Tổng quan về giáo trình

Giáo trình "Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí" (Mã mô đun: MECM53124) là học liệu chuyên môn ngành thuộc chương trình đào tạo nghề Bảo trì thiết bị cơ điện (Trình độ: Cao đẳng), do Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam) ban hành kèm theo Quyết định số 203/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022. Tài liệu được dịch và biên soạn bởi tập thể tác giả gồm Chủ biên Trần Thanh Ngọc và đồng tác giả Nguyễn Xuân Thịnh thuộc khoa Giáo dục nghề nghiệp, hoàn thiện vào tháng 06 năm 2022.

Mô đun có thời lượng 75 giờ (tương đương 03 tín chỉ), phân bổ gồm 14 giờ lý thuyết, 58 giờ thực hành/thí nghiệm/thảo luận và 03 giờ kiểm tra (01 giờ lý thuyết, 02 giờ thực hành). Trong chương trình đào tạo gồm 80 tín chỉ (1905 giờ), mô đun được định vị ở nhóm môn học chuyên môn bắt buộc (Nhóm II.2), học sau các học phần cơ sở và chuyên môn như Gia công nguội cơ bản (MECM513104), Xử lý sự cố thiết bị cơ điện (ELEM53167) và Bảo trì máy điện (ELEM5415).

Mục tiêu học tập của giáo trình xác định rõ 3 chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức: Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc điểm lắp ghép và nội dung các bước kỹ thuật trong quy trình bảo dưỡng hệ thống truyền động cơ khí.
  • Kỹ năng: Tháo, bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ các chi tiết máy theo đúng chỉ tiêu kỹ thuật; vận hành chạy thử, đo kiểm và xử lý các sai lệch kỹ thuật của hệ thống truyền động sau khi hoàn tất bảo dưỡng.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Hình thành phương pháp làm việc khoa học, tỉ mỉ, chính xác và tuân thủ các quy tắc an toàn kỹ thuật, vệ sinh công nghiệp.

Giáo trình được cấu trúc theo trình tự công nghệ bảo trì thực tế gồm 06 bài học, tiếp cận từ việc phân tích bản vẽ cấu tạo máy công cụ điển hình (hộp tốc độ máy khoan K125, hộp tốc độ và hộp chạy dao máy tiện T6M16) đến việc lập phiếu công nghệ và thực hành thao tác trên thiết bị tại xưởng cơ khí.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình gồm 06 bài học được bố trí theo mạch logic của một quy trình bảo dưỡng kỹ thuật cơ khí hoàn chỉnh:

  • Bài 1: Công tác chuẩn bị trước khi bảo dưỡng hệ thống truyền động bằng cơ khí (3 giờ: 1 LT, 2 TH): Khảo sát cấu tạo và nguyên lý xích truyền động của hộp tốc độ máy khoan K125 gồm 3 trục truyền (I, II, III). Nguồn động lực từ động cơ điện $N = 2{,}7\text{ kW}$, số vòng quay $n = 1440\text{ v/phút}$ truyền qua bộ truyền đai thang và các khối bánh răng di trượt/cố định tạo 9 cấp tốc độ cho trục chính mang dao; phân tích các mối ghép bu lông M12, M8, then hoa, then bằng; hướng dẫn lập phiếu công nghệ tháo lắp và bảo dưỡng.
  • Bài 2: Tháo hệ thống truyền động bằng cơ khí (15 giờ: 3 LT, 12 TH): Kỹ thuật tháo dỡ cụm hộp tốc độ ở độ cao 1800mm bằng bàn nâng hạ và cẩu trục nhỏ; quy trình tháo cụm bơm dầu bôi trơn (khớp ren M14, van bi), tháo puly đai thang đầu trục I, tháo nắp hộp (ren M8) và nắp chặn đầu trục hình số 8; quy trình rút trục I, II, III bằng dụng cụ chuyên dụng (tông đồng/nhôm, ống thép); lập bảng kê danh mục chi tiết sau tháo.
  • Bài 3: Làm sạch và kiểm tra chi tiết sau khi tháo (16 giờ: 3 LT, 13 TH): Cấu tạo và nguyên lý máy mài khí nén gắn bánh chải kim loại (sợi $0{,}5 - 0{,}7\text{ mm}$) để tẩy màng oxit sắt; cấu tạo thùng rửa chi tiết tuần hoàn có bơm phun áp lực đạt vận tốc $100\text{ m/s}$; kỹ thuật tẩy dầu mỡ bằng dung dịch hóa học; phương pháp thổi khô bằng khí nén; đo kiểm kích thước bằng thước cặp 1/20, panme để phân loại chi tiết (dùng lại, bảo dưỡng sửa chữa nhỏ, thay thế).
  • Bài 4: Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết thay thế (9 giờ: 2 LT, 6 TH, 1 Kiểm tra LT): Đánh giá phạm vi công nghệ và cấp chính xác đạt được của các phương pháp gia công cơ khí (tiện, phay, bào, khoan, doa, mài tròn/mài rà, dũa nguội, cạo rà); kỹ thuật hàn đắp phục hồi bánh răng bị mẻ kết hợp dưỡng định hình bằng đồng lá/gạch chịu lửa và dũa vát mép $2 \times 45^\circ$; kỹ thuật cạo rà rãnh then hoa, thông rửa đường dầu bôi trơn và kiểm tra độ đảo ổ lăn.
  • Bài 5: Lắp bộ phận truyền động cơ khí (16 giờ: 3 LT, 12 TH, 1 Kiểm tra TH): Trình tự lắp ráp các trục I, II, III vào vỏ hộp; định vị ổ lăn và vòng phanh hãm; lắp nắp chặn số 8 (siết đều bu lông đối diện); lắp puly đai và điều chỉnh độ căng dây đai qua giá treo ren M14; kiểm tra điều kiện quay trơn của các trục.
  • Bài 6: Thử bộ phận truyền động sau bảo dưỡng (16 giờ: 3 LT, 12 TH, 1 Kiểm tra TH): Quy trình chạy thử không tải và có tải; kiểm tra tiếng ồn, nhiệt độ làm việc, áp suất bôi trơn và xử lý các lỗi kỹ thuật phát sinh.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

  • Lý thuyết truyền động cơ học: Động học các bộ truyền đai thang, bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng di trượt và cố định; công thức tính tỷ số truyền: $$i_1 = \frac{Z_1}{Z_4};\quad i_2 = \frac{Z_2}{Z_5};\quad i_3 = \frac{Z_3}{Z_7};\quad i_4 = \frac{Z_6}{Z_9};\quad i_5 = \frac{Z_7}{Z_{10}};\quad i_6 = \frac{Z_8}{Z_{11}}$$
  • Nguyên lý lắp ghép và chuẩn định vị: Đặc tính lắp ghép mối ghép chặt (vòng trong ổ lăn với cổ trục), mối ghép trung gian (vòng ngoài ổ lăn với lỗ vỏ hộp), mối ghép then hoa định tâm theo đường kính ngoài, mối ghép then bằng và mối ghép ren tiêu chuẩn.
  • Hóa học tẩy rửa công nghiệp: Nguyên lý làm sạch dầu mỡ và cặn bẩn bám dính bằng dung dịch hóa chất với công thức định lượng cụ thể:
    • Kim loại đen: $\text{NaOH}$ ($20 - 60\text{ g/l}$), $\text{Na}_2\text{CO}_3$ ($20 - 30\text{ g/l}$), $\text{Na}_3\text{PO}_4\cdot 12\text{H}_2\text{O}$ ($10 - 20\text{ g/l}$), $\text{Na}_2\text{SiO}_3$ ($5 - 10\text{ g/l}$) ở nhiệt độ $80 - 90^\circ\text{C}$ trong $20 - 40\text{ phút}$.
    • Đồng và hợp kim đồng: $\text{Na}_2\text{CO}_3$ ($10 - 15\text{ g/l}$), $\text{Na}_3\text{PO}_4\cdot 12\text{H}_2\text{O}$ ($50 - 60\text{ g/l}$), $\text{Na}_2\text{SiO}_3$ ($50 - 60\text{ g/l}$) ở $80 - 90^\circ\text{C}$ trong $3 - 5\text{ phút}$.
    • Nhôm, kẽm, chì: $\text{NaOH}$ ($20 - 25\text{ g/l}$), $\text{Na}_2\text{CO}_3$ ($20 - 25\text{ g/l}$), $\text{Na}_3\text{PO}_4\cdot 12\text{H}_2\text{O}$ ($5 - 10\text{ g/l}$).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Lập phiếu công nghệ tháo lắp; vận hành thiết bị khí nén, thùng rửa áp lực, máy mài, máy tiện, máy hàn hồ quang điện; thao tác dũa sửa đỉnh răng bánh răng $2 \times 45^\circ$, cạo rà then hoa, thay thế ổ lăn.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Sử dụng thước cặp 1/20, panme để kiểm tra độ sai lệch kích thước, độ không song song, độ không vuông góc; đo độ đảo hướng kính và độ đảo mặt đầu của ổ lăn; phân loại tình trạng kỹ thuật chi tiết sau đo kiểm.
  • Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Thực hiện quy trình hạ đặt cụm máy nặng bằng thiết bị nâng cẩu an toàn; bố trí mặt bằng tháo lắp theo nguyên tắc "tháo trước để xa, tháo sau để gần"; tổ chức thu gom dầu mỡ và đảm bảo an toàn phòng chống cháy nổ tại xưởng.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình định hướng áp dụng các phương pháp giảng dạy tích cực trong môi trường đào tạo nghề kỹ thuật:

  • Phương pháp tiếp cận sư phạm: Kết hợp giữa diễn giảng lý thuyết, phương pháp vấn đáp và dạy học nêu vấn đề (Problem-based learning). Giảng viên sử dụng máy chiếu minh họa sơ đồ động, bản vẽ khai triển cụm máy, sau đó tiến hành thị phạm kỹ năng tại xưởng cơ khí chuyên môn hóa.
  • Bài tập và nghiên cứu tình huống (Case studies):
    • Thực hành trực tiếp trên cụm truyền động thực tế: Hộp tốc độ máy khoan đứng K125.
    • Bài tập tình huống mở rộng: Yêu cầu người học tự nghiên cứu cấu tạo, lập phiếu công nghệ tháo lắp, bảo dưỡng đường dầu bôi trơn và hiệu chỉnh cơ cấu khớp nối an toàn trên hộp tốc độ và hộp chạy dao của máy tiện vạn năng T6M16.
  • Phần thực hành chuyên sâu: Thời lượng thực hành chiếm 58/75 giờ (77,3% tổng khối lượng mô đun). Sinh viên thực hiện 4 bài thực hành chuẩn hóa tại xưởng:
    1. Bài thực hành 1: Làm sạch màng oxit sắt bằng máy mài khí nén và bánh chải sợi kim loại.
    2. Bài thực hành 2: Rửa chi tiết trong thùng rửa áp lực với hóa chất tẩy dầu mỡ chuyên dụng.
    3. Bài thực hành 3: Thổi khô chi tiết bằng súng khí nén đảm bảo áp suất kỹ thuật.
    4. Bài thực hành 4: Đo kiểm chỉ tiêu kỹ thuật bằng dụng cụ đo cơ khí và lập bảng phân loại chi tiết.
  • Phương pháp đánh giá:
    • Kiểm tra thường xuyên: Vấn đáp miệng trước mỗi buổi thực hành về kiến thức an toàn và quy trình thao tác.
    • Kiểm tra định kỳ: Gồm 03 bài kiểm tra độc lập:
      • Bài kiểm tra số 1: Đánh giá lý thuyết nội dung Bài 4 (1 giờ).
      • Bài kiểm tra số 2: Đánh giá kỹ năng thực hành lắp ráp nội dung Bài 5 (1 giờ).
      • Bài kiểm tra số 3: Đánh giá kỹ năng thực hành chạy thử nghiệm thu nội dung Bài 6 (1 giờ).
    • Đánh giá kết thúc mô đun: Kết hợp bài thi trắc nghiệm lý thuyết và bài thi thực hành thao tác trên mô hình thiết bị.
  • Hướng dẫn tự học: Sinh viên nghiên cứu bản vẽ lắp trước giờ học, lập trước danh mục dụng cụ và bảng kê chi tiết, tuân thủ kỷ luật xưởng và phối hợp nhóm theo phân công.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Nguồn gốc tài liệu và tính chuẩn hóa: Giáo trình được xây dựng trên cơ sở chuẩn hóa chương trình đào tạo nghề của Trường Cao đẳng Dầu khí năm 2022, kế thừa và tích hợp nội dung chuyên môn từ các nguồn tài liệu kỹ thuật gồm:
    • Giáo trình Truyền động cơ khí của PGS. TS Nguyễn Văn Yến và TS. Vũ Thị Hạnh (Nhà xuất bản Xây dựng).
    • Giáo trình Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí của Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình.
  • Tích hợp thông số kỹ thuật thực nghiệm: Giáo trình cung cấp bảng tra cứu độ nhẵn bề mặt ($R_a$), cấp chính xác kinh tế và cấp chính xác đạt được của 8 phương pháp gia công cơ khí phục hồi (tiện, phay, bào, khoan, doa, mài, dũa, cạo), giúp người học có căn cứ kỹ thuật chính xác khi lựa chọn phương án phục hồi chi tiết mòn.
  • Ứng dụng thiết bị phụ trợ hiện đại: Đưa vào quy trình các thiết bị làm sạch công nghiệp như máy mài cầm tay chạy bằng khí nén, hệ thống thùng rửa tuần hoàn có màng lọc tinh và vòi phun áp lực $100\text{ m/s}$, đáp ứng yêu cầu vệ sinh công nghiệp trong môi trường gia công cơ khí.
  • Gắn liền thực tiễn máy công cụ: Không dừng lại ở lý thuyết tổng quát, các hướng dẫn tháo lắp và sửa chữa được đối chiếu trực tiếp trên các dòng máy công cụ phổ biến trong sản xuất là máy khoan K125 và máy tiện T6M16.
  • Liên kết tiêu chuẩn ngành: Toàn bộ quy trình công nghệ, biện pháp an toàn nâng hạ, bảo hộ lao động và xử lý chất thải dầu mỡ được biên soạn tương thích với tiêu chuẩn an toàn trong các xưởng cơ điện thuộc ngành Dầu khí.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Đối tượng đào tạo chính: Học sinh, sinh viên theo học trình độ Cao đẳng nghề Bảo trì thiết bị cơ điện tại các trường cao đẳng kỹ thuật và công nghệ nghề nghiệp. Môn học được giảng dạy ở giai đoạn chuyên môn ngành.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học trước khi tiếp cận mô đun MECM53124 cần hoàn thành các môn học nền tảng trong chương trình khung:
    • Vẽ kỹ thuật (MECM512003): Đọc hiểu bản vẽ lắp và bản vẽ khai triển máy.
    • An toàn điện (ELET5201) và An toàn vệ sinh lao động (SAEN5201).
    • Gia công nguội cơ bản (MECM513104): Kỹ năng dũa, cạo, khoan cơ bản.
    • Xử lý sự cố thiết bị cơ điện (ELEM53167) và Bảo trì máy điện (ELEM5415).
  • Giảng viên và cán bộ giảng dạy: Tài liệu là căn cứ chuyên môn để giáo viên thiết kế giáo án lý thuyết, lập phiếu hướng dẫn thực hành xưởng, chuẩn bị vật tư mẫu (thép 45 kích thước $30 \times 30\text{ mm}$, que hàn, dầu công nghiệp) và tổ chức đánh giá kỹ năng nghề.
  • Tự học và tra cứu kỹ thuật: Thợ bảo trì, kỹ thuật viên cơ điện tại các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có thể sử dụng giáo trình làm tài liệu tra cứu quy trình tháo lắp các mối ghép then hoa, phương pháp tẩy rửa hóa học và tiêu chuẩn phục hồi chi tiết máy mòn, mẻ.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề Bảo trì thiết bị cơ điện, đồng thời là tài liệu tham khảo kỹ thuật cho giảng viên dạy nghề cơ khí - cơ điện và kỹ thuật viên bảo dưỡng tại các xí nghiệp sản xuất.

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

Người học cần hoàn thành các học phần cơ sở gồm: Vẽ kỹ thuật cơ khí, Gia công nguội cơ bản, Đo lường điện, An toàn lao động và hai mô đun tiên quyết là Xử lý sự cố thiết bị cơ điện và Bảo trì máy điện.

3. Điểm khác biệt của giáo trình 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 với tỷ trọng 77,3% thời lượng tại xưởng. Giáo trình cung cấp các biểu mẫu phiếu công nghệ chuẩn, bảng tra dung dịch tẩy rửa hóa học định lượng và hướng dẫn tháo lắp chi tiết trên các dòng máy công cụ cụ thể (máy khoan K125, máy tiện T6M16).

4. Làm sao để tự học và thực hành hiệu quả theo giáo trình?

Người học cần nghiên cứu kỹ sơ đồ xích truyền động trước giờ học, tập lập dự thảo phiếu công nghệ tháo lắp cho từng cụm chi tiết, tuân thủ nguyên tắc sắp xếp chi tiết sau khi tháo và chấp hành nghiêm ngặt quy tắc an toàn nâng hạ, bảo hộ lao động.

5. Có tài liệu bổ trợ nào kèm theo giáo trình?

Kèm theo giáo trình là hệ thống mẫu phiếu công nghệ tháo lắp, phiếu công nghệ bảo dưỡng, bảng kê chi tiết và 2 tài liệu tham khảo chính: Giáo trình Truyền động cơ khí (PGS. TS Nguyễn Văn Yến, TS. Vũ Thị Hạnh, NXB Xây dựng) và Giáo trình bảo trì hệ thống truyền động cơ khí (Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình).

Kết luận

Giáo trình "Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí" (Mã mô đun: MECM53124) của Trường Cao đẳng Dầu khí cung cấp tài liệu đào tạo nghề mang tính hệ thống và chuẩn hóa kỹ thuật. Nội dung tài liệu phản ánh chính xác chu trình bảo trì cơ khí từ khâu chuẩn bị, tháo dỡ, tẩy rửa, đo kiểm, phục hồi chi tiết đến khâu lắp ráp và vận hành thử nghiệm.

Lộ trình học tập đề xuất gồm 6 bước liên hoàn:

  1. Nghiên cứu sơ đồ động và lập phiếu công nghệ (Bài 1).
  2. Thực hiện tháo dỡ và phân nhóm cụm máy an toàn (Bài 2).
  3. Tẩy rửa hóa - cơ và đo kiểm phân loại chi tiết (Bài 3).
  4. Gia công sửa chữa nhỏ và thay thế linh kiện mòn hỏng (Bài 4).
  5. Lắp ráp đúng tiêu chuẩn mối ghép và định vị ổ lăn (Bài 5).
  6. Vận hành thử tải, đo kiểm thông số và nghiệm thu thiết bị (Bài 6).

Tài liệu kết hợp với hệ thống bản vẽ khai triển máy khoan K125, máy tiện T6M16 và bảng tra cứu dung sai phục hồi tạo thành bộ học liệu thực hành hoàn chỉnh cho nghề Bảo trì thiết bị cơ điện.