TỔNG QUAN VỀ GIÁO TRÌNH BẢO TRÌ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình mô đun Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí (Mã mô đun: MECM53124) là tài liệu đào tạo chuyên môn thuộc chương trình đào tạo nghề Bảo trì thiết bị cơ điện trình độ Cao đẳng và Trung cấp, được ban hành kèm theo Quyết định số 203/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam). Tài liệu do tập thể tác giả thuộc Khoa Giáo dục nghề nghiệp biên soạn, gồm ông Trần Thanh Ngọc (Chủ biên) và ông Nguyễn Xuân Thịnh, hoàn thành nghiệm thu vào tháng 06 năm 2022 tại Bà Rịa – Vũng Tàu.

                  +----------------------------------------------+
                  |            HỌC PHẦN TIÊN QUYẾT               |
                  | - An toàn lao động (SAEN52001)               |
                  | - Vẽ kỹ thuật 1 (MECM512003)                 |
                  | - Gia công nguội cơ bản (MECM513104)         |
                  | - Xử lý sự cố thiết bị cơ điện (ELEM53167)   |
                  | - Bảo trì máy điện (ELEM5415)                |
                  +----------------------+-----------------------+
                                         |
                                         v
+---------------------------------------------------------------------------------+
|               MÔ ĐUN: BẢO TRÌ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG CƠ KHÍ (MECM53124)           |
|               (Thời lượng: 75 giờ | 03 Tín chỉ | 14h LT - 58h TH - 3h KT)       |
+---------------------------------------------------------------------------------+
| Bài 1: Công tác chuẩn bị trước khi bảo dưỡng (3h)                               |
| Bài 2: Tháo hệ thống truyền động bằng cơ khí (15h)                              |
| Bài 3: Làm sạch và kiểm tra chi tiết sau khi tháo (16h)                         |
| Bài 4: Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết thay thế (9h)               |
| Bài 5: Lắp bộ phận truyền động cơ khí (16h)                                     |
| Bài 6: Thử bộ phận truyền động sau bảo dưỡng (16h)                              |
+---------------------------------------------------------------------------------+
                                         |
                                         v
                  +----------------------------------------------+
                  |             HỌC PHẦN KẾ TIẾP                 |
                  | - Bảo trì hệ thống truyền động điện          |
                  | - Thực tập sản xuất (ELEM54154)              |
                  +----------------------------------------------+

Về vị trí trong chương trình đào tạo, đây là mô đun chuyên môn ngành bắt buộc, được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các học phần cơ sở và chuyên môn nền tảng như Xử lý sự cố thiết bị cơ điện và Bảo trì máy điện. Mô đun có khối lượng 03 tín chỉ với tổng thời lượng 75 giờ, phân bổ cụ thể gồm 14 giờ lý thuyết, 58 giờ thực hành/thí nghiệm/thảo luận/bài tập và 03 giờ dành cho kiểm tra đánh giá (01 giờ lý thuyết, 02 giờ thực hành).

Mục tiêu học tập của giáo trình hướng tới việc trang bị cho người học các chuẩn đầu ra cụ thể:

  • Về kiến thức: Trình bày rõ cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc điểm lắp ghép của các cơ cấu truyền động cơ khí và nội dung từng bước trong quy trình bảo dưỡng.
  • Về kỹ năng: Thao tác thành thạo kỹ thuật tháo rời, làm sạch, đo kiểm, phân loại, bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ các chi tiết; thực hiện lắp ráp và chạy thử, hiệu chỉnh các sai sót kỹ thuật của hệ thống truyền động theo đúng phiếu công nghệ.
  • Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tác phong làm việc khoa học, tỉ mỉ, chuẩn xác và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định an toàn công nghiệp.

Giáo trình được cấu trúc thành 06 bài học tiếp cận theo chu trình công nghệ khép kín của công tác bảo trì cơ khí trong thực tế sản xuất: từ chuẩn bị, tháo dỡ, tẩy rửa kiểm tra, sửa chữa phục hồi, cho đến lắp ráp và nghiệm thu vận hành. Điểm đặc thù của tài liệu là phương pháp tích hợp lý thuyết kỹ thuật gắn liền với thực hành trực tiếp trên các đối tượng máy công cụ điển hình như máy khoan đứng K125 và máy tiện vạn năng T6M16.

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương và chủ đề chính

Giáo trình gồm 06 bài học được phân bố theo tiến trình logic của quy trình bảo dưỡng kỹ thuật:

[Bài 1: Chuẩn bị & Khảo sát] 
[Bài 2: Quy trình Tháo dỡ] 
[Bài 3: Làm sạch & Kiểm tra] 
         (16h: 3h LT + 12h TH + 1h KT)
  • Bài 1: Công tác chuẩn bị trước khi bảo dưỡng hệ thống truyền động bằng cơ khí (3 giờ): Phân tích sơ đồ động học, nguyên lý hoạt động và đặc điểm lắp ghép của hộp tốc độ máy khoan K125 (gồm 3 trục truyền động I, II, III và các khối bánh răng di trượt). Hướng dẫn quy trình khảo sát hiện trạng và thiết lập phiếu công nghệ tháo lắp, bảo dưỡng.
  • Bài 2: Tháo hệ thống truyền động bằng cơ khí (15 giờ): Quy trình tháo dỡ tuần tự các mối ghép ren, tháo bộ truyền đai thang, bơm dầu bôi trơn, nắp chặn đầu trục và tháo các trục I, II, III; phương pháp lập bảng kê số lượng và mã hiệu chi tiết nhằm tránh thất lạc.
  • Bài 3: Làm sạch và kiểm tra chi tiết sau khi tháo (16 giờ): Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của thiết bị tẩy rửa bằng khí nén, thùng rửa chi tiết áp lực tuần hoàn; thành phần hóa chất dung dịch kiềm tẩy rửa dầu mỡ; kỹ thuật thổi khô bằng khí nén; kỹ thuật đo kiểm kích thước, độ đảo và phân loại tình trạng chi tiết.
  • Bài 4: Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết thay thế (9 giờ): Phân tích khả năng công nghệ, cấp chính xác và độ nhám bề mặt ($R_a$) của các phương pháp gia công cơ khí (tiện, phay, bào, khoan, doa, mài, dũa, cạo); kỹ thuật hàn đắp phục hồi răng bánh răng bị mẻ và phương pháp phụ thêm từng phần kích thước.
  • Bài 5: Lắp bộ phận truyền động cơ khí (16 giờ): Trình tự lắp ráp các trục I, II, III, định vị ổ lăn, căn chỉnh vòng phanh chặn, siết nắp ổ hình số 8, lắp puli đai và cụm bơm dầu bôi trơn đảm bảo các thông số kỹ thuật.
  • Bài 6: Thử bộ phận truyền động sau bảo dưỡng (16 giờ): Trình tự vận hành chạy thử không tải và có tải, phương pháp kiểm tra độ êm, độ ồn, độ rơ lắc và xử lý các hiện tượng sai sót phát sinh sau lắp ráp.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình xây dựng hệ thống kiến thức nền tảng dựa trên các nguyên lý kỹ thuật cơ khí chính xác:

  • Động học truyền động cơ khí: Phân tích xích truyền động từ động cơ điện ($N = 2{,}7\text{ kW}$, $n = 1440\text{ vòng/phút}$) qua bộ truyền đai thang tỷ số truyền $i = d_1/d_2$ đến hộp tốc độ 3 trục, sử dụng các khối bánh răng di trượt để tạo ra 9 cấp vòng quay khác nhau cho trục chính mang dao khoan theo các tỷ số truyền thành phần:

$$i_1 = \frac{Z_1}{Z_4}, \quad i_2 = \frac{Z_2}{Z_5}, \quad i_3 = \frac{Z_3}{Z_7}, \quad i_4 = \frac{Z_6}{Z_9}, \quad i_5 = \frac{Z_7}{Z_{10}}, \quad i_6 = \frac{Z_8}{Z_{11}}$$

  • Dung sai và đặc điểm lắp ghép: Cơ sở xác định các kiểu lắp ghép điển hình: vòng trong ổ lăn lắp với cổ trục theo mối ghép chặt, vòng ngoài ổ lăn lắp với lỗ thân hộp theo mối ghép trung gian; khối bánh răng di trượt lắp then hoa định tâm theo đường kính ngoài; khối bánh răng cố định lắp then bằng và cố định vị trí bằng bạc cách, vai trục và vòng phanh chặn.
  • Công nghệ hóa học trong tẩy rửa: Bảng thành phần định lượng dung dịch kiềm tẩy dầu mỡ công nghiệp ở nhiệt độ $80 - 90^\circ\text{C}$:
Nhóm kim loại $\text{NaOH}$ (g/l) $\text{Na}_2\text{CO}_3$ (g/l) $\text{Na}_3\text{PO}_4\cdot12\text{H}_2\text{O}$ (g/l) $\text{Na}_2\text{SiO}_3$ (g/l) Thời gian (phút)
Kim loại đen $20 - 60$ $20 - 30$ $10 - 20$ $5 - 10$ $20 - 40$
Đồng và hợp kim đồng - $10 - 15$ $50 - 60$ $3 - 5$ $20 - 40$
Nhôm, kẽm, chì - $20 - 25$ $20 - 25$ $5 - 10$ $20 - 40$
  • Thông số kỹ thuật gia công phục hồi: Bảng tra cứu cấp chính xác và độ nhám bề mặt $R_a$ đạt được từ các nguyên công tiện, phay, bào, khoan, doa, mài, dũa nguội và cạo kim loại (ví dụ: tiện tinh đạt cấp chính xác 6, $R_a = 1{,}6 - 3{,}2\ \mu\text{m}$; mài mỏng đạt cấp chính xác 5, $R_a = 0{,}1 - 0{,}4\ \mu\text{m}$; dũa nguội đạt $R_a = 1{,}6 - 2{,}5\ \mu\text{m}$).

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật chuyên môn: Thao tác sử dụng các dụng cụ tháo lắp chuyên dụng (clê tròng, lục giác, vam, búa đồng, búa nhôm, ống lót chuyên dùng $\Delta d = 1 - 1{,}5\text{ mm}$); kỹ năng dũa vát góc $2\times 45^\circ$ đỉnh răng bánh răng bị biến dạng; kỹ năng hàn hồ quang phục hồi răng bánh răng mẻ kết hợp dưỡng gá bằng đồng lá hoặc gạch chịu lửa.
  • Kỹ năng đo kiểm và phân tích: Sử dụng thước cặp $1/20$, panme để đo kiểm kích thước hình học, kiểm tra độ đảo hướng kính, độ đảo mặt đầu của ổ lăn; phân loại chính xác chi tiết thành 3 nhóm: chi tiết tái sử dụng, chi tiết cần sửa chữa bảo dưỡng, và chi tiết buộc phải thay thế.
  • Năng lực xây dựng quy trình: Soạn thảo phiếu công nghệ tháo lắp, phiếu công nghệ bảo dưỡng và thiết lập bảng kê danh mục chi tiết kỹ thuật theo biểu mẫu công nghiệp.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng phương pháp dạy học tích hợp theo hướng tiếp cận năng lực thực hiện, kết hợp chặt chẽ giữa giảng dạy lý thuyết chuyên môn và rèn luyện kỹ năng thực hành tại xưởng:

[Lý thuyết chuyên môn (14 giờ)]
[Thực hành xưởng cơ khí (58 giờ)]
[Kiểm tra & Đánh giá (3 giờ)]
  • Tiếp cận sư phạm: Giảng viên sử dụng các phương pháp giảng dạy tích cực như diễn giảng kỹ thuật, vấn đáp gợi mở và dạy học giải quyết vấn đề. Tỷ trọng thực hành chiếm phần lớn thời lượng mô đun (58/75 giờ, tương đương 77,3%), bảo đảm người học rèn luyện kỹ năng trực tiếp trên thiết bị.
  • Bài tập và đối tượng nghiên cứu: Giáo trình sử dụng trực tiếp kết cấu Hộp tốc độ máy khoan đứng K125 làm bài tập thực hành trọng tâm; đồng thời mở rộng qua hệ thống bài tập bổ trợ trên cụm Hộp tốc độ và Hộp chạy dao của máy tiện vạn năng T6M16.
  • Điều kiện cơ sở vật chất: Quá trình giảng dạy đòi hỏi bố trí tại xưởng cơ khí chuyên dụng với đầy đủ trang thiết bị: hệ thống máy khoan K125, máy tiện T6M16, bàn nâng hạ cơ khí, cẩu nâng loại nhỏ, bình nén khí, thùng rửa chi tiết áp lực, máy mài hai đá, máy hàn hồ quang điện và tủ dụng cụ cơ khí cầm tay.
  • Phương pháp đánh giá:
    • Đánh giá thường xuyên: Kiểm tra hỏi miệng đầu giờ về nội dung bài đọc trước.
    • Đánh giá định kỳ: Gồm 03 bài kiểm tra chính thức:
      • Bài kiểm tra số 1: Đánh giá lý thuyết chuyên môn về phương pháp sửa chữa nhỏ (Bài 4).
      • Bài kiểm tra số 2: Đánh giá kỹ năng thực hành lắp ráp cụm truyền động (Bài 5).
      • Bài kiểm tra số 3: Đánh giá kỹ năng chạy thử và xử lý sai sót kỹ thuật (Bài 6).
    • Thi kết thúc mô đun: Kết hợp bài thi trắc nghiệm lý thuyết và thao tác thực hành trực tiếp trên mô hình máy thực tế.
  • Chỉ dẫn tự học: Người học bắt buộc phải đọc trước nội dung từng bài trong giáo trình, nghiên cứu kỹ bản vẽ khai triển cụm máy, hoàn thành phiếu chuẩn bị công nghệ và nộp báo cáo kết quả thực hành đúng thời hạn quy định.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Cấu trúc bám sát chương trình khung Giáo dục nghề nghiệp: Tài liệu được chuẩn hóa theo Quyết định số 203/QĐ-CĐDK của Trường Cao đẳng Dầu khí, đồng bộ với hệ thống mã môn học quốc gia (MECM53124), phân định rõ ràng chuẩn đầu ra kiến thức, kỹ năng và mức độ tự chủ trách nhiệm.
  • Tích hợp dữ liệu công nghệ định lượng: Giáo trình không mô tả chung chung mà cung cấp các thông số kỹ thuật định lượng chi tiết phục vụ tra cứu thực tế:
    • Nêu rõ công thức pha chế dung dịch tẩy rửa hóa học cho từng nhóm kim loại (kim loại đen, đồng, nhôm kẽm chì).
    • Cung cấp bảng tra cấp chính xác kinh tế và độ nhám $R_a$ của 8 phương pháp gia công cơ khí phục vụ công tác sửa chữa phục hồi.
    • Cung cấp các thông số kết cấu cơ khí chính xác: khoảng cách lắp lưới lọc dầu cách đáy máng $15 - 20\text{ mm}$, chiều cao lắp đặt hộp tốc độ máy khoan $1800\text{ mm}$, quy cách bu lông liên kết M12, M8.
  • Gắn kết quy trình bảo dưỡng với an toàn công nghiệp: Tài liệu tích hợp các quy chuẩn an toàn lao động nghiêm ngặt cho từng công đoạn: an toàn nâng hạ vật nặng bằng cẩu treo, an toàn thao tác trên bàn nâng cao $1800\text{ mm}$, an toàn vận hành bình khí nén và an toàn hóa chất khi sử dụng dung dịch kiềm tẩy rửa nóng $80 - 90^\circ\text{C}$.
  • Tài liệu tham khảo chuyên ngành: Giáo trình được xây dựng trên cơ sở đối chiếu và kế thừa có chọn lọc các tài liệu học thuật chính thống:
    • 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.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Học sinh, sinh viên ngành kỹ thuật: Tài liệu được thiết kế trực tiếp cho học sinh, sinh viên theo học nghề Bảo trì thiết bị cơ điện ở trình độ Cao đẳng và Trung cấp nghề.
  • Điều kiện tiên quyết về kiến thức (Prerequisites): Trước khi tiếp cận mô đun này, người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học chung và chuyên môn cơ sở:
    • An toàn vệ sinh lao động (Mã: SAEN52001)
    • Vẽ kỹ thuật 1 (Mã: MECM512003)
    • Gia công nguội cơ bản (Mã: MECM513104)
    • Xử lý sự cố thiết bị cơ điện (Mã: ELEM53167)
    • Bảo trì máy điện (Mã: ELEM5415)
  • Giảng viên và cán bộ hướng dẫn thực hành: Sử dụng giáo trình làm khung chuẩn để xây dựng kế hoạch giảng dạy, soạn thảo giáo án tích hợp lý thuyết - thực hành, biên soạn phiếu hướng dẫn thực hành xưởng và thiết lập ngân hàng câu hỏi kiểm tra định kỳ.
  • Kỹ thuật viên và công nhân cơ điện tại nhà máy: Tài liệu có thể dùng làm tài liệu tra cứu nghiệp vụ, tham khảo quy trình tháo lắp chuẩn và các thông số công nghệ phục hồi cơ cấu truyền động cơ khí tại các phân xưởng cơ điện xí nghiệp.

Câu hỏi thường gặp (FAQ)

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng đào tạo nào?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho người học nghề Bảo trì thiết bị cơ điện ở trình độ Trung cấp và Cao đẳng thuộc hệ thống giáo dục nghề nghiệp; đồng thời phù hợp cho kỹ thuật viên bảo dưỡng cơ khí cần tài liệu tham khảo quy trình thực hành chuẩn.

2. Người học cần đáp ứng những kiến thức tiên quyết nào trước khi học mô đun này?

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

3. Giáo trình này có điểm gì khác biệt về cấu trúc so với các tài liệu lý thuyết truyền động thuần túy?

Khác với các tài liệu lý thuyết thuần túy, giáo trình được thiết kế theo hình thức mô đun tích hợp với 77,3% thời lượng dành cho thực hành tại xưởng (58/75 giờ). Nội dung giảng dạy bám sát các mẫu máy công cụ thực tế (máy khoan K125, máy tiện T6M16) kèm theo hệ thống biểu mẫu phiếu công nghệ tháo lắp và bảo dưỡng chuyên nghiệp.

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

Người học cần kết hợp nghiên cứu lý thuyết động học và sơ đồ khai triển máy trước khi đến lớp; thực hiện lập đầy đủ phiếu công nghệ tháo lắp trên giấy; đối chiếu các số liệu đo kiểm thực tế tại xưởng với các bảng tiêu chuẩn kỹ thuật (độ nhám bề mặt, cấp dung sai, thành phần dung dịch tẩy rửa) được cung cấp trong giáo trình.

5. Có những tài liệu và biểu mẫu bổ trợ nào đi kèm giáo trình?

Giáo trình đi kèm hệ thống bản vẽ khai triển hộp tốc độ máy khoan K125, hộp chạy dao máy tiện T6M16, các mẫu phiếu công nghệ tháo lắp, phiếu công nghệ bảo dưỡng và bảng kê chi tiết; cùng danh mục tài liệu tham khảo chính thức của PGS.TS Nguyễn Văn Yến (NXB Xây dựng) và Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình.

Kết luận

Giáo trình mô đun Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí (Mã: MECM53124) của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu đào tạo kỹ thuật có cấu trúc hoàn chỉnh, chuyển tải đầy đủ khối lượng kiến thức và kỹ năng thực hành phục vụ công tác bảo dưỡng thiết bị cơ khí công nghiệp.

Lộ trình đào tạo của mô đun được thiết lập theo tiến trình công nghệ chuẩn:

Khảo sát & Chuẩn bị (Bài 1) 
  ➜ Tháo dỡ chi tiết (Bài 2) 
  ➜ Tẩy rửa & Đo kiểm (Bài 3) 
  ➜ Phục hồi & Sửa chữa nhỏ (Bài 4) 
  ➜ Lắp ráp hoàn chỉnh (Bài 5) 
  ➜ Nghiệm thu & Chạy thử (Bài 6)

Để hoàn thành mô đun, người học cần sử dụng kết hợp giáo trình cùng các bản vẽ khai triển máy, phiếu hướng dẫn thực hành xưởng và các tài liệu tham khảo chuyên ngành liên quan đã được xác lập trong chương trình đào tạo.