Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí (Mã mô đun: TBCĐ19MĐ02) là tài liệu đào tạo chuyên môn bắt buộc thuộc chương trình đào tạo nghề Bảo trì thiết bị cơ điện ở trình độ Trung cấp và Cao đẳng, do Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) ban hành kèm theo Quyết định số 185/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 tại Bà Rịa – Vũng Tàu. Tài liệu được biên soạn bởi tập thể tác giả gồm Chủ biên Trần Thanh Ngọc và giảng viên Nguyễn Xuân Thịnh thuộc Khoa Giáo dục nghề nghiệp.

Trong cấu trúc chương trình đào tạo nghề Bảo trì thiết bị cơ điện (tổng khối lượng 54 tín chỉ với 1.290 giờ), mô đun này có thời lượng 75 giờ (tương đương 03 tín chỉ), bao gồm 14 giờ lý thuyết, 58 giờ thực hành/thảo luận/bài tập và 03 giờ kiểm tra. Mô đun được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các môn học cơ sở và chuyên môn nền tảng như Gia công nguội cơ bản (TBCĐ19MĐ03), Xử lý sự cố thiết bị cơ điện (KTĐ19MĐ67) và Bảo trì máy điện (KTĐ19MĐ5).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng đến việc trang bị cho người học hệ thống kiến thức về cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc điểm lắp ghép của các bộ phận truyền động cơ khí; hình thành kỹ năng lập phiếu công nghệ, tháo dỡ, vệ sinh tẩy rửa, đo kiểm phân loại, gia công sửa chữa nhỏ, thay thế chi tiết, lắp ráp và chạy thử hiệu chỉnh hệ thống theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật; đồng thời rèn luyện tác phong làm việc khoa học, tỉ mỉ và an toàn trong môi trường xưởng cơ khí.

Cấu trúc giáo trình được xây dựng theo chu trình công nghệ bảo dưỡng khép kín gồm 06 bài học logic. Điểm đặc sắc của giáo trình là việc sử dụng hệ thống truyền động thực tế của máy khoan đứng K125 và máy tiện vạn năng T6M16 làm đối tượng kỹ thuật trực quan xuyên suốt các bài thực hành, gắn kết chặt chẽ giữa tính toán động học và quy trình bảo trì công nghiệp.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ qua 06 bài học cụ thể:

  • Bài 1: Công tác chuẩn bị trước khi bảo dưỡng hệ thống truyền động bằng cơ khí (03 giờ: 01 LT, 02 TH): Cung cấp kiến thức về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc điểm lắp ghép của hộp tốc độ máy khoan K125 (gồm 03 trục truyền I, II, III, bộ truyền đai thang và các khối bánh răng di trượt/cố định tạo 09 cấp tốc độ). Hướng dẫn quy trình khảo sát hiện trạng, chuẩn bị dụng cụ, thiết bị bảo hộ và lập phiếu công nghệ tháo lắp, bảo dưỡng.
  • Bài 2: Tháo hệ thống truyền động bằng cơ khí (15 giờ: 03 LT, 12 TH): Quy định trình tự và kỹ thuật tháo rời hộp tốc độ khỏi thân máy trên bàn nâng ở độ cao 1.800 mm; thao tác tháo bơm dầu bôi trơn, puly đai thang, nắp hộp, nắp chặn đầu trục hình số 8 và các trục I, II, III; lập bảng kê định danh và phân loại chi tiết sau khi tháo.
  • Bài 3: Làm sạch và kiểm tra chi tiết sau khi tháo (16 giờ: 03 LT, 13 TH): Trình bày nguyên lý thiết bị khí nén đánh rỉ, cấu tạo và nguyên lý vận hành của thùng rửa chi tiết cơ khí bằng bơm áp lực (vận tốc phun 100 m/s); thành phần hóa chất tẩy rửa dầu mỡ; kỹ thuật thổi khô bằng khí nén; phương pháp đo kiểm sai lệch hình học (độ không song song, độ không vuông góc, độ đảo hướng kính và mặt đầu của ổ lăn) bằng thước cặp 1/20 và panme để phân loại chi tiết.
  • Bài 4: Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết thay thế (09 giờ: 02 LT, 06 TH, 01 KT lý thuyết): Giới thiệu khả năng công nghệ, cấp chính xác và độ nhám bề mặt ($R_a$) của 08 phương pháp gia công cơ (tiện, phay, bào, khoan, doa, mài, dũa nguội, cạo); kỹ thuật hàn đắp phục hồi răng bánh răng bị sứt mẻ; kỹ thuật phụ thêm từng phần kích thước; phương pháp bảo dưỡng hệ thống bôi trơn và vát đỉnh răng $2 \times 45^\circ$.
  • Bài 5: Lắp bộ phận truyền động cơ khí (16 giờ: 03 LT, 12 TH, 01 KT thực hành): Hướng dẫn quy trình lắp ráp hoàn chỉnh các trục I, II, III, căn chỉnh ổ lăn hướng kính, lắp nắp chặn số 8, siết bu lông đối xứng, lắp và điều chỉnh độ căng đai thang; kiểm tra độ quay êm, không kẹt của các cụm truyền động.
  • Bài 6: Thử bộ phận truyền động sau bảo dưỡng (16 giờ: 03 LT, 12 TH, 01 KT thực hành): Tiến hành chạy thử không tải và có tải, theo dõi thông số kỹ thuật, rung động, tiếng ồn, nhiệt độ và xử lý các sai lệch kỹ thuật phát sinh sau bảo dưỡng.

Progression logic của giáo trình đi từ chuẩn bị hồ sơ công nghệ, phân rã kết cấu cơ khí, làm sạch/chẩn đoán khuyết tật, xử lý phục hồi kỹ thuật, tái lập mối ghép và hoàn tất bằng nghiệm thu vận hành.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng hệ thống kiến thức nền tảng dựa trên ba trụ cột chính:

  1. Lý thuyết truyền động và động học cơ khí: Xác định tỷ số truyền qua hệ thống truyền động đai thang ($i = d_1/d_2$) và các cặp bánh răng ăn khớp ($i_1 = Z_1/Z_4, i_2 = Z_2/Z_5, i_3 = Z_3/Z_7, i_4 = Z_6/Z_9, i_5 = Z_7/Z_{10}, i_6 = Z_8/Z_{11}$) từ động cơ $N = 2{,}7\text{ kW}$, $n = 1.440\text{ vòng/phút}$ để tạo 9 cấp tốc độ cho trục chính mang dao.
  2. Dung sai và đặc tính lắp ghép kỹ thuật: Phân tích bản chất các mối ghép điển hình trong máy công cụ: mối ghép then hoa (định tâm theo đường kính ngoài), mối ghép then bằng, mối ghép ren (bu lông M8, M12 đầu chìm), mối ghép chặt giữa vòng trong ổ lăn với cổ trục, mối ghép trung gian giữa vòng ngoài ổ lăn với lỗ thân hộp và trục dẫn hướng thanh răng.
  3. Hóa học tẩy rửa và công nghệ phục hồi kim loại: Xác định tỷ lệ hóa chất tẩy nhờn ($\text{NaOH}$, $\text{Na}_2\text{CO}_3$, $\text{Na}_3\text{PO}_4\cdot 12\text{H}_2\text{O}$, $\text{Na}_2\text{SiO}_3$) ở nhiệt độ $80-90^\circ\text{C}$ trong $20-40$ phút cho kim loại đen, hợp kim đồng và nhôm kẽm chì; nguyên lý bù đắp kích thước và hàn đắp bảo tồn cơ tính kim loại gốc.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác thành thạo các thiết bị chuyên dụng như clê lực, clê lục giác, búa đồng/nhôm, máy mài chổi sợi thép $\phi 0{,}5 - 0{,}7\text{ mm}$, thùng rửa phun áp lực tự động, máy hàn hồ quang, máy tiện, máy phay, bàn nâng và cẩu nâng mini.
  • Kỹ năng phân tích và chẩn đoán (Analytical skills): Sử dụng thước cặp, panme để xác định sai lệch kích thước hình học; đánh giá độ tróc rỗ, độ rơ lắc, độ đảo hướng kính và độ đảo mặt đầu của ổ lăn; phân tích nguyên nhân hư hỏng của răng bánh răng, trục then hoa và hệ thống ống dẫn dầu bôi trơn.
  • Kỹ năng thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Lập phiếu công nghệ tháo lắp và bảo dưỡng; dũa sửa biên dạng răng; cạo rãnh then; uốn dưỡng gạch chịu lửa/đồng lá phục hồi răng gãy; căn chỉnh độ căng dây đai và định vị bi tì - lò xo rãnh chữ V trên cơ cấu ngàm gạt điều khiển.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp sư phạm tích cực, lấy người học làm trung tâm thông qua các hình thức: diễn giảng tích hợp lý thuyết - thực hành, vấn đáp gợi mở và dạy học giải quyết vấn đề (Problem-Based Learning) gắn với các tình huống bảo trì máy móc thực tế.

Cấu trúc thời lượng dành đến 77,3% cho thực hành (58 giờ thực hành/thảo luận so với 14 giờ lý thuyết), tổ chức đào tạo theo hai không gian:

  • Phòng học chuyên môn: Nghiên cứu sơ đồ động học, bản vẽ khai triển, phân tích cấu tạo và lập phiếu công nghệ.
  • Xưởng thực hành cơ khí: Thao tác trực tiếp trên các máy công cụ (máy khoan K125, máy tiện vạn năng T6M16), thùng rửa chi tiết, bàn nguội và thiết bị hàn - gia công phục hồi.

Phương pháp đánh giá kết quả học tập được thiết kế đa dạng:

  1. Đánh giá thường xuyên: Vấn đáp lý thuyết đầu giờ, kiểm tra kỹ năng thao tác và mức độ chấp hành an toàn lao động tại xưởng.
  2. Đánh giá định kỳ: Bao gồm 03 bài kiểm tra chính thức:
    • Bài kiểm tra số 1: Kiểm tra lý thuyết đánh giá nội dung Bài 4 (1 giờ).
    • Bài kiểm tra số 2: Kiểm tra thực hành đánh giá kỹ năng lắp ráp tại Bài 5 (1 giờ).
    • Bài kiểm tra số 3: Kiểm tra thực hành đánh giá quy trình chạy thử và xử lý sai lệch tại Bài 6 (1 giờ).
  3. Thi kết thúc mô đun: Kết hợp trắc nghiệm lý thuyết tổng hợp và thực hành trực tiếp thao tác bảo dưỡng trên mô hình máy tại xưởng.

Người học được hướng dẫn tự học thông qua việc nghiên cứu trước tài liệu, hoàn thành phiếu học tập, làm việc nhóm theo trạm phân công tại xưởng và thực hiện các bài tập bổ trợ mở rộng trên cụm hộp chạy dao, hộp bàn dao của máy tiện T6M16.


Điểm nổi bật và cập nhật

  • Chuẩn hóa hồ sơ công nghệ công nghiệp: Giáo trình đưa việc lập "Phiếu công nghệ tháo lắp" và "Phiếu công nghệ bảo dưỡng" thành kỹ năng bắt buộc trước khi thực hiện bất kỳ thao tác cơ khí nào, rèn luyện quy trình làm việc chuẩn mực theo tiêu chuẩn công nghiệp.
  • Tích hợp bảng tra cứu thông số kỹ thuật chi tiết: Cung cấp hệ thống dữ liệu thực nghiệm về cấp chính xác (kinh tế và đạt được) cùng chỉ số nhám bề mặt ($R_a$) cho các nguyên công gia công cắt gọt phục hồi:
Phương pháp gia công Cấp chính xác đạt được Độ nhám bề mặt $R_a$ ($\mu\text{m}$)
Tiện tinh 6 1,6 – 3,2
Phay tinh 11 3,3 – 6,3
Bào tinh 11 – 13 3,2 – 6,3
Doa tinh 7 – 8 1,6 – 3,2
Mài tròn tinh 6 – 8 0,8 – 1,6
Cạo tinh 6 – 7 0,1 – 0,8
  • Quy chuẩn hóa công nghệ làm sạch hóa học: Đưa ra định lượng cụ thể về nồng độ thành phần hóa chất ($\text{g/l}$), nhiệt độ dung dịch ($80-90^\circ\text{C}$) và thời gian ngâm rửa ($20-40\text{ phút}$) phù hợp với từng loại vật liệu kim loại đen, kim loại màu (đồng, nhôm, kẽm, chì), giúp bảo vệ bề mặt chi tiết máy sau khi tẩy dầu mỡ.
  • Tính liên kết ứng dụng thực tế cao: Sử dụng các thiết bị công nghiệp điển hình (máy khoan K125, máy tiện T6M16) làm giáo cụ trực quan, giúp người học làm quen trực tiếp với kết cấu bơm dầu bôi trơn kiểu pít tông, cơ cấu an toàn trục trơn và cơ cấu định vị bi - rãnh V.
  • Quy định an toàn lao động chi tiết: Tích hợp đầy đủ các chỉ dẫn an toàn khi vận hành thiết bị khí nén, thao tác trên bàn nâng $1.800\text{ mm}$, quy trình sử dụng cẩu nâng, bảo hộ lao động khi tiếp xúc dung dịch kiềm nóng và trang bị bảo hộ hàn hồ quang.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Học sinh, sinh viên: Sinh viên trình độ Trung cấp và Cao đẳng theo học nghề Bảo trì thiết bị cơ điện tại Trường Cao đẳng Dầu khí và các cơ sở giáo dục nghề nghiệp kỹ thuật cơ khí, cơ điện trên toàn quốc.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở và chuyên môn bao gồm: An toàn vệ sinh lao động (ATMT19MH01), Vẽ kỹ thuật (CK19MH01), Gia công nguội cơ bản (TBCĐ19MĐ03), Khí cụ điện (KTĐ19MĐ15), Đo lường điện (KTĐ19MĐ13), Xử lý sự cố thiết bị cơ điện (KTĐ19MĐ67) và Bảo trì máy điện (KTĐ19MĐ5).
  • Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm căn cứ biên soạn giáo án giảng dạy lý thuyết, thiết kế phiếu hướng dẫn thực hành xưởng, xây dựng ngân hàng đề thi trắc nghiệm và tiêu chí chấm thi kỹ năng nghề.
  • Cán bộ kỹ thuật và công nhân bảo trì: Tài liệu tham khảo tại các xưởng cơ điện, nhà máy công nghiệp phục vụ công tác tra cứu quy trình tháo lắp, phương pháp tẩy rửa hóa học, kỹ thuật phục hồi chi tiết bánh răng, trục then hoa và nghiệm thu chạy thử thiết bị truyền động.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng người học nào?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho học sinh, sinh viên hệ Trung cấp và Cao đẳng nghề Bảo trì thiết bị cơ điện, đồng thời là tài liệu tham khảo cho kỹ thuật viên bảo trì cơ khí tại các phân xưởng sản xuất.

2. Cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi học mô đun này?

Người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học: Vẽ kỹ thuật, Gia công nguội cơ bản, An toàn vệ sinh lao động, Khí cụ điện, Đo lường điện, Xử lý sự cố thiết bị cơ điện và Bảo trì máy điện để nắm vững nguyên lý đọc bản vẽ, sử dụng dụng cụ đo nguội và an toàn lao động.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu lý thuyết truyền động khác là gì?

Tài liệu tập trung vào quy trình công nghệ bảo dưỡng thực hành, hướng dẫn chi tiết từ khâu lập phiếu công nghệ, tháo dỡ cụ thể trên máy khoan K125/máy tiện T6M16, tẩy rửa hóa chất, phục hồi sửa chữa nhỏ cho đến nghiệm thu chạy thử, đi kèm bảng tra cứu thông số dung sai và chế độ cắt gọt cụ thể.

4. Phương pháp tự học giáo trình này như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học cần đọc trước nội dung từng bài, nghiên cứu sơ đồ động lực học và bản vẽ khai triển kết cấu; chủ động lập phiếu công nghệ tháo lắp và bảo dưỡng; giải quyết các bài tập tình huống mở rộng đối với hộp tốc độ và hộp chạy dao máy tiện T6M16; tuân thủ nghiêm ngặt các quy định an toàn tại xưởng.

5. Giáo trình có những tài liệu bổ trợ nào đi kèm?

Giáo trình tham khảo từ hai nguồn chính: Giáo trình Truyền động cơ khí của PGS. TS Nguyễn Văn Yến và TS. Vũ Thị Hạnh (NXB Xây dựng); Giáo trình bảo trì hệ thống truyền động cơ khí của Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình; kết hợp hệ thống mẫu phiếu công nghệ tháo lắp, phiếu bảo dưỡng và bảng tra cứu tiêu chuẩn ổ lăn.


Kết luận

Giáo trình Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu đào tạo nghề nghiệp mang tính ứng dụng kỹ thuật cao, hệ thống hóa đầy đủ chu trình công nghệ bảo trì từ lý thuyết động học đến kỹ năng thực hành phục hồi chi tiết máy.

Lộ trình học tập khuyến nghị cho người học là tiếp cận tuần tự 06 bài học: bắt đầu từ việc khảo sát lập hồ sơ công nghệ, tiến hành tháo dỡ chuẩn xác, thực hiện quy trình vệ sinh - đo kiểm phân loại, áp dụng các phương pháp gia công phục hồi/thay thế, lắp ráp hoàn chỉnh cụm chi tiết và kết thúc bằng việc kiểm tra chạy thử nghiệm thu theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật quy định.