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 trình độ Cao đẳng, được ban hành theo Quyết định số 185/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 3 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (Tập đoàn Dầu khí Việt Nam). Về vị trí trong chương trình đào tạo, mô đun được bố trí giảng dạy sau khi người học đã hoàn thành các học phần cơ sở và chuyên môn tiền đề như Xử lý sự cố thiết bị cơ điện (KTĐ19MĐ67) và Bảo trì máy điện (KTĐ19MĐ5). Mô đun có thời lượng 03 tín chỉ với tổng số 75 giờ học tập (14 giờ lý thuyết; 58 giờ thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập; 03 giờ kiểm tra).

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

  • Kiến thức: Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc, đặc điểm lắp ghép và quy trình công nghệ bảo dưỡng các cơ cấu trong hệ thống truyền động cơ khí.
  • Kỹ năng: Lập được phiếu công nghệ; thực hiện thành thạo các thao tác tháo dỡ, phân loại, làm sạch, đo kiểm, sửa chữa nhỏ, thay thế chi tiết, lắp ráp và chạy thử hệ thống truyền động đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật và an toàn lao động.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tính kiên trì, tỉ mỉ, tác phong công nghiệp và ý thức tuân thủ quy trình kỹ thuật.

Cấu trúc giáo trình được xây dựng theo tiếp cận module hóa kỹ năng thực hành, gồm 06 bài học nối tiếp nhau theo đúng chu trình bảo dưỡng thiết bị công nghiệp thực tế. Điểm đặc thù của giáo trình là việc sử dụng hệ thống truyền động thực tế từ các máy công cụ điển hình (hộp tốc độ máy khoan đứng K125, hộp tốc độ và hộp chạy dao máy tiện vạn năng T6M16) làm đối tượng trực quan để phân tích kỹ thuật và tổ chức thực hành.

Nội dung kiến thức cốt lõi

[Bài 1: Chuẩn bị & Khảo sát (K125/T6M16)]
                   │
                   ▼
[Bài 2: Tháo rã & Lập bảng kê chi tiết]
                   │
                   ▼
[Bài 3: Làm sạch (Khí nén/Hóa chất) & Đo kiểm phân loại]
                   │
                   ▼
[Bài 4: Phục hồi gia công & Sửa chữa nhỏ (Hàn/Dũa/Cạo)]
                   │
                   ▼
[Bài 5: Lắp ráp cơ cấu & Căn chỉnh kỹ thuật]
                   │
                   ▼
[Bài 6: Vận hành chạy thử & Xử lý sai sót]

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình gồm 06 bài học với logic phát triển tuyến tính mô phỏng quy trình công nghệ tại xưởng:

  • Bài 1: Công tác chuẩn bị trước khi bảo dưỡng hệ thống truyền động bằng cơ khí (3 giờ: 1 LT, 2 TH): Giới thiệu cấu tạo, nguyên lý làm việc và đặc điểm lắp ghép của hộp tốc độ máy khoan K125 gồm 3 trục truyền động (I, II, III), khối bánh răng di trượt và cố định ($Z_1$ đến $Z_{11}$), nhận chuyển động từ động cơ điện 2,7 kW ($n = 1440$ vòng/phút) qua bộ truyền đai thang để tạo 9 cấp tốc độ cho trục chính. Hướng dẫn quy trình khảo sát hiện trạng và phương pháp lập phiếu công nghệ tháo, lắp, bảo dưỡng.
  • Bài 2: Tháo hệ thống truyền động bằng cơ khí (15 giờ: 3 LT, 12 TH): Hướng dẫn kỹ thuật phân chia nguyên công, bước công việc trong phiếu công nghệ tháo. Quy trình tháo dỡ cơ cấu từ máy: hạ sàn nâng, tháo dây đai, tháo bu lông liên kết M12, cẩu hạ cụm hộp; kỹ thuật tháo rời các cụm chi tiết như bơm dầu bôi trơn pít-tông, puly đai thang, nắp chặn đầu trục hình số 8, các trục then hoa, then bằng, vòng phanh hãm; phương pháp lập bảng kê số lượng và mã hiệu chi tiết.
  • Bài 3: Làm sạch và kiểm tra chi tiết sau khi tháo (16 giờ: 3 LT, 13 TH): Cấu tạo và nguyên lý của thiết bị làm sạch cơ học (máy mài khí nén gắn bánh chải kim loại đường kính 0,5–0,7 mm) và thiết bị rửa tuần hoàn (bơm cánh gạt/bánh răng phun áp lực vận tốc 100 m/s). Bảng tra thành phần hóa chất tẩy rửa (NaOH, $\text{Na}_2\text{CO}_3$, $\text{Na}_3\text{PO}_4\cdot12\text{H}_2\text{O}$, $\text{Na}_2\text{SiO}_3$) tương ứng với kim loại đen, đồng và hợp kim nhôm/kẽm ở nhiệt độ 80–90°C. Kỹ thuật thổi khô khí nén và phương pháp dùng thước cặp 1/20, panme để kiểm tra độ sai lệch kích thước, phân loại chi tiết thành 3 nhóm (dùng lại, thay thế, sửa chữa).
  • Bài 4: Bảo dưỡng, sửa chữa nhỏ và chuẩn bị chi tiết thay thế (9 giờ: 2 LT, 6 TH, 1 KT): Phân tích khả năng công nghệ, cấp chính xác và độ nhẵn bề mặt $R_a$ của các phương pháp gia công cơ khí (tiện, phay, bào, khoan, doa, mài, dũa nguội, cạo). Phương pháp phục hồi chi tiết: kỹ thuật cạo bavia then hoa, dũa vát đỉnh răng $2 \times 45^\circ$, tẩy màng oxit sắt, kiểm tra độ đảo hướng kính/mặt đầu của ổ lăn; công nghệ hàn đắp răng mẻ kết hợp làm dưỡng đồng lá hoặc gạch chịu lửa và phương pháp phụ thêm kích thước.
  • Bài 5: Lắp bộ phận truyền động cơ khí (16 giờ: 3 LT, 12 TH, 1 KT): Trình tự tập hợp chi tiết và lắp ráp cụm trục I, II, III vào vỏ hộp máy khoan K125. Kỹ thuật lắp ổ lăn (mặt số hướng ra ngoài), lắp bánh răng di trượt, định vị vòng phanh chặn, siết nắp chặn hình số 8 bằng bu lông chìm đối xứng và lắp bánh đai lên trục I. Tiêu chuẩn kiểm tra sau khi lắp: trục quay nhẹ tay, bánh răng di trượt vào khớp êm, không dịch chuyển dọc trục ngoài ý muốn.
  • Bài 6: Thử bộ phận truyền động sau bảo dưỡng (16 giờ: 3 LT, 12 TH, 1 KT): Quy trình vận hành chạy thử không tải và có tải; kiểm tra các thông số độ ồn, độ rung, nhiệt độ làm việc, độ kín khít của đường dẫn dầu bôi trơn và phương pháp hiệu chỉnh sai sót phát sinh.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình trang bị hệ thống lý thuyết kỹ thuật cơ sở vững chắc:

  • Lý thuyết truyền động cơ học: Động học xích truyền động bánh răng trụ răng thẳng, tỷ số truyền cấp tốc độ ($i_1$ đến $i_6$), nguyên lý định tâm mối ghép then bằng và then hoa.
  • Lý thuyết hóa lý làm sạch bề mặt: Cơ chế tác động của dung dịch kiềm nóng đối với việc phân rã dầu mỡ công nghiệp gốc khoáng và màng oxit sắt.
  • Nguyên lý dung sai và đo lường cơ khí: Bảng tra thông số độ nhẵn bề mặt ($R_a$ từ $0,1$ đến $100\ \mu\text{m}$) và cấp chính xác gia công tương ứng với các nguyên công thô, tinh, mỏng trong gia công cắt gọt.

Kỹ năng phát triển

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thiết kế phiếu công nghệ tháo lắp; vận hành máy mài khí nén, máy hàn hồ quang, máy cẩu mini; thực hiện các thao tác nguội sửa chữa như cạo rãnh then, dũa sửa biên dạng răng, dũa vát góc.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Khảo sát hiện trạng hư hỏng, phân tích nguyên nhân mòn, tróc rỗ ổ lăn hoặc sứt mẻ răng; so sánh số liệu đo từ panme, thước cặp với bản vẽ tiêu chuẩn để đưa ra quyết định phục hồi hay thay mới.
  • Năng lực thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Tổ chức mặt bằng bảo dưỡng khoa học (chi tiết tháo trước để xa, tháo sau để gần, gom cụm chức năng); thực hiện quy chuẩn vệ sinh công nghiệp và an toàn vận hành áp lực khí nén/nhiệt độ cao.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình áp dụng mô hình giảng dạy tích hợp lý thuyết và thực hành, lấy phương pháp dạy học giải quyết vấn đề (problem-based learning) và phương pháp hướng dẫn trực quan làm nòng cốt.

┌────────────────────────────────────────────────────────┐
│               MÔ HÌNH DẠY HỌC TÍCH HỢP                │
├──────────────────────────┬─────────────────────────────┤
│   LÝ THUYẾT (14 GIỜ)     │     THỰC HÀNH (58 GIỜ)      │
├──────────────────────────┼─────────────────────────────┤
│ - Diễn giảng, vấn đáp    │ - Thao tác mẫu tại xưởng    │
│ - Phân tích bản vẽ lắp   │ - Lập phiếu công nghệ       │
│ - Dạy học theo vấn đề    │ - Tháo, kiểm tra, sửa, lắp  │
│ - Thảo luận nhóm         │ - Vận hành trên máy K125    │
└──────────────────────────┴─────────────────────────────┘
  • Tiếp cận sư phạm (Pedagogical approach):
    • Đối với giảng viên: Soạn giáo án theo từng bài/buổi dạy; kết hợp thuyết trình giải thích nguyên lý với việc trình chiếu bản vẽ khai triển và sơ đồ nguyên công; tổ chức cho sinh viên kiến tập trực tiếp thiết bị tại xưởng cơ khí; xây dựng hệ thống phiếu học tập và phiếu hướng dẫn công nghệ mẫu.
    • Đối với sinh viên: Chủ động nghiên cứu giáo trình trước giờ lên lớp; tham gia thảo luận nhóm để lập phương án tháo lắp; thực hành độc lập và phối hợp nhóm trên mô hình máy công cụ thực tế.
  • Hệ thống bài tập và thực hành:
    • Bài tập thực hành chính khóa: Lập phiếu công nghệ và thực hiện toàn bộ 6 bước bảo dưỡng trên hộp tốc độ máy khoan K125.
    • Bài tập tình huống/bổ trợ: Nghiên cứu cấu tạo, lập phiếu công nghệ và tiến hành tháo lắp, kiểm tra, bảo dưỡng đường dầu bôi trơn và cơ cấu khớp nối an toàn trên hộp tốc độ và hộp chạy dao máy tiện vạn năng T6M16.
  • Phương pháp kiểm tra và đánh giá:
    • Đánh giá thường xuyên: Hỏi miệng và kiểm tra ý thức chuẩn bị bài ở từng bài học.
    • Đánh giá định kỳ: Gồm 03 bài kiểm tra chính thức:
      • Bài kiểm tra số 1: Đánh giá lý thuyết Bài 4 (1 giờ).
      • Bài kiểm tra số 2: Đánh giá thực hành Bài 5 (1 giờ).
      • Bài kiểm tra số 3: Đánh giá thực hành Bài 6 (1 giờ).
    • Đánh giá kết thúc môn học: Thi lý thuyết trắc nghiệm tổng hợp kết hợp thi thực hành kỹ năng trực tiếp trên thiết bị xưởng.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính quy chuẩn và pháp lý đào tạo: Giáo trình được biên soạn bởi tập thể giảng viên Trường Cao đẳng Dầu khí (Chủ biên: Trần Thanh Ngọc, tham gia biên soạn: Nguyễn Xuân Thịnh) dưới sự hỗ trợ chuyên môn của Khoa Giáo dục nghề nghiệp; ban hành theo Quyết định số 185/QĐ-CĐDK, phục vụ đồng bộ cho khung chương trình đào tạo Cao đẳng nghề Bảo trì thiết bị cơ điện.
  • Hệ thống tài liệu tham khảo chuẩn mực: Nội dung chuyên môn được đối chiếu và phát triển dựa trên hai nguồn học liệu kỹ thuật nền tảng:
    1. Giáo trình Truyền động cơ khí của PGS. TS Nguyễn Văn Yến và TS. Vũ Thị Hạnh (Nhà xuất bản Xây dựng).
    2. Giáo trình Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí của Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình.
  • Dữ liệu kỹ thuật định lượng chi tiết: Khác với các tài liệu lý thuyết thuần túy, giáo trình cung cấp hệ thống bảng biểu định lượng rõ ràng:
    • Bảng thành phần nồng độ dung dịch hóa chất tẩy dầu mỡ cho từng loại vật liệu (g/l):
      • Kim loại đen: $\text{NaOH}$ ($20\text{--}60$), $\text{Na}_2\text{CO}_3$ ($20\text{--}30$), $\text{Na}_3\text{PO}_4\cdot12\text{H}_2\text{O}$ ($10\text{--}20$), $\text{Na}_2\text{SiO}_3$ ($5\text{--}10$).
      • Đồng và hợp kim đồng: $\text{Na}_2\text{CO}_3$ ($10\text{--}15$), $\text{Na}_3\text{PO}_4\cdot12\text{H}_2\text{O}$ ($50\text{--}60$), $\text{Na}_2\text{SiO}_3$ ($50\text{--}60$), chất tạo bọt ($3\text{--}5$).
      • Nhôm, kẽm, chì: $\text{Na}_2\text{CO}_3$ ($20\text{--}25$), $\text{Na}_3\text{PO}_4\cdot12\text{H}_2\text{O}$ ($20\text{--}25$), $\text{Na}_2\text{SiO}_3$ ($5\text{--}10$).
    • Bảng tra thông số cấp chính xác kinh tế/đạt được và độ nhẵn bề mặt $R_a$ của các phương pháp tiện, phay, bào, khoan, doa, mài, dũa, cạo.
  • Gắn kết thực tế công nghiệp: Cung cấp hơn 27 hình vẽ kỹ thuật và sơ đồ thực tế, phản ánh chính xác cấu tạo máy khoan K125, máy tiện T6M16, máy mài khí nén, thùng rửa dung dịch, máy phay CNC, máy hàn và các bước tháo lắp cụm trục chi tiết.

Đối tượng sử dụng giáo trình

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                 ĐỐI TƯỢNG SỬ DỤNG GIÁO TRÌNH                │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ 1. Sinh viên Cao đẳng nghề Bảo trì thiết bị cơ điện         │
│ 2. Giảng viên chuyên ngành Cơ khí - Cơ điện                 │
│ 3. Kỹ thuật viên bảo trì, công nhân cơ khí tại nhà máy      │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
  • Sinh viên chuyên ngành: Dành cho sinh viên năm thứ hai hoặc năm thứ ba theo học trình độ Cao đẳng nghề Bảo trì thiết bị cơ điện tại các trường cao đẳng kỹ thuật, cơ điện và dầu khí.
  • Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Trước khi tiếp cận giáo trình này, người học bắt buộc phải hoàn thành các môn học chung và mô đun cơ sở/chuyên môn trong khung đào tạo 80 tín chỉ (1905 giờ):
    • An toàn vệ sinh lao động (ATMT19MH01) và An toàn điện (KTĐ19MH1).
    • Vẽ kỹ thuật 1 (CK19MH01) để đọc hiểu bản vẽ khai triển cụm máy.
    • Gia công nguội cơ bản (TBCĐ19MĐ03) để nắm vững thao tác cạo, dũa, gá kẹp êtô.
    • Xử lý sự cố thiết bị cơ điện (KTĐ19MĐ67) và Bảo trì máy điện (KTĐ19MĐ5).
  • Giảng viên: Sử dụng làm tài liệu khung để thiết kế giáo án lý thuyết, biên soạn phiếu công nghệ thực hành và tiêu chí chấm điểm kiểm tra định kỳ/thi kết thúc mô đun.
  • Tự học và tham khảo: Phù hợp cho kỹ thuật viên bảo trì cơ khí, công nhân sửa chữa tại các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp cần tài liệu chuẩn hóa quy trình tháo dỡ, xử lý bề mặt chi tiết và cân chỉnh hệ thống truyền động cơ khí.

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Tài liệu được biên soạn phục vụ trực tiếp cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề Bảo trì thiết bị cơ điện của Trường Cao đẳng Dầu khí, đồng thời dùng làm tài liệu tham khảo cho các cơ sở giáo dục nghề nghiệp đào tạo khối ngành cơ khí, cơ điện và công nhân kỹ thuật bảo dưỡng máy công cụ.

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

Người học cần hoàn thành các môn học: Vẽ kỹ thuật 1 (đọc bản vẽ cụm máy), Gia công nguội cơ bản (thao tác dũa, cạo, khoan), An toàn lao động, cũng như các mô đun chuyên môn tiền đề gồm Xử lý sự cố thiết bị cơ điện và Bảo trì máy điện.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các giáo trình truyền động cơ khí thuần túy?

Giáo trình không đi sâu vào phần tính toán thiết kế động học mà tập trung vào công nghệ bảo trì thực tế: hướng dẫn lập phiếu công nghệ, quy trình tháo dỡ an toàn, kỹ thuật làm sạch bằng hóa chất và khí nén, đo kiểm phân loại chi tiết bằng dụng cụ chính xác và công nghệ phục hồi gia công sửa chữa nhỏ.

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

Người học cần nghiên cứu kỹ bản vẽ kết cấu của hộp tốc độ K125 và T6M16 trước khi vào xưởng; tự lập phiếu công nghệ tháo lắp mẫu theo phân định nguyên công/bước; tuân thủ nghiêm ngặt các quy tắc an toàn bảo hộ (kính, găng tay, khẩu trang) khi làm việc với hóa chất kiềm nóng và thiết bị khí nén.

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

Kèm theo giáo trình là hệ thống phiếu công nghệ tháo lắp mẫu, bảng kê danh mục chi tiết sau tháo, bảng chỉ dẫn thành phần dung dịch tẩy dầu mỡ hóa học, bảng tra dung sai - cấp chính xác gia công cơ khí và các bản vẽ khai triển hộp tốc độ K125, hộp chạy dao T6M16.

Kết luận

Giáo trình Bảo trì hệ thống truyền động cơ khí của Trường Cao đẳng Dầu khí đóng vai trò xác lập chuẩn quy trình công nghệ 6 bước trong công tác bảo dưỡng và sửa chữa máy công cụ. Tài liệu cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện từ khâu khảo sát chuẩn bị, lập phiếu công nghệ, làm sạch hóa lý, phục hồi cơ khí đến kiểm tra vận hành thử nghiệm.

Trong lộ trình đào tạo nghề Bảo trì thiết bị cơ điện, mô đun TBCĐ19MĐ02 là cầu nối quan trọng liên kết các kỹ năng nguội cơ bản với các mô đun chuyên sâu tiếp theo như Bảo trì hệ thống truyền động điện (KTĐ19MĐ3), Bảo trì hệ thống bôi trơn làm mát (TBCĐ19MĐ01), Thực tập sản xuất (KTĐ19MĐ54) và Khóa luận tốt nghiệp (KTĐ19MĐ20). Việc kết hợp nghiên cứu giáo trình cùng các tài liệu tham khảo của PGS. TS Nguyễn Văn Yến và Trường Cao đẳng Cơ giới Ninh Bình giúp người học hoàn thiện năng lực nghề nghiệp đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật công nghiệp.