình phản ánh các tiêu chuẩn kỹ thuật thực tế đang được áp dụng trong dây chuyền sản xuất công nghiệp:

• Tập trung vào tính chuẩn mực trong ngành công nghiệp dầu khí: Cung cấp thông số vận hành và chỉ tiêu an toàn nghiêm ngặt đối với hệ thống bơm làm việc trong môi trường áp suất cao, lưu chất dễ cháy nổ hoặc có tính ăn mòn hóa học cao (như dầu thô, dung môi hữu cơ, axit, hóa phẩm xử lý khí).
• Hệ thống hóa chi tiết cụm kết cấu làm kín: Cập nhật cụ thể cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ phận làm kín hiện đại như phốt cơ khí (mechanical seal) tiếp xúc mặt đầu tĩnh - động và vòng chịu mòn (wear ring), phân tích ưu điểm so với hộp chèn kín amiăng truyền thống về mặt giảm thiểu tổn thất lưu chất và chu kỳ bảo trì.
• Tích hợp các phương pháp cân bằng thủy lực và giảm tải: Trình bày chi tiết các giải pháp kỹ thuật giải quyết lực hướng trục trong bơm ly tâm (dùng bánh công tác hai miệng hút, bố trí bánh công tác đối xứng, thiết kế đĩa cân bằng và piston cân bằng), kèm theo phương pháp phân tích tam giác vận tốc ở lối vào cánh dẫn.
• Quy chuẩn kiểm tra thử tải: Đưa ra các mốc thông số định lượng cụ thể, chẳng hạn như quy định thử áp lực tĩnh hộp thủy lực vượt 1,5 lần áp suất làm việc định mức ($37,5\ MPa$ so với $25\ MPa$ trong thời gian 5 phút) hay quy định cho phép bơm vận hành vượt tải không quá 10% công suất trong khoảng thời gian tối đa 5 phút.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được thiết kế nhằm phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống giáo dục nghề nghiệp và kỹ thuật công nghiệp:

• Sinh viên, học viên chuyên ngành:
  • Đối tượng đào tạo chính thức: Học sinh, sinh viên hệ Cao đẳng và Trung cấp nghề Lắp đặt - Vận hành - Bảo dưỡng bơm, quạt, máy nén khí hoặc ngành Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí.
  • Sinh viên các ngành kỹ thuật cơ khí, cơ điện tử, kỹ thuật hóa học, kỹ thuật nhiệt - máy thủy khí tại các trường đại học, cao đẳng kỹ thuật.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các môn học kỹ thuật cơ sở và nghề đại cương trong chương trình khung, bao gồm: Dung sai (MECM53001), Vật liệu cơ khí (MECM53002), Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (MECM52003, MECM62012), Cơ kỹ thuật (MECM64011), Điện kỹ thuật cơ bản (ELEI53055), Autocad (MECM63013), Gia công nguội cơ bản (MECM53104), Nguyên lý - Chi tiết máy (MECM62015), Cân bằng động (MECP64147) và An toàn vệ sinh lao động (SAEN52001).
• Giảng viên và cán bộ kỹ thuật:
  • Giảng viên sử dụng làm giáo án chuẩn để tổ chức giảng dạy lý thuyết chuyên ngành và hướng dẫn bài tập thực hành xưởng cơ khí.
  • Kỹ sư, kỹ thuật viên, công nhân vận hành và bảo trì tại các nhà máy lọc dầu, nhà máy đạm, nhà máy nhiệt điện, xí nghiệp khai thác mỏ và các cơ sở chế biến hóa chất sử dụng làm tài liệu tra cứu thông số kỹ thuật và hướng dẫn xử lý sự cố thiết bị tại hiện trường.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được biên soạn phục vụ trực tiếp cho học sinh, sinh viên hệ đào tạo Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề thuộc nhóm ngành sửa chữa thiết bị cơ khí và chế biến dầu khí; đồng thời phù hợp làm tài liệu tham khảo cho sinh viên đại học ngành máy thủy khí và kỹ thuật viên bảo dưỡng tại các nhà máy công nghiệp.

2. Cần kiến thức nền nào để học mô đun này?

Người học cần nắm vững kiến thức từ các môn cơ sở kỹ thuật trước đó: Dung sai lắp ghép, Vẽ kỹ thuật cơ khí (đọc bản vẽ lắp ráp), Cơ kỹ thuật, Điện kỹ thuật cơ bản, Vật liệu kim loại, Nguyên lý - Chi tiết máy và Kỹ năng gia công nguội cơ bản.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu lý thuyết máy thủy khí thông thường?

Khác với các giáo trình lý thuyết thuần túy chỉ tập trung vào phương trình toán học thủy lực, giáo trình MECM53107 phân bổ 76% thời lượng cho kỹ năng thực hành xưởng. Nội dung tập trung chuyên sâu vào quy trình tháo lắp thực tế, bảng chẩn đoán nguyên nhân hư hỏng, quy trình chạy thử rà bề mặt chi tiết, và các tiêu chuẩn kiểm tra an toàn trong môi trường sản xuất công nghiệp dầu khí.

4. Làm sao để tự học và tiếp thu giáo trình hiệu quả?

Người học cần kết hợp đọc trước cấu tạo bộ phận của từng loại bơm trong bài học, đối chiếu với danh mục hình vẽ và bản vẽ mặt cắt kết cấu (rôto, bánh công tác, cụm van, vòng mòn, phốt làm kín), lập bảng tóm tắt so sánh ưu - nhược điểm của từng chủng loại bơm và tích cực tham gia thảo luận nhóm về các kịch bản sự cố vận hành.

5. Có tài liệu bổ trợ nào được khuyến nghị tham khảo cùng giáo trình?

Giáo trình trích dẫn danh mục tài liệu tham khảo trong nước và quốc tế để người học mở rộng kiến thức:

• Tài liệu tiếng Việt: Giáo trình Bơm quạt máy nén (Đại học Hàng hải, Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh); Thủy khí kỹ thuật và máy bơm (Phạm Thị Thanh Tâm, ĐH SPKT TP.HCM); Máy thủy lực thể tích (Hoàng Thị Bích Ngọc, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2000).
• Tài liệu tiếng Anh: Pumps Reference Guide - Third Edition (Ontario Power Generation); Centrifugal pumps: Basic concepts, Operation, Maintenance, and Troubleshooting (Mukesh Sahdev); Installation, Operation, and Maintenance Instructions for Vertical Pumps (Carver Pump Company).

---

Kết luận

Giáo trình mô đun "Sửa chữa - Bảo dưỡng Bơm 1" (MECM53107) của Trường Cao đẳng Dầu khí cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện và có tính ứng dụng kỹ thuật cao về 4 dòng máy thủy lực cơ bản: bơm piston, bơm bánh răng, bơm màng và bơm ly tâm. Với cấu trúc bài giảng rõ ràng, gắn kết giữa lý thuyết kết cấu, tính toán thủy lực định lượng và quy trình tháo lắp thực nghiệm, giáo trình đảm bảo đáp ứng chuẩn đầu ra về năng lực bảo dưỡng thiết bị cơ khí theo khung trình độ Cao đẳng.

Tài liệu là một mắt xích cốt lõi trong lộ trình đào tạo kỹ thuật viên cơ khí, tạo nền tảng vững chắc cho người học tiếp cận các nội dung chuyên sâu tiếp theo như Sửa chữa - Bảo dưỡng Bơm 2 (MECM63120), Sửa chữa - Bảo dưỡng Máy nén khí (MECM53108) và giai đoạn thực tập sản xuất tại doanh nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. VÀI NÉT VỀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN BƠM, QUẠT, MÁY NÉN Bơm, quạt, máy nén thuộc loại các máy thuỷ lực và máy thuỷ khí. Máy thuỷ lực thô sơ đã có từ thời cổ xưa. Guồng nước là máy thuỷ lực đầu tiên.

Guồng nước lợi dụng năng lượng của nước để kéo các cối xay lương thực hoặc đưa nước vào đồng ruộng, đã được sử dụng khoảng 3000 năm trước công nguyên. Các máy hút nước có sử dụng sức người và vật được sử dụng ở Ai Cập hàng mấy ngàn năm trước công nguyên. Bơm piston được dùng ở thế kỷ thứ I trước công nguyên. Bơm piston có loại xích vô cùng được dùng rộng rãi ở Cai-rô để lấy nước ở độ sâu 91,5m vào thế kỷ thứ 5-6 trước công nguyên.

Nói chung trước thế kỷ thứ 17 máy thuỷ khí rất thô sơ và ít loại. Bơm piston Năm 1640 nhà vật lý học người Đức là Ôttô Henrich đã sáng chế ra bơm piston đầu tiên để bơm khí và nước dùng trong công nghiệp. Khoảng năm 1805 nhà bác học người Anh là Niu Kơmen đã phát minh ra bơm piston để lấy nước trong các nhà máy khai thác mỏ, dùng xilanh hơi ngưng tụ để tạo lực cần thiết trên trục máy nhờ áp suất khí quyển. Năm 1840-1850 nhà bác học người Mỹ là Vortington đã giả thiết cơ cấu của bơm hơi mà trong đó piston của bơm và động cơ hơi được phân bố trên một trục chung, sự chuyển động của piston được điều chỉnh nhờ một hệ thống phân bố hơi đặc biệt.

Máy cánh dẫn Trong những năm 1751-1754 nhà bác học Euler đã viết về lý thuyết cơ bản của tuabin nước nói riêng và của máy thuỷ khí cánh dẫn nói chung, làm cơ sở để hơn 80 năm sau, vào năm 1830 nhà bác học người Pháp là Phuôc-nây-rôn đã chế tạo thành công tuabin nước đầu tiên vàvào năm 1831 nhà bác học người Nga là Xablucôp đã sáng chế ra bơm ly tâm và quạt ly tâm đầu tiên. Đây chính là những bước nhảy lớn trong lịch sử phát triển các máy năng lượng. Bơm nhiều cấp Nhà Bác học vĩ đại người Anh là Reynolds khi nghiên cứu cấu tạo của bơm nhiều cấp đã đưa vào những thiết bị định hướng cánh dẫn xuôi và ngược. Năm 1875 đã phát minh ra loại bơm tương tự như loại bơm nhiều cấp hiện đại ngày nay.

ĐỊNH NGHĨA VÀ PHÂN LOẠI 1. Định nghĩa Bơm là máy để tạo ra dòng chất lỏng. Hay nói cách khác, bơm là máy dùng để di chuyển chất lỏng và tăng năng lượng của dòng chất lỏng. Khi bơm làm việc năng lượng mà bơm nhận được từ động cơ sẽ chuyển hoá thành thế năng, động năng và trong một chừng mực nhất định thành nhiệt năng của dòng chất lỏng.

Vậy bơm là loại máy thuỷ lực dùng để biến đổi cơ năng của động cơ thành năng lượng để vận chuyển chất lỏng hoặc tạo nên áp suất cần thiết trong hệ thống truyền dẫn thuỷ lực. Phân loại bơm Bơm có được phân thành 3 loại: theo nguyên lý làm việc và cấu tạo của bơm: Bơm cánh dẫn gồm: Bơm ly tâm Bơm hướng trục Bơm hướng chéo Bơm xoáy Bơm thể tích gồm Bơm piston Bơm roto Bơm piston – roto Bơm phun tia Theo công dụng Bơm cấp nước nồi hơi (trong các nhà máy nhiệt điện) Bơm dầu (trong các hệ thống truyền động thủy lực) Bơm nhiên liệu Bơm cứu hỏa Bơm hóa chất Theo phạm vi cột áp và lưu lượng sử dụng Trang 16/83 Người ta chia bơm thành các loại: bơm có cột áp cao, trung bình hoặc thấp; bơm có lưu lượng lớn, trung bình hoặc nhỏ. Trong kỹ thuật có 3 loại bơm sử dụng rộng rãi là bơm ly tâm, bơm hướng trục và bơm piston. ❖ TÓM TẮT BÀI 1 Trong bài này, một số nội dung chính được giới thiệu: 1.

Vài nét về lịch sử phát triển bơm, quạt, máy nén 2. Cấu tạo phân loại bơm 3. Quy trình vận hành bơm ❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN BÀI 1 Câu hỏi 1. Trình bày cấu tạo, phân loại bơm? Câu hỏi 2.

Lập quy trình vận hành bơm. Không có bài tập. Trang 17/83 BÀI 1: SỬA CHỮA – BẢO DƯỠNG BƠM PISTON ❖ GIỚI THIỆU BÀI 1 Bài 1 Giới thiệu bơm Piston, cấu tạo và nguyên lý hoạt động bơm Piston. ❖ MỤC TIÊU BÀI 1 Sau khi học xong phần này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc của bơm Piston, - Trình bày được các nguyên nhân hư hỏng.

➢ Về kỹ năng: - Tháo lắp, bảo dưỡng sửa chữa được một số dạng hư hỏng thường gặp đối với bơm Piston - Sửa chữa, khắc phục các hư hỏng của bơm. ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận trong công việc; - Có tinh thần làm việc độc lập, làm việc nhóm hiệu quả, đảm bảo an toàn, tuân thủ các nội quy quy định của nhà máy và các nơi làm việc ❖ , PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập bài 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: có - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu, máy phay và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình mô đun, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, video, và các tài liệu liên quan.

- Các điều kiện khác: Không có ❖ KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 Trang 18/83 - Nội dung: ✓ Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức ✓ Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. ✓ Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập.

- Phương pháp: ✓ Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng) ✓ Kiểm tra định kỳ lý thuyết: Có 01 bài kiểm. NỘI DUNG BÀI 1 1. ĐỊNH NGHĨA BƠM PISTON Bơm piston là một trong số các loại bơm thể tích, trong đó sự chuyển dịch chất lỏng được thực hiện bằng cách đẩy chất lỏng ra khỏi khoang công tác bằng các bộ phận nén ép. Khoang công tác của máy bơm thể tích là một không gian giới hạn nối thông với cửa vào tới cửa ra của máy bơm.

Bộ phận nép ép là cơ cấu làm việc của máy bơm, thực hiện đẩy chất lỏng từ khoang công tác ra khỏi máy bơm (piston trụ, piston, màng rung). PHÂN LOẠI BƠM PISTON Dựa theo dạng bộ phận ép: kiểu piston trụ, kiểu piston (chỉ loại piston mỏng dẹt) và kiểu màng rung; Dựa theo đặc tính chuyển động của khâu dẫn động: chuyển động tịnh tiến – khứ hồi; chuyển động quay (bơm trục khuỷu hoặc bơm cơ cấu cam); Dựa theo số chu kỳ nén và hút trong 1 cặp hành trình: bơm piston tác động đơn, bơm piston tác động kép. Dựa theo số lượng piston: bơm piston đơn, bơm piston kép, và bơm nhiều piston; 1. Nguyên lý hoạt động của bơm piston tác động đơn Sơ đồ bơm piston tác động đơn như hình 2.1, piston 2 liên kết với cơ cấu trúc khuỷu – thanh truyền thông qua cán piston 3, nhờ đó mà cán piston thực hiện chuyển động tịnh tiến khứ hồi trong xylanh Trang 19/83 Hình 0.1: Bơm piston tác động đơn Piston 1 trong hành trình đi sang bên phải tạo ra chân không trong khoang công tác, do đó mà van hút 6 được nâng lên và chất lỏng từ bể chứa 4 theo ống hút 5 đi vào khoang công tác 7.

Trong hành trình ngược lại khi piston đi sang bên trái, van hút được đóng lại và van nén 8 được mở ra, chất lỏng bị nén đẩy vào đường ống nén 9. Như vậy ứng với mỗi vòng quay của động cơ, piston thực hiện 2 hành trình , trong đó có 1 hành trình là nén, lưu lượng theo lý thuyết trong hành trình đó là: 𝐹𝑙𝑛 𝑄𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 = (m3/s) (1) 60 Trong đó: F – Diện tích piston, m2 l – Chiều dài hình trình piston, m; n – Số vòng quay của động cơ, vòng/phút Lưu lượng thực của máy bơm Q nhỏ hơn lưu lượng lý thuyết, nghĩa là có sự xuất hiện rò rỉ, hao hụt lượng chất lỏng từ sự đóng trễ của các vabm hoặc do các van lỏng lẻo, độ bịt kín giữa piston và cán lỏng lẻo, hoặc do chất lỏng không được hút vào đầy khoang công tác. Tỷ số giữa lưu lương thực và lưu lượng lý thuyết được gọi là hiệu suất thể tích của máy bơm piston. 𝑄𝑡ℎự𝑐 𝜂𝑤 = 𝑄𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 Hiệu suất thể tích là một chỉ số kinh tế cơ bản đặc trưng cho khả năng làm việc của máy bơm.

Bơm piston tác động kép So với bơm piston tác động đơn, bơm piston tác động kép có lưu lượng chất lỏng lớn hơn và đều đặn hơn (hình 2. Trong đó mỗi hành trình piston thực hiện đồng thời hai quá trình nén và hút chất lỏng. Những máy bơm loại này có thể lắp đặt ngang hoặc đứng sao cho thích hợp nhất.2: Bơm piston tác động kép Lưu lượng theo lý thuyết của bơm tác động kép là: 𝐹𝑙𝑛 (𝐹−𝑓)𝑙𝑛 𝑄𝑙ý 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 = + (m3/s) (2) 60 60 f - diện tích cán xi lanh, m2 Bơm piston vi sai: trong bơm piston vi sai (hình 1.5) piston 4 di chuyển trong xi lanh được gia công nhẵn 5. Để bít kín piston với thành xylanh sử dụng hai phương án: phương án 1 dùng vòng bít kín 3, phương án 2 để khẻ hở nhỏ.

Máy bơm có 2 van: van hút 7 và van nén 6, và có khoang phụ 1. Bơm piston vi sai Trong bơm piston vi sai (hình 2.3) piston 4 di chuyển trong xylanh được gia công nhẵn 5. Để bít kín piston với thành xylanh sử dụng 2 phương án: phương án 1 dùng vòng bít kín 3, phương án 2 để khe hơn nhỏ. Máy bơm có 2 van: van hút 7 và van nén 6, và có 1 khoang phụ 1.3: Bơm pison vi sai Quá trình hút chất lỏng diễn ra trong 1 hành trình của piston từ phải sang trái, nhưng quá trình nén thực hiện ở cả 2 hành trình của piston (sang trái và sang phải).