Giáo Trình Cơ Kỹ Thuật Nghề Sửa Chữa Thiết Bị Chế Biến Dầu Khí Trình Độ Cao Đẳng

Giáo trình cơ kỹ thuật nghề sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí trình độ cao đẳng cung cấp kiến thức chuyên sâu và kỹ năng thực hành cho sinh viên.

• Tác giả: Lê Duy Nam
• Trường học: Trường Cao Đẳng Dầu Khí
• Chuyên ngành: Cơ Kỹ Thuật
• Đề tài: Giáo Trình Cơ Kỹ Thuật Sửa Chữa Thiết Bị Dầu Khí
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Bà Rịa-Vũng Tàu

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC: CƠ KỸ THUẬT
• 1.1. PHẦN I : CƠ LÝ THUYẾT
• 1.1.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VÀ HỆ TIÊN ĐỀ TĨNH HỌC
• 1.1.1.1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN
• 1.1.1.2. HỆ TIÊN ĐỀ TĨNH HỌC
• 1.1.1.2.1. TIÊN ĐỀ 1 (TIÊN ĐỀ CÂN BẰNG)
• 1.1.1.2.2. TIÊN ĐỀ 2 (TIÊN DỀ BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG)
• 1.1.1.2.3. HỆ QUẢ TIÊN ĐỀ 2
• 1.1.1.2.4. TIÊN ĐỀ 3 (TIÊN ĐỀ HỢP LỰC)
• 1.1.1.2.5. TIÊN ĐỀ 4 (TIÊN DỀ TÁC DỤNG TƯƠNG HỖ)
• 1.1.1.3. LIÊN KẾT VÀ PHẢN LỰC LIÊN KẾT
• 1.1.1.3.1. KHÁI NIỆM LIÊN KẾT
• 1.1.1.3.2. PHẢN LỰC LIÊN KẾT
• 1.1.1.3.3. CÁC LOẠI LIÊN KẾT THƯỜNG GẶP
• 1.1.1.4. HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY
• 1.1.2. KHẢO SÁT HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÌNH HỌC
• 1.1.2.1. QUI TẮC HÌNH BÌNH HÀNH LỰC
• 1.1.2.2. QUI TẮC ĐA GIÁC LỰC
• 1.1.3. KHẢO SÁT HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI TÍCH
• 1.1.3.1. CHIẾU MỘT LỰC LEN HAI TRỤC
• 1.1.3.2. XÁC ĐỊNH HỢP LỰC CỦA HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY
• 1.1.3.3. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY THEO GIẢI TÍCH
• 1.1.4. ĐỊNH LÝ 3 LỰC KHÔNG SONG SONG CÂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY
• 1.1.4.1. ĐỊNH LÝ
• 1.1.4.2. VÍ DỤ
• 1.1.5. MÔ MEN CỦA MỘT LỰC VỚI MỘT ĐIỂM CỦA NGẪU LỰC
• 1.1.6. TÍNH CHẤT CỦA NGẪU LỰC TRÊN MỘT MẶT PHẲNG
• 1.1.7. HỢP HỆ NGẪU LỰC PHẲNG
• 1.1.8. ĐIỀU KIỆN CÂN BẰNG CỦA HỆ NGẪU LỰC PHẲNG
• 1.1.9. MA SÁT
• 1.1.9.1. KHÁI NIỆM CHUNG
• 1.1.9.2. MA SÁT TRƯỢT
• 1.1.9.2.1. ĐỊNH NGHĨA
• 1.1.9.2.2. THÍ NGHIỆM CULÔNG
• 1.1.9.2.3. ĐỊNH LUẬT MA SÁT
• 1.1.9.2.4. GÓC MA SÁT
• 1.1.9.3. MA SÁT LĂN
• 1.1.9.3.1. ĐỊNH LUẬT MA SÁT LĂN
• 1.2. PHẦN II: SỨC BỀN VẬT LIỆU
• 1.2.1. MỘT SỐ GIẢ THUYẾT VỀ VẬT LIỆU
• 1.2.2. NHIỆM VỤ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA SỨC BỀN VẬT LIỆU
• 1.2.3. NGUYÊN LÝ ĐỘC LẬP TÁC DỤNG
• 1.2.4. NGOẠI LỰC-NỘI LỰC
• 1.2.4.1. NGOẠI LỰC
• 1.2.4.2. NỘI LỰC
• 1.2.5. PHƯƠNG PHÁP MẶT CẮT
• 1.2.6. KHÁI NIỆM VỀ KÉO (NÉN) ĐÚNG TÂM
• 1.2.7. LỰC DỌC N VÀ BIỂU ĐỒ LỰC DỌC
• 1.2.8. ỨNG SUẤT - BIẾN DẠNG
• 1.2.9. ĐIỀU KIỆN CƯỜNG ĐỘ - BA LOẠI BÀI TOÁN CƠ BẢN
• 1.2.10. CẮT VÀ DẬP
• 1.2.10.1. CẮT
• 1.2.10.2. ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG CẮT
• 1.2.10.3. ĐỊNH LUẬT HUC VỀ CẮT
• 1.2.10.4. TRỊ SỐ MÔĐUN G
• 1.2.10.5. ĐIỀU KIỆN CƯỜNG ĐỘ VỀ CẮT
• 1.2.10.6. DẬP
• 1.2.10.7. ỨNG SUẤT DẬP
• 1.2.10.8. ĐIỀU KIỆN BỀN - TÍNH TOÁN VỀ DẬP
• 1.2.10.9. ỨNG SUẤT CHO PHÉP CỦA THÉP SỐ 3 KHI TÍNH RIVÊ
• 1.2.10.10. TÍNH MỐI GHÉP ĐINH TÁN
• 1.2.10.11. TÍNH VỀ CẮT
• 1.2.10.12. TÍNH VỀ DẬP
• 1.2.11. XOẮN THUẦN TÚY
• 1.2.11.1. MÔ MEN XOẮN NỘI LỰC - BIỂU ĐỒ NỘI LỰC
• 1.2.11.2. SỰ LIÊN HỆ GIỮA CÔNG SUẤT N, VẬN TỐC VÒNG QUAY N VA MOMEN XOẮN NGOẠI LỰC M
• 1.2.11.3. BIẾN DẠNG CỦA THANH CHỊU XOẮN
• 1.2.11.4. TÍNH TOÁN VỀ XOẮN THUẦN TUY
• 1.2.12. UỐN NGANG PHẲNG
• 1.2.12.1. ĐỊNH NGHĨA VỀ UỐN PHẲNG
• 1.2.12.2. NỘI LỰC - BIỂU ĐỒ NỘI LỰC TRONG DẦM CHỊU UỐN
• 1.2.12.3. ỨNG SUẤT TRONG DẦM KHI UỐN THUẦN TUÝ
• 1.2.12.4. TÍNH TOÁN DẦM CHỊU UỐN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Cơ Kỹ Thuật Sửa Chữa Thiết Bị Dầu Khí

Giáo trình Cơ Kỹ Thuật Sửa Chữa Thiết Bị Dầu Khí là tài liệu quan trọng trong việc đào tạo kỹ thuật viên trong ngành dầu khí. Tài liệu này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn hướng dẫn thực hành, giúp sinh viên nắm vững các khái niệm cơ bản về cơ khí dầu khí. Nội dung giáo trình được xây dựng dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế và thực tiễn trong ngành, đảm bảo tính ứng dụng cao.

1.1. Mục tiêu của giáo trình Cơ Kỹ Thuật

Giáo trình nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức cần thiết về sửa chữa thiết bị công nghiệp. Mục tiêu chính là giúp sinh viên hiểu rõ các loại thiết bị, quy trình sửa chữa và bảo trì, từ đó nâng cao kỹ năng thực hành.

1.2. Cấu trúc của giáo trình

Giáo trình được chia thành nhiều phần, bao gồm lý thuyết cơ bản, thực hành sửa chữa và các bài tập ứng dụng. Mỗi phần đều có các ví dụ minh họa cụ thể, giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận và áp dụng kiến thức.

II. Những thách thức trong việc sửa chữa thiết bị dầu khí

Ngành dầu khí đối mặt với nhiều thách thức trong việc sửa chữa thiết bị. Các thiết bị thường xuyên hoạt động trong môi trường khắc nghiệt, dẫn đến hư hỏng và cần bảo trì định kỳ. Việc thiếu hụt kỹ thuật viên có tay nghề cao cũng là một vấn đề lớn. Điều này đòi hỏi các chương trình đào tạo phải cập nhật thường xuyên để đáp ứng nhu cầu thực tế.

2.1. Tình trạng thiết bị và bảo trì

Nhiều thiết bị trong ngành dầu khí đã cũ và cần được nâng cấp hoặc thay thế. Việc bảo trì không đúng cách có thể dẫn đến sự cố nghiêm trọng, ảnh hưởng đến an toàn và hiệu suất làm việc.

2.2. Thiếu hụt nguồn nhân lực chất lượng

Sự thiếu hụt kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn cao là một thách thức lớn. Các cơ sở đào tạo cần cải thiện chương trình học để cung cấp cho sinh viên những kỹ năng thực tiễn cần thiết.

III. Phương pháp giảng dạy hiệu quả trong giáo trình Cơ Kỹ Thuật

Để nâng cao hiệu quả giảng dạy, giáo trình Cơ Kỹ Thuật Sửa Chữa Thiết Bị Dầu Khí áp dụng nhiều phương pháp giảng dạy hiện đại. Các phương pháp này không chỉ giúp sinh viên tiếp thu kiến thức mà còn phát triển kỹ năng thực hành một cách hiệu quả.

3.1. Phương pháp học tập tích cực

Giáo trình khuyến khích sinh viên tham gia vào các hoạt động nhóm, thảo luận và thực hành. Điều này giúp sinh viên phát triển tư duy phản biện và khả năng làm việc nhóm.

3.2. Sử dụng công nghệ trong giảng dạy

Việc áp dụng công nghệ thông tin trong giảng dạy giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận tài liệu học tập và thực hành. Các phần mềm mô phỏng và video hướng dẫn cũng được sử dụng để minh họa các khái niệm phức tạp.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giáo trình trong ngành dầu khí

Giáo trình Cơ Kỹ Thuật Sửa Chữa Thiết Bị Dầu Khí không chỉ là tài liệu học tập mà còn là nguồn tài liệu tham khảo quý giá cho các kỹ thuật viên trong ngành. Những kiến thức và kỹ năng được trang bị giúp họ giải quyết các vấn đề thực tiễn trong công việc hàng ngày.

4.1. Kỹ năng sửa chữa thiết bị

Sinh viên sau khi hoàn thành chương trình học có thể thực hiện sửa chữa và bảo trì các thiết bị dầu khí một cách hiệu quả. Họ có khả năng phân tích và khắc phục sự cố nhanh chóng.

4.2. Nâng cao hiệu suất làm việc

Việc áp dụng kiến thức từ giáo trình giúp nâng cao hiệu suất làm việc của các kỹ thuật viên. Họ có thể tối ưu hóa quy trình làm việc, giảm thiểu thời gian chết và chi phí bảo trì.

V. Kết luận và tương lai của giáo trình Cơ Kỹ Thuật

Giáo trình Cơ Kỹ Thuật Sửa Chữa Thiết Bị Dầu Khí đóng vai trò quan trọng trong việc đào tạo nguồn nhân lực cho ngành dầu khí. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, giáo trình cần được cập nhật thường xuyên để đáp ứng nhu cầu thực tiễn.

5.1. Định hướng phát triển giáo trình

Giáo trình sẽ tiếp tục được cải tiến để tích hợp các công nghệ mới và phương pháp giảng dạy hiện đại. Điều này sẽ giúp sinh viên có được những kiến thức và kỹ năng phù hợp với xu hướng phát triển của ngành.

5.2. Tầm quan trọng của việc đào tạo liên tục

Đào tạo liên tục là cần thiết để các kỹ thuật viên cập nhật kiến thức mới và nâng cao tay nghề. Các chương trình đào tạo ngắn hạn và hội thảo sẽ được tổ chức thường xuyên để hỗ trợ điều này.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình môn học Cơ kỹ thuật (Mã số môn học: CK19MH03) là tài liệu đào tạo chính thức được ban hành kèm theo Quyết định số 194/QĐ-CĐDK ngày 25 tháng 03 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí (thuộc Tập đoàn Dầu khí Quốc gia Việt Nam). Trong cấu trúc chương trình đào tạo nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí trình độ Cao đẳng (tổng khối lượng 97 tín chỉ, tương đương 2.190 giờ), môn học Cơ kỹ thuật giữ vị trí môn cơ sở lý thuyết nghề bắt buộc thuộc khối môn học cơ sở (nhóm II.1). Môn học được bố trí giảng dạy sau các môn chung/đại cương (Chính trị, Pháp luật, Tin học cơ bản, Tiếng Anh) và đứng trước các môn học, mô đun chuyên ngành kỹ thuật như Kỹ thuật sửa chữa cơ khí (CK19MH09), Lò hơi và tua bin hơi (CK19MH06), Lò gia nhiệt và thiết bị trao đổi nhiệt (CK19MH07), Sửa chữa bảo dưỡng van công nghiệp (CK19MĐ03, CK19MĐ04), Sửa chữa bảo dưỡng bơm (CK19MĐ05, CK19MĐ06), Sửa chữa bảo dưỡng máy nén khí (CK19MĐ07).

Mục tiêu học tập của giáo trình được xác định rõ ràng qua hệ thống chuẩn đầu ra:

• Về kiến thức (A1–A4): Trình bày các khái niệm cơ bản về Tĩnh học, Sức bền vật liệu; phân tích các trạng thái biến dạng cơ bản gồm kéo - nén, xoắn, uốn, cắt và dập; xác định tải trọng, phản lực liên kết, trạng thái cân bằng của vật rắn; nhận diện các thông số động học như vận tốc dài, vận tốc góc, gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến.
• Về kỹ năng (B1–B4): Tính toán chính xác tải trọng, phản lực liên kết, lực ma sát trượt và ma sát lăn; tính toán ứng suất, xác định kích thước mặt cắt ngang của thanh chịu kéo - nén, trục chịu xoắn, dầm chịu uốn, chi tiết chịu cắt - dập ở trạng thái giới hạn an toàn; thiết lập và vẽ biểu đồ phân bố nội lực.
• Về năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C4): Hình thành năng lực làm việc độc lập, kỹ năng phối hợp nhóm, tác phong kỷ luật, tính cẩn thận và độ chính xác trong tính toán kỹ thuật.

Cấu trúc giáo trình gồm hai khối kiến thức trọng tâm là Cơ học lý thuyết và Sức bền vật liệu, đồng thời liên hệ trực tiếp với cơ sở tính toán truyền động và mối ghép của môn học Chi tiết máy. Cách tiếp cận của tài liệu đi từ các hệ tiên đề tĩnh học giải tích trừu tượng đến phương pháp bán thực nghiệm xác định nội lực, biến dạng trên vật thể thực. Điểm đặc thù của giáo trình là gắn kết chặt chẽ các bài toán cơ học lý thuyết với bài toán tính toán độ bền, chọn vật liệu và kiểm tra kích thước chi tiết máy phục vụ trực tiếp cho công tác bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị trong nhà máy chế biến dầu khí.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được phân bổ theo trình tự logic chặt chẽ, chia làm 2 phần chính với các chương chuyên đề:

[Phần I: Cơ lý thuyết] (Khảo sát cân bằng ngoại lực trên vật rắn tuyệt đối)
[Phần II: Sức bền vật liệu] (Khảo sát nội lực, ứng suất, biến dạng trên vật rắn thực)

1. Chương 1: Những khái niệm cơ bản và hệ tiên đề tĩnh học: Thiết lập định nghĩa về lực (điểm đặt, phương chiều, cường độ), vật rắn tuyệt đối, trạng thái cân bằng trong hệ quy chiếu quán tính; hệ thống 4 tiên đề tĩnh học (Tiên đề cân bằng, Tiên đề biến đổi tương đương và hệ quả lực là vectơ trượt, Tiên đề hợp lực hình bình hành, Tiên đề tác dụng tương hỗ); phân loại các liên kết và phản lực liên kết cơ bản (liên kết tựa, liên kết dây mềm, liên kết thanh, khớp bản lề di động/cố định, bản lề trụ, bản lề cầu, liên kết ngàm).
2. Chương 2: Hệ lực phẳng đồng quy: Phương pháp khảo sát bằng hình học (quy tắc hình bình hành lực, quy tắc đa giác lực đóng kín) và phương pháp giải tích (chiếu lực lên hệ trục tọa độ vuông góc $Oxy$, thiết lập hệ phương trình điều kiện cân bằng $\sum F_{ix} = 0, \sum F_{iy} = 0$); Định lý 3 lực không song song cân bằng và ứng dụng giải bài toán kết cấu giàn/dây treo.
3. Chương 3: Mô men của một lực với một điểm của ngẫu lực: Định nghĩa mô men lực $m_O(\vec{F}) = \pm F \cdot a$; Định lý Varignon về mô men của hợp lực; khảo sát tính chất của ngẫu lực phẳng, phép hợp hệ ngẫu lực phẳng và điều kiện cân bằng tổng đại số mô men $\sum m_i = 0$; điều kiện cân bằng của đòn bẩy.
4. Chương 4: Ma sát: Bản chất ma sát trượt và ma sát lăn; phân tích thí nghiệm Coulomb; định luật ma sát trượt $F_{max} = f \cdot N$ (trong đó $f$ là hệ số ma sát trượt tĩnh); định nghĩa góc ma sát ($\tan \varphi = f$), phản lực toàn phần và điều kiện tự hãm; ngẫu lực cản ma sát lăn và định luật ma sát lăn ($M_{max} = k \cdot N$).
5. Chương 5: Một số giả thuyết về vật liệu: Giới thiệu đối tượng nghiên cứu của Sức bền vật liệu (thanh thẳng, thanh cong); thiết lập các giả thuyết cơ bản về vật liệu (tính liên tục, đồng tính, đẳng hướng; tính đàn hồi hoàn toàn trong giới hạn đàn hồi; định luật Hooke); Nguyên lý độc lập tác dụng; phân loại ngoại lực (tập trung, phân bố, tĩnh, động); bản chất nội lực, khái niệm ứng suất toàn phần $p$, ứng suất pháp $\sigma$, ứng suất tiếp $\tau$ ($p = \sqrt{\sigma^2 + \tau^2}$); nguyên lý phương pháp mặt cắt.
6. Chương 6: Kéo nén đúng tâm: Định nghĩa thanh chịu kéo/nén đúng tâm; xác định lực dọc $N_z$ bằng phương pháp mặt cắt và vẽ biểu đồ lực dọc; công thức tính ứng suất pháp $\sigma = \pm \frac{N}{F}$; biến dạng dọc tuyệt đối $\Delta l = \frac{N \cdot l}{E \cdot F}$ và biến dạng dọc tương đối $\varepsilon = \frac{\Delta l}{l}$; bảng tra mô đun đàn hồi $E$ của các vật liệu kỹ thuật (thép cacbon, thép niken, gang xám, đồng, nhôm, cao su); giải quyết 3 bài toán cơ bản theo điều kiện bền $\sigma \le [\sigma]$: kiểm tra bền, chọn kích thước mặt cắt, xác định tải trọng cho phép.
7. Chương 7: Cắt và dập; Chương 8: Xoắn thuần túy; Chương 9: Uốn ngang phẳng: Ứng suất cắt, định luật Hooke về cắt ($\tau = G \cdot \gamma$), ứng suất dập và tính toán mối ghép đinh tán (rivê) thép số 3; xác định mô men xoắn nội lực $M_z$ từ công suất truyền động $P$ và số vòng quay $n$; xác định lực cắt $Q$, mô men uốn $M_u$, vẽ biểu đồ nội lực và tính toán độ bền dầm chịu uốn thuần túy.

Progression logic của nội dung đi từ việc xem xét cân bằng tĩnh của ngoại lực trên vật rắn tuyệt đối (Chương 1–4) làm tiền đề để xác định phản lực liên kết, sau đó áp dụng phương pháp mặt cắt để tính toán nội lực, ứng suất và biến dạng trên vật thể đàn hồi thực (Chương 5–9).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Fundamental theories: Lý thuyết cân bằng tĩnh học cổ điển dựa trên hệ 4 tiên đề Newton; lý thuyết đàn hồi tuyến tính và cơ học vật rắn biến dạng bán thực nghiệm.
• Core principles: Nguyên lý biến đổi tương đương hệ lực; Nguyên lý độc lập tác dụng (nguyên lý cộng tác dụng của các ngoại lực độc lập); Nguyên lý mặt cắt khảo sát nội lực cân bằng.
• Essential frameworks: Định luật Hooke về biến dạng đàn hồi dọc và biến dạng trượt ($\sigma = E \cdot \varepsilon; \tau = G \cdot \gamma$); Định luật ma sát Coulomb; Định lý mô men Varignon; Khung 3 bài toán cơ bản của kỹ thuật tính bền (Kiểm tra cường độ, Thiết kế kích thước tiết diện, Xác định khả năng chịu tải).

Kỹ năng phát triển

• Technical skills: Kỹ năng phân tích phản lực tại các liên kết kết cấu; kỹ năng tính toán thành phần hình chiếu của lực trên các trục tọa độ; kỹ năng sử dụng phương pháp mặt cắt để xác định quy luật biến thiên của lực dọc $N$, mô men xoắn $M_z$, lực cắt $Q$, mô men uốn $M_u$; kỹ năng vẽ biểu đồ nội lực cho các hệ thanh, trục và dầm chịu tải phức hợp.
• Analytical skills: Kỹ năng phân tích điều kiện cân bằng của các hệ lực phẳng đồng quy, hệ lực song song và hệ ngẫu lực; kỹ năng nhận diện và phân tích trạng thái ứng suất nguy hiểm trên các tiết diện hình học khác nhau.
• Practical competencies: Kỹ năng tính toán kiểm nghiệm điều kiện bền cho các chi tiết cơ khí thực tế (thanh giằng, bu lông, đinh tán, trục truyền động, dầm đỡ thiết bị); kỹ năng tra cứu các thông số cơ tính vật liệu (mô đun đàn hồi $E$, hệ số ma sát $f$, ứng suất cho phép $[\sigma]$) phục vụ trực tiếp cho việc lắp ráp, căn chỉnh và sửa chữa máy móc.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Pedagogical approach

Giáo trình được thiết kế phục vụ mô hình dạy học tích cực, tích hợp giữa trang bị lý thuyết và hướng dẫn ứng dụng bài tập:

• Đối với người dạy: Sử dụng kết hợp các phương pháp diễn giảng ngắn gọn, nêu vấn đề kỹ thuật thực tế, làm mẫu các bước tính toán và vẽ biểu đồ, theo dõi và hướng dẫn thường xuyên quá trình giải bài tập của sinh viên; tổ chức cho sinh viên thảo luận nhóm và làm việc cá nhân.
• Đối với người học: Thực hiện quy trình học tập chủ động: đọc trước nội dung giáo trình theo từng chương trước khi đến lớp, theo dõi giáo viên thao tác làm mẫu, chủ động giải bài tập và tham gia thảo luận nhóm để hình thành kỹ năng giải quyết bài toán cơ học.

Bài tập, thực hành và cấu trúc thời lượng

Theo chương trình chi tiết môn học, tổng thời lượng là 45 giờ (được cấu trúc thành 14 giờ lý thuyết, 29 giờ bài tập/thảo luận/thực hành và 2 giờ kiểm tra). Hệ thống bài tập trong giáo trình bao gồm:

• Các ví dụ tính toán phản lực dây cáp và thanh chống trong hệ giàn chịu tải trọng tập trung (áp dụng định lý 3 lực đồng quy và phương pháp chiếu giải tích).
• Bài toán vẽ biểu đồ lực dọc $N_z$, tính ứng suất pháp $\sigma$ từng đoạn và xác định độ biến dạng dọc tuyệt đối $\Delta l$ của thanh bậc chịu nhiều lực dọc trục ($P_1, P_2, P_3$).
• Bài toán tính bền cắt và dập cho mối ghép đinh tán nối các tấm thép số 3.

Assessment methods

Quy trình kiểm tra và đánh giá tuân thủ Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội:

• Kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) & Kiểm tra định kỳ (Hệ số 2): Chiếm trọng số 40% điểm môn học. Bài kiểm tra thường xuyên tổ chức sau 35 giờ học (đánh giá các chuẩn đầu ra A1–A5, B1–B3, C1–C2); bài kiểm tra định kỳ tổ chức sau 45 giờ học (đánh giá A1–A6, B1–B4, C1–C2).
• Thi kết thúc môn học: Chiếm trọng số 60% tổng điểm môn học, đánh giá toàn diện chuẩn đầu ra kiến thức, kỹ năng và mức độ tự chủ.
• Quy đổi điểm: Điểm đánh giá chấm theo thang điểm 10 (làm tròn 1 chữ số thập phân), tổng hợp theo trọng số và quy đổi sang điểm chữ, thang điểm 4 theo hệ thống đào tạo tín chỉ.

Self-study guidelines

• Sinh viên phải nghiên cứu giáo trình và chuẩn bị tài liệu, phiếu học tập trước khi vào lớp.
• Quy định chuyên cần: Tham dự tối thiểu 70% thời lượng lý thuyết (vắng quá 30% thời lượng lý thuyết phải học lại môn học); tham dự đầy đủ 100% các buổi thực hành/thảo luận (vắng quá 1% số tiết thực hành không đủ điều kiện dự thi).
• Hình thức tự học kết hợp: Phân nhóm 2 người học cùng phối hợp xử lý số liệu, trao đổi bài tập và phân tích các trường hợp chịu lực cụ thể của chi tiết máy.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Cơ sở pháp lý và tính chuẩn hóa

Giáo trình được biên soạn bởi Ban chủ nhiệm bộ môn gồm các giảng viên: Lê Duy Nam (Chủ biên), Huỳnh Công Hải, An Đình Quân thuộc Bộ môn Cơ khí, Khoa Cơ khí Động lực, Trường Cao đẳng Dầu khí. Văn bản được thẩm định và ban hành chính thức theo Quyết định số 194/QĐ-CĐDK năm 2020, đảm bảo tính chuẩn hóa cao nhất về khung chương trình dạy nghề kỹ thuật cơ khí theo quy định của Tổng cục Giáo dục nghề nghiệp.

Tính liên kết công nghiệp dầu khí

Khác với các giáo trình cơ lý thuyết trừu tượng thông thường, tài liệu này được cấu trúc hóa để làm nền tảng trực tiếp cho ngành nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí. Kiến thức về lực liên kết, ma sát trượt - lăn, ứng suất kéo, nén, cắt, dập, xoắn và uốn được định hướng phục vụ trực tiếp việc giải thích trạng thái làm việc và hỏng hóc của các thiết bị công nghiệp lọc hóa dầu như: thân lò hơi, tua bin, cánh bơm ly tâm, ty van áp lực, mặt bích đường ống dẫn dầu khí và trục máy nén khí.

Nguồn tài liệu tham khảo học thuật

Nội dung giáo trình kế thừa và chuẩn hóa kiến thức từ các tài liệu kinh điển trong hệ thống giáo dục đại học và kỹ thuật chuyên nghiệp tại Việt Nam:

1. Đỗ Sanh – Cơ học ứng dụng, Nhà xuất bản Giáo dục, 2001.
2. Đặng Thanh Tân – Giáo trình Cơ học lý thuyết, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật.
3. Đặng Thanh Tân – Giáo trình Sức bền vật liệu, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên chuyên ngành: Sinh viên trình độ Cao đẳng và Trung cấp nghề thuộc chuyên ngành Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, Kỹ thuật sửa chữa cơ khí, Cơ khí động lực tại Trường Cao đẳng Dầu khí và các trường đào tạo nghề kỹ thuật công nghiệp.
• Điều kiện tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành khối kiến thức các môn văn hóa/đại cương, nắm vững các kiến thức toán học cơ bản về hình học vectơ, lượng giác, phương pháp giải hệ phương trình đại số và các định luật vật lý cơ bản về động lực học Newton.
• Giảng viên và cán bộ đào tạo: Dùng làm giáo trình giảng dạy chuẩn cho học phần CK19MH03; tài liệu căn cứ để biên soạn đề cương bài giảng, phiếu học tập, đề thi trắc nghiệm - tự luận và ngân hàng câu hỏi đánh giá chuẩn đầu ra.
• Kỹ thuật viên tự học và tra cứu: Kỹ thuật viên bảo dưỡng, công nhân kỹ thuật tại các công trình dầu khí, nhà máy lọc hóa dầu có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo để tra cứu nhanh các công thức tính toán sức bền liên kết đinh tán, then, trục, dầm đỡ và bảng cơ tính vật liệu kim loại.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với ai?

Giáo trình được biên soạn chuyên biệt cho sinh viên trình độ Cao đẳng và Trung cấp nghề thuộc nhóm ngành Kỹ thuật Cơ khí, đặc biệt là nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí; đồng thời là tài liệu tham khảo cho kỹ thuật viên bảo trì cơ khí tại các nhà máy công nghiệp.

2. Cần kiến thức nền nào để học tốt giáo trình này?

Người học cần có kiến thức nền tảng về Toán học (đại số tuyến tính cơ bản, lượng giác, giải hệ phương trình bậc nhất, phép tính vectơ) và Vật lý đại cương (phần cơ học cổ điển: lực, điều kiện cân bằng điểm chất, chuyển động học).

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các giáo trình Cơ kỹ thuật thông thường?

Giáo trình tinh giản tối đa các phần chứng minh lý thuyết phức tạp của toán cao cấp, tập trung mạnh vào phương pháp giải bài toán thực hành kỹ thuật (tính phản lực liên kết, vẽ biểu đồ nội lực, tính bền kéo - nén - cắt - dập cho kết cấu đinh tán, mối ghép chi tiết máy) phục vụ trực tiếp cho công việc bảo dưỡng thiết bị công nghiệp dầu khí.

4. Làm sao để tự học và nắm vững kiến thức môn học hiệu quả?

Người học cần đọc kỹ lý thuyết từng chương, tự giải lại các bài tập ví dụ mẫu có lời giải trong giáo trình (như bài toán hệ giàn chịu lực, bài toán dầm bậc chịu kéo nén), chủ động hoàn thành các câu hỏi ôn tập ở cuối mỗi chương và kết hợp đối chiếu các dạng bài toán với hiện tượng thực tế tại xưởng thực tập.

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

Kèm theo giáo trình là hệ thống câu hỏi thảo luận cuối chương, bài tập tình huống thực hành, phiếu học tập tại lớp và các nguồn tài liệu tham khảo chuẩn như Cơ học ứng dụng (Đỗ Sanh - NXB Giáo dục) và Giáo trình Cơ học lý thuyết, Sức bền vật liệu (Đặng Thanh Tân - ĐH Sư phạm Kỹ thuật).

---

Kết luận

Giáo trình Cơ kỹ thuật (CK19MH03) của Trường Cao đẳng Dầu khí đóng vai trò cầu nối nền tảng giữa khoa học cơ bản và các mô đun kỹ thuật chuyên ngành sửa chữa thiết bị công nghiệp. Giá trị cốt lõi của giáo trình nằm ở tính hệ thống, phương pháp trình bày logic, chặt chẽ và bám sát thực tiễn kỹ thuật cơ sở. Lộ trình học tập khuyến nghị là tiếp cận tuần tự từ việc làm chủ 4 tiên đề tĩnh học, phương pháp giải tích hệ lực phẳng (Phần I) đến việc vận dụng phương pháp mặt cắt để tính toán độ bền kéo, nén, cắt, dập, uốn, xoắn (Phần II). Việc kết hợp nghiên cứu giáo trình cùng hệ thống tài liệu tham khảo của Đỗ Sanh, Đặng Thanh Tân và quy chuẩn đánh giá theo Thông tư 09/2017/TT-LĐTBXH sẽ đảm bảo đạt được toàn diện các chuẩn đầu ra kiến thức, kỹ năng nghề nghiệp đã đề ra.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 1. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN CÁC KHÁI NIỆM a. Lực - Trong thực tế các vật thể luôn luôn tác dụng tương hỗ lẫn nhau. Ví dụ: lực tương tác giữa trái đất và mặt trăng, một vật đặt trên bàn tác dụng lên bàn 1 sức ép ngược lại mặt bàn cũng đặt lên vật một lực giữ cho vật khỏi rơi, chính những tác dụng tương hỗ giữa các vật đó gọi là lực và ta có định nghĩa sau: “Lực là đại lượng đặc trưng cho tác dụng tương hỗ giữa các vật mà kết quả là gây nên sự thay đổi trạng thái động học của các vật đó.” - Các yếu tố xác định lực: Một lực được đặc trưng bởi 3 yếu tố đó là: Điểm đặt, phương chiều và độ lớn.

▪ Điểm đặt của lực: là điểm trên vật mà tại đó lực tác dụng vào vật. ▪ Phương chiều của lực: Một lực tác dụng vào vật bao giờ cũng có phương chiều nhất định. ▪ Độ lớn (cường độ) của lực: Các lực có độ mạnh yếu khác nhau, để biểu thị độ mạnh yếu đó người ta dùng đại lượng gọi là cường độ của lực. Đơn vị của lực: trong hệ SI, lực được đo bằng đơn vị Niutơn ký hiệu là N; kilogam lực ký hiệu là KG.

1KG = 9,81N; 1N = 1kgm/s2 Lực được đặc trưng bởi các yếu tố điểm đặt, phương chiều và độ lớn do vậy lực được biểu diễn bằng một vec tơ lực có điểm đặt và phương chiều là điểm đặt và phương chiều của lực, có độ dài tỷ lệ với cường độ lực. Đường thẳng mang vec tơ lực gọi là đường tác dụng của lực. Ví dụ một lực 𝐹⃗ tác dụng vào vật Trang 16 b. Vật rắn tuyệt đối Là vật thể mà khoảng cách giữa 2 điểm bất kỳ thuộc vật không thay đổi dưới tác dụng của lực.

Nói một cách khác nó không biến dạng dưới tác dụng của lực Trong thực tế, vật dưới tác dụng của lực cụ thể có độ biến dạng rất nhỏ so với kích thước của nó được coi gần đúng là vật rắn tuyệt đối Trong tĩnh học chỉ xét vật rắn tuyệt đối, còn vật biến dạng là đối tượng nghiên cứu của môn Sức bền vật liệu. Trạng thái cân bằng Vật rắn ở trạng thái cân bằng nếu nó đứng yên hoặc chuyển động tịnh tiến thẳng đều so với một vật được chọn làm mốc (chuẩn) mà ta gọi là hệ qui chiếu. Trong tĩnh học ta xét sự cân bằng của vật đối với hệ qui chiếu được biểu thị bằng hệ trục tọa độ gắn với trái đất gọi là hệ qui chiếu quán tính. HỆ TIÊN ĐỀ TĨNH HỌC TIÊN ĐỀ 1 (TIÊN ĐỀ CÂN BẰNG) Điều kiện cần và đủ để hai lực tác dụng lên vật rắn tuyệt đối được cân bằng là chúng phải có cùng đường tác dụng, cùng cường độ nhưng ngược chiều nhau.

Cặp lực cân bằng TIÊN ĐỀ 2 (TIÊN DỀ BIẾN ĐỔI TƯƠNG ĐƯƠNG) Tác dụng của hệ lực không thay đổi khi ta thêm hoặc bớt đi một hệ lực cân bằng. *HỆ QUẢ TIÊN ĐỀ 2 Tác dụng của lực lên 1 vật không thay đổi khi ta trượt lực đó trên đường tác dụng của nó. - Thật vậy: Với lực ban đầu tác dụng vào vật tại điểm A, ký hiệu là FA. Theo tiên đề 2 ta thêm vào tại diểm B bất kỳ trên đường tác dụng 2 lực trực đối FB và FB¢ ( sao cho ( FA = FB ).

Hệ trở thành: FA , FB , FB' ) Vận dụng tiên đề 1 thì: có thể bỏ đi. Vậy từ lực FA ban đầu, nay thành lực FB hay nói một cách khác: lực là vec tơ trượt. A FA F’ B FB Hình 1. Chứng minh hệ quả tiên đề 2 Trang 17 TIÊN ĐỀ 3 (TIÊN ĐỀ HỢP LỰC) Hệ 2 lực đặt tại 1 điểm, tương đương với 1 lực đặt tại điểm đó có trị số, phương, chiều biểu diễn bởi đường chéo của hình bình hành với 2 cạnh là 2 lực đã cho.

F1 R O F1 + F2 = R F2 TIÊN ĐỀ 4 (TIÊN HìnhDỀ TÁC1. Tổng DỤNG hợp lực từ 2 HỖ) TƯƠNG lực thành phần: , F2 Ứng với 1 lực tác dụng bất kỳ bao giờ cũngF1có 1 phản lực bằng và ngược chiều với nó. Nói một cách khác nếu vật này tác dụng lên vật kia một lực thì ngược lại nó cũng bị vật kia tác dụng lại một phản lực có cùng đường tác dụng, cùng cường độ nhưng ngược chiều và đặt lên vật gây tác động. Tiên đề 4 Chú ý: Lực tác dụng và phản lực không phải là 2 lực cân bằng vì chúng luôn đặt vào 2 vật khác nhau.

LIÊN KẾT VÀ PHẢN LỰC LIÊN KẾT KHÁI NIỆM LIÊN KẾT - Vật thể được gọi là tự do khi nó có thể chuyển động tuỳ ý theo mọi phương trong không gian mà không bị cản trở. Vật mà dịch chuyển của nó trong không gian bị các vật khác có liên quan tiếp xúc hoặc khống chế gọi là vật không tự do, tất cả các các đối tượng có tác dụng khống chế dịch chuyển của vật khảo sát trong không gian được gọi là liên kết. Ví dụ: Vật đặt trên mặt bàn, cánh cửa treo trên bản lề. Liên kết trong trường hợp này là “mặt bàn” không cho phép vật di chuyển theo phương thẳng đứng hướng xuống dưới, “ bản lề” không cho phép cánh cửa rời khỏi khung.

PHẢN LỰC LIÊN KẾT - Sở dĩ có sự cản trở chuyển động là do tại các mối liên kết, vật gây liên kết (như là mặt bàn, khung bản lề) đã tác dụng lên vật khảo sát 1 lực làm hạn chế xu hướng chuyển động của vật, lực đó gọi là phản lực liên kết. - Phản lực liên kết có các tính chất sau: + Luôn đặt vào vật khảo sát tại chỗ tiếp xúc giữa 2 vật. + Cùng phương, ngược chiều với chiều xu hướng chuyển động bị cản trở. + Độ lớn phụ thuộc vào lực tác động Trang 18 CÁC LOẠI LIÊN KẾT THƯỜNG GẶP a.

Liên kết tựa N NA NB P Hình 1.6 - Ký hiệu: N - Điểm đặt: đặt vào vật khảo sát, tại vị trí tiếp xúc giữa 2 vật - Phương: vuông góc với mặt tiếp xúc chung - Chiều: ngược với xu hướng chuyển động bị cản trở - Trị số: chưa xác định A B b. Liên kết dây mềm - Ký hiệu : T T - Điểm đặt : tại điểm buộc vào vật TA TB - Phương : theo phương của dây - Chiều : ngược với xu hướng chuyển động bị cản trở - Trị số : chưa xác định P P Hình 1. Liên kết dây mềm c. Liên kết thanh SA SB SB SA C A - Ký hiệu: S A B - Điểm đặt: tại liên kết - Phương: nằm trên đường nối tâm của 2 đầu thanh - Chiều: ngược với xu hướng chuyển động bị cản trở - Trị số: chưa xác định P B Hình 1.

Liên kết thanh d. Liên kết bản lề Liên kết là khớp bản lề: Trang 19 - Khớp bản lề di động: chỉ hạn chế chuyển động của vật khảo sát theo chiều vuông góc với mặt phẳng trượt do đó phản lực liên kết có phương vuông góc với mặt trượt R Y Y Y X Gối đỡ bản lề di động Gối đỡ bản lề cố định Hình 1. Liên kết gối đỡ bản lề di động và cố định - Khớp bản lề di động có phản lực liên kết: + Ký hiệu: Y + Điểm đặt: Tại tâm bản lề + Phương: Vuông góc với mặt tựa + Chiều: Ngược với xu hướng chuyển động bị cản trở + Trị số: Chưa xác định - Khớp bản lề cố định: chỉ cho phép vật khảo sát quay quanh trục của bản lề và hạn chế các chuyển động vuông góc với trục quay của bản lề. - Khớp bản lề cố định có phản lực liên kết: + Ký hiệu: R + Điểm đặt: Tại tâm bản lề + Phương, chiều, trị số chưa biết + Để tiện cho việc tính toán ta phân R thành 2 thành phần vuông góc với nhau là X và Y ❖ Liên kết bản lề trụ: vật di chuyển theo phương vuông góc với bản lề trục bản lề đều bị ngăn cản nên phản lực R A có phương vuông góc với trục bản lề ➢Liên kết bản lề cầu: Phản lực R có phương bất kỳ và qua tâm O của bản lề vì chuyển động của vật theo hướng nào cũng bị ngăn cản.

Liên kết bản lề trụ và bản lề cầu Liên kết bản lề trụ Liên kết bản lề cầu e. Liên kết ngàm : Vật gây liên kết giữ chặt vật liên kết không cho thực hiện bất cứ chuyển động nào Trang 20 Hình 1. Liên kết ngàm ❖ TÓM TẮT CHƯƠNG 1: 1.Các khái niệm cơ bản, các định nghĩa 1.Hệ tiên đề tĩnh học 1.Liên kết và phản lực liên kết ❖ CÂU HỎI VÀ TÌNH HUỐNG THẢO LUẬN CHƯƠNG 1: 1. Nêu khái niệm về lực và trang thái cân bằng? 2.

Hãy phát biểu nội dung tiên đề 2 về biến đổi tương đương? 3. Nêu các loại lực liên kết cơ bản? Trang 21 HỆ LỰC PHẲNG ĐỒNG QUY ❖ GIỚI THIỆU CHƯƠNG 2 Chương 2 giới thiệu về hệ lực phẳng đồng quy. ❖ MỤC TIÊU CHƯƠNG 2 Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: ➢ Về kiến thức: - Trình bày được các khái niệm về hệ lực phẳng đồng quy ➢ Về kỹ năng: Vận dụng các công thức đã học để giải các bài toán về hệ lực phẳng đồng quy - bằng phương pháp hình học và phương pháp giải tích ➢ Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỷ, chính xác, trung thực của sinh viên. - Có ý thức tự giác, có tính kỷ luật cao, có tinh thần tập thể, có tránh nhiệm với công việc.

❖ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 2 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, làm mẫu, hướng dẫn thường xuyên, theo dõi, rút kinh nghiệm cho người học); yêu cầu người học thực hiện theo giáo viên hướng dẫn (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 2) trước buổi học; theo dõi giáo viên làm mẫu, làm theo, rút kinh nghiệm đề thực tập lần sau đạt được kỹ năng tay nghề theo yêu cầu kỹ thuật chương 2 đúng thời gian quy định. ❖ ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 2 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học lý thuyết cơ bản - Trang thiết bị máy móc: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn. - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phiếu học tập.