Giáo trình Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí (Trường Cao đẳng Dầu khí)

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Mô đun: Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí (Mã mô đun: MECM53124) là học liệu chuyên môn được biên soạn bởi tập thể tác giả gồm Chủ biên Trần Thanh Ngọc và tác giả Nguyễn Xuân Thịnh thuộc Khoa Giáo dục nghề nghiệp, Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam). Tài liệu được ban hành chính thức theo Quyết định số 203/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 3 năm 2022 của Hiệu trưởng nhà trường, phục vụ công tác đào tạo hệ Cao đẳng nghề Bảo trì thiết bị cơ điện.

Trong chương trình đào tạo tổng thể gồm 80 tín chỉ (1905 giờ), mô đun MECM53124 nằm ở khối các môn học, mô đun chuyên môn ngành (nhóm II.2). Mô đun có khối lượng 03 tín chỉ với tổng thời lượng 75 giờ; trong đó phân bổ 14 giờ lý thuyết, 58 giờ thực hành/thảo luận/bài tập và 03 giờ kiểm tra (01 giờ lý thuyết, 02 giờ thực hành). Về vị trí đào tạo, mô đun được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các môn học tiên quyết bao gồm Xử lý sự cố thiết bị cơ điện (Mã: ELEM53167) và Bảo trì máy điện (Mã: ELEM5415).

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định trên ba phương diện chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức: Người học trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc và các đặc điểm lắp ghép của hệ thống truyền động cơ khí; nắm vững nội dung các bước kỹ thuật trong quy trình bảo dưỡng.
  • Kỹ năng: Thực hiện thành thạo thao tác tháo, làm sạch, kiểm tra, sửa chữa nhỏ và lắp ráp các chi tiết cơ khí đảm bảo đúng chỉ tiêu kỹ thuật; tổ chức chạy thử, kiểm tra và xử lý các sai sót kỹ thuật sau bảo dưỡng.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tính kiên trì, cẩn thận, tỉ mỉ, tác phong công nghiệp và tuân thủ các quy tắc an toàn lao động trong môi trường xưởng cơ khí.

Cấu trúc giáo trình gồm 06 bài học được thiết kế tuần tự theo đúng tiến trình công nghệ thực tế: từ chuẩn bị, tháo dỡ, vệ sinh kiểm tra, sửa chữa phục hồi, lắp ráp đến chạy thử nghiệm thu. Điểm đặc thù của giáo trình là gắn kết cơ sở lý thuyết với quy trình công nghệ cụ thể trên các thiết bị gia công cắt gọt kim loại điển hình như máy khoan đứng K125 và máy tiện vạn năng T6M16.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Giáo trình triển khai khối lượng kiến thức qua 06 bài học chính, phản ánh chu trình khép kín của công tác bảo trì cơ khí:

  1. Bài 1: Công tác chuẩn bị trước khi bảo dưỡng hệ thống truyền động bằng cơ khí (3 giờ: 1 LT, 2 TH): Cung cấp cấu tạo, xích truyền động và đặc điểm lắp ghép của hộp tốc độ máy khoan K125 (động cơ điện $N = 2{,}7\text{ kW}$, số vòng quay $n = 1440\text{ vòng/phút}$, bộ truyền đai thang, hệ thống 3 trục truyền động I, II, III tạo 9 cấp tốc độ cho trục chính). Hướng dẫn quy trình lập phiếu công nghệ tháo lắp và bảo dưỡng; công tác chuẩn bị dụng cụ, thiết bị nâng hạ và an toàn xưởng.
  2. Bài 2: Tháo hệ thống truyền động bằng cơ khí (15 giờ: 3 LT, 12 TH): Hướng dẫn nguyên công và các bước tháo rời cụm hộp tốc độ máy khoan K125 khỏi thân máy; quy trình tháo cụm bơm dầu bôi trơn (mối ren M14 của van bi, mối ren M8 của thân bơm), tháo puly đai thang, tháo các nắp che, nắp chặn đầu trục hình số 8, tháo trục then bằng I, trục then hoa II và trục ống then hoa III bằng dụng cụ chuyên dụng (tông đồng, tông nhôm, ống thép). Lập bảng kê chi tiết sau khi tháo.
  3. Bài 3: Làm sạch và kiểm tra chi tiết sau khi tháo (16 giờ: 3 LT, 13 TH): Trình bày cấu tạo, nguyên lý vận hành của thiết bị tẩy rửa cơ học (máy mài cầm tay chạy bằng khí nén gắn bánh chải kim loại đường kính sợi $0{,}5 - 0{,}7\text{ mm}$), thiết bị thùng rửa chi tiết tuần hoàn có bơm áp lực phun vận tốc $100\text{ m/s}$; thành phần dung dịch hóa học tẩy dầu mỡ; quy trình thổi khô bằng khí nén và kỹ thuật sử dụng thước cặp $1/20$, panme để đo kiểm, phân loại chi tiết.
  4. Bài 4: Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết thay thế (9 giờ: 2 LT, 6 TH, 1 KT lý thuyết): Khái quát khả năng công nghệ và độ chính xác của các phương pháp gia công cơ khí (tiện, phay, bào, khoan đường kính $0{,}1 - 80\text{ mm}$, doa, mài, dũa nguội, cạo rà). Phân tích công nghệ phục hồi chi tiết bằng hàn đắp và phương pháp phụ thêm từng phần kích thước. Thực hành sửa chữa thực tế: cạo phẳng vết xước then hoa, thông rửa đường dầu bôi trơn, dũa vát đỉnh răng $2 \times 45^\circ$, tẩy màng oxit sắt, kiểm tra độ đảo hướng kính/mặt đầu ổ lăn và hàn đắp răng bánh răng bị mẻ bằng dưỡng chắn chịu lửa.
  5. Bài 5: Lắp bộ phận truyền động cơ khí (16 giờ: 3 LT, 12 TH, 1 KT thực hành): Hướng dẫn kỹ thuật và trình tự lắp ráp các chi tiết lên trục I, II, III; tiêu chuẩn kiểm tra độ quay trơn, chuyển động di trượt của bánh răng, chiều quay số hiệu ổ lăn hướng ra ngoài; thao tác siết đối xứng bu lông nắp chặn số 8 và lắp puly đai thang kèm vòng phanh chặn.
  6. Bài 6: Thử bộ phận truyền động sau bảo dưỡng (16 giờ: 3 LT, 12 TH, 1 KT thực hành): Tổ chức chạy thử không tải và có tải, đo đạc thông số kỹ thuật, đánh giá mức độ rung động, tiếng ồn, nhiệt độ làm việc, hiện tượng rò rỉ dầu bôi trơn và xử lý các sai lệch kỹ thuật phát sinh.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình củng cố các nền tảng lý thuyết và kỹ thuật cơ sở bao gồm:

  • Nguyên lý truyền động cơ khí: Công thức tính toán tỷ số truyền cho các bộ truyền bánh răng ($i_1 = Z_1/Z_4$, $i_2 = Z_2/Z_5$, $i_3 = Z_3/Z_7$, $i_4 = Z_6/Z_9$, $i_5 = Z_7/Z_{10}$, $i_6 = Z_8/Z_{11}$) và bộ truyền đai thang ($i = d_1/d_2$).
  • Dung sai và đặc tính lắp ghép: Đặc tính lắp ghép vòng trong ổ lăn với cổ trục (mối ghép chặt) và vòng ngoài với lỗ hộp (mối ghép trung gian); mối ghép then hoa định tâm theo đường kính ngoài; liên kết ren bu lông chìm M8, M12 và vít khống chế vị trí rãnh chữ V.
  • Hóa học tẩy rửa bề mặt: Nồng độ dung dịch kiềm nóng tẩy dầu mỡ hóa học ở nhiệt độ $80 - 90^\circ\text{C}$ thời gian $20 - 40\text{ phút}$ cho kim loại đen ($\text{NaOH: } 20 - 60\text{ g/l}$, $\text{Na}_2\text{CO}_3\text{: } 20 - 30\text{ g/l}$, $\text{Na}_3\text{PO}_4\cdot12\text{H}_2\text{O: } 10 - 20\text{ g/l}$, $\text{Na}_2\text{SiO}_3\text{: } 5 - 10\text{ g/l}$), đồng/hợp kim đồng và kim loại màu khác.
  • Chỉ tiêu độ nhám bề mặt ($Ra$) và cấp chính xác: Bảng tiêu chuẩn dung sai kinh tế và độ nhẵn bề mặt quy đổi khi tiện tinh ($Ra\ 1{,}6 - 3{,}2\ \mu\text{m}$), phay mỏng ($Ra\ 1{,}6\ \mu\text{m}$), mài rà ($Ra\ 0{,}1 - 1{,}6\ \mu\text{m}$), cạo tinh ($Ra\ 0{,}1 - 0{,}8\ \mu\text{m}$).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật: Lập phiếu công nghệ tháo, lắp và bảo dưỡng chuẩn xác; sử dụng thành thạo dụng cụ cầm tay (clê dẹt 17-19, clê lục lăng 12, dũa mịn, dao cạo rà) và thiết bị xưởng (máy nén khí, buồng rửa áp lực, máy hàn hồ quang, cẩu nâng).
  • Kỹ năng phân tích, đo kiểm: Sử dụng dụng cụ đo chính xác (thước cặp $1/20$, panme) kiểm tra độ mòn, sai lệch kích thước, độ không song song, độ không vuông góc; kiểm tra độ đảo hướng kính và độ đảo mặt đầu của ổ lăn; phân loại chính xác chi tiết thành 3 nhóm (dùng lại, thay thế, sửa chữa nhỏ).
  • Năng lực phục hồi cơ khí: Thao tác hàn đắp phục hồi biên dạng răng hỏng kết hợp dũa nguội theo dưỡng mẫu; xử lý màng bám oxit sắt, làm sạch đường dầu và hiệu chỉnh khe hở làm việc của cơ cấu truyền động.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Mô đun MECM53124 được xây dựng theo hình thức đào tạo tích hợp giữa lý thuyết chuyên môn và rèn luyện kỹ năng thực hành nghề nghiệp, trong đó thời lượng thực hành chiếm ưu thế tuyệt đối ($58/75\text{ giờ}$, tương đương $77{,}3%$).

Phương pháp sư phạm và tổ chức giảng dạy

  • Đối với giáo viên: Sử dụng các phương pháp giảng dạy tích cực như diễn giảng kỹ thuật, vấn đáp định hướng và dạy học giải quyết vấn đề (problem-based learning). Giáo viên thiết kế giáo án theo từng bài/buổi dạy, xây dựng hệ thống phiếu học tập, phiếu công nghệ mẫu và tổ chức hướng dẫn thao tác mẫu tại phòng học chuyên môn hóa hoặc xưởng cơ khí.
  • Đối với người học: Thực hiện học tập kết hợp làm việc cá nhân và thảo luận nhóm. Sinh viên có trách nhiệm nghiên cứu trước giáo trình, chuẩn bị tài liệu, lập bản vẽ phác họa, hoàn thành phiếu công nghệ và bài tập tình huống trước khi thao tác trên thiết bị thực.

Hệ thống bài tập và thực hành xưởng

  • Bài tập mẫu trọng tâm: Thực hành lập phiếu công nghệ, tháo rời toàn bộ chi tiết, làm sạch, tẩy rửa bằng dung dịch hóa học, đo kiểm phân loại, dũa vát đỉnh răng, cạo then hoa, hàn đắp răng mẻ, lắp ráp hoàn chỉnh và chạy thử hộp tốc độ máy khoan đứng K125.
  • Bài tập tình huống mở rộng: Thực hiện quy trình công nghệ chuẩn bị, tháo lắp, làm sạch, đo kiểm và bảo dưỡng hệ thống đường dầu bôi trơn, khớp nối an toàn trên hộp tốc độ, hộp chạy dao và hộp bàn dao của máy tiện vạn năng T6M16.

Phương pháp kiểm tra và đánh giá

Hệ thống đánh giá kết quả học tập gồm các thành phần:

  • Đánh giá thường xuyên: Tối thiểu 01 cột điểm hỏi miệng hoặc kiểm tra vấn đáp thao tác tại xưởng cho mỗi bài học.
  • Đánh giá định kỳ: Gồm 03 bài kiểm tra chính thức:
    • Bài kiểm tra số 1: Đánh giá nội dung lý thuyết Bài 4 (1 giờ).
    • Bài kiểm tra số 2: Đánh giá kỹ năng thực hành lắp ráp tại Bài 5 (1 giờ).
    • Bài kiểm tra số 3: Đánh giá kỹ năng thực hành thử nghiệm tại Bài 6 (1 giờ).
  • Thi kết thúc mô đun: Kết hợp bài thi lý thuyết trắc nghiệm/tự luận tổng hợp và bài thi thực hành thao tác trực tiếp trên mô hình thiết bị.

Điểm nổi bật và cập nhật

Giáo trình thể hiện tính thực tiễn cao thông qua các cập nhật về quy trình công nghệ bảo dưỡng thiết bị công nghiệp:

  • Chuẩn hóa quy trình bằng biểu mẫu công nghệ: Giáo trình cấu trúc toàn bộ hoạt động bảo dưỡng thông qua hệ thống "Phiếu công nghệ" có định mức thời gian, sơ đồ nguyên công, bước công việc, dụng cụ trang bị và chỉ dẫn kỹ thuật cụ thể. Phương pháp này rèn luyện tác phong công nghiệp đồng bộ, loại bỏ các thao tác tùy tiện khi can thiệp vào cụm máy.
  • Tích hợp bảng tra định lượng phục vụ sửa chữa: Cung cấp hệ thống dữ liệu kỹ thuật chi tiết giúp học viên tra cứu trực tiếp mà không cần suy diễn:
    • Bảng thông số hóa chất tẩy dầu mỡ cho từng nhóm kim loại (kim loại đen, đồng thau, nhôm kẽm chì).
    • Bảng cấp chính xác và độ nhám bề mặt ($Ra$) đạt được của 8 phương pháp gia công cắt gọt (tiện, phay dao trụ, phay dao mặt mút, bào, khoan, doa, mài rà, cạo rà).
  • Gắn kết trực tiếp với thiết bị thực tế: Đối tượng phân tích và thực hành là máy khoan đứng K125 và máy tiện vạn năng T6M16 — các dòng máy công cụ phổ biến trong hệ thống xưởng cơ khí, nhà máy lọc hóa dầu và xí nghiệp chế tạo.
  • Kỹ thuật phục hồi thực tế tại hiện trường: Hướng dẫn các giải pháp kỹ thuật cụ thể như sử dụng dưỡng chắn bằng lá đồng hoặc gạch chịu lửa khi hàn đắp răng bánh răng mẻ để bảo vệ các răng lân cận, quy tắc sắp xếp chi tiết "tháo trước để xa, tháo sau để gần", và các giải pháp an toàn trong thao tác nâng hạ thiết bị trên cao.

Đối tượng sử dụng giáo trình

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

  • Sinh viên, học viên:
    • Học sinh, sinh viên trình độ Cao đẳng chuyên ngành Bảo trì thiết bị cơ điện tại Trường Cao đẳng Dầu khí và các trường đào tạo kỹ thuật nghề nghiệp tương đương.
    • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Học viên cần hoàn thành các môn học chung và chuyên môn cơ sở trước đó theo chương trình khung: Vẽ kỹ thuật 1 (MECM512003), Gia công nguội cơ bản (MECM513104), An toàn vệ sinh lao động (SAEN52001), Xử lý sự cố thiết bị cơ điện (ELEM53167) và Bảo trì máy điện (ELEM5415).
  • Giảng viên và cán bộ giảng dạy:
    • Làm căn cứ chuẩn mực để biên soạn giáo án lý thuyết, giáo án tích hợp, thiết kế các phiếu công nghệ và tiêu chí chấm điểm kỹ năng thực hành tại xưởng.
    • Định hướng xây dựng danh mục vật tư, dụng cụ và thiết bị đo kiểm phục vụ tổ chức giảng dạy mô đun.
  • Cán bộ kỹ thuật và tự học:
    • Sử dụng làm tài liệu tham khảo nghiệp vụ cho kỹ thuật viên cơ điện, công nhân bảo trì tại các trạm máy, xưởng cơ khí và cơ sở công nghiệp thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam.

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 cho giảng viên dạy nghề và cán bộ kỹ thuật phụ trách bảo trì hệ thống truyền động cơ khí tại các phân xưởng công nghiệp.

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

Người học cần hoàn thành khối kiến thức cơ sở gồm Vẽ kỹ thuật, Gia công nguội cơ bản, An toàn lao động, cùng hai mô đun chuyên môn trực tiếp là Xử lý sự cố thiết bị cơ điện (ELEM53167) và Bảo trì máy điện (ELEM5415).

3. Điểm khác biệt của giáo trình so với các tài liệu lý thuyết truyền động cơ khí khác?

Giáo trình tập trung vào quy trình công nghệ bảo dưỡng thực hành (58/75 giờ). Thay vì chỉ phân tích lý thuyết thiết kế, giáo trình hướng dẫn trực tiếp thao tác lập phiếu công nghệ, kỹ thuật tháo lắp, làm sạch hóa học, đo kiểm phân loại bằng panme/thước cặp, và sửa chữa nhỏ trên các thiết bị thực như máy khoan K125 và máy tiện T6M16.

4. Làm sao để tự học và nghiên cứu giáo trình hiệu quả?

Người học cần kết hợp đọc trước cấu tạo chi tiết trong giáo trình, đối chiếu bản vẽ khai triển xích truyền động, lập thử phiếu công nghệ tháo lắp trước buổi học và tuân thủ các quy định an toàn lao động khi tiến hành thực hành trên máy.

5. Có tài liệu tham khảo nào được trích dẫn trong giáo trình?

Giáo trình trích dẫn và kế thừa kiến thức từ các tài liệu chuyên ngành:

  • Giáo trình Truyền động cơ khí, PGS. TS Nguyễn Văn Yến, TS. Vũ Thị Hạnh, Nhà xuất bản Xây dựng.
  • Giáo trình Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí, Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình.

Kết luận

Giáo trình Mô đun: Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí (MECM53124) do Trường Cao đẳng Dầu khí ban hành là tài liệu đào tạo nghề nghiệp chuẩn hóa, trang bị đầy đủ cơ sở khoa học và kỹ năng thực hành về bảo trì cơ cấu máy. Giáo trình dẫn dắt người học qua lộ trình kỹ thuật chặt chẽ gồm 6 bước: chuẩn bị lập phiếu công nghệ, tháo dỡ cụm truyền động, làm sạch - kiểm tra đo đạc, phục hồi sửa chữa nhỏ, lắp ráp hoàn thiện và vận hành thử nghiệm thu. Đi kèm hệ thống bản vẽ khai triển, bảng dung sai độ nhám bề mặt và công thức dung dịch tẩy rửa, giáo trình là tài liệu học tập và tham khảo kỹ thuật cho ngành Bảo trì thiết bị cơ điện.