Tổng quan về giáo trình

Giáo trình "Kỹ thuật sửa chữa cơ khí" (Mã môn học: MECM64016) là tài liệu giảng dạy và học tập chính thức được ban hành theo Quyết định số 212/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 03 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Dầu khí thuộc Tập đoàn Dầu khí Việt Nam. Giáo trình do tập thể tác giả gồm Võ Tấn Hoà (Chủ biên), Lê Duy Nam và Bùi Việt An biên soạn, lưu hành nội bộ với dung lượng 76 trang, phục vụ chương trình đào tạo trình độ Cao đẳng nghề cho nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí.

Trong cấu trúc chương trình đào tạo tổng thể gồm 100 tín chỉ (2.310 giờ), môn học "Kỹ thuật sửa chữa cơ khí" có thời lượng 4 tín chỉ (tương đương 60 giờ học, gồm 56 giờ lý thuyết và 4 giờ kiểm tra). Môn học giữ vị trí bản lề trong nhóm các môn học, mô-đun chuyên môn ngành; được bố trí giảng dạy sau các môn học cơ sở như Vẽ kỹ thuật (MECM52003, MECM62012), Vật liệu cơ khí (MECM53002), Dung sai (MECM53001), Cơ kỹ thuật (MECM64011), Gia công nguội cơ bản (MECM53104), Nguyên lý - Chi tiết máy (MECM62015) và trước các mô-đun thực hành chuyên sâu về thiết bị công nghiệp dầu khí.

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng tới việc chuẩn hóa kiến thức và kỹ năng nghề nghiệp cho sinh viên theo ba nhóm chuẩn đầu ra:

  • Kiến thức (A1–A4): Trình bày tổ chức và kỹ thuật sửa chữa tại phân xưởng; nhận diện các dạng hư hỏng cơ học, nhiệt, mài mòn; nắm vững quy trình tháo lắp chi tiết máy và các biện pháp an toàn kỹ thuật.
  • Kỹ năng (B1–B4): Thao tác thành thạo dụng cụ tháo lắp cầm tay; sử dụng các dụng cụ đo lường chuyên dụng để kiểm tra sai lệch hình học; lập quy trình công nghệ tháo lắp và phục hồi chi tiết máy, cụm cơ cấu thông dụng.
  • Năng lực tự chủ và trách nhiệm (C1–C2): Nhận thức vai trò của công tác bảo trì - sửa chữa cơ khí, tuân thủ kỷ luật lao động và quy định an toàn tại phân xưởng.

Cấu trúc giáo trình gồm 6 chương lý thuyết kết hợp hệ thống câu hỏi, bài tập tình huống và 4 bài kiểm tra đánh giá định kỳ, tiếp cận từ tổng quan trạng thái kỹ thuật của thiết bị đến các giải pháp công nghệ phục hồi chi tiết cơ khí.


Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Nội dung giáo trình được thiết kế gồm 6 chương theo tiến trình logic từ tổng quan lý thuyết, trang bị dụng cụ, phương pháp chẩn đoán đo kiểm đến các kỹ thuật gia công phục hồi và lắp ráp cơ cấu truyền động:

Chương 1: Tổng quan về máy, thiết bị (9 giờ)
Chương 3: Các phương pháp kiểm tra chi tiết máy và máy (9 giờ)
  • Chương 1: Tổng quan về máy, thiết bị (9 giờ): Cung cấp khái niệm về máy, cụm chi tiết, chi tiết máy đơn giản (then, chốt, đai ốc, bu lông) và phức tạp (trục thẳng, trục khuỷu, bánh răng). Định nghĩa các thông số trạng thái kỹ thuật: dự trữ kỹ thuật, thời hạn làm việc, thời gian đã vận hành, tuổi thọ, độ tin cậy, tính ổn định và tính sửa chữa thích ứng. Phân tích 4 giai đoạn làm việc của máy (chạy thử không tải, chạy thử có tải, giai đoạn công tác bình thường, giai đoạn hư hỏng); phân biệt bề mặt hình học (danh nghĩa) và bề mặt kỹ thuật (thực tế); phân loại 3 nhóm hư hỏng do vận hành gồm mòn ma sát, hư hỏng cơ học và hư hỏng hóa nhiệt.
  • Chương 2: Dụng cụ và thiết bị trong sửa chữa (5 giờ): Mô tả cấu tạo và nguyên tắc an toàn khi sử dụng dụng cụ cầm tay (cờ lê miệng, tròng, cờ lê đóng; kìm kẹp tôi cứng, kìm cắt vỏ bọc cách điện, kìm bấm chết bằng thép không gỉ; búa sắt, mỏ lết, lục giác, tuốc-nơ-vít thép chrom-vanadium, máy mài cầm tay, máy khoan cầm tay). Trình bày thông số kỹ thuật, quy trình kiểm tra xích/móc và thao tác an toàn với thiết bị nâng hạ tải trọng nặng gồm pa lăng xích kéo tay, pa lăng điện, kích (con đội) thủy lực và kỹ thuật di chuyển tải bằng cầu trục.
  • Chương 3: Các phương pháp kiểm tra chi tiết máy và máy (9 giờ): Trình bày hai nhóm phương pháp kiểm tra:
    • Kiểm tra không phá hủy (NDT): Quan sát mắt thường/kính hiển vi; đo kích thước hao hụt; kiểm tra sai lệch hình dáng và vị trí hình học (độ thẳng bằng thước kiểm, khe hở ánh sáng, thước nhét, ni vô, ống ngắm chuẩn trực; độ đồng trục; độ vuông góc; độ kín bằng khí nén/chất lỏng); chiếu tia xuyên thấu Rơngen phát hiện bọt khí, ngậm xỉ; phương pháp hạt từ xác định khuyết tật sâu dưới 10 mm; phương pháp siêu âm; phương pháp thẩm thấu phát quang huỳnh quang (hỗn hợp 0,25L dầu biến thế, 0,5L dầu lửa, 0,25L xăng rồi soi tia cực tím); kiểm tra áp lực bình chứa.
    • Kiểm tra phá hủy: Thử nghiệm cơ tính (độ bền kéo, nén, độ dai va đập, độ dẻo, độ cứng) và phân tích tổ chức kim tương tế vi.
    • Dụng cụ đo lường: Thước cặp cơ khí/điện tử, panme đo trong/đo ngoài (dải đo 0–1.000 mm, sai số ±1 µm đến ±16 µm), ni vô thăng bằng bọt nước, ê ke góc (90°, 60°, 30°), đồng hồ so kiểm tra độ đảo hướng kính và độ phẳng.
  • Chương 4: Các phương pháp sửa chữa và phục hồi (12 giờ): Xác định mục đích phục hồi hình dáng, kích thước lắp ghép và tính năng kỹ thuật của chi tiết cũ với giá thành chiếm khoảng 15 ÷ 46% giá thành chi tiết chế tạo mới. Hệ thống hóa các phương pháp công nghệ phục hồi:
    • Thay đổi kích thước ban đầu: Phương pháp kích thước sửa chữa (phân cấp gia công theo Cod 1, Cod 2... đối với hệ lỗ thu nhỏ và hệ trục giảm/tăng kích thước như mài cổ trục khuỷu, doa xi lanh); phương pháp phụ thêm chi tiết (ép ống lót, bạc lót vát mép 30°–45°, ép sơ mi gang xám vào lòng xi lanh); phương pháp thay đổi một phần chi tiết (cắt bỏ phần hỏng và hàn ghép đoạn mới).
    • Phương pháp công nghệ chuyên biệt: Đúc hợp kim lót Babít/chì; gia công áp lực (rèn, dập, cán, kéo biến cứng); hàn đắp hồ quang/hàn khí/hàn áp lực; phun đắp kim loại bằng ngọn lửa khí hoặc hồ quang điện; mạ điện phân (Cu, Ni, Cr, Zn, Cd, Fe, Pb, Sn) và mạ hóa học/nhúng kim loại; nhiệt luyện (ủ, tôi, ram, hóa già) và hóa nhiệt luyện (thấm C, N₂, Si, Bo, Al, Cr); gia công cắt gọt (cạo sửa, lắp chọn); gia công đặc biệt (tia lửa điện EDM, laser, siêu âm, gia công điện hóa).
  • Chương 5: Kỹ thuật sửa chữa, lắp đặt một số chi tiết máy, bộ phận máy thông dụng (17 giờ): Quy trình kỹ thuật tháo, kiểm tra và lắp ráp:
    • Ổ lăn: Kỹ thuật tháo bằng vam chuyên dụng, búa - đục đồng hoặc vít đẩy qua lỗ ren định vị sau hốc ổ; kiểm tra vết tróc rỗ tế vi trên rãnh lăn; đo độ đảo và độ lệch tâm bằng đồng hồ so (tiêu chuẩn độ lệch tâm cho phép là 1,0 mil/inch đường kính, tương đương 4,0 mil/inch với đường kính 4 inches); quy trình ép ổ lăn vào trục/hốc ổ bằng ống lót chuyên dụng.
    • Ổ trượt: Kiểm tra ngỗng trục, gối đỡ và ống lót; nguyên lý bôi trơn thủy động; kỹ thuật định vị ép bạc lót nguyên hoặc bạc lót hai nửa vào thân máy.
    • Khớp nối và bộ truyền động: Nguyên lý bù sai lệch trục, chống quá tải và kỹ thuật căn chỉnh các bộ truyền động cơ khí.
  • Chương 6: Kỹ thuật bôi trơn và làm kín (4 giờ): Nguyên lý bôi trơn giảm ma sát và kỹ thuật làm kín mối ghép, ngăn ngừa rò rỉ môi chất trong cụm thiết bị công nghiệp.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Giáo trình củng cố các nền tảng khoa học - kỹ thuật ứng dụng:

  • Lý thuyết ma sát - mài mòn và chất lượng bề mặt: Khái niệm phân lớp chất lượng bề mặt gia công kim loại (lớp mỏng dưới bề mặt có chiều sâu $a \le 1\text{ mm}$ chịu ảnh hưởng của ứng suất dư, độ biến cứng và biến đổi pha tổ chức).
  • Cơ sở dung sai và lắp ghép sửa chữa: Mối quan hệ chuỗi kích thước lắp ghép giữa các chi tiết lắp cố định (tháo được/không tháo được) và mối lắp di động; nguyên tắc điều chỉnh khe hở, độ dôi lắp ghép theo cấp kích thước sửa chữa.
  • Khoa học vật liệu và công nghệ nhiệt luyện: Sự chuyển pha tế vi khi xử lý nhiệt luyện (ủ, thường hóa, tôi, ram) và hóa nhiệt luyện khuếch tán nguyên tố kim loại/phi kim (thấm cacbon, nitơ, crom, silic) nhằm phục hồi độ cứng bề mặt chi tiết máy.

Kỹ năng phát triển

Thông qua các nội dung kỹ thuật, người học hình thành các nhóm năng lực thực hành:

  • Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Thao tác chuẩn xác các dụng cụ tháo lắp cơ khí; vận hành thiết bị nâng chuyển tải trọng nặng (pa lăng, con đội thủy lực); sử dụng thành thạo các thiết bị đo kiểm sai số kích thước (panme, thước cặp, đồng hồ so) và thiết bị chẩn đoán khuyết tật không phá hủy.
  • Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Phân tích dạng mòn, xác định nguyên nhân hư hỏng cơ học hoặc ăn mòn hóa nhiệt trên bề mặt chi tiết; tính toán và lựa chọn cấp kích thước sửa chữa (Cod) hoặc độ dày ống lót phụ trợ phù hợp với độ bền chi tiết.
  • Năng lực thực tế (Practical competencies): Xây dựng quy trình công nghệ phục hồi chi tiết máy đạt hiệu quả kinh tế - kỹ thuật; lập phương án gia công phục hồi tại phân xưởng bảo trì thiết bị chế biến dầu khí.

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình định hướng quy trình tổ chức dạy học kết hợp giữa truyền thụ lý thuyết chuyên môn và phân tích bài tập tình huống thực tế:

Hoạt động dạy học

Phương pháp sư phạm và hoạt động học tập

  • Đối với giảng viên: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực (diễn giảng ngắn gọn, nêu vấn đề kỹ thuật, vấn đáp trực tiếp); hướng dẫn sinh viên tra cứu tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam và quốc tế; giao câu hỏi thảo luận và bài tập xử lý tình huống hư hỏng cơ khí theo từng chương.
  • Đối với người học: Thực hiện phương pháp tự học kết hợp làm việc nhóm (mỗi nhóm từ 4–6 sinh viên). Nhóm trưởng phân công nhiệm vụ nghiên cứu từng nội dung trong bài học; các thành viên tổng hợp số liệu, thảo luận giải pháp kỹ thuật, ghi chép và hoàn thiện báo cáo nhóm trước khi tham gia giờ học chính khóa.

Phương pháp kiểm tra và đánh giá

Quy trình đánh giá môn học tuân thủ Quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh và Xã hội, cụ thể hóa tại Trường Cao đẳng Dầu khí:

Hình thức đánh giá Chuẩn đầu ra đánh giá Phương pháp & Công cụ Thời điểm thực hiện Trọng số điểm
Kiểm tra thường xuyên A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2 Hỏi miệng, viết, thuyết trình, câu hỏi ngắn Sau mỗi 15 giờ học 40%
Kiểm tra định kỳ A4, B4, C3 Trắc nghiệm, tự luận, báo cáo kỹ thuật (4 bài) Phân bố tại Chương 2, 4, 5, 6 (Tính trong điểm quá trình)
Thi kết thúc môn học A1–A5, B1–B5, C1–C3 Tự luận, trắc nghiệm hoặc vấn đáp kỹ thuật Sau khi kết thúc 60 giờ 60%
  • Quy đổi điểm số: Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học chấm theo thang điểm 10 (làm tròn đến một chữ số thập phân), tính điểm tổng hợp môn học theo trọng số rồi quy đổi sang điểm chữ và thang điểm 4 theo quy định đào tạo tín chỉ.
  • Điều kiện chuyên cần: Người học phải tham dự tối thiểu 70% tổng số tiết lý thuyết. Trường hợp vắng mặt quá 30% thời lượng quy định, sinh viên không đủ điều kiện dự thi và phải đăng ký học lại môn học.

Điểm nổi bật và cập nhật

  • Tính chuẩn hóa theo chương trình đào tạo nghề dầu khí (Ban hành năm 2022): Giáo trình được biên soạn mới theo Quyết định số 212/QĐ-CĐDK, tích hợp vào chương trình khung 77 tín chỉ chuyên môn nghề của nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, đảm bảo sự liên kết chặt chẽ với các công đoạn bảo dưỡng máy công nghiệp thực tế.
  • Tích hợp các phương pháp chẩn đoán không phá hủy (NDT) hiện đại: Giáo trình cập nhật chi tiết các phương pháp kiểm tra kỹ thuật đang được ứng dụng rộng rãi tại các cơ sở công nghiệp:
    • Phương pháp kiểm tra hạt từ tính (Magnetic Particle Testing) phát hiện khuyết tật bề mặt và dưới bề mặt đến độ sâu 10 mm.
    • Phương pháp siêu âm dò khuyết tật kim loại hiển thị màn hình sóng.
    • Phương pháp chiếu tia xuyên thấu bức xạ Rơngen kiểm tra cấu trúc bên trong mối hàn và vật đúc dày.
    • Phương pháp thẩm thấu phát quang huỳnh quang dưới ánh sáng tia cực tím.
  • Hệ thống hóa các công nghệ phục hồi bề mặt tiên tiến: Bên cạnh các phương pháp cơ học truyền thống (hàn đắp, gia công áp lực, gia công cắt gọt), tài liệu bổ sung các giải pháp công nghệ cao như phun kim loại hồ quang/khí, mạ điện phân đa lớp bảo vệ, gia công tia lửa điện (EDM), gia công chùm tia laser, gia công siêu âm và gia công điện hóa.
  • Gắn liền bài toán kỹ thuật với hiệu quả kinh tế: Tài liệu cung cấp dữ liệu kinh tế - kỹ thuật thực tiễn: chi phí thực hiện phục hồi chi tiết máy thông thường chỉ chiếm từ 15% đến 46% so với chi phí mua sắm hoặc chế tạo chi tiết mới hoàn toàn, giúp người học định hình tư duy tối ưu hóa chi phí sản xuất trong bảo trì công nghiệp.

Đối tượng sử dụng giáo trình

  • Sinh viên chuyên ngành: Tài liệu học tập bắt buộc dành cho sinh viên hệ Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề thuộc nghề Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, cũng như sinh viên các ngành kỹ thuật cơ khí, cơ khí chế tạo máy, bảo trì thiết bị công nghiệp.
  • Điều kiện tiên quyết đối với người học: Sinh viên cần hoàn thành các môn học khoa học cơ bản và cơ sở khối ngành kỹ thuật cơ khí gồm:
    1. Vẽ kỹ thuật 1 & 2 (Mã: MECM52003, MECM62012)
    2. Vật liệu cơ khí (Mã: MECM53002)
    3. Dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật (Mã: MECM53001)
    4. Cơ kỹ thuật (Mã: MECM64011)
    5. Gia công nguội cơ bản (Mã: MECM53104)
    6. Nguyên lý - Chi tiết máy (Mã: MECM62015)
  • Vị trí cầu nối mô-đun: Giáo trình cung cấp kiến thức nền móng bắt buộc trước khi sinh viên học tập các mô-đun chuyên sâu: Sửa chữa - Bảo dưỡng van công nghiệp 1 & 2 (MECM55106, MECM63119), Sửa chữa - Bảo dưỡng bơm 1 & 2 (MECM53107, MECM63120), Sửa chữa - Bảo dưỡng máy nén khí (MECM53108), Sửa chữa - Bảo dưỡng động cơ đốt trong (MECM54109), Lò hơi và tua bin hơi (MECM65014).
  • Giảng viên và kỹ thuật viên cơ khí: Dùng làm tài liệu giảng dạy chuẩn hóa, xây dựng giáo án, đề thi và làm tài liệu tra cứu kỹ thuật phục vụ lập quy trình công nghệ tháo lắp, kiểm tra, sửa chữa tại các phân xưởng cơ khí, nhà máy lọc hóa dầu và các trạm bảo dưỡng công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

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

Giáo trình được thiết kế chuyên biệt cho sinh viên hệ đào tạo cao đẳng và trung cấp nghề ngành Sửa chữa thiết bị chế biến dầu khí, kỹ thuật viên sửa chữa cơ khí tại các nhà máy công nghiệp, cũng như giảng viên giảng dạy các môn học chuyên ngành bảo trì cơ khí.

2. Cần trang bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học môn này?

Người học cần hoàn thành các môn học cơ sở ngành cơ khí bao gồm: Vẽ kỹ thuật cơ khí (đọc và phân tích bản vẽ chế tạo, bản vẽ lắp), Vật liệu cơ khí và công nghệ kim loại, Cơ kỹ thuật (cơ học lý thuyết, sức bền vật liệu), Dung sai và đo lường kỹ thuật, Gia công nguội và Nguyên lý - Chi tiết máy.

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu sửa chữa cơ khí thông thường là gì?

Giáo trình tập trung chuyên sâu vào quy trình công nghệ sửa chữa thiết bị cơ khí công nghiệp nặng và dầu khí; hệ thống hóa đầy đủ các phương pháp kiểm tra không phá hủy hiện đại (siêu âm, hạt từ, tia Rơngen, phát quang); đưa ra quy chuẩn đo độ lệch tâm ổ lăn ($1\text{ mil/inch}$) và phương pháp phục hồi theo kích thước sửa chữa (Cod 1, Cod 2) kết hợp giải pháp công nghệ cao (EDM, laser, mạ kim loại, hóa nhiệt luyện).

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

Sinh viên cần đọc trước nội dung từng chương; phân tích các bảng phân loại hư hỏng và sơ đồ tháo lắp; tham gia thảo luận nhóm 4–6 người để giải quyết các câu hỏi thảo luận tình huống cuối mỗi chương; đồng thời liên hệ đối chiếu với các mô hình chi tiết máy thực tế tại phòng thực hành hoặc xưởng cơ khí.

5. Giáo trình có những tài liệu bổ trợ và tài liệu tham khảo nào đi kèm?

Giáo trình đi kèm hệ thống câu hỏi trắc nghiệm, bài tập tình huống sau mỗi chương và danh mục tài liệu tham khảo chuyên ngành gồm:

  • Công việc của người thợ sửa chữa cơ khí (Tô Xuân Giáp, NXB Giáo dục, 1998).
  • Kỹ thuật đo lường kiểm tra trong chế tạo cơ khí (Nguyễn Tiến Thọ, Nguyễn Thị Xuân Bảy, Nguyễn Thị Cẩm Tú, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2001).
  • Kim loại học và nhiệt luyện (Nghiêm Hùng, NXB Giáo dục, 1993).
  • Sổ tay Công nghệ chế tạo máy và các tài liệu tiêu chuẩn kỹ thuật cơ khí trong nước và quốc tế.

Kết luận

Giáo trình "Kỹ thuật sửa chữa cơ khí" (MECM64016) của Trường Cao đẳng Dầu khí hệ thống hóa toàn diện các kiến thức kỹ thuật từ chẩn đoán trạng thái làm việc, đo kiểm khuyết tật chi tiết máy đến các phương pháp công nghệ phục hồi và tháo lắp cơ cấu truyền động cơ khí. Lộ trình học tập được thiết kế khoa học: người học tiếp thu lý thuyết cơ sở -> rèn luyện kỹ năng nhận diện hư hỏng và đo kiểm NDT -> làm chủ công nghệ phục hồi kích thước lắp ghép -> thực hành lắp đặt cơ cấu máy thông dụng (ổ lăn, ổ trượt, khớp nối). Nguồn học liệu này, kết hợp cùng các giáo trình chuyên ngành bơm, van, máy nén khí và tài liệu tra cứu kỹ thuật chuẩn hóa, đáp ứng yêu cầu đào tạo nhân lực kỹ thuật cơ khí cho ngành công nghiệp chế biến dầu khí và cơ khí chế tạo.